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 - Google Patents
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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、“Openflow Controller”が上記ネットワーク集中制御部10に相当し、“Openflow Switch”がスイッチ20に相当する。Openflowの“Secure Channel”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。
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。
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。
尚、Openflowの場合、“Openflow Controller”が上記ネットワーク集中制御部10に相当し、“Openflow Switch”がスイッチ20に相当する。Openflowの“Secure Channel”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。
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(Central Processing Unit)を含む。記憶装置102は、RAM(Random Access Memory)やHDD(Hard Disk Drive)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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 (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。
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