KR101494565B1 - 네트워크 시스템, 패킷 처리 방법 및 기억 매체 - Google Patents

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Abstract

오픈 플로우 네트워크 시스템에서, 멀티캐스트 송신하고자 하는 패킷을 복수의 서로 다른 VLAN에 송신한다. 구체적으로는, 패킷 전송 처리 장치는 패킷을 수신한 경우에, 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 것인지 여부를 판단한다. 멀티캐스트 송신의 경우에, 수신처로 지정된 포트에 모든 송신이 이루어졌는지를 확인한다. 모든 송신이 이루어지지 않은 경우에, 패킷 헤더를 재기입하고 패킷을 카피하여, 패킷을 수신처 포트 및 네트워크 프로세서(NP)에 송신한다. 루프백 처리에 의해 NP로부터 수신한 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 것인지 여부를 판단한다. 멀티캐스트 송신의 경우에, 수신처로 지정된 포트에 모든 송신이 이루어졌는지를 확인한다. 모든 통신이 이루어지지 않은 경우에, 패킷 헤더를 재기입하고 패킷을 카피하여, 패킷을 수신처 포트 및 네트워크 프로세서(NP)에 송신한다. 모든 송신이 이루어진 경우에, 패킷을 폐기하고 처리를 종료한다.

Description

네트워크 시스템, 패킷 처리 방법 및 기억 매체{NETWORK SYSTEM, PACKET PROCESSING METHOD AND RECORDING MEDIUM}
본 발명은 네트워크 시스템에 관한 것으로, 특히 네트워크 시스템에서의 패킷 처리 방법에 관한 것이다.
네트워크 시스템의 제어 방식의 하나로서, 외부의 제어 장치(컨트롤 플레인)로부터 노드 장치(유저 플레인)를 제어하는 CU(C: 컨트롤 플레인/U: 유저 플레인) 분리형 네트워크 시스템이 제안되어 있다.
CU 분리형 네트워크 시스템의 일례로서, 컨트롤러로부터 스위치를 제어해서 네트워크의 경로 제어를 행하는 오픈 플로우(OpenFlow) 기술을 이용한 오픈 플로우 네트워크 시스템이 공지되어 있다. 오픈 플로우 기술의 상세에 대해서는, 비특허 문헌 1에 기재되어 있다. 오픈 플로우 네트워크 시스템은 일례에 불과하다는 점에 주목하여야 한다.
(오픈 플로우 네트워크 시스템의 설명)
오픈 플로우 네트워크 시스템에서는, OFC(OpenFlow Controller) 등의 컨트롤러가 OFS(OpenFlow Switch) 등의 스위치의 플로우 테이블을 조작함으로써 스위치의 거동을 제어한다. 컨트롤러와 스위치는 시큐어 채널(Secure Channel)로 접속되어 있다.
오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 스위치는 오픈 플로우 네트워크를 형성하고 컨트롤러의 제어하에 있는 에지 스위치 또는 코어 스위치이다. 오픈 플로우 네트워크에서 입구측 에지 스위치에서의 패킷의 수신(유입)으로부터 출구측 에지 스위치에서의 송신(유출)까지의 패킷의 일련의 흐름을 플로우라고 부른다.
패킷은 프레임(frame)이라고 이해할 수도 있다. 패킷과 프레임의 차이는 프로토콜의 데이터의 단위(PDU: Protocol Data Unit)에 불과하다. 패킷은 "TCP/IP" (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)의 PDU이다. 한편, 프레임은 "Ethernet(등록상표)"의 PDU이다.
플로우 테이블은 소정의 매치 조건(룰)에 적합한 패킷(통신 데이터)에 대하여 행해야 할 소정의 동작(액션)을 정의한 플로우 엔트리(flow entry)가 등록된 테이블이다. 즉, 플로우 테이블은 플로우 엔트리의 집합을 저장한다.
플로우 엔트리의 룰은 패킷의 각 프로토콜 계층의 헤더 영역에 포함되는 수신처 어드레스(Destination Address), 송신원 어드레스(Source Address), 수신처 포트(Destination Port), 송신원 포트(Source Port)의 일부 또는 모두의 다양한 조합에 의해 정의되고, 구별가능하다. 상기의 어드레스는 MAC 어드레스(Media Access Control Address) 및 IP 어드레스(Internet Protocol Address)를 포함하는 것으로 한다는 점에 주목하여야 한다. 또한, 상기 데이터 외에 입구 포트(Ingress Port)의 데이터도 플로우 엔트리의 룰로서 사용가능하다. 또한, 플로우 엔트리의 룰로서, 플로우를 나타내는 패킷의 헤더 영역의 값의 일부(또는 전부)를 정규 표현및 와일드 카드(wildcard) "*" 등의 형태로 설정할 수도 있다.
플로우 엔트리의 액션은 "특정한 포트에 출력한다", "폐기한다", 및 "헤더를 재기입한다"라는 등의 동작이다. 예를 들면, 플로우 엔트리의 액션에 출력 포트의 식별 데이터(출력 포트 번호 등)가 나타내져 있으면, 스위치는 이것에 해당하는 포트에 패킷을 출력한다. 출력 포트의 식별 데이터가 나타내져 있지 않으면, 패킷을 폐기한다. 또는, 플로우 엔트리의 액션에 헤더 데이터가 나타내져 있으면, 스위치는 해당 헤더 데이터에 의거하여 패킷의 헤더를 재기입한다.
오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 스위치는 플로우 엔트리의 룰에 적합한 패킷 군(패킷들)에 대하여 플로우 엔트리의 액션을 실행한다.
(기존의 오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 멀티캐스트 송신)
오픈 플로우 네트워크 시스템에 있어서, 종래의 네트워크 시스템과 마찬가지로 멀티캐스트의 패킷 송신이 행해지는 경우가 있다.
멀티캐스트 송신은 하나의 수신처를 지정함으로써 복수의 수신처에 패킷 송신을 행할 수 있는 기술이다. 멀티캐스트 송신을 이용함으로써, 네트워크 내에서 복수의 사용자에 동일한 데이터를 송신할 수 있다.
이 멀티캐스트 송신에 관한 처리를 오픈 플로우 네트워크 시스템의 스위치에 의해 실현하기 위해서는, 수신한 패킷의 헤더를 재기입하고 이 수신한 패킷을 각각의 수신처 포트에 출력하여야 한다.
그러나, 스위치는 패킷의 변환 액션을 한 번만 행할 수 있기 때문에, 스위치에서 멀티캐스트 송신을 행할 경우에, 단일의 VLAN(가상 LAN: Virtual Local Area Network)에는 송신할 수 있지만, 복수의 서로 다른 VLAN에 송신할 수는 없다는 등의 제약이 있다.
"OpenFlow Switch Specification, Version 1.0.0", [online], 인터넷(URL:http://www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf)
본 발명의 목적은 스위치에 네트워크 프로세서를 탑재하고, 루프백(loop-back) 기능을 활용하여 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현할 수 있는 네트워크 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 네트워크 시스템은 패킷을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 기초하여 수신 패킷을 처리하도록 구성된 패킷 전송 처리 장치; 및 패킷 전송 처리 장치로부터 패킷을 수신한 경우에 루프백 처리를 행하고 해당 루프백된 패킷을 패킷 전송 처리 장치에 송신함으로써, 오픈 플로우 네트워크에서의 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현하도록 구성된 루프백 처리 장치를 포함한다.
본 발명에 따른 스위치는 패킷을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 기초하여 수신 패킷을 처리하도록 구성된 패킷 전송 처리부; 및 패킷 전송 처리부로부터 패킷을 수신한 경우에 루프백 처리를 행하고 해당 루프백된 패킷을 패킷 전송 처리부에 송신함으로써, 오픈 플로우 네트워크에서의 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현하도록 구성된 루프백 처리부를 포함한다.
스위치에 의해 실행되는 본 발명에 따른 패킷 처리 방법은 패킷을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 기초하여 수신 패킷을 처리하는 단계; 처리된 패킷의 카피를 루프백 처리용의 출력 수신처에 출력하는 단계; 루프백된 패킷을 수신하는 단계; 및 루프백된 패킷을 다시 수신 패킷으로서 취급하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 패킷 처리 방법은 오픈 플로우 네트워크에 있어서의 스위치에 의해 실행된다. 루프백 처리는 스위치에서 또는 스위치와 통신 또는 협력 가능한 외부 장치에서 행할 수 있다.
본 발명에 따른 프로그램은 패킷 처리 방법에서의 처리를 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이다. 본 발명에 따른 프로그램은 기억 장치 또는 기록 매체에 저장할 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
따라서, 오픈 플로우 네트워크 시스템에서 복수의 서로 다른 VLAN에 동일한 패킷을 송신할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 네트워크 시스템의 구성예를 도시한 도면.
도 2는 본 발명에서의 멀티캐스트 송신의 동작을 도시한 플로우 차트.
도 3은 본 발명에서의 플로우 테이블의 구성예를 도시한 도면.
본 발명은 CU 분리형 네트워크 시스템을 대상으로 하고 있다. 이 경우에, CU 분리형 네트워크 시스템의 하나로서 오픈 플로우 네트워크 시스템을 예로 들어 설명한다. 단, 실제로, 본 발명은 오픈 플로우 네트워크 시스템에 한정되지 않는다.
[실시예]
이하에 본 발명의 실시예에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
(기본 구성)
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 네트워크 시스템은 스위치(1), 멀티캐스트 배신(distribution) 서버(100) 및 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n: n은 클라이언트의 수)를 포함한다.
스위치(1)는 오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 스위치이다. 즉, 스위치(1)는 패킷을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 따라 수신한 패킷의 처리를 행한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 컨트롤러는 스위치(1)에 대하여 플로우 엔트리의 설정을 행할 수 있다.
멀티캐스트 배신 서버(100)는 멀티캐스트 패킷을 송신하는 서버 장치이다.
클라이언트(200)(200-i, i=1∼n) 각각은 멀티캐스트 배신 서버(100)로부터 송신되는 멀티캐스트 패킷을 수신하는 단말 장치이다. 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n)는 이용하는 프로토콜에 따라 그룹화되어 있고, 이 그룹 각각은 동일한 수신처 어드레스를 갖는다. 이 경우에, 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n) 각각은 동일한 VLAN 그룹 중 하나에 속한다.
따라서, 멀티캐스트 배신 서버(100)는 1개의 수신처를 지정함으로써 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n)의 모두에 대하여 패킷 송신을 행할 수 있다.
[스위치]
스위치(1)는 패킷 전송 처리부(10), 네트워크 프로세서(NP)(20) 및 플로우 테이블(30)로 구성된다.
패킷 전송 처리부(10)는 오픈 플로우 인터페이스를 갖고, 오픈 플로우 인터페이스를 통해 패킷을 수신하고 플로우 테이블(30)의 저장 내용에 따라 패킷을 송신한다. 즉, 패킷 전송 처리부(10)는 패킷 전송 처리 장치에 상당한다. 오픈 플로우 인터페이스는 스위치 외부의 통신 장치와의 사이에 오픈 플로우 프로토콜에 기초한 패킷을 송수신하기 위한 통신 포트이다.
네트워크 프로세서(NP)(20)는 루프백 인터페이스를 갖고 패킷 전송 처리부(10)로부터 송신된 패킷에 대한 루프백 처리를 행한다. 즉, 네트워크 프로세서(NP)(20)는 루프백 처리 장치에 상당한다. 루프백 인터페이스는 패킷 전송 처리부(10)와의 사이에 패킷을 송수신하기 위한 통신 포트이다. 네트워크 프로세서(NP)(20)는 패킷 전송 처리부(10)로부터 루프백 인터페이스를 통해 수신한 패킷을 그대로 패킷 전송 처리부(10)에 회신한다.
플로우 테이블(30)은 오픈 플로우 네트워크 시스템의 컨트롤러에 의해 설정된 플로우 테이블을 저장하는 DB(데이터베이스)이다.
(멀티캐스트 배신 서버 및 클라이언트)
멀티캐스트 배신 서버(100) 및 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n)에 대해서는 종래의 시스템과 마찬가지이기 때문에 그 설명을 생략한다.
(멀티캐스트 송신 처리)
다음에, 도 2를 참조하여 본 발명에서의 멀티캐스트 송신 처리의 동작에 대해서 설명한다.
(1) 스텝 S101
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 오픈 플로우 인터페이스를 통해 패킷을 수신한다. 수신 패킷에 적합한 플로우 엔트리는 이미 스위치(1)의 플로우 테이블(30)에 설정되어 있는 것으로 한다는 점에 주목하여야 한다.
(2) 스텝 S102
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인지 여부를 판단한다. 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 수신 패킷의 수신처 어드레스가 멀티캐스트 어드레스인지의 여부를 확인하고, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 수신처 어드레스가 멀티캐스트 어드레스이면 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 것이라고 판단한다.
(3) 스텝 S103
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷이 아닌 경우에 플로우 테이블(30)의 내용에 따라 패킷을 처리한다. 즉, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 일반적인 오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 패킷 처리를 행한다.
(4) 스텝 S104
수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 패킷이 수신처로 지정된 포트에 모두 송신 완료되었는지 여부를 확인한다. 예를 들면, 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 수신처로 지정된 포트의 일람 정보를 작성하고, 송신을 위해 사용되지 않은 포트가 있는지 여부를 확인한다. 상세에 대해서는, "모든 수신처 포트 송신 완료의 확인 수순"에서 후술한다.
(5) 스텝 S105
수신처로 지정된 모든 포트에 패킷이 송신 완료되지 않은 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 원래의 수신 패킷에 적합한 플로우 엔트리의 액션에 따라 수신 패킷의 변환 액션을 실행하여, 수신 패킷의 패킷 헤더를 재기입한다. 이 경우에, 변환 액션 후의 패킷의 헤더는 변환 액션 전의 패킷의 헤더에서 "VLAN ID"가 변경되어 있는 것으로 한다. "VLAN ID"는 VLAN 그룹을 유일하게 특정하기 위한 식별 데이터이다.
(6) 스텝 S106
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 변환 액션을 실행한 패킷을 카피한다. 즉, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 패킷 헤더를 재기입한 패킷을 카피한다.
(7) 스텝 S107
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 변환 액션을 실행한 패킷을 수신처 포트에 출력(송신)한다. 이 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 카피한 후 패킷들 중 하나를 수신처 포트에 출력한다. 예를 들면, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는, 변환 액션을 실행한 패킷을 수신처로 지정된 포트의 일람 정보의 헤드에 기재된 수신처 포트에 출력한 후, 수신처로 지정된 포트의 일람 정보로부터 해당 수신처 포트를 삭제한다. 또는, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 패킷이 해당 수신처 포트에 송신되었다는 것을 나타내는 데이터를, 수신처로 지정된 포트의 일람 정보에 기록한다.
(8) 스텝 S108
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 변환 액션을 실행한 패킷을, 네트워크 프로세서(NP)(20)의 루프백 인터페이스에 송신한다. 예를 들면, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 변환 액션을 실행한 패킷을 루프백 어드레스에 송신한다. 이 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 카피하여 얻은 패킷들 중 하나를 네트워크 프로세서(NP)(20)의 루프백 인터페이스에 송신한다. 즉, 수신 패킷의 수신처 어드레스가 멀티캐스트 어드레스인 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 액션에 지정된 출력 포트 외에 네트워크 프로세서(NP)(20)의 루프백 인터페이스에도 송신한다.
(9) 스텝 S109
네트워크 프로세서(NP)(20)는 루프백 인터페이스를 통해 수신한 패킷을 패킷 전송 처리부(10)에 회신한다.
(10) 스텝 S110
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 네트워크 프로세서(NP)(20)의 루프백 인터페이스로부터 패킷을 수신한다. 그 후에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 재차, 수신 패킷이 멀티캐스트 송신하는 패킷인지를 판단한다(스텝 S102로 되돌아간다). 이 때, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 네트워크 프로세서(NP)(20)의 루프백 인터페이스로부터 수신한 패킷(루프백된 패킷)이 멀티캐스트 송신하는 패킷이라고 자동적으로 판단할 수 있다.
(11) 스텝 S111
패킷이 수신처로 지정된 모든 포트에 송신된 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 패킷을 폐기하고 처리를 종료한다.
따라서, 멀티캐스트 송신하고자 하는 패킷을 복수의 서로 다른 VLAN에 송신할 수 있다.
(패킷이 모든 수신처 포트에 송신되었는지의 확인 수순)
스위치(1)의 플로우 테이블(30)에 도 3에 도시한 바와 같은 플로우 엔트리가 미리 등록되어 있는 것으로 한다. 또한, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 송신된 패킷의 플로우 엔트리 수를 확인하기 위한 카운터를 구비하고 있는 것으로 한다.
스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 플로우 테이블(30)을 검색하고, 수신처 어드레스와 일치하는 플로우 엔트리가 검색된 경우에, 스위치(1)의 패킷 전송 처리부(10)는 그 검색된 플로우 엔트리와 동일한 매치 조건을 갖는 플로우 엔트리 수에 카운터 값이 도달하면, 모든 수신처 포트에 패킷이 송신되었다고 판단한다.
패킷이 모든 수신처 포트에 송신되지 않은 경우에, 패킷은 카운터의 카운트 값에 대해 송신되었다. 그러므로, 카운터의 카운터 값에 대해 한 자리 어긋나 위치하는 매칭 조건을 갖는 플로우 엔트리의 액션에 기초하여 패킷의 "VLAN ID"를 재기입하고, 패킷을 카피하고, 지정된 포트와 네트워크 프로세서(NP)(20)의 루프백 인터페이스에 송신한다. 그 후에, 카운터 값을 1 카운트 업 한다.
(보충)
멀티캐스트 송신이 아니고, 멀티액션을 행할 경우에, 상기의 설명에 있어서, "수신처로 지정된 포트"를 "지정된 액션"이라고 이해하고, "변환 액션의 실행(수신 패킷의 패킷 헤더의 재기입)" 및 "수신처 포트에의 출력"을 "지정된 액션의 실행"이라고 이해한다. "변환 액션의 실행(수신 패킷의 패킷 헤더의 재기입)"은 필요하지 않다. 즉, 지정된 액션을 모두 실행할 때까지, 루프백 처리를 행하여, 지정된 액션을 1개씩 실행해 간다.
(다른 실시예)
도 1의 네트워크 프로세서(NP)(20) 대신에, 스위치(1)의 루프백 인터페이스를 사용함으로써 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현할 수 있다. 즉, 네트워크 프로세서(NP)(20)에 상당하는 장치는 스위치(1)의 외부에 존재할 수 있다. 예를 들면, 네트워크 프로세서(NP)(20)는 오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 컨트롤러일 수 있다.
또한, 스위치(1)는 단일의 스위칭 장치 외에, 복수의 장치를 조합하여 구성한 스위칭 시스템일 수 있다. 즉, 패킷 전송 처리부(10), 네트워크 프로세서(NP) (20) 및 플로우 테이블(30)은 항상 동일한 스위치 장치 내에 존재하지 않을 수 있고, 이들은 물리적으로 독립한 장치일 수 있다. 예를 들면, 패킷 전송 처리부(10)에 상당하는 "패킷 전송 처리 장치"와 네트워크 프로세서(NP)(20)에 상당하는 "루프백 처리 장치"를 조합하여 얻은 스위칭 시스템을 스위치(1)로 사용할 수 있다.
또한, 상기의 설명에서는, 수신처로 지정된 모든 포트에 패킷을 출력하고 있지만, 수신처로 지정된 포트들 중 소정의 포트에는 패킷을 출력하지 않도록 설정할 수도 있다. 이 경우에, 도 2의 스텝 S107에서 설정된 포트가 있으면, 카피한 패킷을 해당 수신처 포트에 출력하지 않고 폐기할 수 있다. 이에 따라, 멀티캐스트 송신의 경우에도, 스위칭 장치 측에서 송신 수신처의 제한을 행하는 것이 가능하게 된다. 또한, 멀티액션의 경우에도 마찬가지로, 특정한 액션의 제한을 행하는 것이 가능하게 된다.
(하드웨어의 예시)
이하에 본 발명에 따른 네트워크 시스템을 실현하기 위한 구체적인 하드웨어의 예에 대해서 설명한다.
스위치(1)의 예로서, 네트워크 스위치, 라우터, 프록시(proxy), 게이트웨이(gateway), 파이어월(firewall), 로드 밸런서(load balancer, 부하 분산 장치), 대역 제어 장치(packet shaper), 시큐러티 감시 제어 장치(SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition), 게이트키퍼(gatekeeper), 기지국, 엑세스 포인트(AP), 통신 위성(CS) 및 복수의 통신 포트를 갖는 컴퓨터 등이 예시된다. 스위치(1)는 네트워크 카드 등의 확장 카드 또는 물리 머신 위에 구축된 가상 머신(Virtual Machine(VM))에 의해 실현되는 가상 스위치일 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
멀티캐스트 배신 서버(100) 및 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n)의 예로서, PC(퍼스널 컴퓨터), 어플라이언스(appliance), 워크스테이션, 메인프레임, 및 슈퍼컴퓨터 등의 컴퓨터를 들 수 있다. 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n)는 휴대 전화기, 스마트 폰, 스마트 북, IP 전화기, 카 내비게이션 시스템, 휴대형 게임기, 가정용 게임기, 휴대형 음악 플레이어, 핸디 단말기, 가젯(전자 기기), 쌍방향 TV, 디지털 튜너, 디지털 레코더, 정보 가전(information home appliance), OA(Office Automation) 기기, 점두 단말기 및 고기능 복사기, 디지털 사이니지(Digital Signage)(전자 간판) 등일 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 또한, 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n)는 차량이나 선박, 항공기 등의 이동체에 탑재될 수 있다.
스위치(1), 멀티캐스트 배신 서버(100) 및 클라이언트(200)(200-i, i=1∼n) 각각은 프로그램에 의거하여 소정의 처리를 실행하는 프로세서, 해당 프로그램 및 각종 데이터를 기억하는 메모리, 및 네트워크와의 통신에 이용되는 인터페이스에 의해 실현된다.
상기의 프로세서의 예로서, CPU(Central Processing Unit), 네트워크 프로세서(NP), 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 또는 전용의 기능을 갖는 반도체 집적 회로(LSI: Large Scale Integration) 등이 예시된다.
상기의 메모리의 예로서, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) 및 플래시 메모리 등의 반도체 기억 장치, HDD(Hard Disk Drive) 및 SSD(Solid State Drive) 등의 보조 기억 장치, DVD(Digital Versatile Disk) 등의 착탈식 디스크, SD 메모리 카드(Secure Digital memory card) 등의 기억 매체 등이 예시된다. 또한, 이것은 버퍼 및 레지스터일 수 있다. 또는, 이것은 DAS(Direct Attached Storage), FC-SAN(Fibre Channel - Storage Area Network), NAS(Network Attached Storage), IP-SAN(IP - Storage Area Network) 등을 이용한 스토리지 장치일 수 있다.
상기의 프로세서 및 상기의 메모리는 일체화될 수 있다는 점에 유의하여야 한다. 예를 들면, 최근에는, 마이크로컴퓨터는 1-칩 장치로서 생산된다. 따라서, 컴퓨터 등에 탑재되는 1-칩 마이크로컴퓨터가 프로세서 및 메모리로 구성되는 경우가 있다.
상기의 인터페이스의 예로서, 네트워크 통신에 대응하는 기판(마더보드, I/O 보드) 및 칩 등의 반도체 집적 회로, NIC(Network Interface Card) 등의 네트워크 어댑터 및 유사 확장 카드, 안테나 등의 통신 장치, 접속구(커넥터) 등의 통신 포트 등이 예시된다.
또한, 네트워크의 예로서, 인터넷, LAN(Local Area Network), 무선LAN(Wireless LAN), WAN(Wide Area Network), 백본(backbone), 케이블 텔레비전(CATV) 회선, 고정 전화망, 휴대 전화망, WiMAX(IEEE 802.16a), 3G(3rd Generation), 전용선(leased line), IrDA(Infrared Data Association), Bluetooth(등록상표), 시리얼 통신 회선, 데이터 버스 등이 예시된다.
패킷 전송 처리부(10)의 예로서, 상기의 인터페이스가 예시된다. 패킷 전송 처리부(10)는 상기의 프로세서와 상기의 인터페이스의 조합일 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
네트워크 프로세서(NP)(20)의 예로서, 상기의 프로세서가 예시된다. 또한, 네트워크 프로세서(NP)(20)는 상기의 프로세서와 상기의 인터페이스의 조합일 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
플로우 테이블(30)의 예로서, 상기의 메모리가 예시된다. 또한, 플로우 테이블(30)은 상기의 프로세서와 상기의 메모리의 조합일 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
또한, 패킷 전송 처리부(10), 네트워크 프로세서(NP)(20) 및 플로우 테이블(30) 각각은 서로 독립한 컴퓨터일 수 있다.
스위치(1)의 내부의 구성요소는 모듈(module), 컴포넌트(component), 또는 전용 디바이스, 또는 이것들의 기동(호출) 프로그램일 수 있다는 점에 주목하여야 한다.
단, 실제로는, 본 발명은 이들 예에 한정되지 않는다.
<개요>
이상과 같이, 본 발명은 오픈 플로우 네트워크 시스템에서의 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현하기 위한 기술에 관한 것이다.
본 발명은 오픈 플로우 네트워크 시스템의 스위치에 네트워크 프로세서를 탑재하고, 그 루프백 기능을 활용하여 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는, 네트워크 프로세서의 대용품으로서 스위치 본체의 루프백 인터페이스를 사용하는 것도 가능하다.
본 발명에서는, 멀티캐스트 송신하고자 하는 패킷을 수신한 경우에, 우선 수신한 패킷에 대하여 변환 액션을 행하고, 변환 액션 후의 패킷을 카피한다.
카피한 패킷을 멀티캐스트 송신에 사용되는 수신처 포트 중 하나 및 네트워크 프로세서의 루프백 인터페이스에 송신하고, 네트워크 프로세서의 루프백 인터페이스로부터 응답이 회신된다.
네트워크 프로세서의 루프백 인터페이스로부터 수신한 패킷에 대하여 재차 변환 액션을 행하고, 변환 액션 후의 패킷의 카피를 생성하여 수신처 포트 및 네트워크 프로세서의 루프백 인터페이스에 송신한다.
이것을 반복함으로써, 복수의 서로 다른 VLAN에 동일한 내용을 갖는 패킷을 송신할 수 있다.
(부기)
상기의 실시예의 일부 또는 전부는 이하의 부기와 같이 기재하는 것도 가능하다. 단, 실제로는, 본 발명은 이하의 특정 예에 한정되지 않는다.
(부기 1)
패킷을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 따라 수신 패킷을 처리하도록 구성된 패킷 전송 처리부; 및
패킷 전송 처리부로부터 패킷(처리된 패킷 또는 그 처리된 카피 등)을 수신한 경우에, 수신 패킷에 대하여 루프백 처리를 행하고, 해당 패킷을 패킷 전송 처리부에 송신하고, 오픈 플로우 네트워크에서의 멀티캐스트 송신 및 멀티액션을 실현하도록 구성된 루프백 처리부
를 포함하는 스위치.
(부기 2)
부기 1에 따른 스위치로서,
패킷 전송 처리부는
멀티캐스트 송신을 위한 패킷을 수신한 경우에 루프백 처리부에 패킷을 송신하도록 구성된 기능부; 및
루프백 처리부로부터 회신된 패킷을 수신하도록 구성된 기능부를 포함하는 스위치.
(부기 3)
부기 2에 따른 스위치로서,
패킷 전송 처리부는
수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인지 여부를 확인하도록 구성된 기능부;
수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인 경우에 플로우 엔트리에 따라 수신 패킷의 변환 액션을 실행하고 수신 패킷의 패킷 헤더를 재기입하도록 구성된 기능부;
패킷 헤더를 재기입한 패킷을 카피하도록 구성된 기능부;
패킷들 중 하나의 패킷을 수신처로 지정된 포트들 중 하나에 출력하도록 구성된 기능부;
패킷들 중 다른 하나의 패킷을 루프백 처리부에 송신하도록 구성된 기능부;
루프백 처리부로부터 회신된 패킷을 수신한 경우에 패킷이 수신처로 지정된 모든 포트에 송신되었는지 여부를 확인하도록 구성된 기능부;
수신처로 지정된 모든 포트에 송신된 경우에 해당 패킷을 폐기하도록 구성된 기능부; 및
수신처로 지정된 모든 포트에 패킷이 송신되지 않은 경우에, 수신처로 지정된 모든 포트에 패킷이 송신될 때까지 상기 처리를 반복하도록 구성된 기능부를 포함하는 스위치.
(부기 4)
부기 1 내지 3 중 어느 하나에 따른 스위치로서,
패킷 전송 처리부는
수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인지 여부를 확인하도록 구성된 기능부;
수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인 경우에 수신 패킷을 카피하도록 구성된 기능부;
패킷들 중 하나의 패킷에 대하여 플로우 엔트리에 따라 지정된 액션들 중 하나를 실행하도록 구성된 기능부;
패킷들 중 다른 하나의 패킷을 루프백 처리부에 송신하도록 구성된 기능부;
루프백 처리부로부터 회신된 패킷을 수신한 경우에 지정된 모든 액션을 실행했는지 여부를 확인하도록 구성된 기능부;
지정된 모든 액션을 실행한 경우에 해당 패킷을 폐기하도록 구성된 기능부; 및
지정된 모든 액션을 실행하지 않은 경우에, 지정된 모든 액션을 실행할 때까지 상기 처리를 반복하도록 구성된 기능부를 포함하는 스위치.
<비고>
이상, 본 발명의 실시예를 상술했지만, 실제로, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위의 변경이 본 발명에 포함된다.
본 출원은 일본 특허 출원 번호 2011-048129에 기초하는 우선권을 주장한다는 점에 주목하여야 한다. 해당 일본 특허 출원의 개시 내용은 인용에 의해 본 출원에 통합된다.

Claims (16)

  1. 네트워크 시스템으로서,
    패킷들을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 기초하여 수신 패킷을 처리하도록 구성된 패킷 전송 처리 장치; 및
    상기 패킷 전송 처리 장치로부터 패킷을 수신한 경우에 상기 패킷을 상기 패킷 전송 처리 장치에 송신하도록 구성된 루프백 처리 장치
    를 포함하고,
    상기 패킷 전송 처리 장치는
    (a) 상기 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인지 여부를 확인하고,
    (b) 상기 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인 경우에, 상기 플로우 엔트리에 기초하여 상기 수신 패킷에 대해 변환 액션을 실행하여, 상기 수신 패킷의 패킷 헤더를 재기입하고,
    (c) 상기 패킷을 카피하고, 상기 패킷들 중 하나의 패킷을 수신처로 지정된 포트들 중 하나에 출력하고, 상기 패킷들 중 다른 하나의 패킷을 상기 루프백 처리 장치에 송신하고,
    (d) 상기 루프백 처리 장치로부터 회신된 패킷을 수신한 경우에, 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신되었는지 여부를 확인하고,
    (e) 수신처로 지정된 모든 포트에 송신된 경우에 상기 패킷을 폐기하고,
    수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신되지 않은 경우에, 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신될 때까지 상기 (a) 내지 상기 (e)의 처리를 반복하도록 구성된 네트워크 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 전송 처리 장치는
    (f) 상기 수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인지 여부를 확인하고,
    (g) 상기 수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인 경우에 상기 수신 패킷을 카피하고,
    (h) 상기 카피한 패킷들 중 하나의 패킷에 대하여 상기 플로우 엔트리에 기초하여 지정된 액션들 중 하나를 실행하고,
    (i) 상기 패킷들 중 다른 하나의 패킷을 상기 루프백 처리 장치에 송신하고,
    (j) 상기 루프백 처리 장치로부터 회신된 패킷을 수신한 경우에 모든 액션을 실행하였는지 여부를 확인하고,
    (k) 지정된 모든 액션을 실행한 경우에 상기 패킷을 폐기하고,
    지정된 모든 액션을 실행하지 않은 경우에, 지정된 모든 액션을 실행할 때까지 상기 (f) 내지 상기 (k)의 처리를 반복하도록 구성된 네트워크 시스템.
  4. 스위치로서,
    패킷들을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 기초하여 수신 패킷을 처리하도록 구성된 패킷 전송 처리부; 및
    상기 패킷 전송 처리부로부터 패킷을 수신한 경우에 상기 패킷을 상기 패킷 전송 처리부에 송신하도록 구성된 루프백 처리부
    를 포함하고,
    상기 패킷 전송 처리부는
    (a) 상기 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인지 여부를 확인하는 수단;
    (b) 상기 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인 경우에 상기 플로우 엔트리에 기초하여 상기 수신 패킷의 변환 액션을 실행하고 상기 수신 패킷의 패킷 헤더를 재기입하는 수단;
    (c) 상기 패킷 헤더를 재기입한 패킷을 카피하는 수단;
    (d) 상기 패킷들 중 하나의 패킷을 수신처로 지정된 포트들 중 하나에 출력하는 수단;
    (e) 상기 패킷들 중 다른 하나의 패킷을 상기 루프백 처리부에 송신하는 수단;
    (f) 상기 루프백 처리부로부터 회신된 패킷을 수신한 경우에 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신되었는지 여부를 확인하는 수단;
    (g) 수신처로 지정된 모든 포트에 송신된 경우에 상기 패킷을 폐기하는 수단; 및
    수신처로 지정된 모든 포트에 송신되지 않은 경우에 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신될 때까지 상기 (a) 내지 상기 (g)의 처리를 반복하는 수단을 포함하는 스위치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 패킷 전송 처리부는
    (h) 상기 수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인지 여부를 확인하는 수단;
    (i) 상기 수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인 경우에 상기 수신 패킷을 카피하는 수단;
    (j) 상기 패킷들 중 하나의 패킷에 대하여 상기 플로우 엔트리에 기초하여 지정된 액션들 중 하나를 실행하는 수단;
    (k) 상기 패킷들 중 다른 하나의 패킷을 상기 루프백 처리부에 송신하는 수단;
    (l) 상기 루프백 처리부로부터 회신된 패킷을 수신한 경우에 지정된 모든 액션을 실행하였는지 여부를 확인하는 수단;
    (m) 지정된 모든 액션을 실행한 경우에 상기 패킷을 폐기하는 수단; 및
    지정된 모든 액션을 실행하지 않은 경우에 지정된 모든 액션을 실행할 때까지 상기 처리를 반복하는 수단을 포함하는 스위치.
  7. 스위치에 의해 실행되는 패킷 처리 방법으로서,
    패킷들을 플로우로서 일률적으로 제어하기 위한 룰과 액션이 정의된 플로우 엔트리에 기초하여 수신 패킷을 처리하는 단계;
    상기 처리된 패킷의 카피를 루프백 처리용의 출력 포트에 출력하는 단계;
    상기 루프백된 패킷을 수신하는 단계;
    상기 루프백된 패킷을 다시 수신 패킷으로서 취급하는 단계;
    (a) 상기 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인지 여부를 확인하는 단계;
    (b) 상기 수신 패킷이 멀티캐스트 송신을 위한 패킷인 경우에 플로우 엔트리에 기초하여 상기 수신 패킷의 변환 액션을 실행하여, 상기 수신 패킷의 패킷 헤더를 재기입하는 단계;
    (c) 상기 패킷 헤더를 재기입한 패킷을 카피하는 단계;
    (d) 상기 카피한 패킷들 중 하나의 패킷을 수신처로 지정된 포트들 중 하나에 출력하는 단계;
    (e) 상기 카피한 패킷들 중 다른 하나의 패킷을 루프백 처리용의 출력 포트에 출력하는 단계;
    (f) 상기 루프백된 패킷을 수신한 경우에, 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신되었는지 여부를 확인하는 단계;
    (g) 수신처로 지정된 모든 포트에 송신된 경우에 상기 패킷을 폐기하는 단계; 및
    수신처로 지정된 모든 포트에 송신되지 않은 경우에 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신될 때까지 상기 (a) 단계 내지 상기 (g) 단계의 처리를 반복하는 단계
    를 포함하는 패킷 처리 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    (h) 상기 수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인지 여부를 확인하는 단계;
    (i) 상기 수신 패킷이 멀티액션을 위한 패킷인 경우에 상기 수신 패킷을 카피하는 단계;
    (j) 상기 카피한 패킷들 중 하나의 패킷에 대하여, 상기 플로우 엔트리에 기초하여 지정된 액션들 중 하나를 실행하는 단계;
    (k) 상기 카피한 패킷들 중 다른 하나의 패킷을 루프백 처리용의 출력 포트에 출력하는 단계;
    (l) 상기 루프백된 패킷을 수신한 경우에 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신되었는지 여부를 확인하는 단계;
    (m) 수신처로 지정된 모든 포트에 송신된 경우에 상기 패킷을 폐기하는 단계; 및
    수신처로 지정된 모든 포트에 송신되지 않은 경우에 수신처로 지정된 모든 포트에 상기 패킷이 송신될 때까지 상기 (h) 단계 내지 상기 (m) 단계의 처리를 반복하는 단계를 더 포함하는 패킷 처리 방법.
  10. 제7항에 따른 패킷 처리 방법을 스위치에 실행시키기 위한 프로그램을 저장한 기록 매체.
  11. 패킷의 매치 조건 및 처리 내용을 포함하는 패킷 처리규칙에 따라 패킷을 전송하는 전송 장치로서,
    멀티캐스트 대상인 수신 패킷을 제1 복제 패킷과 제2 복제 패킷에 복제하는 제1 수단; 및
    상기 제2 복제 패킷을 상기 제1 수단으로부터 수신하고, 상기 제1 수단에 반송하는 제2 수단
    을 구비하고,
    상기 제1 수단은, 상기 수신 패킷 및 상기 제2 수단으로부터 반송된 상기 제2 복제 패킷의 헤더에, 멀티캐스트의 복수의 수신처 각각에 대응하는 식별 정보를 부가하고, 상기 식별 정보에 따른 수신처에 상기 제1 복제 패킷 및 상기 제2 복제 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 수단은, 상기 제2 수단으로부터 반송된 상기 제2 복제 패킷을 다시 복제하고, 상기 멀티캐스트 대상인 패킷의 수신처 전부에 대해, 상기 복제 및 상기 식별 정보의 부가를 실시하는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  13. 패킷의 매치 조건 및 처리 내용을 포함하는 패킷 처리규칙에 따라 패킷을 전송하는 통신 시스템으로서,
    멀티캐스트 대상인 수신 패킷을 제1 복제 패킷과 제2 복제 패킷에 복제하는 제1 수단; 및
    상기 제2 복제 패킷을 상기 제1 수단으로부터 수신하고, 상기 제1 수단에 반송하는 제2 수단
    을 구비하고,
    상기 제1 수단은, 상기 수신 패킷 및 상기 제2 수단으로부터 반송된 상기 제2 복제 패킷의 헤더에, 멀티캐스트의 복수의 수신처 각각에 대응하는 식별 정보를 부가하고, 상기 식별 정보에 따른 수신처에 상기 제1 복제 패킷 및 상기 제2 복제 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 수단은, 상기 제2 수단으로부터 반송된 상기 제2 복제 패킷을 다시 복제하고, 상기 멀티캐스트 대상인 패킷의 수신처 전부에 대해, 상기 복제 및 상기 식별 정보의 부가를 실시하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  15. 멀티캐스트 대상인 수신 패킷을 제1 복제 패킷과 제2 복제 패킷에 복제하고,
    상기 제2 복제 패킷을 루프백 처리하고,
    상기 수신 패킷 및 상기 루프백 처리된 상기 제2 복제 패킷의 헤더에 멀티캐스트의 복수의 수신처 각각에 대응하는 식별 정보를 부가하고,
    상기 식별 정보에 따른 수신처에 상기 제1 복제 패킷 및 상기 제2 복제 패킷을 전송하는
    것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 루프백 처리된 상기 제2 복제 패킷을 다시 복제하고,
    상기 멀티캐스트 대상인 패킷의 수신처 전부에 대해, 상기 복제 및 상기 식별 정보의 부가를 실시하는
    것을 특징으로 하는 패킷 전송 방법.
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