KR20120115359A - 통신 시스템, 제어 디바이스, 통신 방법, 및 프로그램 - Google Patents

통신 시스템, 제어 디바이스, 통신 방법, 및 프로그램 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포워딩 노드를 중앙 제어하는 제어 디바이스 상의 부하를 경감하는 것을 목적으로 한다. 통신 시스템은, 사전에 설정된 라우트(route)에 따라 수신 패킷을 포워딩(forwarding)해서 패킷 포워딩을 수행하기 위한 것이며 수신 패킷에 포함되는 경로 식별자에 의거하여 선택되는 처리 규칙이 설정되는 복수의 포워딩 노드; 및 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정하고, 소정의 경우에, 라우트의 시점(start point)에 위치되는 포워딩 노드에게 수신 패킷에 라우트에 따른 경로 식별자를 추가하게 하고, 라우트의 종점(end point)에 위치된 포워딩 노드에게 수신 패킷에서 경로 식별자를 삭제하게 하는 제어 디바이스를 포함한다.

Description

통신 시스템, 제어 디바이스, 통신 방법, 및 프로그램{COMMUNICATION SYSTEM, CONTROL DEVICE, COMMUNICATION METHOD, AND PROGRAM}
(관련 출원에 대한 참조)
본 발명은 2010년 12월 1일에 출원된 일본국 특허출원 제2010-268401호 공보에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 전문이 본 발명에 참조로 포함된다.
본 발명은 패킷 플로우(packet flow)의 포워딩 라우트(forwarding route)에 대한 통신 시스템, 통신 디바이스, 제어 디바이스, 제어 방법 및 프로그램에 관한 것이며, 특히 수신 패킷과 대응하는 처리 규칙에 따라 수신 패킷을 처리하는 포워딩 노드를 이용함으로써 통신을 실현하는 통신 시스템, 제어 디바이스, 통신 방법, 및 프로그램에 관한 것이다.
최근, OpenFlow라고 알려진 기술이 제안되었다(특허문헌 1, 및 비특허문헌 1 및 2 참조). OpenFlow에서는, 통신이 엔드-투-엔드(end-to-end) 플로우와 같이 이루어지고, 라우팅 제어, 장애 복구, 부하 분산(load balancing), 및 최적화가 플로우 단위로 수행된다. 포워딩 노드로서 기능하는 OpenFlow 스위치는, 제어 디바이스로서 위치되는 OpenFlow 컨트롤러와 통신하는 보안 채널(secure channel)을 포함하며, OpenFlow 컨트롤러에 의해 적절한 추가 또는 다시쓰기가 지시되는 플로우 테이블에 따라 작동한다. 플로우 테이블에는, 플로우마다, 패킷 헤더를 참조하는 대응 규칙(헤더 필드), 플로우 통계 정보(Counters), 및 처리 내용을 규정하는 동작(Actions)의 세트가 규정되어 있다.
도 11에는, OpenFlow를 이용하는 통신 시스템의 일례가 기술되어 있다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 통신 시스템(1A)은 OpenFlow 컨트롤러에 해당하는 컨트롤 디바이스(110), 및 OpenFlow 스위치에 해당하는 플로우 스위치(121 내지 126)로 형성된다. 통신 시스템(1A)은 접속된 통신 단말(131 내지 134)간에 통신을 실현할 수 있다.
도 12의 시퀀스를 참조해서, 상술한 OpenFlow를 이용한 통신 시스템의 작동을 설명한다. 여기에서는, 도 11의 통신 단말(131)이 통신 단말(134)과 두 가지 형태의 통신을 개시하는 예를 이용하여 설명한다.
통신 단말(131)에 의해 전송된 제 1 통신용 패킷의 수신 시(도 12의 S901), 플로우 스위치(121)는 플로우 테이블에서, 수신 패킷의 헤더 정보와 대응되는 대응 규칙을 갖는 처리 규칙 엔트리를 검색한다. 검색 결과로서, 수신 패킷과 대응하는 엔트리가 발견되지 않을 경우에, 플로우 스위치(121)는 수신 패킷을 버퍼링한 후, 수신 패킷의 정보를 갖는 새로운 플로우 검출 통지(Packet-In) 메시지를 보완 채널(secure channel)을 통해 제어 디바이스(110)에 전송하고, 수신 패킷의 송신원 및 수신처에 의거하여 패킷 포워딩 라우트의 결정을 요청한다(도 12의 S902).
상기 요청을 수신한 제어 디바이스(110)는 새로운 플로우 검출 통지의 정보로부터 패킷의 도착 수신처를 통신 단말(134)로서 식별한다. 제어 디바이스(110)는, 제 1 통신용 패킷의 포워딩 라우트로서, 플로우 스위치(121)로부터, 식별된 통신 단말(134)이 접속되는 플로우 스위치(126)에 이르는 라우트를 연산한다. 여기에서, 제 1 통신용 패킷의 포워딩 라우트로서, 플로우 스위치(121)->플로우 스위치(123)->플로우 스위치(126)의 라우트가 연산된다.
제어 디바이스(110)는 상술한 포워딩 라우트를 실현하는 패킷의 포워딩 규칙을 결정하는 처리 규칙의 설정(FlowMod) 메시지를 상술한 라우트 내의 플로우 스위치에 전송하고, 처리 규칙 엔트리를 각각의 플로우 테이블 내에 저장한다(도 12의 S903-1 내지 S903-3). 플로우 스위치(121)는 설정된 처리 규칙 엔트리를 이용하여 버퍼링된 패킷을 전송한다(도 12의 S904). 처리 규칙 엔트리는 상술한 단계 S903-2 내지 S903-3에서 패킷 포워딩 라우트 내의 플로우 스위치(123, 126)의 플로우 테이블에 사전에 설정되므로, 플로우 스위치(121)로부터 전송된 제 1 통신용 패킷을 수신하는 플로우 스위치(123, 126)는 제어 디바이스(110)에 패킷 라우트의 결정을 요청하지 않고, 패킷 포워딩을 행한다.
이어서, 통신 단말(131)에 의해 전송된 제 2 통신용 패킷의 수신 시(도 12의 단계 S905), 플로우 스위치(121)는 플로우 테이블에서, 수신 패킷의 헤더 정보와 대응하는 대응 규칙을 갖는 처리 규칙 엔트리를 검색한다. 제 2 통신이 제 1 통신과 다른 포트 번호를 이용하므로, 수신 패킷과 대응하는 엔트리가 발견되지 않음으로 인해, 플로우 스위치(121)는, 제 1 통신과 마찬가지로 수신 패킷을 버퍼링한 후에, 수신 패킷의 정보를 갖는 새로운 플로우 검출 통지(Packet-In) 메시지를 보완 채널을 통해 제어 디바이스(110)에 전송하고, 수신 패킷의 송신원 및 수신처에 의거하여 패킷 포워딩 라우트의 결정을 요청한다(도 12의 S906).
요청을 수신한 제어 디바이스(110)는 새로운 플로우 검출 통지의 정보로부터 패킷의 도착 수신처를 통신 단말(134)로서 식별한다. 제어 디바이스(110)는 플로우 스위치(121)로부터, 식별된 통신 단말(134)이 접속되는 플로우 스위치(126)에 이르는 라우트를 제 2 통신용 패킷의 포워딩 라우트로서 연산한다. 여기에서, 플로우 스위치(121)->플로우 스위치(124)->플로우 스위치(126)의 라우트가 제 2 통신용 패킷의 포워딩 라우트로서 연산된다.
제어 디바이스(110)는 상술한 포워딩 라우트를 실현하는 패킷의 포워딩 규칙을 결정하는 처리 규칙의 설정(FlowMod) 메시지를 상술한 라우트 내의 플로우 스위치에 전송하고, 처리 규칙 엔트리를 각각의 플로우 테이블에 저장한다(도 12의 S907-1 내지 S907-3). 플로우 스위치(121)는 설정된 처리 규칙 엔트리를 이용하여 버퍼링된 패킷을 전송한다(도 12의 S908). 상술한 단계 S907-2 및 S907-3에 의해 패킷 포워딩 라우트 내의 플로우 스위치(124, 126)의 플로우 테이블에 처리 규칙 엔트리가 사전에 설정되므로, 플로우 스위치(121)로부터 전송된 제 1 통신용 패킷을 수신하는 플로우 스위치(124, 126)는 제어 디바이스(110)에 패킷 라우트의 결정을 요청하지 않고, 패킷 포워딩을 행한다.
인용되는 특허문헌 및 비특허문헌의 전문은 참조에 의해 본 발명에 포함된다.
국제 공보 WO 2008/095010
Nick McKeown 외 7명, "OpenFlow:Enabling Innovation in Campus Networks", [online], [search conducted September 17, 2010] Internet URL:http://www.openflowswitch.org//documents/openflow-wp-lastest.pdf "OpenFlow:Switch Specification" Version 1.0.0.(Wire Protocol 0x01), [search conducted September 17, 2010] Internet URL:http//www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v1.0.0.pdf
본 발명에 의해 다음과 같은 분석이 이루어진다.
상술한 바와 같이, OpenFlow를 이용한 통신 시스템에 따르면, 플로우 단위로, 라우트 내의 스위치의 처리 규칙 엔트리를 제어함으로써, 동일한 통신 단말간에 통신이 수행될 경우에도, 플로우 특징이 상이하다면(도 11 및 도 12의 예에서 포트 번호가 상이함), 상이한 라우트를 선택할 수 있는 것과 같은 유연한 라우팅 제어를 실현할 수 있다.
그러나 한편, OpenFlow를 이용한 통신 시스템은 OpenFlow 컨트롤러 등의 제어 디바이스에 의해, 통신 시스템 내의 모든 플로우 스위치의 라우팅 제어를 수행한다. 결과적으로, 새로운 플로우가 발생될 때마다, 제어 디바이스는 새로운 플로우에 의해 취해지는 라우트 내의 모든 플로우 스위치에 처리 규칙을 설정해야 해서, 제어 부하가 커지는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바를 감안하여 이루어진 것이며, 상술한 OpenFlow 컨트롤러에서와 같이, 포워딩 노드를 중앙 제어하는 제어 디바이스의 부하를 경감할 수 있는 통신 시스템, 제어 디바이스, 통신 방법, 및 프로그램을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 수신 패킷(received packet)을 사전에 설정된 라우트(route)에 따라 포워딩(forwarding)하기 위한 처리 규칙(들)이 설정되어 있고, 상기 수신 패킷에 포함되는 경로 식별자에 의거하여 선택되는 처리 규칙으로 패킷 포워딩을 수행하는 복수의 포워딩 노드; 및 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정하고, 소정의 경우에, 라우트의 시점(start point)에 위치되는 포워딩 노드에게 수신 패킷에 라우트에 따른 경로 식별자를 추가하게 하고, 라우트의 종점(end point)에 위치된 포워딩 노드에게 수신 패킷에서 경로 식별자를 삭제하게 하는 제어 디바이스를 포함하는 통신 시스템이 제공되고 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 수신 패킷을 사전에 설정된 라우트에 따라 포워딩하기 위한 처리 규칙(들)이 설정되어 있고, 상기 수신 패킷에 포함되는 경로 식별자에 의거하여 선택되는 처리 규칙으로 패킷 포워딩을 수행하는 복수의 포워딩 노드에 접속되는 제어 디바이스가 제공되고 있으며, 이 제어 디바이스는, 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정하는 제 1 유닛; 및 소정의 경우에, 라우트의 시점에 위치되는 포워딩 노드에게 수신 패킷에 라우트에 따른 경로 식별자를 추가하게 하고, 라우트의 종점에 위치된 포워딩 노드에게 수신 패킷에서 경로 식별자를 삭제하게 하는 제 2 유닛을 포함한다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 새로운 플로우가 발생될 경우, 사전에 연산된 라우트의 시점에 위치된 포워딩 노드가, 제어 디바이스로부터의 지시에 의거하여 수신 패킷에 경로 식별자를 추가하고, 이어서 후속 홉(hop)에 포워딩하는 단계; 사전에 연산된 라우트 내에 있는 포워딩 노드가, 제어 디바이스에 의해 사전에 설정된 처리 규칙 중에서, 수신 패킷에 포함된 경로 식별자에 의거하여 처리 규칙을 선택하고, 수신 패킷을 포워딩하는 단계; 및 라우트의 종점에 위치된 포워딩 노드가, 제어 디바이스로부터의 지시에 의거하여 경로 식별자가 추가되기 전의 상태로 수신 패킷을 복원하고, 이어서 후속 홉에 포워딩하는 단계를 포함하는 통신 방법이 제공되고 있다. 이 방법은 통신 시스템을 구성하는 전송 노드 및 제어 디바이스로서 알려진 특정 장치와 결합될 수 있다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 수신 패킷을 사전에 설정된 라우트에 따라 포워딩하기 위한 처리 규칙이 설정되어 있고, 상기 수신 패킷에 포함되는 경로 식별자에 의거하여 선택되는 처리 규칙으로 패킷 포워딩을 수행하는 복수의 포워딩 노드에 접속되는 제어 디바이스에서 실행되는 프로그램이 제공되고 있으며, 이 프로그램은 라우트 내의 포워딩 노드에 사전에 처리 규칙을 사전에 설정하는 프로세스, 및 소정의 경우에, 라우트의 시점 및 종점에 위치되는 포워딩 노드에, 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 각각 실행하는 프로세스를 실행한다. 이 프로그램은, 비일시적인 기록 매체일 수 있는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 기록될 수 있다. 즉, 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 포워딩 노드를 중앙 제어하는 제어 디바이스의 부하를 경감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 개요를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 3은 제 1 실시형태에 따른 제어 디바이스의 구성예를 나타내는 도면.
도 4는 제 1 실시형태에 따른 제어 디바이스의 경로 정보 저장 유닛에 저장된 내용을 나타내는 도면.
도 5는 제 1 실시형태의 동작예(처리 규칙의 사전 설정)를 나타내는 시퀀스도.
도 6은 도 5의 단계 S013 이후의 제어 디바이스의 처리 플로우를 나타내는 플로우도.
도 7은 제 1 실시형태의 동작예(새로운 플로우가 발생했을 경우)를 나타내는 시퀀스도.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 9는 제 2 실시형태에 따른 제어 디바이스의 처리 플로우를 나타내는 플로우도.
도 10은 제 2 실시형태의 제어 디바이스의 경로 정보 저장 유닛에 저장된 내용을 나타내는 도면.
도 11은 비특허문헌 1 및 2의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면.
도 12는 비특허문헌 1 및 2의 통신 시스템의 작동예를 나타내는 시퀀스도.
우선, 본 발명의 개요를 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명은 포워딩 노드(21 내지 26) 및 제어 디바이스(10)에 의해 구현될 수 있으며, 여기에서 포워딩 노드(21 내지 26)에는, 사전에 설정된 라우트(사전 설정 라우트)에 따라 수신 패킷을 포워딩하며 수신 패킷에 포함된 경로 식별자에 의거하여 선택되어 패킷 포워딩이 수행되게 하는 처리 규칙이 설정되고, 제어 디바이스(10)는 라우트 내에 있는 포워딩 노드(도 1에서, 포워딩 노드 21, 23, 24 및 26)에 처리 규칙을 사전에 설정한다. 또한, 새로운 플로우가 발생될 경우, 제어 디바이스(10)는 라우트의 시점에 위치된 포워딩 노드에게, 수신 패킷에 라우트에 따른 경로 식별자를 부가하게 하고, 라우트의 종점에 위치된 포워딩 노드에게, 수신 패킷에서 경로 식별자를 삭제하게 한다. 이 개요에서 표기하는 도면 참조 부호는, 이해를 돕기 위해 일례로서 각각의 구성 요소에 편의상 부가된 것이며, 도시한 도면의 형태로 본 발명을 제한하고자 의도된 것은 아니다.
구체적으로, 통신 단말(131)로부터 수신처로서의 통신 단말(134)과 새로운 플로우가 발생될 경우에, 라우트의 시점에 위치된 포워딩 노드(21)는 사전에 연산되어, 제어 디바이스의 지시에 의거하여 경로 식별자(예를 들면, 사전 설정 라우트(A)에 대한 경로 식별자(A))를 수신 패킷에 부가하고, 이어서 다음 홉(hop)에 포워딩하는 단계; 사전 연산된 라우트 내의 포워딩 노드(24)는 수신 패킷에 포함된 경로 식별자(예를 들면, 경로 식별자(A))에 의거하여 처리 규칙을 선택하고 수신 패킷을 포워딩 노드(26)에 포워딩하는 단계; 라우트의 종점에 위치된 포워딩 노드(26)는 제어 디바이스로부터의 지시에 의거하여 수신 패킷을 경로 식별자가 추가되기 전으로 복구하고, 이어서 다음 홉으로 포워딩하는 단계에 의해 구현이 실현된다.
동일한 방식으로, 새로운 플로우의 포워딩 라우트로서 사전 설정 라우트(B)를 선택해서 패킷을 포워딩할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 사전에 설정된 라우트 내의 포워딩 노드(시점 및 종점의 포워딩 노드는 제외)로부터 처리 규칙의 설정을 요청할 필요가 없으므로, 제어 디바이스(10) 상의 부하를 줄일 수 있다.
(제 1 실시형태)
이어서, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면을 참조해서 상세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 제어 디바이스(10) 및 포워딩 노드 그룹(20)으로 형성된 통신 시스템(1)이 나타나 있다.
포워딩 노드 그룹(20)은 복수의 포워딩 노드(21 내지 26)로 형성된다.
또한, 통신 단말(131 내지 134)은 통신 시스템(1)에 접속된다.
포워딩 노드 외측에 표기된 #1 및 #2 등의 부호는 각각의 포워딩 노드에 대한 포트 번호를 지시한다.
본 실시형태를 간략히 기술하기 위해서, 여기에서, 두 개의 용어, "에지 노드" 및 "코어 노드"를 정의한다. 에지 노드는 후술하는 경로의 시점 또는 종점에서의 포워딩 노드를 지시한다. 코어 노드는 후술하는 경로의 시점 또는 종점이 아닌 포워딩 노드를 지시한다.
여기에서, 이하의 실시형태를 효과적으로 기재하기 위해, 단어 "라우트" 및 "패스"를 정의한다. "라우트"는 통신 시스템(1)을 통해 통신을 수행하는 통신 단말 사이에서 송수신되는 데이터 패킷이 통과하는 하나 이상의 포워딩 노드에 의해 형성된 정보에 관한 것이다. 또한, "라우트"는 방향성을 갖는다. 예를 들면, 2개의 통신 단말이 가고 오는데 동일한 포워딩 노드를 사용할 경우, 가는 라우트와 오는 라우트는 상이한 것이다. 이에 반해, "패스"는 하나 이상의 "라우트"로 이루어지며, 통신 시스템의 코어 노드에 속하는 포워딩 노드의 패킷 포워딩 규칙의 세분성(granularity)을 설정하는 것에 관련된다. 결과적으로, 특정 라우트에서 보면, 에지 노드 및 코어 노드는 서로 배타적으로 존재하지만, 포워딩 노드 관점에서는, 포워딩 노드는 어떤 라우트에서는 에지 노드가 되고 또 다른 라우트에서는 코어 노드가 되는, 에지 노드와 코어 노드 양쪽의 역할을 하는 포워딩 노드도 존재한다.
또한, 다음 실시형태에서, 에지 노드에서 경로를 식별하기 위한 후술하는 경로 식별자가 패킷의 수신처 MAC 어드레스에 임베드되고, 코어 노드는 수신처 MAC 어드레스에 임베드된 경로 식별자를 보고 동작을 결정하도록, 패킷 포워딩이 수행되는 것으로 해서 설명한다. 경로 식별자가 임베드되는 위치는 미(未)사용의 헤더 필드 등과 같은 매우 다양한 위치일 수 있다.
도 3은 도 2의 제어 디바이스의 상세 구성을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 제어 디바이스(10)는 포워딩 노드(21 내지 26)와 통신을 수행하는 통신 유닛(11), 제어 메시지 처리 유닛(12), 동작 연산 유닛(13), 포워딩 노드 관리 유닛(14), 토폴로지 관리 유닛(15), 단말 위치 정보 관리 유닛(16), 처리 규칙 관리 유닛(17A), 처리 규칙 저장 유닛(17B), 경로 정보 관리 유닛(18A) 및 경로 정보 저장 유닛(18B)이 설치되어 구성되어 있다. 이들은 각각 다음과 같이 동작한다.
제어 메시지 처리 유닛(12)은 포워딩 노드(21 내지 26)로부터 수신된 제어 메시지를 분석하고 제어 메시지 정보를 제어 디바이스(10) 내의 관련 처리 수단에 보낸다.
동작 연산 유닛(13)은, 단말 위치 정보 관리 유닛(16)에 의해 관리되는 통신 단말의 위치 정보 및 경로 정보 관리 유닛(18A)에 구축된 경로 정보에 의거하여, 패킷의 포워딩 라우트 내의 포워딩 노드에서 실행될 동작을 구한다.
포워딩 노드 관리 유닛(14)은 제어 디바이스(10)에 의해 제어되는 포워딩 노드의 능력(예를 들면, 포트의 번호 및 형태, 지원되는 동작의 형태 등)을 관리한다.
토폴로지 관리 유닛(15)은 통신 유닛(11)을 통해 수집된 포워딩 노드의 접속 관계에 의거하여 네트워크 토폴로지 정보를 구축한다. 또한, 토폴로지 정보에 변화가 보일 경우, 그 통지가 경로 정보 관리 유닛(18A)에 제공된다.
단말 위치 정보 관리 유닛(16)는 통신 시스템에 접속된 통신 단말의 위치를 식별하기 위한 정보를 관리한다. 본 실시형태에서, 통신 단말을 구별하는 정보이며 통신 단말의 위치를 식별하는 정보인 IP 어드레스를 가지고, 통신 단말이 접속되는 포워딩 노드 및 그 포트의 정보를 구별하는데 정보가 활용된다. 단말 및 그 위치는 이들 정보 항목 대신에 다른 정보를 이용하여 식별될 수도 있음은 명확하다.
처리 규칙 관리 유닛(17A)은 어느 포워딩 노드에 어떤 형태의 처리 규칙이 설정되는지에 관한 관리를 수행한다. 구체적으로, 동작 연삭부(13)에서 연산된 결과는 처리 규칙으로서 처리 규칙 저장 유닛(17B)에 기록되며, 이 처리 규칙은 포워딩 노드에 설정되고, 처리 규칙 저장 유닛(17B)의 기록 정보는, 포워딩 노드로부터의 처리 규칙 삭제 통지에 의해 포워딩 노드에 설정된 처리 규칙에 변화가 일어났을 경우에 따라서도 갱신된다.
경로 정보 관리 유닛(18A)은 통신 시스템(1) 내의 통신에 이용되는 경로 정보를 관리한다. 구체적으로, 통신 시스템(1)의 토폴로지 구성에 변화가 있을 경우에, 통신에 이용되는 라우트가 구해지고, 이 라우트에서 코어 노드에 설정된 처리 규칙의 설정 세분성을 갖는 경로가 연산되고, 고유 식별자가 경로마다 포워딩 노드 그룹(20) 내에 할당되며 경로 정보 저장 유닛(18B)에 기록되고, 동작 연삭부(13)와 협력해서, 코어 노드에 설정된 처리 규칙(코어 노드로부터의 요청에 의존하지 않음)이 갱신된다.
또한, 경로 정보 관리 유닛(18A)은, 동작 연산 유닛(13)으로부터 경로 정보가 요청될 경우, 관련 경로 정보를 반환한다. 도 4는 경로 정보 저장 유닛(18B)에 저장된 경로 정보를 나타내는 도면이다. 경로 정보는 시점 포워딩 노드, 종점 포워딩 노드, 경로 식별자, 및 라우트 정보로 형성된다.
시점 포워딩 노드 및 종점 포워딩 노드는 각각 라우트의 시점 및 종점에 관련되는 포워딩 노드이다. 여기에서 사용되는 포워딩 노드를 구별하기 위한 정보로서, 포워딩 노드의 IP 어드레스 또는 MAC 어드레스가 사용되거나, 또는 다른 전용 식별자가 사용될 수 있다.
경로 식별자는 포워딩 노드 그룹(20) 내에서, 후술하는 라우트 정보에서 규정된 경로 정보를 고유하게 구별하기 위한 고정된 길이의 정보이다.
라우트 정보는, 하나 이상의 포워딩 노드와 그 포트 정보의 조합으로, 경로 정보 관리 유닛(18A)에 의해 통신 단말 사이의 통신에 이용되는 경로로서 선택되는 경로의 특정 정보를 지시하는 정보이다. 예를 들면, 도 4의 Path#000X로 구별되는 엔트리의 라우트 정보와 관련하여, 포워딩 노드(21)의 포트 #2로부터 포워딩 노드(23)의 포트 #4로의 통과 및 종점 포워딩 노드인 포워딩 노드(26)에의 도착을 이해할 수 있다(도 1의 사전 설정 라우트(B)를 참조).
또한, 도 4의 테이블 구성으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 본 실시형태의 경로는 단방향으로 라우트가 2개의 특정 포워딩 노드 사이에 규정되어 1대1로 대응한다.
상술한 구성에서, 제어 디바이스(10)에 처리 규칙을 유지할 필요가 없을 경우에, 처리 규칙 저장 유닛(17B)을 생략할 수 있다. 또한, 처리 규칙 저장 유닛(17B) 및 경로 정보 저장 유닛(18B)을 별개의 외부 서버 등에 설치하는 구성도 채용할 수 있다.
상술한 제어 디바이스(10)는, 비특허문헌 1 및 2의 OpenFlow 컨트롤러에 의거하여, 상술한 경로 정보 관리 유닛(18A)이 추가되는 구성에 의해 실현될 수도 있다.
또한, 도 1에 나타낸 제어 디바이스(10)의 각각의 부분(처리 수단)은 제어 디바이스(10)를 형성하는 컴퓨터에서, 그 하드웨어를 이용하여 상술한 각각의 처리가 실행되게 하는 컴퓨터 프로그램에 의해 실현될 수도 있다.
도 2에 나타낸 제어 디바이스(10)의 각각의 부분(처리 수단)은 제어 디바이스(10)를 형성하는 컴퓨터에서, 그 하드웨어를 이용하여 상술한 각각의 처리가 실행되게 하는 컴퓨터 프로그램에 의해 실현될 수도 있다.
패킷을 수신하면, 포워딩 노드(21 내지 26)는 처리 규칙을 저장하는 처리 규칙 저장 유닛으로부터 수신 패킷과 대응하는 대응 규칙(레퍼런스 규칙)을 갖는 처리 규칙을 찾고, 처리 규칙에 부여된 동작에서와 같이 처리(예를 들면, 특정 포트에의 포워딩, 블러딩(blooding), 드랍핑(dropping) 등)를 실시한다.
또한, 패킷이 처리될 때마다, 포워딩 노드(21 내지 26)는 대응 처리 규칙의 동작 필드 내의 타이머(타임 아웃 정보를 제공함)를 재설정한다. 타이머가 0이 되면(0까지 카운트됨), 포워딩 노드(21 내지 26)는 처리 규칙 저장 유닛에서 대응 처리 규칙을 삭제한다. 이러한 방식으로, 더 이상 사용되지 않는 처리 규칙이 영원히 남게 되며 의도하지 않은 동작이 실행되는 상황을 방지할 수 있다.
상술한 포워딩 노드(21 내지 26)는 비특허문헌 1 및 2의 OpenFlow 스위치와 동등한 구성에서 실현될 수도 있다. 이 경우에, 각각의 처리 규칙 저장 유닛은 비특허문헌 1의 OpenFlow 스위치의 플로우 엔트리를 저장하는 플로우 테이블에 해당한다.
이어서, 본 실시형태의 동작과 관련하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 제어 디바이스(10)에 의한 코어 노드에의 처리 규칙의 사전 설정에 관해 설명한다.
도 5는 제어 디바이스(10)가 코어 노드에 처리 규칙을 사전 설정할 경우의 일련의 절차를 나타내는 시퀀스도이다.
도 5를 참조하면, 우선, 포워딩 노드(21)가 개시될 경우, 제어 디바이스와 제어 채널이 구축된다(도 5의 S001). 여기에서 확립된 제어 채널은 제어 채널에 대해 포트 번호를 이용하는 TCP, 또는 SSL(Secure Socket Layer)의 접속이다. 포워딩 노드(21)는 자신에 관한 정보 통지를, 포워딩 능력 통지 메시지를 통해 제어 디바이스(10)에 준다(도 5의 S002).
여기에서, 포워딩 노드(21)에 의해 제어 디바이스(10)에 전송된 정보에 대해서는, 예를 들면 포워딩 노드 자신의 식별자, 각각의 포트 정보, 지원되는 동작의 정보 등을 들 수 있다. 제어 디바이스(10) 및 포워딩 노드(21)로서, 비특허문헌 1 및 2의 OpenFlow 컨트롤러 및 OpenFlow 스위치를 이용할 경우에, 포워딩 능력 통지 메시지로서, Feature Request/Reply 메시지를 이용할 수 있다.
또한, 포워딩 노드 자신의 식별자로서, 예를 들면 IP 어드레스가 전송될 수 있다. IP 어드레스 이외의 정보가 식별자로서 전송될 수 있음은 명확하다. 포트 정보는, 예를 들면 포워딩 노드의 각각의 포트의 포트 식별자, 각각의 포트에 접속된 링크 형태(링크 형태 정보), 및 각각의 포트에 접속된 링크에 관련된 정보이다. 상술한 포트의 식별자로서, 예를 들면 포트 번호를 사용할 수 있다. 링크 형태 정보는, 예를 들면 이더넷(Ethernet)(등록 상표), 파이버 채널 등의 상이한 프레임 형태 링크 형태를 나타내는 정보이다. 링크에 관련된 정보의 내용은 링크 타입에 따라 변한다. 예를 들면, 링크 형태가 이더넷(등록 상표)일 경우에, MAC 어드레스, 지원 통신 속도, 통신 시스템 또는 방법(예를 들면, 전이중(full duplex), 반이중(half duplex)) 등을 링크에 관련된 정보로 들 수 있다. 링크에 관련된 정보는 링크 속성 정보라고도 할 수 있다. 동작 정보는, 예를 들면 통상 패킷 포워딩 이외에, MAC 어드레스 변환, IP 어드레스 변환, L4 포트 번호 변환 등의 지원되는 동작의 정보이다.
포워딩 노드(21)로부터 포워딩 능력 통지 메시지를 수신할 경우, 제어 디바이스(10)는 그 내용을 포워딩 노드 관리 유닛(14)에 저장한다.
동일한 방식으로, 제어 디바이스(10)는 포워딩 노드(22 내지 26) 및 제어 채널을 구축하고, 포워딩 노드(22 내지 26)의 포워딩 능력을 포워딩 노드 관리 유닛(14)에 저장한다(도 5의 S003 내지 S012).
각각의 포워딩 노드의 포워딩 능력의 수집이 완료되면, 데이터 패킷의 포워딩에 코어 노드를 사용하는 경로 정보를 구하기 위해, 사전 준비로서, 제어 디바이스(10)는 포워딩 노드 그룹(20) 내에 토폴로지 검색을 수행하고, 그 결과를 토폴로지 관리 유닛(15)에 저장한다(도 5의 S013).
토폴로지 정보가 갱신될 경우, 경로 정보 관리 유닛(18A)은 데이터 패킷의 포워딩 시에 코어 노드가 이용하는 경로 정보를 구하고, 동작 연삭부(13)와 협업하여 코어 노드를 형성하는 포워딩 노드(도 2 및 도 5의 포워딩 노드(23 및 24))의 경로 정보에 의거하여 처리 규칙을 설정한다(도 5의 S014 및 S015).
이어서, 상술한 제어 디바이스(10)의 경로 정보 관리 유닛(18A)에 의한 처리 규칙의 설정의 플로우와 관련하여, 도 6을 참조하여 설명한다.
토폴로지 관리 유닛(15)으로부터의 통지 등에 따라 토폴로지 상태가 변했음을 검출할 경우(단계 S101), 경로 정보 관리 유닛(18A)은 변화 후의 토폴로지 정보에 의거하여 통신 단말 사이의 통신에 사용되는 라우트를 연산한다(단계 S102).
이어서, 경로 정보 관리 유닛(18A)은, 경로 정보로서 경로 정보 저장 유닛(18B)에 기록되게 될 연산된 라우트에 경로 식별자를 할당한다(단계 S104). 경로 정보 관리 유닛(18A)은 동작 연산 유닛(13)에 경로 정보의 통지를 주면, 동작 연산 유닛(13)은 수신된 경로 정보 중에서 코어 노드에 설정되게 될 처리 규칙을 생성하고(단계 S105), 이 처리 규칙을 대응 포어딩 노드에 설정한다(단계 S106). 여기에서, 동작 연산 유닛(13)에 의해 생성된 처리 규칙은 대응 규칙(레퍼런스 규칙)으로서 경로 식별자가 임베드되는 수신처 MAC 어드레스를 이용하며, 경로 정보의 라우트 정보에 의해 규정된 포트 번호에 포워딩하는 동작을 기술한다(도 4 참조).
이어서, 도 7을 참조하여, 상술한 바와 같이 사전 설정된 처리 규칙을 이용한 실제 통신의 플로우에 관해 설명한다. 이하의 설명에서, 도 2의 통신 단말(131)이 통신 단말(134)(수신처)과 상이한 포트를 이용하는 2가지 형태의 통신을 개시한다.
우선, 통신 단말(131)은 통신 단말(134)의 수신처에 제 1 통신용 데이터 패킷을 전송한다(도 7의 S201).
데이터 패킷의 수신 시, 포워드 노드(21)는 처리 규칙 저장 유닛(17B)으로부터 수신 패킷과 대응하는 대응 규칙(레퍼런스 규칙)을 갖는 처리 규칙을 검색한다. 그러나, 이 패킷은 통신 단말(134)의 수신처를 갖는 통신 단말(131)로부터의 제 1 패킷이므로, 관련 처리 규칙이 존재하지 않는다. 따라서, 수신 패킷을 버퍼링한 후, 포워딩 노드(21)는 새로운 플로우 검출 통지를 제어 디바이스(10)에 전송한다(도 7의 S202). 이 새로운 플로우 검출 통지는 처리 규칙의 식별 및 생성에 필요한 정보(예를 들면, MAC 어드레스, IP 어드레스, 포트 번호(각각은 송신원 및 수신처 양쪽을 포함)), 및 패킷 수신 포트 정보를 포함한다.
상술한 처리 규칙의 식별 및 생성에 필요한 정보만 제어 디바이스(10)에 송신하는 대신, 포워딩 노드(21)는 수신 패킷 자체를 제어 디바이스(10)에 전송할 수도 있다.
새로운 플로우 검출 통지의 수신 시, 제어 디바이스(10)는 동작 연산 유닛(13)에서, 새로운 플로우 검출 통지에 포함된 정보로부터, 송신원 IP 어드레스, 새로운 플로우를 검출하는 포워딩 노드 및 그 입력 포트의 식별을 행한다. 단말 위치 정보 관리 유닛(16)에 저장된 동일한 IP 어드레스를 갖는 통신 단말(통신 단말(131))의 위치 정보에 변화가 있을 경우, 동작 연산 유닛(13)은 새로운 플로우 검출 통지에 포함된 포워딩 노드 및 그 입력 포트 정보를 위치 정보로서 기록한다.
이어서, 송신원 및 수신처 통신 단말의 위치 식별이 완료될 경우, 동작 연산 유닛(13)은 단말 위치 정보 관리 유닛(16)을 참조하여, 새로운 플로우 검출 통지에 포함된 수신처 IP 어드레스로부터 통신 단말(134)의 위치 정보를 식별한다.
수신처 및 수신처 통신 단말의 위치 식별이 완료될 경우, 동작 연산 유닛(13)은 포워딩 노드(21)로서의 시점 포워딩 노드 및 포워딩 노드(26)로서의 종점 포워딩 노드에 대응하는 경로 정보를 경로 정보 관리 유닛(18A)에 요청한다.
경로 정보 관리 유닛(18A)은 경로 정보 저장 유닛(18B)을 참조하여, 시점 및 종점 포워딩 노드의 정보로부터 경로 식별자를 선택하고, 대응 경로 정보의 통지를 동작 연산 유닛(13)에 준다.
시점 및 종점 포워딩 노드를 공유하는 복수의 경로 식별자가 있을 경우, 그들 중에서, 소정의 알고리즘에 의거하여 하나의 경로 식별자의 선택이 이루어질 수 있다. 본 실시형태에서, 이 알고리즘과 관련하여 특별한 제약은 없지만, 일례를 들면, 무작위 추출(random selection), 라운드 로빈 추출(round robin selection) 등의 알고리즘, 또는 처리 규칙 관리 유닛(17A)과 협업하여 보다 적게 사용된 경로 식별자로 선택하는 것을 고려해볼 수 있다. 여기에서는, Path#000X가 경로 식별자로서 선택된다.
경로 정보의 획득 시, 동작 연산 유닛(13)은 새로운 처리 규칙을 위한 대응 규칙(레퍼런스 규칙)을 결정하고 에지 노드인 포워딩 노드(21) 및 포워딩 노드(26)에 의해 실행되게 될 동작을 연산한다. 여기에서, 대응 규칙(레퍼런스 규칙)으로서, 통신 단말(131 및 134)에 대하여, 송신처 및 수신처 양쪽의 IP 어드레스 및 포트 번호를 결정한다.
시점 포워딩 노드인 포워딩 노드(21)에서 수신처 MAC 어드레스를 Path#000X로 변환한 후, 동작 연산 유닛(13)은 경로 정보에 의거하여 포워딩 노드(21)의 포트 #2에의 포워딩 동작을 연산한다. 종점 포워딩 노드인 포워딩 노드(26)에 대해서는, 수신처 MAC 어드레스를 통신 단말(134)의 MAC 어드레스로 변환(복구)한 후, 동작 연산 유닛(13)은 통신 단말(134)에 대한 위치 정보인 포워딩 노드(26)의 포트 #2에의 포워딩 동작을 연산한다. MAC 어드레스의 Path#000X에의 변환은 경로 식별자의 추가 및 삭제에 대응한다.
제어 디바이스(10)는 시점 및 종점 포워딩 노드인 포워딩 노드(21 및 26)에 설정되게 되는 결정된 대응 규칙(레퍼런스 규칙) 및 동작에 의거하여 처리 규칙을 생성한다(도 7의 S203-1 및 S203-2).
처리 규칙의 설정 후에, 제어 디바이스(10)는 포워딩 노드(21 및 26)에 설정된 처리 규칙을 처리 규칙 관리 유닛(17A)에 등록한다.
상술한 바와 같이, 처리 규칙의 설정이 완료되면, 포워딩 노드(21)는 버퍼링된 제 1 데이터 패킷의 MAC 어드레스를 처리 규칙에 따라 변환하고, 이어서 포워딩 노드(23)에 포워딩한다. 이 패킷을 수신하며 경로 정보에 대응하는 라우트 상에 있는 포워딩 노드(23)에서, 처리 규칙의 사전 설정이 사전에 수행되었으므로(도 5의 S014 참조), 패킷이 순서대로 포워딩 노드(21, 23, 및 26)에 포워딩되며, 통신 단말(134)에 도달한다(도 7의 S204).
이어서, 통신 단말(131)은 상술한 데이터 패킷과 상이한 통신 플로우에 속하는 제 2 통신용 데이터 패킷을 통신 단말(134)의 수신처에 전송한다(도 7의 S205).
데이터 패킷의 수신 시, 포워딩 노드(21)는 처리 규칙 저장 유닛(18B)으로부터, 수신 패킷과 대응하는 대응 규칙(레퍼런스 규칙)을 갖는 처리 규칙을 검색한다. 그러나, 이 패킷과 관련하여 제 1 데이터 패킷에 사용된 포트 번호가 상이하므로, 관련 처리 규칙이 존재하지 않는다. 따라서, 수신 패킷을 버퍼링한 후에, 포워딩 노드(21)는 새로운 플로우 검출 통지를 제어 디바이스(10)에 전송한다(도 7의 S206).
후속 처리는, 제어 디바이스(10)에 의해 경로 식별자로서 Path#000Y(도 4 참조)를 선택하는 것을 제외하고 제 1 데이터 패킷에 대한 처리와 동일하다. 시점 및 종점 포워딩 노드에서의 처리 규칙의 설정이 완료되고, 시점 포워딩 노드(21)로부터 처리 규칙에 따라 패킷이 전송될 경우, 이 패킷을 수신하는 포워딩 노드(24)에서 처리 규칙의 사전 설정이 사전에 수행되었으므로(도 5의 S015 참조), 패킷은 순서대로 포워딩 노드(21, 24, 및 26)에 포워딩되며, 통신 단말(134)에 도달한다(도 7의 S208).
그 후, 단말 장치(131)로부터 통신 단말(134)의 수신처로 패킷이 상술한 두 가지 처리 규칙에 따라, 두 가지 라우트에 의해 전송된다(도 7의 S209 및 S210).
상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 코어 노드로부터 새로운 플로우 검출 통지가 수신되지 않고, 또한 제어 디바이스(10)가 시점 및 종점 포워딩 노드에 처리 규칙을 설정하는 것으로 충분할 경우, 제어 디바이스(10)에 부하를 저감할 수 있고 고속의 패킷 포워딩을 수행할 수 있다.
본 실시형태에 따르면, 동일한 통신 단말 사이에서 통신이 수행되는 패킷에서도, 각각 상이한 라우트에 의해 상이한 통신에 속하는 패킷을 포워딩할 수 있다. 이 이유는, 에지 노드 및 코어 노드 양쪽이 유지하는, 경로 식별자라고 하는 정보가 대응 규칙(레퍼런스 규칙)으로 취해지는 처리 규칙이 설정되기 때문이다.
또한, 상술한 실시형태로부터 명확한 바와 같이, 본 발명은 통신 시스템의 크기에 상관없이 적용할 수 있다. 이 이유는, 경로 자체가, 라우트 상의 포워딩 노드 그룹 또는 그 동작 순서에 의한 경로 정보의 기술 없이, 또는 플로우의 식별 없이, 고정된 길이의 식별자에 의해 규정되므로, 정보량은 일정하고 통과되는 포워딩 노드에 의존하지 않는다.
또한, 본 실시형태에서는, 경로 식별자가 패킷 내에서 복구될 수 있는 임의의 필드에 임베드되는 시스템이 사용되므로, 라우트의 시점 또는 종점에 있는 포워딩 노드에서 패킷의 세분화 및 그 복구를 위한 처리가 추가될 필요하지 않은 양호한 결과도 있다.
동일한 방식으로, 본 실시형태에서는 코어 노드에 대한 처리도 단순화될 수 있으며, MPLS(Multi-Protocol Label Switching)에서 수행되는 것과 같은 라벨 교체 등의 추가적인 처리가 필요하지 않다.
상술한 실시형태에서, 새로운 플로우 검출 통지가 수신되면, 제어 디바이스(10)는 데이터 패킷의 전송 방향으로만 라우트를 설정하지만, 동시에 양 방향(일 방향은 통신 단말(131)로부터 통신 단말(134)로, 또 다른 방향은 통신 단말(134)로부터 통신 단말(131)로)의 설정이 행해질 수 있다. 이 경우에, 동작 연산 유닛(13)은 시점 및 종점 포워딩 노드를 반대로 할 수 있고, 경로 정보 관리 유닛(18A)으로 다시 체크하고, 또한 경로 정보 관리 유닛(18A)에 의한 단일 방향의 경로 정보에 대한 요청과 관련하여, 양 방향의 경로 정보를 반환할 수 있다.
또한, 상술한 예시적인 실시형태에 있어서, 수신처 MAC 어드레스는 경로 식별자가 임베드되는 필드로서 사용되었지만, 필드 형태와 관련하여 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 송신원 MAC 어드레스, 송신원 IP 어드레스, 수신처 IP 어드레스 등의 포워딩 노드의 종점에서 복구될 수 있는 필드를 경로 식별자가 임베드되는 필드로서 사용할 수 있다. 또한, 캡슐화에서와 같이 새로운 헤드를 추가하는 동작이 설정되고, 이 추간된 헤더에 경로 식별자가 임베드되는 시스템을 채용할 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서, 제어 디바이스(10)는, 포워딩 노드에서의 데이터 패킷의 도착을 트리거 이벤트로 해서 처리 규칙의 설정을 수행하는 설명을 했지만, 처리 규칙은 데이터 패킷 수신 이외의 경우에도 설정될 수 있다. 예를 들면, 포워딩 노드로부터 수집된 트래픽 정보 등에 의해, 결정된 시점에 트래픽이 발생되는 것이 명확할 경우, 처리 규칙이 시점 및 종점의 포워딩 노드에 사전에 설정될 수 있다.
(제 2 실시형태)
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태를 도면을 참조해서 상세하게 설명한다. 상술한 제 1 실시형태에서, 경로 정보 및 라우트 정보는 1대1 대응했지만, 토폴로지가 복잡해짐에 따라, 경로 식별자, 즉 코어 노드에 설정된 처리 규칙의 엔트리의 수는 증가한다는 사실을 고려할 수 있다. 따라서, 제 2 실시형태에서, 라우트의 종점 포워딩 노드와 동일한 포워딩 노드를 사용하는 복수의 라우트는 통합되어, 하나의 경로 식별자가 부여된다. 다른 기본적인 구성은 상술한 제 1 실시형태와 동일하므로, 차이점을 중심으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태의 통신 시스템의 구성예를 나타내는 도면이다. 상술한 제 1 실시형태의 구성과 차이점은 통신 단말(135)이 포워딩 노드(23)의 포드 #5에 접속되는 점에 있다.
본 실시형태에서, 제어 디바이스(10)에 의한 처리 규칙의 코어 노드에의 사전 설정이 수행된다(도 5 참조). 도 9는 본 실시형태의 제어 디바이스(10)의 경로 정보 관리 유닛(18A)에 의한 처리 규칙의 설정에 있어서의 플로우를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 제 1 실시형태와 차이점은, 라우트 연산을 끝낸 후에(스텝 S102), 라우트 정보의 통합 처리가 수행된다(스텝 S103)는 점에 있다.
상술한 라우트 정보의 통합 처리에서, 동일한 포워딩 노드가 라우트 내의 종점 포워딩 노드로서 사용되고, 중첩되는 경로를 갖는 복수의 라우트들에 동일한 경로 식별자를 부여하는 처리가 수행된다.
도 10은 경로 정보 저장 유닛(18B)에 저장된 경로 정보의 구성예를 나타낸다. 도 8의 예에서, 도 4를 이용하여 기술한 제 1 실시형태의 경로 정보 저장 유닛과 마찬가지로, 경로 정보는 경로 식별자, 시점 포워딩 노드, 종점 포워딩 노드, 및 라우트 정보에 의해 구성된다. 그러나, 가독성의 향상을 위해, 테이블 내의 구성 요소의 배치는 도 4에서 변경된다(도 4와 다르다).
도 8의 예에서, 경로 식별자 Path#000X는 포워딩 노드(21)를 시점 포워딩 노드로 하고 포워딩 노드(26)를 종점 포워딩 노드로 하는 라우트에 할당되며, 이 라우트는 포워딩 노드(23)를 시점 포워딩 노드로 하고 포워딩 노드(26)를 종점 포워딩 노드로 하는 라우트를 포함한다. 또한, 경로 식별자 Path#000Y는, 포워딩 노드(21)를 시점 포워딩 노드로 하고 포워딩 노드(26)를 종점 포워딩 노드로 하는 라우트, 및 포워딩 노드(22)를 시점 포워딩 노드로 하고 포워딩 노드(26)를 종점 포워딩 노드로 하는 라우트에 의해 구성된 라우트 트리에 할당된다.
그 후의 처리 규칙의 사전 설정 및 새로운 플로우 검출 통지 후의 동작은 상술한 제 1 실시형태와 동일하다.
본 실시형태에서, 복수의 라우트를 일 경로로 통합함으로써, 코어 노드에 설정된 처리 규칙의 수를 더 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시형태를 기술했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 기본적인 기술적 개념에서 벗어나지 않는 범위 내에서 변경, 치환, 및 조정이 더 추가될 수 있다. 예를 들면, 상술한 각각의 실시형태에 나타낸 포워딩 노드의 수는 일례이며, 그 수는 제한되지 않는다.
또한, 상술한 실시형태에서, 통신 시스템(1)에 포함된 하나의 포워딩 노드 그룹만이 있었지만, 복수의 포워딩 노드 그룹도 가능하다. 이 경우에, 포워딩 노드 그룹은 하나의 가상의 포워딩 노드로서 간주되며, 각각의 포워딩 노드 그룹에 경로 식별자를 할당하여 관리를 행할 수 있다. 복수의 포워딩 노드 그룹을 통해 통신이 행해질 경우, 본 실시형태에서 기술한 하나의 포워딩 노드 그룹이 있을 경우에 대한 처리는 각각의 포워딩 노드 그룹에서 행해질 수 있다.
또한, 상술한 실시형태에서, 라우팅 제어용 패킷은 이더넷(등록 상표) 프레임인 것으로 설명을 했지만, 이더넷(등록 상표) 헤더를 포함하지 않는 IP 패킷도 가능하다. 상술한 특허문헌 및 비특허문헌의 각각의 개시는 본 발명에 참조로서 포함된다. 본 발명의 전체 개시(특허청구범위 포함)의 범주 내에서, 또한 그 기본적인 기술 개념에 의거하여 실시형태의 변경 및 조정이 이루어질 수 있다. 또한, 개시된 다양한 요소들의 폭넓은 조합 및 선택이 본 발명의 특허청구범위 범주 내에서 가능하다. 즉, 본 발명은, 당업자가 특허청구범위의 범주에 포함되는 전체 개시 및 그 기술적 개념에 따라 실현할 수 있는 모든 형태의 변형 및 수정을 포함함은 명확하다.
마지막으로, 본 발명의 바람직한 형태의 요지를 다음에 나타낸다.
(제 1 형태)
(상술한 제 1 측면에 따른 통신 시스템을 참조)
(제 2 형태)
제 1 형태와 관련하여, 포워딩 노드로부터 새로운 플로우 삭제 통지를 수신할 경우에, 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에게 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 실행하게 하는 통신 시스템.
(제 3 형태)
제 1 또는 제 2 형태와 관련하여, 포워딩 노드에 의해 형성된 복수의 라우트 및 라우트와 각각 연관된 경로 식별자를 관리하는 라우트 정보 저장 유닛; 새로운 플로우가 발생될 경우에, 라우트 정보 저장 유닛으로부터 적합한 라우트를 선택하는 라우트 정보 관리 유닛; 및 라우트 정보 저장 유닛에서 선택된 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정함과 함께, 선택된 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 각각 실행하는 처리 규칙을 설정하는 동작 연산 유닛이 제어 디바이스에 설치되는 통신 시스템.
(제 4 형태)
제 1 내지 제 3 형태 중 어느 하나와 관련하여, 통신 시스템에서, 제어 디바이스는, 상기 포워딩 노드에 의해 형성된 네트워크의 토폴로지의 변화가 검출될 때마다, 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트의 재연산을 수행하고 라우트에 대응하는 처리 규칙을 설정한다.
(제 5 형태)
제 4 형태와 관련하여, 통신 시스템은 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트 중에서, 동일한 종점 포워딩 노드로 중첩 구간을 갖는 라우트들에 동일한 경로 식별자를 부여한다.
(제 6 형태)
(상술한 제 2 측면에 따른 제어 디바이스를 참조)
(제 7 형태)
제 6 형태와 관련하여, 제어 디바이스는, 새로운 플로우 검출 통지를 포워딩 노드로부터 수신할 경우에, 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에게 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 실행하게 한다.
(제 8 형태)
제 6 또는 제 7 형태와 관련하여, 제어 디바이스에는, 포워딩 노드에 의해 형성된 복수의 라우트 및 상기 복수의 라우트와 각각 연관된 경로 식별자를 관리하는 라우트 정보 저장 유닛; 새로운 플로우가 발생될 경우에, 라우트 정보 저장 유닛에서 적절한 라우트를 선택하는 라우트 정보 관리 유닛; 및 라우트 정보 저장 유닛에서 선택된 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정함과 함께, 선택된 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에, 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 각각 실행하는 처리 규칙을 설정하는 동작 연산 유닛이 더 설치된다.
(제 9 형태)
제 6 내지 제 8 형태 중 어느 하나와 관련하여, 제어 디바이스는, 포워딩 노드에 의해 형성된 네트워크의 토폴로지의 변화가 검출될 때마다, 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트의 재연산을 수행하고 라우트에 대응하는 처리 규칙을 설정한다.
(제 10 형태)
제 9 형태와 관련하여, 제어 디바이스는 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트 중에서, 동일한 종점 포워딩 노드로 중첩 구간을 갖는 라우트들에 동일한 경로 식별자를 부여한다.
(제 11 형태)
(상술한 제 3 측면에 따른 통신 방법을 참조)
(제 12 형태)
(상술한 제 4 측면에 따른 프로그램을 참조)
각각의 기능 유닛 및 방법 단계는, 각각의 기능 또는 단계를 수행하는 수단으로서 이해되고 그에 의해 실시될 수 있으며, 특히 관련된 특정 물리 파라미터를 산출하는 처리 수단 또는 단계와 관련된다.
1 통신 시스템
10 제어 디바이스
11 통신 유닛
12 제어 메시지 처리 유닛
13 동작 연산 유닛
14 포워딩 노드 관리 유닛
15 토폴로지 관리 유닛
16 단자 위치 정보 관리 유닛
17A 처리 규칙 관리 유닛
17B 처리 규칙 저장 유닛
18A 경로 정보 관리 유닛
18B 경로 정보 저장 유닛
20 포워딩 노드 그룹
21 - 26 포워딩 노드
131 - 135 통신 단말

Claims (10)

  1. 수신 패킷(received packet)을 사전에 설정된 라우트(route)에 따라 포워딩(forwarding)하기 위한 처리 규칙(들)이 설정되어 있고, 상기 수신 패킷에 포함되는 경로 식별자에 의거하여 선택되는 처리 규칙으로 패킷 포워딩을 수행하는 복수의 포워딩 노드; 및
    상기 라우트 내의 상기 포워딩 노드(들)에 상기 처리 규칙을 사전에 설정하고, 소정의 경우에, 상기 라우트의 시점(start point)에 위치되는 포워딩 노드에게 수신 패킷에 상기 라우트에 따른 경로 식별자를 추가하게 하고, 상기 라우트의 종점(end point)에 위치된 포워딩 노드에게 수신 패킷에서 상기 경로 식별자를 삭제하게 하는 제어 디바이스를 포함하는 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스는, 상기 포워딩 노드로부터 새로운 플로우(flow) 검출 통지를 수신할 경우에, 상기 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에게 상기 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 실행하게 하는 통신 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스는,
    상기 포워딩 노드에 의해 형성된 복수의 라우트 및 상기 복수의 라우트와 각각 연관된 경로 식별자를 관리하는 라우트 정보 저장 유닛;
    새로운 플로우가 발생될 경우에, 상기 라우트 정보 저장 유닛에서 적절한 라우트를 선택하는 라우트 정보 관리 유닛; 및
    상기 라우트 정보 저장 유닛에서 선택된 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정함과 함께, 상기 선택된 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에, 상기 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 각각 실행하는 처리 규칙을 설정하는 동작 연산 유닛을 포함하는 통신 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 디바이스는, 상기 포워딩 노드에 의해 형성된 네트워크의 토폴로지(topology)의 변화가 검출될 때마다, 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트의 재연산을 수행하고 상기 라우트에 대응하는 처리 규칙을 설정하는 통신 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트 중에서, 동일한 종점 포워딩 노드로 중첩 구간을 갖는 라우트들에 동일한 경로 식별자를 부여하는 통신 시스템.
  6. 수신 패킷을 사전에 설정된 라우트에 따라 포워딩하기 위한 처리 규칙이 설정되어 있고, 상기 수신 패킷에 포함되는 경로 식별자에 의거하여 선택되는 처리 규칙으로 패킷 포워딩을 수행하는 복수의 포워딩 노드에 접속되는 제어 디바이스로서,
    상기 라우트 내의 상기 포워딩 노드에 상기 처리 규칙을 사전에 설정하는 제 1 유닛; 및
    소정의 경우에, 상기 라우트의 시점에 위치되는 포워딩 노드에게 수신 패킷에 상기 라우트에 따른 경로 식별자를 추가하게 하고, 상기 라우트의 종점에 위치된 포워딩 노드에게 수신 패킷에서 상기 경로 식별자를 삭제하게 하는 제 2 유닛을 포함하는 제어 디바이스.
  7. 제 6 항에 있어서,
    새로운 플로우 검출 통지를 상기 포워딩 노드로부터 수신할 경우에, 상기 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에게 상기 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 실행하게 하는 제어 디바이스.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 포워딩 노드에 의해 형성된 복수의 라우트 및 상기 복수의 라우트와 각각 연관된 경로 식별자를 관리하는 라우트 정보 저장 유닛;
    새로운 플로우가 발생될 경우에, 상기 라우트 정보 저장 유닛에서 적절한 라우트를 선택하는 라우트 정보 관리 유닛; 및
    상기 라우트 정보 저장 유닛에서 선택된 라우트 내의 포워딩 노드에 처리 규칙을 사전에 설정함과 함께, 상기 선택된 라우트의 시점 및 종점에 위치된 포워딩 노드에, 상기 라우트에 따른 경로 식별자의 추가 및 삭제를 각각 실행하는 처리 규칙을 설정하는 동작 연산 유닛을 포함하는 제어 디바이스.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항에 있어서,
    상기 포워딩 노드에 의해 형성된 네트워크의 토폴로지의 변화가 검출될 때마다, 임의의 포워딩 노드들 사이의 라우트의 재연산을 수행하고 상기 라우트에 대응하는 처리 규칙을 설정하는 제어 디바이스.
  10. 새로운 플로우가 발생될 경우, 사전에 연산된 라우트의 시점에 위치된 포워딩 노드는, 제어 디바이스로부터의 지시에 의거하여 수신 패킷에 경로 식별자를 추가하고, 이어서 후속 홉(hop)에 포워딩하는 단계;
    사전에 연산된 라우트 내에 있는 포워딩 노드는, 상기 제어 디바이스에 의해 사전에 설정된 처리 규칙 중에서, 수신 패킷에 포함된 상기 경로 식별자에 의거하여 처리 규칙을 선택하고, 상기 수신 패킷을 포워딩하는 단계; 및
    상기 라우트의 종점에 위치된 상기 포워딩 노드가, 상기 제어 디바이스로부터의 지시에 의거하여 상기 경로 식별자가 추가되기 전의 상태로 상기 수신 패킷을 복원하고, 이어서 후속 홉에 포워딩하는 단계를 포함하는 통신 방법.
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