JPWO2011158628A1

JPWO2011158628A1 - 集中制御検証装置、集中制御検証プログラム、集中制御検証方法

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Publication number: JPWO2011158628A1
Application number: JP2012520355A
Authority: JP
Inventors: 浩明井上; 昌治森本; 清久市野
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2013-08-19
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Also published as: US8938537B2; WO2011158628A1; US20130311647A1; JP5742841B2

Abstract

集中制御検証装置は、ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、検証部と、を備える。複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介してネットワーク集中制御部と通信可能に接続される。複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信する。複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、経路設定要求に応答して作成された経路指示情報をネットワーク集中制御部から受信する。検証部は、接続情報及び対象疑似スイッチによって受信された経路指示情報を参照して、ネットワーク集中制御部によって経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する。

Description

本発明は、ネットワーク集中制御技術に関する。特に、本発明は、ネットワーク集中制御システムにおけるネットワークの集中制御を検証するための技術に関する。

データセンタのような多数の計算機が配備されるシステムにおいては、それら計算機を効率よく接続するネットワーク技術が重要となる。そのようなシステムには、インターネットのような分散制御型のネットワーク構成ではなく、集中制御型のネットワーク構成が向いている。集中制御型のネットワークシステムは、以下「ネットワーク集中制御システム」と参照される。ネットワーク集中制御システムの一例として、Ｏｐｅｎｆｌｏｗ（http://www.openflowswitch.org/を参照）を利用したものが知られている。

図１は、典型的なネットワーク集中制御システムの構成を概略的に示している。当該ネットワーク集中制御システムは、ネットワークＮＥＴを集中的に管理・制御するネットワーク集中制御部１０（管理サーバ）を備えている。ネットワークＮＥＴ中には、複数のスイッチ２０が配置されている（図中では例として２０−０〜２０−４が示されている）。隣り合うスイッチ２０同士は、リンクＬＮを通して互いに接続されている。ネットワーク集中制御部１０と各スイッチ２０とは、制御リンクＬＣを通して互いに接続されている。

各スイッチ２０は、パケットを転送する機能を有している。例えば、各スイッチ２０に転送テーブルが設けられる。転送テーブルは、フロー識別情報とパケット転送先との対応関係を示すテーブルである。フロー識別情報は、例えば、パケットヘッダ情報や入力ポートを含む。各スイッチ２０は、そのような転送テーブルを参照することによって、入力ポートから受け取ったパケットを、指定された転送先に転送することができる。

ネットワーク集中制御部１０は、ネットワークＮＥＴにおけるパケットの伝送経路を決定・設定する機能を有している。例えば、ある端末が新規フローのパケットの送信を開始する。最初のパケットが最初のスイッチ２０（例えばスイッチ２０−０）に到達した時、当該スイッチ２０−０は、受け取ったパケットの転送先を知らない。そこで、スイッチ２０−０（要求元スイッチ）は、当該新規フローに関する経路設定要求ＲＥＱを、制御リンクＬＣを通してネットワーク集中制御部１０に送信する。ネットワーク集中制御部１０は、その経路設定要求ＲＥＱに応答して、当該新規フローに属するパケットの伝送経路を決定（設計）する。

伝送経路が決定されると、ネットワーク集中制御部１０は、決定された伝送経路上の各スイッチ２０（対象スイッチ）に対して、制御リンクＬＣを通して経路指示情報ＩＮＳを送信する。経路指示情報ＩＮＳは、対象スイッチ２０に対して、当該フローに属するパケットを当該決定された伝送経路に沿って転送するように指示する情報である。経路指示情報ＩＮＳを受信した対象スイッチ２０は、その経路指示情報ＩＮＳに従って、自身の転送テーブルの内容を設定する。その後は、伝送経路上の各スイッチ２０は、ネットワーク集中制御部１０に問い合わせを行うことなく、当該フローに属するパケットを転送することができる。

尚、Ｏｐｅｎｆｌｏｗの場合、“ＯｐｅｎｆｌｏｗＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ”が上記ネットワーク集中制御部１０に相当し、“ＯｐｅｎｆｌｏｗＳｗｉｔｃｈ”がスイッチ２０に相当する。Ｏｐｅｎｆｌｏｗの“ＳｅｃｕｒｅＣｈａｎｎｅｌ”を利用することにより、上述のような転送テーブルの設定が可能である。

一般的なインターネットの検証に関連する技術として、次のものが知られている。

特許文献１は、ネットワークの擬似試験装置を開示している。その擬似試験装置は、伝送路を監視する監視装置から検証データを受け取り、伝送路に接続される実際の装置もしくは実際の装置を擬似的に表す擬似装置に検証データを送信する。その擬似試験装置は、検証データの実際の装置に宛てられた宛先アドレスＡを擬似装置のアドレスに変換し、アドレス変換前の宛先アドレスＡを検証データに内包させる。そして、擬似試験装置は、擬似装置からの返信データの発信元アドレスを、元の宛先アドレスＡに変換する。

特許文献２は、擬似ネットワークスイッチ試験装置を開示している。その擬似ネットワークスイッチ試験装置は、複数の送受信ポートと、フレーム制御部と、制御フレーム生成部と、データフレーム生成部と、を備える。複数の送受信ポートには、複数の被試験機が接続される。フレーム制御部は、複数の送受信ポート間のフレームの中継を行う。制御フレーム生成部は、擬似制御フレームを生成し、生成した擬似制御フレームを送受信ポートから送出する。データフレーム生成部は、到達確認用のデータフレームを生成し、生成した到達確認用のデータフレームを送受信ポートから送出する。

特開平１１−２２０４８７号公報特開２００８−２２３７９号公報

本願発明者は、次の点に着目した。図１で示されたようなネットワーク集中制御システムでは、ネットワークＮＥＴ中の通信の検証だけでなく、ネットワーク集中制御部１０による集中制御処理を検証することも重要である。何故なら、ネットワーク集中制御部１０による処理が不正確であると、スイッチ間のパケット伝送が正確に行われなくなるからである。従って、ネットワーク集中制御部１０による集中制御処理を検証し、その正当性を保証することが望まれる。

このとき、検証は、網羅的に、且つ、高負荷に実施されることが好ましい。網羅的、且つ、高負荷な検証を行うためには、多量の経路設定要求ＲＥＱを適切なタイミングでネットワーク集中制御部１０に送ることが必要である。そのためには、スイッチ２０間で多量のパケットを転送し、且つ、任意のスイッチ２０が受信パケットの転送先を知らない状況をタイミング良く作り出すことが必要である。すなわち、スイッチ２０間の高帯域幅、及び、各スイッチ２０の可制御性（controllability）の両方が求められる。

しかしながら、ネットワーク集中制御システムにおいて使用されるスイッチ２０（物理スイッチ）の可制御性は、一般的に低い。可制御性を向上させるために、スイッチ２０をソフトウェアエミュレーションにより実現することも考えられる。しかしながらその場合、ソフトウェア処理が必要となるため、ハードウェア処理の場合と比較して、スイッチ２０間の転送帯域幅は低下してしまう。

本発明の１つの目的は、ネットワーク集中制御部による集中制御処理を、網羅的、且つ、高負荷に検証することができる技術を提供することにある。

本発明の１つの観点において、ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証装置が提供される。その集中制御検証装置は、ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、検証部と、を備える。複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介してネットワーク集中制御部と通信可能に接続される。複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信する。複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、経路設定要求に応答して作成された経路指示情報をネットワーク集中制御部から受信する。検証部は、接続情報及び対象疑似スイッチによって受信された経路指示情報を参照して、ネットワーク集中制御部によって経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する。

本発明の他の観点において、ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証機能をコンピュータ上に実現する集中制御検証プログラムが提供される。その集中制御検証機能は、ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、検証部と、を備える。複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介してネットワーク集中制御部と通信可能に接続される。複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信する。複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、経路設定要求に応答して作成された経路指示情報をネットワーク集中制御部から受信する。検証部は、接続情報及び対象疑似スイッチによって受信された経路指示情報を参照して、ネットワーク集中制御部によって経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する。

本発明の更に他の観点において、ネットワーク集中制御システム。そのネットワーク集中制御システムは、ネットワークの集中制御を行うネットワーク集中制御部と、ネットワーク集中制御部による集中制御の検証を行う集中制御検証部と、を備える。集中制御検証部は、ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれを模擬する複数の擬似スイッチと、複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、検証部と、を備える。複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介してネットワーク集中制御部と通信可能に接続される。複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信する。ネットワーク集中制御部は、経路設定要求に応答して、複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチに対して経路指示情報を送信する。検証部は、接続情報及び対象疑似スイッチによって受信された経路指示情報を参照して、ネットワーク集中制御部によって経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する。

本発明の更に他の観点において、ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証方法が提供される。その集中制御検証方法は、（Ａ）ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチを提供するステップと、ここで、複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介してネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、（Ｂ）複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチから、ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信するステップと、（Ｃ）経路設定要求に応答して、ネットワーク集中制御部から、複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチに対して経路指示情報を送信するステップと、（Ｄ）複数のスイッチ間の接続情報及び対象擬似スイッチによって受信された経路指示情報を参照して、ネットワーク集中制御部によって経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証するステップと、を含む。

本発明によれば、ネットワーク集中制御部による集中制御処理を、網羅的、且つ、高負荷に検証することが可能となる。

上記及び他の目的、長所、特徴は、次の図面と共に説明される本発明の実施の形態により明らかになるであろう。

図１は、典型的なネットワーク集中制御システムの構成を示す概略図である。図２は、本発明の実施の形態に係るネットワーク集中制御システムの構成を示す概略図である。図３は、スイッチ間で伝送される伝送パケットのフォーマットを示す概念図である。図４は、ネットワーク集中制御部とスイッチとの間の制御リンクにおいて用いられる制御パケットのフォーマットを示す概念図である。図５は、本発明の実施の形態に係る集中制御検証部の機能構成を示すブロック図である。図６は、本発明の実施の形態における接続情報の一例を示す概念図である。図７は、本発明の実施の形態に係る集中制御検証装置のハードウェア構成を示すブロック図である。図８は、本発明の実施の形態に係る集中制御検証処理を示すフローチャートである。図９は、本発明の実施の形態に係る集中制御検証処理の一例を示すブロック図である。図１０は、本発明の実施の形態に係る集中制御検証処理の他の例を示すブロック図である。図１１は、本発明の実施の形態に係るスイッチ間パケット転送処理を示すフローチャートである。図１２は、本発明の実施の形態に係るスイッチ間パケット転送処理の一例を示すブロック図である。

添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。

１．構成
図２は、本発明の実施の形態に係るネットワーク集中制御システム１の構成を示す概略図である。ネットワーク集中制御システム１は、ネットワークＮＥＴを集中的に管理・制御するネットワーク集中制御部１０を備えている。ネットワークＮＥＴ中には、複数のスイッチ２０−０〜２０−ｎが配置されている。隣り合うスイッチ２０同士は、リンクＬＮを通して互いに接続されている。ネットワーク集中制御部１０と各スイッチ２０とは、制御リンクＬＣを通して互いに接続されている。

図３は、スイッチ２０間で伝送される伝送パケットＰＫＴのフォーマットを概念的に示している。伝送パケットＰＫＴは、インターネット上で伝送される一般的なパケットと同様に、ヘッダとペイロードとから構成される。一方、図４は、ネットワーク集中制御部１０とスイッチ２０との間の制御リンクＬＣにおいて用いられる、特殊な制御パケットＰＫＴ−Ｃのフォーマットを概念的に示している。制御パケットＰＫＴ−Ｃは、制御ヘッダとペイロードとから構成される。この制御パケットＰＫＴ−Ｃのペイロードには、伝送パケットＰＫＴをのせることも可能である。尚、パケットのフォーマットは、図３及び図４で示されたものに限られず、ネットワーク集中制御システム１の仕様に従うものであれば何でもよい。

各スイッチ２０は、パケットＰＫＴを転送する機能を有している。例えば、各スイッチ２０に転送テーブルが設けられる。転送テーブルは、フロー識別情報とパケット転送先との対応関係を示すテーブルである。フロー識別情報は、例えば、パケットヘッダ情報や入力ポートを含む。各スイッチ２０は、そのような転送テーブルを参照することによって、入力ポートから受け取ったパケットＰＫＴを、指定された転送先に転送することができる。

ネットワーク集中制御部１０は、典型的には、管理サーバに設けられる。このネットワーク集中制御部１０は、ネットワークＮＥＴにおけるパケットＰＫＴの伝送経路を決定・設定する機能を有している。

例えば、ある端末が新規フローのパケットＰＫＴの送信を開始する。最初のパケットＰＫＴが最初のスイッチ２０（例えばスイッチ２０−０）に到達した時、当該スイッチ２０−０は、受け取ったパケットＰＫＴの転送先を知らない。そこで、当該スイッチ２０−０（要求元スイッチ）は、当該新規フローに関する経路設定要求ＲＥＱを作成する。この経路設定要求ＲＥＱは、制御パケットＰＫＴ−Ｃ（図４参照）の一種であり、ネットワーク集中制御部１０に対して経路の設定を要求する。経路設定要求ＲＥＱのペイロードには、受け取ったパケットＰＫＴが格納される。そして、要求元スイッチ２０−０は、経路設定要求ＲＥＱを、制御リンクＬＣを通してネットワーク集中制御部１０に送信する。

ネットワーク集中制御部１０は、その経路設定要求ＲＥＱに応答して、当該新規フローに属するパケットの伝送経路を決定（設計）する。伝送経路が決定されると、ネットワーク集中制御部１０は、決定された伝送経路上の各スイッチ２０（対象スイッチ）に対して、制御リンクＬＣを通して経路指示情報ＩＮＳを送信する。経路指示情報ＩＮＳは、制御パケットＰＫＴ−Ｃ（図４参照）の一種であり、対象スイッチ２０に対して、当該フローに属するパケットを当該決定された伝送経路に沿って転送するように指示する。

経路指示情報ＩＮＳを受信した対象スイッチ２０は、その経路指示情報ＩＮＳに従って、自身の転送テーブルの内容を設定する。その後は、伝送経路上の各スイッチ２０は、ネットワーク集中制御部１０に問い合わせを行うことなく、当該フローに属するパケットＰＫＴを転送することができる。

図２に示されるように、本実施の形態に係るネットワーク集中制御システム１は、更に、集中制御検証部１００を備えている。集中制御検証部１００は、ネットワーク集中制御部１０による集中制御を検証する機能を有しており、必要に応じて動作する。尚、集中制御検証部１００（集中制御検証機能）は、コンピュータがソフトウェアを実行することにより実現される。集中制御検証部１００は、ネットワーク集中制御部１０と共に、管理サーバに組み込まれてもよい。

図５は、本実施の形態に係る集中制御検証部１００の機能構成を示すブロック図である。集中制御検証部１００は、接続情報管理部１１０、複数の擬似スイッチ１２０−０〜１２０−ｎ、検証部１３０、及びスイッチ間転送部１４０を備えている。

接続情報管理部１１０は、接続情報ＴＰＬを保持・管理する。接続情報ＴＰＬは、図２で示されたネットワークＮＥＴ中の複数のスイッチ２０−０〜２０−ｎ間の接続関係（トポロジー）を示す。代表的なトポロジーとしては、リング、ファットツリー、ハイパーキューブ等が挙げられる。図６は、接続情報ＴＰＬの一例を示している。図６において、接続情報ＴＰＬは、スイッチ２０間のそれぞれのリンクＬＮに対応する複数のエントリを有している。各エントリは、該当リンクＬＮに関して、起点スイッチのポートと終点スイッチのポートを示している。例えば、スイッチ２０−１のポート２は、スイッチ２０−０のポート１に接続されている。

擬似スイッチ１２０は、スイッチ２０を模擬したものである。複数の擬似スイッチ１２０−０〜１２０−ｎは、それぞれ、複数のスイッチ２０−０〜２０−ｎに対応している。つまり、ネットワーク集中制御部１０からは、擬似スイッチ１２０−０〜１２０−ｎがそれぞれスイッチ２０−０〜２０−ｎに見える。図５に示されるように、擬似スイッチ１２０−０〜１２０−ｎは、制御リンクＬＣを介してネットワーク集中制御部１０と通信可能に接続される。

各擬似スイッチ１２０は、制御リンクＬＣを通して、経路設定要求ＲＥＱをネットワーク集中制御部１０へ送信する機能を有する。また、各擬似スイッチ１２０は、制御リンクＬＣを通して、経路指示情報ＩＮＳやスイッチ間接続検証パケットＣＯＮ（後述される）を受信する機能を有する。更に、各擬似スイッチ１２０は、受け取った経路指示情報ＩＮＳを検証部１３０に転送する機能を有する。更に、各擬似スイッチ１２０は、受け取ったスイッチ間接続検証パケットＣＯＮをスイッチ間転送部１４０に転送する機能を有する。但し、各擬似スイッチ１２０は、通常のスイッチ２０とは異なり、スイッチ間パケット転送機能は有していない。つまり、各擬似スイッチ１２０は、他の擬似スイッチ１２０に対してパケットＰＫＴを直接転送する機能を有していない。その一方、各擬似スイッチ１２０は、ネットワーク集中制御部１０に対して、経路設定要求ＲＥＱを任意のタイミングで送信することができる。

検証部１３０及びスイッチ間転送部１４０の詳細は、後述される。

図７は、本実施の形態に係る集中制御検証装置１００ａのハードウェア構成を示すブロック図である。集中制御検証装置１００ａは、図５で示された集中制御検証部１００の機能を有する。詳細には、集中制御検証装置１００ａは、処理装置１０１及び記憶装置１０２を備えている。処理装置１０１は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を含む。記憶装置１０２は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）を含む。記憶装置１０２には、接続情報ＴＰＬや集中制御検証プログラムＰＲＯＧが格納される。

集中制御検証プログラムＰＲＯＧは、コンピュータ（処理装置１０１）によって実行されるソフトウェアプログラムである。集中制御検証プログラムＰＲＯＧは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。処理装置１０１が集中制御検証プログラムＰＲＯＧを実行することによって、本実施の形態に係る集中制御検証部１００が実現される。

尚、図７で示される集中制御検証装置１００ａは、ネットワーク集中制御部１０を備える管理サーバと同じであってもよいし、別の装置であってもよい。

２．動作
２−１．集中制御検証処理
図８に示されるフローチャート、及び図９、図１０に示されるブロック図を参照して、本実施の形態に係る集中制御検証処理を説明する。

ステップＳ１：
複数の擬似スイッチ１２０−０〜１２０−ｎのうちある擬似スイッチ１２０が、ネットワーク集中制御部１０に対して経路設定要求ＲＥＱを送信する。経路設定要求ＲＥＱを送信する擬似スイッチ１２０は、以下「要求元擬似スイッチ」と参照される。例えば、図９及び図１０では、擬似スイッチ１２０−１が要求元擬似スイッチである。

ステップＳ２：
ネットワーク集中制御部１０は、経路設定要求ＲＥＱを受け取ると、その経路設定要求ＲＥＱに応答して経路設計を行う。つまり、ネットワーク集中制御部１０は、経路設定要求ＲＥＱで指定されるフローに属するパケットの伝送経路を決定（設計）する。決定された伝送経路上に存在する擬似スイッチ１２０は、以下「対象擬似スイッチ」と参照される。ネットワーク集中制御部１０は、それぞれの対象擬似スイッチに関する経路指示情報ＩＮＳを作成し、その経路指示情報ＩＮＳをそれぞれの対象擬似スイッチに対して送信する。図９の例では、対象擬似スイッチは、擬似スイッチ１２０−１及び１２０−ｎを含んでいる。図１０の例では、対象擬似スイッチは、擬似スイッチ１２０−０、１２０−１、及び１２０−ｎを含んでいる。

ステップＳ３：
対象擬似スイッチの各々は、ネットワーク集中制御部１０から経路指示情報ＩＮＳを受信し、受信した経路指示情報ＩＮＳを検証部１３０に転送する。

ステップＳ４：
検証部１３０は、各対象擬似スイッチから経路指示情報ＩＮＳを受け取る。そして、検証部１３０は、受け取った経路指示情報ＩＮＳ及び上述の接続情報ＴＰＬを参照して、ネットワーク集中制御部１０による経路設定が正しいか否かを検証する。つまり、検証部１３０は、上記ステップＳ１での経路設定要求ＲＥＱに応じた所望の経路設定がネットワーク集中制御部１０によって行われたか否かを検証する。検証の内容としては、例えば、（１）経路が途中で途切れていないか？、（２）伝送パケットＰＫＴが宛先まで正確に伝達されるか？、（３）余分な擬似スイッチに対して経路指示情報ＩＮＳが送られていないか？、等が考えられる。

図９は、検証結果がＯＫの場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）を示している。検証結果がＯＫの場合、処理フローはステップＳ１に戻る。そして、同様の処理が繰り返される。

図１０は、検証結果がＮＧの場合（ステップＳ５；Ｎｏ）の一例を示している。その一例として、所望ではない擬似スイッチ１２０−０にも経路指示情報ＩＮＳが送られている。検証結果がＮＧの場合（ステップＳ５；Ｎｏ）、検証部１３０は、全ての擬似スイッチ１２０−０〜１２０−ｎに動作停止命令を送信し、動作を停止させる（ステップＳ６）。

以上に説明されたように、本実施の形態によれば、擬似スイッチ１２０を利用することによって、任意のタイミングで経路設定要求ＲＥＱをネットワーク集中制御部１０に送信することができる。つまり、可制御性が向上し、検証の質を高めることができる。更に、その経路設定要求ＲＥＱに応答してネットワーク集中制御部１０から送られてくる経路指示情報ＩＮＳを監視することによって、経路設定が正しく行われたか否かを検証することができる。この時、擬似スイッチ１２０間でパケットＰＫＴを転送する必要はない。つまり、パケット転送を行うことなく、擬似スイッチ１２０からネットワーク集中制御部１０へ経路設定要求ＲＥＱを次々と送ることによって、高負荷且つ網羅的な検証が可能となる。

また、本実施の形態によれば、経路設定要求ＲＥＱに応答してネットワーク集中制御部１０から送られてくる経路指示情報ＩＮＳを監視することによって、検証が行われる。伝送パケットＰＫＴを実際に流し、当該伝送パケットＰＫＴが指定された宛先に正しく届くか否かに基づいて検証を行う、といった手法は不要である。すなわち、本実施の形態によれば、経路設定要求ＲＥＱ単位で検証が実施され、問題発生時点で不具合を発見することができる。これにより、検証の品質が向上する。

２−２．スイッチ間パケット転送
ネットワーク集中制御部１０からスイッチ２０へ送られる制御パケットＰＫＴ−Ｃは、上述の経路指示情報ＩＮＳに限られない。制御パケットＰＫＴ−Ｃの中には、スイッチ２０間で転送されるべきものもある。代表的なものとして、スイッチ２０間のリンクＬＮの死活を監視するために用いられる「スイッチ間接続検証パケットＣＯＮ」が挙げられる。ネットワーク集中制御部１０からネットワークＮＥＴに送信されたスイッチ間接続検証パケットＣＯＮは、検証対象リンクＬＮを通してスイッチ２０間で転送された後、ネットワーク集中制御部１０に戻される。スイッチ間接続検証パケットＣＯＮの送信後、所定の時間以内にスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを受け取らなければ、ネットワーク集中制御１０は、検証対象リンクＬＮに故障が発生していると判断することができる。

本実施の形態に係る集中制御検証部１００は、ネットワーク集中制御部１０から出力されるこのようなスイッチ間接続検証パケットＣＯＮをもサポートしている。但し、擬似スイッチ１２０は、他の擬似スイッチ１２０に対してパケットを直接転送する機能を有していない。そのため、集中制御検証部１００には、スイッチ間転送部１４０が設けられる。このスイッチ間転送部１４０により、スイッチ間接続検証パケットＣＯＮに対処することが可能となる。

図１１に示されるフローチャート及び図１２に示されるブロック図を参照して、本実施の形態に係るスイッチ間パケット転送処理を説明する。ここでは、例として、スイッチ２０−１とスイッチ２０−０との間をつなぐリンクＬＮを検証するためのスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを考える。スイッチ２０−１、２０−０は、それぞれ、擬似スイッチ１２０−１、１２０−０に対応している。

ステップＳ１１：
ネットワーク集中制御部１０は、スイッチ２０−１とスイッチ２０−０との間をつなぐリンクＬＮを検証するためのスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを作成する。例えば、そのスイッチ間接続検証パケットＣＯＮは、“スイッチ２０−１のポート２”から検証対象リンクＬＮに出力されることを要求する。ネットワーク集中制御部１０は、そのスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを、擬似スイッチ１２０−１に送信する。

ステップＳ１２：
擬似スイッチ１２０−１は、ネットワーク集中制御部１０からスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを受信する。この場合、擬似スイッチ１２０−１は、そのスイッチ間接続検証パケットＣＯＮをスイッチ間転送部１４０に転送する。

ステップＳ１３：
スイッチ間転送部１４０は、スイッチ間接続検証パケットＣＯＮを受信すると、そのスイッチ間接続検証パケットＣＯＮの制御ヘッダを解析する。その結果、スイッチ間転送部１４０は、スイッチ間接続検証パケットＣＯＮが“スイッチ２０−１のポート２”から出力されることを要求していることを認識する。スイッチ間転送部１４０は、上述の接続情報ＴＰＬを参照して、“スイッチ２０−１のポート２”につながっているポートを認識する。例えば、図６で示された接続情報ＴＰＬの場合、“スイッチ２０−１のポート２”に“スイッチ２０−０のポート１”がつながっていることが分かる。そこで、スイッチ間転送部１４０は、スイッチ間接続検証パケットＣＯＮの制御ヘッダを“スイッチ２０−０のポート１”から入力されたように書き換える。すなわち、スイッチ間転送部１４０は、あたかもスイッチ２０−１からスイッチ２０−０へスイッチ間接続検証パケットＣＯＮが実際に転送されたかのように偽装する。尚、スイッチ間接続検証パケットＣＯＮのペイロードを変更する必要はない。

ステップＳ１４：
スイッチ間転送部１４０は、ヘッダ情報書き換え後のスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを、スイッチ２０−０に対応する擬似スイッチ１２０−０に出力する。

ステップＳ１５：
擬似スイッチ１２０−０は、受け取ったスイッチ間接続検証パケットＣＯＮを、ネットワーク集中制御部１００に送信する。

このように、本実施の形態によれば、スイッチ間転送部１４０が、パケットヘッダ情報を直接書き換え、あたかもスイッチ２０間で実際にパケット転送が行われたかのように偽装を行う。実際にスイッチ２０間でパケット転送を行う必要はなく、ネットワーク集中制御部１００へ高速に応答を返すことができる。従って、非常に軽量である。

３．まとめ
本実施の形態によれば、擬似スイッチ１２０を利用することによって、任意のタイミングで経路設定要求ＲＥＱをネットワーク集中制御部１０に送信することができる。つまり、可制御性が向上し、検証の質を高めることができる。更に、その経路設定要求ＲＥＱに応答してネットワーク集中制御部１０から送られてくる経路指示情報ＩＮＳを監視することによって、経路設定が正しく行われたか否かを検証することができる。この時、擬似スイッチ１２０間でパケットＰＫＴを転送する必要はない。つまり、パケット転送を行うことなく、擬似スイッチ１２０からネットワーク集中制御部１０へ経路設定要求ＲＥＱを次々と送ることによって、高負荷且つ網羅的な検証が可能となる。

本実施の形態によれば、高負荷且つ網羅的な検証により、高品質なネットワーク集中制御部１０を実現することができる。また、高負荷での検証条件を性能分析ツールと共に適用することで、ネットワーク集中制御部１０の性能ボトルネック解析を行うこともできる。

以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（付記１）
ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証装置であって、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、
前記複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、
検証部と
を備え、
前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信し、
前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、前記経路設定要求に応答して作成された経路指示情報を前記ネットワーク集中制御部から受信し、
前記検証部は、前記接続情報及び前記対象疑似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する
集中制御検証装置。

（付記２）
付記１に記載の集中制御検証装置であって、
前記所望の経路設定が行われていない場合、前記検証部は、前記複数の擬似スイッチの動作を停止させる
集中制御検証装置。

（付記３）
付記１又は２に記載の集中制御検証装置であって、
前記各々の擬似スイッチは、他の擬似スイッチに対してパケットを直接転送する機能を有さない
集中制御検証装置。

（付記４）
付記３に記載の集中制御検証装置であって、
更に、スイッチ間転送部を備え、
前記複数の擬似スイッチは、
前記複数のスイッチのうち第１スイッチに対応する第１擬似スイッチと、
前記複数のスイッチのうち第２スイッチに対応する第２擬似スイッチと
を含み、
前記ネットワーク集中制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間の接続を検証するためのスイッチ間接続検証パケットを、前記第１擬似スイッチに送信し、
前記第１擬似スイッチは、前記スイッチ間接続検証パケットを前記スイッチ間転送部に転送し、
前記スイッチ間転送部は、前記接続情報を参照して、前記スイッチ間接続検証パケットのヘッダ情報を書き換え、前記スイッチ間接続検証パケットを前記第２擬似スイッチに出力し、
前記第２擬似スイッチは、前記スイッチ間接続検証パケットを前記ネットワーク集中制御部に送信する
集中制御検証装置。

（付記５）
ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証機能をコンピュータ上に実現する集中制御検証プログラムであって、
前記集中制御検証機能は、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、
前記複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、
検証部と
を備え、
前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信し、
前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、前記経路設定要求に応答して作成された経路指示情報を前記ネットワーク集中制御部から受信し、
前記検証部は、前記接続情報及び前記対象疑似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する
集中制御検証プログラム。

（付記６）
ネットワークの集中制御を行うネットワーク集中制御部と、
前記ネットワーク集中制御部による前記集中制御の検証を行う集中制御検証部と
を備え、
前記集中制御検証部は、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれを模擬する複数の擬似スイッチと、
前記複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、
検証部と
を備え、
前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信し、
前記ネットワーク集中制御部は、前記経路設定要求に応答して、前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチに対して経路指示情報を送信し、
前記検証部は、前記接続情報及び前記対象疑似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する
ネットワーク集中制御システム。

（付記７）
ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証方法であって、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチを提供するステップと、ここで、前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチから、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信するステップと、
前記経路設定要求に応答して、前記ネットワーク集中制御部から、前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチに対して経路指示情報を送信するステップと、
前記複数のスイッチ間の接続情報及び前記対象擬似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証するステップと
を含む
集中制御検証方法。

本出願は、２０１０年６月１７日に出願された日本国特許出願２０１０−１３８３０９を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証装置であって、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、
前記複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、
検証部と
を備え、
前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信し、
前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、前記経路設定要求に応答して作成された経路指示情報を前記ネットワーク集中制御部から受信し、
前記検証部は、前記接続情報及び前記対象疑似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する
集中制御検証装置。
請求項１に記載の集中制御検証装置であって、
前記所望の経路設定が行われていない場合、前記検証部は、前記複数の擬似スイッチの動作を停止させる
集中制御検証装置。
請求項１又は２に記載の集中制御検証装置であって、
前記各々の擬似スイッチは、他の擬似スイッチに対してパケットを直接転送する機能を有さない
集中制御検証装置。
請求項３に記載の集中制御検証装置であって、
更に、スイッチ間転送部を備え、
前記複数の擬似スイッチは、
前記複数のスイッチのうち第１スイッチに対応する第１擬似スイッチと、
前記複数のスイッチのうち第２スイッチに対応する第２擬似スイッチと
を含み、
前記ネットワーク集中制御部は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとの間の接続を検証するためのスイッチ間接続検証パケットを、前記第１擬似スイッチに送信し、
前記第１擬似スイッチは、前記スイッチ間接続検証パケットを前記スイッチ間転送部に転送し、
前記スイッチ間転送部は、前記接続情報を参照して、前記スイッチ間接続検証パケットのヘッダ情報を書き換え、前記スイッチ間接続検証パケットを前記第２擬似スイッチに出力し、
前記第２擬似スイッチは、前記スイッチ間接続検証パケットを前記ネットワーク集中制御部に送信する
集中制御検証装置。
ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証機能をコンピュータ上に実現する集中制御検証プログラムが記録された記録媒体であって、
前記集中制御検証機能は、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチと、
前記複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、
検証部と
を備え、
前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信し、
前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチは、前記経路設定要求に応答して作成された経路指示情報を前記ネットワーク集中制御部から受信し、
前記検証部は、前記接続情報及び前記対象疑似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する
記録媒体。
ネットワークの集中制御を行うネットワーク集中制御部と、
前記ネットワーク集中制御部による前記集中制御の検証を行う集中制御検証部と
を備え、
前記集中制御検証部は、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれを模擬する複数の擬似スイッチと、
前記複数のスイッチ間の接続情報を管理する接続情報管理部と、
検証部と
を備え、
前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチは、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信し、
前記ネットワーク集中制御部は、前記経路設定要求に応答して、前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチに対して経路指示情報を送信し、
前記検証部は、前記接続情報及び前記対象疑似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証する
ネットワーク集中制御システム。
ネットワーク集中制御部によるネットワークの集中制御を検証する集中制御検証方法であって、
前記ネットワーク中の複数のスイッチのそれぞれに対応する複数の擬似スイッチを提供するステップと、ここで、前記複数の擬似スイッチの各々は、制御リンクを介して前記ネットワーク集中制御部と通信可能に接続され、
前記複数の擬似スイッチのうち要求元擬似スイッチから、前記ネットワーク集中制御部に対して経路設定要求を送信するステップと、
前記経路設定要求に応答して、前記ネットワーク集中制御部から、前記複数の擬似スイッチのうち対象擬似スイッチに対して経路指示情報を送信するステップと、
前記複数のスイッチ間の接続情報及び前記対象擬似スイッチによって受信された前記経路指示情報を参照して、前記ネットワーク集中制御部によって前記経路設定要求に応じた所望の経路設定が行われたか否かを検証するステップと
を含む
集中制御検証方法。