WO2011118574A1 - 通信システム、制御装置、遅延測定方法およびプログラム - Google Patents

通信システム、制御装置、遅延測定方法およびプログラム Download PDF

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WO2011118574A1
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delay
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transfer
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Inventor
芳治 宗像
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2010-068901 (filed on Mar. 24, 2010), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.
  • the present invention relates to a communication system, a control device, a delay measurement method, and a program, and more particularly, to a communication system, a control device, a delay measurement method, and a program for realizing communication by transferring a packet by a transfer node arranged in a network.
  • control plane implemented in network devices such as switches and routers is separated, and the concept of a programmable flow switch that allows the control server to perform integrated control of the network, computer, and storage including the flow control function is drawing attention. I'm bathing.
  • OpenFlow captures communication as an end-to-end flow and performs path control, failure recovery, load balancing, and optimization on a per-flow basis.
  • the OpenFlow switch that functions as a forwarding node includes a secure channel for communication with the OpenFlow controller, and operates according to a flow table that is appropriately added or rewritten from the OpenFlow controller.
  • FlowKey a set of a rule (FlowKey; matching key) that matches a packet header, an action (Actions) that defines processing contents, and flow statistical information (Stats) is defined (FIG. 8). reference).
  • FIG. 9 illustrates action names and action contents defined in Non-Patent Document 2.
  • OUTPUT is an action for outputting a packet to a designated port (interface).
  • SET_VLAN_VID to SET_TP_DST are actions for modifying the field of the packet header.
  • the OpenFlow switch when it receives the first packet (first packet), it searches the flow table for an entry having a rule (FlowKey) that matches the header information of the received packet. When an entry that matches the received packet is found as a result of the search, the OpenFlow switch performs the processing content described in the action field of the entry on the received packet. On the other hand, if no entry matching the received packet is found as a result of the search, the OpenFlow switch forwards the received packet to the OpenFlow controller via the secure channel, and the source / destination of the received packet. To request the determination of the route of the packet based on the above, receive the flow entry that realizes this, and update the flow table.
  • FlowKey a rule
  • Non-Patent Documents 1 and 2 As a method of creating a packet transfer route in the OpenFlow controller described in Non-Patent Documents 1 and 2, a route that connects the shortest hops is created by using the network topology, the state information of the OpenFlow switch (forwarding node), and the like. Algorithms such as the Dijkstra method are known.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 The entire disclosure of Non-Patent Documents 1 and 2 is incorporated herein by reference. The following analysis was made by the present inventors.
  • a delay due to packet processing inside the forwarding node is added. Is done. Since the processing amount inside the forwarding node also depends on the number of flow entries (processing rules) held by the forwarding node, there is usually a difference between the forwarding nodes.
  • a route with the shortest number of hops is created, and the delay between the links and the number of flow entries (processing rules) of each forwarding node are not considered.
  • VoIP Voice Over Internet Protocol
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object of the present invention is to provide a communication system and control capable of finding a path with less delay without adding a special function to the forwarding node.
  • An apparatus, a delay measurement method, and a program are provided.
  • a plurality of forwarding nodes including a packet processing unit that processes a received packet using a processing rule that matches the received packet, and in response to a request for the processing rule from the forwarding node
  • a control device that creates and transmits a processing rule, wherein the control device instructs a predetermined forwarding node of the plurality of forwarding nodes to send a packet for delay measurement, and the delay measurement
  • a communication system includes a delay measuring unit that measures a delay amount between forwarding nodes based on a time until receiving a notification from another forwarding node that has received the packet for use.
  • a processing rule is created in response to processing rule requests from a plurality of forwarding nodes including a packet processing unit that processes a received packet using a processing rule that matches the received packet.
  • a processing rule creation unit that transmits the delay measurement packet, and instructs a predetermined transfer node of the plurality of transfer nodes to transmit a delay measurement packet, from another transfer node that has received the delay measurement packet.
  • a control device is provided that includes a delay measurement unit that measures a delay amount between forwarding nodes based on a time until a notification is received.
  • a processing rule is created in response to processing rule requests from a plurality of forwarding nodes including a packet processing unit that processes a received packet using a processing rule that matches the received packet.
  • a control device including a processing rule creation unit that transmits the delay measurement packet to a predetermined transfer node of the plurality of transfer nodes; and the control device receives the delay measurement packet. And a step of measuring a delay amount between the forwarding nodes based on a time until the notification from the other forwarding node is received.
  • This method is linked to a specific machine called a control device that creates and transmits a processing rule in response to a request from a forwarding node.
  • This delay measurement method can also be included in a method for determining a packet transfer path of a communication system.
  • a processing rule is created in response to processing rule requests from a plurality of forwarding nodes including a packet processing unit that processes a received packet using a processing rule that matches the received packet.
  • a program is provided that executes a process of measuring a delay amount between forwarding nodes based on a time until receiving a notification from another forwarding node that has received the packet.
  • This program can be recorded on a computer-readable storage medium. That is, the present invention can be embodied as a computer program product.
  • the present invention it is possible to find a path with less delay without adding a special function to the forwarding node.
  • the reason is that a configuration capable of measuring the amount of transmission delay using the basic operation of a forwarding node that processes a packet using a processing rule that matches the received packet is employed.
  • a plurality of forwarding nodes including a packet processing unit that processes a received packet using a processing rule that matches the received packet, and responding to a request for the processing rule from the forwarding node.
  • a communication system including a control device (20 in FIG. 1) that creates and transmits a processing rule.
  • the control device (20 in FIG. 1) that creates and transmits a processing rule.
  • a delay measuring unit that measures the amount of transmission delay between the forwarding nodes (hereinafter also simply referred to as “delay”) based on the time taken to receive a processing rule request from another forwarding node is provided. If the forwarding node performs packet processing using a processing rule that matches the received packet from among the processing rules that are held, and does not hold a processing rule that matches the received packet, the control device notifies that effect. There is no need for a special function for delay measurement.
  • a plurality of different paths (solid line, broken line, dotted line in FIG. 1) having the same start point and end point are created, and each transfer node on the path (excluding the transfer node at the measurement section end point) is created.
  • the transfer node for example, OFS_A in FIG. 1
  • the transfer node is instructed to send the delay measurement packet.
  • the time required for receiving a packet reception notification from the forwarding node for example, OFS_I in FIG. 1 located at the path end point (measurement end point) after sending the delay measurement packet for the plurality of paths. By comparing, a route with less delay can be found.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention.
  • an OpenFlow network configured by a plurality of OpenFlow switches 10a to 10i (hereinafter referred to as “OFS_A to OFS_I”, respectively), and flow entries and packets to these OFS via dedicated channels.
  • a control device (open flow controller) 20 for transmitting the.
  • OFS_A to OFS_I are open flow switches described in Non-Patent Documents 1 and 2 corresponding to the forwarding nodes described above. Specifically, OFS_A to OFS_I each have a flow table, search the flow table for a flow entry that matches the received packet, and execute the processing contents described in the action field of the flow entry. On the other hand, if no flow entry matching the received packet is found as a result of the search, OFS_A to OFS_I transfer the received packet to the control device (open flow controller) 20 via the dedicated channel and receive it. It has a function of requesting determination of a packet route based on a packet transmission source / destination, receiving a flow entry for realizing this, and updating a flow table.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the control device (open flow controller) 20.
  • an OpenFlow protocol processing unit 21 a switch information management unit 22, a flow entry creation unit 23, a topology management unit 24, a route calculation unit 25, a delay measurement unit 26, and a route information management with delay.
  • a configuration including a unit 27 and a flow type determination unit 28 is shown.
  • the OpenFlow protocol processing unit 21 accepts a flow entry setting request from OFS_A to OFS_I using the OpenFlow protocol defined in Non-Patent Document 2, and sets the flow entry and sends a packet to OFS_A to OFS_I. Perform the process of instructing.
  • the switch information management unit 22 collects and manages the identification information and physical port information of OFS_A to OFS_I, and provides them to the flow entry creation unit 23.
  • a Switch function inquiry message (Features Request) defined in Non-Patent Document 2 is transmitted to OFS_A to OFS_I, and the switch function is transferred from OFS_A to OFS_I.
  • a method of receiving a response message (Features Replay) can be used (see “5.3 Controller-to-Switch Messages” below in Non-Patent Document 2).
  • the flow entry creation unit 23 creates a flow entry that transfers a predetermined delay measurement packet along a route held in the route information management unit 27 with delay based on a request from the delay measurement unit 26.
  • a matching key based on the content of the delay measurement packet is set in the flow entry for delay measurement so that an appropriate priority can be obtained. For example, if a wild card is not used, packet transfer is performed with high priority.
  • the flow entry creation unit 23 selects the route with the shortest hop among the routes held in the route information management unit 27 with delay based on the flow type determined by the flow type determination unit 28 (the same combination in FIG. 5). A flow entry that realizes the route by selecting one of the routes between the nodes) or a route with less delay (a route between nodes of the same combination in FIG. 5 having a smaller delay field value). Create
  • a dotted path (OFS_A-OFS_E-OFS_F-OFS_G-OFS_H-OFS_I; the value of the delay field in FIG. 5 is minimum) is selected, and a flow entry to be set in the OFS on the path is created.
  • Each flow entry is created using information of each OFS managed by the switch information management unit 22. For example, when a specific packet is transferred to OFS_C in OFS_B of FIG. 1, OFS_B is provided. A flow entry that defines an action for outputting the packet from a port to which OFS_C is connected is created.
  • the topology management unit 24 holds the topology information of the OpenFlow network.
  • a method of collecting by using a function such as pre-constructed one or a function such as LLDP (Link Layer Discovery Protocol) may be used, but it can be constructed as follows.
  • OFS OFS
  • OFS_B in FIG. 4 when a PacketOut message is transmitted to all ports that support OpenFlow of a certain OFS (OFS_B in FIG. 4), OFS (OFS_B in FIG. 4) receives PacketOut from the all ports. Send the packet specified in the message.
  • OFS OFS_A, OFS_C in FIG. 4
  • receives the packet it transmits a PacketIn message for requesting the creation of a flow entry corresponding to the packet to the control device (open flow controller) 20.
  • the control device (OpenFlow controller) 20 can construct the topology information by repeatedly collecting the information of the source of the PacketIn message.
  • the route calculation unit 25 refers to the topology information held in the topology management unit 24 and creates a route between arbitrary OFS.
  • the delay measurement unit 26 operates according to a predetermined opportunity, and refers to the topology information held in the topology management unit 24 to create a plurality of paths for delay measurement packets between arbitrary OFS of the OpenFlow network. Then, the respective delays are measured.
  • the delay measurement unit 26 creates an alternative route with reference to the topology information managed by the topology management unit 24 for any route held in the route information management unit 27 with delay. And a flow entry that causes the flow entry creation unit 23 to transfer a delay measurement packet having predetermined header information to the OFS on each route through the route.
  • the OFS located at the end point is requested to create a flow entry for notifying the reception of the delay measurement packet to the control device (OpenFlow controller) 20).
  • OpenFlow controller OpenFlow controller
  • the delay measurement unit 26 sets the created flow entry in the OFS on each path. After the setting of the flow entry is completed, the delay measurement unit 26 transmits the delay measurement packet to the OFS located at the start point of each path, and instructs the output from the designated port (Packet for OFS_A in FIG. 1). See -Out).
  • the delay measurement unit 26 measures the time until receiving a notification that the delay measurement packet has been received from the OFS located at the end point of the route (see the packet reception notification from OFS_I in FIG. 1).
  • the information is stored in association with the route information registered in the information management unit 27.
  • the delay measurement unit 26 may measure the delay at any timing, such as when a predetermined time elapses, when a network configuration change occurs, or when an instruction from an operator is received. For example, if the delay time between arbitrary nodes is regularly measured, the delay time of the route can be grasped in real time. Further, as a section (target section) in which the delay measuring unit 26 measures delay, OFS_A and OFS_I in FIG. 1 may be selected between OFSs at the boundary, or a section where traffic is concentrated. It is also possible to select an arbitrary OFS in a section where guarantee of communication quality is required.
  • the route information management unit 27 with delay holds the delay information measured by the delay measurement unit 26 in association with each delay measurement route created by the delay measurement unit 26 (see FIG. 5).
  • FIG. 5 is an example of route information including delay information measured by the delay measurement unit 26.
  • a plurality of routes existing between nodes of the same combination are ordered in ascending order of the number of hops. The route information is held, and the measured delay time is recorded for each.
  • the flow type determination unit 28 determines the type of the flow based on the characteristics of the received packet transmitted together with the notification that the packet not registered in the flow table is received from OFSA_OFS_I, and outputs it to the flow entry creation unit 23 . This determination result is used to determine whether to select a route with the shortest hop or a route with less delay, and the flow type determination unit 28 is created by the flow entry creation unit 23 based on the flow type. Set the flow entry to the OFS on the route.
  • a method for determining the flow type a method using upper protocol information (such as the Ether type field in FIG. 8) of the received packet as a matching key can be used.
  • upper protocol information such as the Ether type field in FIG. 8
  • each unit (processing means) of the control device (OpenFlow controller) 20 shown in FIG. 3 executes the above-described processes using the hardware of the computer that constitutes the control device (OpenFlow controller) 20. It can also be realized by a computer program.
  • the control device (OpenFlow controller) 20 sends a path 1 (OFS_A-OFS_B-OFS_C-OFS_D-OFS_I; solid line) / path 2 (OFS_A-OFS_B-OFS_G-OFS_H-OFS_I; dashed line) / path 3 (OFS_A- In order to measure the delay for each of _OFS_E-OFS_F-OFS_G-OFS_H-OFS_I; dotted line), a PacketOut message output from the designated port is transmitted to OFS_A.
  • a PacketOut message output from the designated port is transmitted to OFS_A.
  • OFS_A When OFS_A receives the PacketOut message, OFS_A transmits a delay measurement packet to OFS_B or OFS_E. Thereafter, the delay measurement packet is transferred by OFS on each of the set routes. Finally, when the delay measurement packet is received, OFS_I notifies the control device (OpenFlow controller) 20 of the fact.
  • OpenFlow controller OpenFlow controller
  • the control device (OpenFlow controller) 20 measures the time from the packet out message transmission to the delay measurement packet reception notification, and holds it in correspondence with the route information as shown in FIG.
  • a flow that is sensitive to delay such as audio and video
  • a flow that requires quality assurance can be transferred via a short delay path (path 3 in FIG. 1), thus preventing quality deterioration. it can.
  • load balancing is also realized by selecting the shortest hop route or other route (route 1 or route 2 in FIG. 1). it can.
  • control device 20 has been described as measuring and recording the delay between OFS_A and OFS_I.
  • a delay is provided for each possible path. It may be measured.
  • OFS_J and OFS_M are added as OFS that becomes a boundary with an external terminal or network
  • OFS_K that connects OFS_M and OFS_F is added, as shown in FIG.
  • OFS OFS_A, OFS_J, OFS_I, OFS_M
  • control device (open flow controller) 20 has been described as determining the flow type and selecting the route.
  • delay information each section on the network topology is described. It is also possible to specify the delay amount for and incorporate it into the route calculation algorithm by the route calculation unit 25.
  • control device (open flow controller) 20 has been described as determining a flow type and selecting a route. However, for a specific flow, a route is determined in advance. As a result, priority control in units of flows becomes possible.
  • the control device creates a plurality of transfer paths for the delay measurement packets, and sends the delay measurement packets according to the transfer paths to transfer nodes on the plurality of transfer paths.
  • the control device sets a processing rule that causes the other forwarding node to notify the control device when receiving the delay measurement packet.
  • the control device selects the first and second forwarding nodes arranged at the boundary with the external network among the plurality of forwarding nodes, and the first, A processing rule for creating a plurality of transfer paths for delay measurement packets between the second transfer nodes and causing the transfer nodes on the plurality of transfer paths to perform the transfer operation of the delay measurement packets according to the respective transfer paths And instructing the first forwarding node to send a delay measurement packet destined for the second forwarding node, and then from the second forwarding node that has received the delay measuring packet.
  • the control device further includes a flow type determination unit that determines a flow type based on information included in the packet, and a transfer path for which the delay amount is measured, A path information storage unit with a delay for storing a delay amount, and when receiving a processing rule request from the forwarding node, a type of flow determined based on information of a received packet included in the processing rule request Depending on the transfer path, either the transfer path with the measured delay or the transfer path with a small number of hops is selected, and the transfer node of the flow to which the received packet belongs is transferred to the transfer node on the transfer path.
  • the control device determines a transfer path of a received packet using the measured delay amount in addition to a network topology representing a connection relationship between the transfer nodes. Then, a communication system for setting a processing rule for causing a transfer node on the transfer path to perform a transfer operation according to the transfer path of a packet of the flow to which the received packet belongs.
  • the first and second forwarding nodes are selected by selecting first and second forwarding nodes arranged at a boundary with an external network among the plurality of forwarding nodes. Creating a plurality of transfer paths for delay measurement packets between, and setting a processing rule for causing the transfer nodes on the plurality of transfer paths to perform the transfer operation of the delay measurement packets according to the respective transfer paths, From instructing the first forwarding node to send a delay measurement packet destined for the second forwarding node until receiving a notification from the second forwarding node that has received the delay measuring packet A control device that measures the delay amount for each transfer path from the first transfer node to the second transfer node by measuring the time of the first transfer node.
  • the delay measurement unit measures a delay amount at a predetermined time interval.
  • the flow type determination unit that determines the type of flow based on information included in the packet, and the delay amount are stored for each transfer path for which the delay amount has been measured.
  • a path information storage unit with delay when receiving a processing rule request from the forwarding node, according to the type of flow determined based on the information of the received packet included in the processing rule request, Select either a transfer path with a small measured delay or a transfer path with a small number of hops, and perform a transfer operation according to the transfer path of the packet of the flow to which the received packet belongs to a transfer node on the transfer path.
  • the forwarding amount of the received packet is determined using the measured delay amount, and the forwarding route A control device that sets a processing rule for causing an upper transfer node to perform a transfer operation according to the transfer path of a packet of a flow to which the received packet belongs.
  • Open flow switch forwarding node
  • Control device Open flow controller
  • OpenFlow Protocol Processing Unit 21
  • Switch Information Management Unit 22
  • Flow Entry Creation Unit 24
  • Topology Management Unit 25
  • Path Calculation Unit 26
  • Delay Measurement Unit 27
  • Path Information Management Unit with Delay 28

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

　転送ノードに特別な機能を追加することなく、遅延の少ない経路を発見することのできる通信システム、制御装置、プログラムおよび遅延測定方法の提供。通信システムは、受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードと、前記転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する制御装置と、を含む。前記制御装置は、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する遅延測定部を備える。

Description

通信システム、制御装置、遅延測定方法およびプログラム
［関連出願についての記載］
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１０－０６８９０１号（２０１０年３月２４日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、通信システム、制御装置、遅延測定方法およびプログラムに関し、特に、ネットワークに配置された転送ノードによりパケットを転送して通信を実現する通信システム、制御装置、遅延測定方法およびプログラムに関する。
　スイッチ・ルータ等のネットワーク機器に実装されていたフロー制御機能（コントロールプレーン）を分離し、フロー制御機能を含むネットワーク、コンピュータやストレージの統合制御を制御サーバに行わせるプログラマブルフロースイッチという概念が注目を浴びている。
　プログラマブルフロースイッチの一つとして、非特許文献１、２に示すとおり、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術が提案されている。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。転送ノードとして機能するオープンフロースイッチは、オープンフローコントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、オープンフローコントローラから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合するルール（ＦｌｏｗＫｅｙ；マッチングキー）と、処理内容を定義したアクション（Ａｃｔｉｏｎｓ）と、フロー統計情報（Ｓｔａｔｓ）との組が定義される（図８参照）。
　図９に、非特許文献２に定義されているアクション名とアクションの内容を例示する。ＯＵＴＰＵＴは、パケットを指定ポート（インタフェース）に出力するアクションである。ＳＥＴ＿ＶＬＡＮ＿ＶＩＤからＳＥＴ＿ＴＰ＿ＤＳＴは、パケットヘッダのフィールドを修正するアクションである。
　例えば、オープンフロースイッチは、最初のパケット（ｆｉｒｓｔ　ｐａｃｋｅｔ）を受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するルール（ＦｌｏｗＫｅｙ）を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、オープンフロースイッチは、受信パケットに対して、当該エントリのアクションフィールドに記述された処理内容を実施する。一方、前記検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、オープンフロースイッチは、セキュアチャネルを介して、オープンフローコントローラに対して受信パケットを転送し、受信パケットの送信元・送信先に基づいたパケットの経路の決定を依頼し、これを実現するフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する。
　上記した非特許文献１、２に記載のオープンフローコントローラにおけるパケットの転送経路の作成方法としては、ネットワークトポロジやオープンフロースイッチ（転送ノード）の状態情報等を用いて最短ホップを結ぶ経路を作成するダイクストラ法等のアルゴリズムが知られている。
Nick McKeownほか７名、"OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks"、［online］、［2010年2月26日検索］、インターネット〈URL：http://www.openflowswitch.org//documents/openflow-wp-latest.pdf〉 "OpenFlow Switch Specification" Version 0.9.0. (Wire Protocol 0x98) ［2010年2月26日検索］ 、インターネット〈URL：http://www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v0.9.0.pdf〉
　上記非特許文献１～２の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。
　以下の分析は、本発明者によってなされたものである。
　上記作成された経路でパケットを転送する場合、経路上の転送ノード（上記非特許文献１、２のオープンフロースイッチに相当）間のリンク遅延に加えて、転送ノード内部におけるパケット処理による遅延が加算される。転送ノード内部の処理量は、転送ノードが保持するフローエントリ（処理規則）の数などにも依存するため、転送ノード毎に差異があるのが通常である。
　上記したダイクストラ法を用いる方法に代表される経路作成方法では、ホップ数が最短である経路が作成され、上記リンク間の遅延や各転送ノードのフローエントリ（処理規則）の数などは考慮されないため、作成された経路が遅延の少ない経路であるという保証がないという問題点がある。このため、例えば、ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ　Ｏｖｅｒ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のフローについて、最短ホップを選択したことにより、遅延の大きい箇所を経由する経路が作成され、遅延が発生し、通話品質に大きな影響を及ぼしてしまうことが考えられる。
　この点、個々の転送ノードに、種々の遅延測定機能を追加し、制御装置にて収集することも考えられるが、データプレーンとコントロールプレーンとを分離し、転送ノードの構成を極力簡素化することにより、フレキシビリティ、低コスト化、省エネ化を図るというプログラムフロー技術の利点を損なうものともなりかねず、好ましいことではない。
　本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、転送ノードに特別な機能を追加することなく、遅延の少ない経路を発見することのできる通信システム、制御装置、遅延測定方法およびプログラムを提供することにある。
　本発明の第１の視点によれば、受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードと、前記転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する遅延測定部を備える通信システムが提供される。
　本発明の第２の視点によれば、受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する処理規則作成部と、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する遅延測定部と、を備える制御装置が提供される。
　本発明の第３の視点によれば、受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する処理規則作成部を備える制御装置が、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに、遅延測定用パケットを送出させるステップと、前記制御装置が、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定するステップとを含む遅延測定方法が提供される。本方法は、転送ノードからの要求に応じて処理規則を作成して送信する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。なお、この遅延測定方法は、通信システムのパケット転送経路の決定方法に含めることもできる。
　本発明の第４の視点によれば、受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する処理規則作成部を備える制御装置に実行させるプログラムであって、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する処理を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
　本発明によれば、転送ノードに特別な機能を追加することなく、遅延の少ない経路を発見することが可能となる。その理由は、受信パケットに適合する処理規則を用いてパケットの処理を行う転送ノードの基本動作を利用して伝送遅延量を測定することのできる構成を採用したことにある。
本発明の概要を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の構成を表した図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の構成を表したブロック図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の遅延測定部の動作を説明するための図である。 図１の３つの経路について測定した伝送遅延量の例である。 本発明の変形実施形態を説明するための別のネットワーク構成を表した図である。 図６のネットワーク上の経路について測定した伝送遅延量の例である。 非特許文献１、２のオープンフロースイッチのフローテーブルに設定されるエントリの構成を表した図である。 非特許文献２に記載されているアクション名とアクションの内容を示す図である。
　はじめに、本発明の概要について説明する。以下、この概要に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。本発明は、受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノード（図１のＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉ）と、前記転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する制御装置（図１の２０）と、を含む通信システムにより実現できる。具体的には、前記制御装置（図１の２０）は、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードから処理規則の要求を受信するまでの時間に基づいて、各転送ノード間の伝送遅延量（以下、単に、「遅延」ともいう。）を測定する遅延測定部を備える。なお、転送ノードには、保持している処理規則の中から受信パケットに適合する処理規則を用いてパケット処理を行い、受信パケットに適合する処理規則を保持していない場合、制御装置にその旨を通知する機能があればよく、遅延測定のための特別な機能は必要無い。
　図１に例示するように、始点と終点を同じくする複数の異なる経路（図１の実線、破線、点線）を作成し、経路上の転送ノード（計測区間終点の転送ノードを除く。）にそれぞれ遅延測定用パケットを転送する処理規則（フローエントリ）を設定してから、経路始点（計測区間始点）の転送ノード（例えば、図１のＯＦＳ＿Ａ）に、遅延測定用パケットの送出を指示する。そして、前記複数の経路について、遅延測定用パケットを送出してから、経路終点（計測区間終点）に位置する転送ノード（例えば、図１のＯＦＳ＿Ｉ）からパケット受信の通知を受けるまでに要する時間を比較することで、遅延の少ない経路を発見することができる。
［第１の実施形態］
　続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態の構成を表した図である。図２を参照すると、複数台のオープンフロースイッチ１０ａ～１０ｉ（以下、それぞれ「ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉ」と称する。）によって構成されたオープンフローネットワークと、専用チャネルを介して、これらＯＦＳにフローエントリやパケットを送信する制御装置（オープンフローコントローラ）２０と、が示されている。
　ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉは、上述した転送ノードに相当する非特許文献１、２に記載されているオープンフロースイッチである。具体的には、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉは、それぞれフローテーブルを備え、フローテーブルから、受信パケットに適合するフローエントリを検索し、当該フローエントリのアクションフィールドに記述された処理内容を実施する。一方、前記検索の結果、受信パケットに適合するフローエントリが見つからなかった場合、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉは、上記専用チャネルを介して、制御装置（オープンフローコントローラ）２０に対して受信パケットを転送し、受信パケットの送信元・送信先に基づいたパケットの経路の決定を依頼し、これを実現するフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する機能を備えている。
　図３は、制御装置（オープンフローコントローラ）２０の詳細構成を示すブロック図である。図３を参照すると、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコル処理部２１と、スイッチ情報管理部２２と、フローエントリ作成部２３と、トポロジ管理部２４と、経路計算部２５と、遅延測定部２６と、遅延付き経路情報管理部２７と、フロー種別判定部２８とを備えた構成が示されている。
　ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコル処理部２１は、非特許文献２に規定されているＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを用いて、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉからフローエントリの設定要求を受け付けるとともに、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉに対してフローエントリの設定やパケットの送出を指示する処理を行う。
　スイッチ情報管理部２２は、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉの識別情報や物理ポート情報を収集・管理し、フローエントリ作成部２３に提供する。ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉの識別情報や物理ポート情報を収集する方法としては、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉに、非特許文献２に規定されているＳｗｉｔｃｈ機能問い合わせメッセージ（Ｆｅａｔｕｒｅｓ　Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信し、ＯＦＳ＿Ａ～ＯＦＳ＿Ｉから、Ｓｗｉｔｃｈ機能応答メッセージ（Ｆｅａｔｕｒｅｓ　Ｒｅｐｌａｙ）を受信する方法を用いることができる（非特許文献２の「５．３　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ－ｔｏ－Ｓｗｉｔｃｈ　Ｍｅｓｓａｇｅｓ」以下参照。）。
　フローエントリ作成部２３は、遅延測定部２６からの要求に基づいて、所定の遅延測定パケットを遅延付き経路情報管理部２７に保持された経路で転送するフローエントリを作成する。また、この遅延測定用のフローエントリには、適当な優先順位が得られるよう、遅延測定パケットの内容に基づいたマッチングキーが設定される。例えば、ワイルドカードを用いないようにすれば、高い優先度にてパケット転送が行われることになる。
　また、フローエントリ作成部２３は、フロー種別判定部２８にて判定されたフロー種別に基づいて遅延付き経路情報管理部２７に保持された経路のうち、最短ホップによる経路（図５の同一組み合わせのノード間の経路のうち先頭のもの）または遅延の少ない経路（図５の同一組み合わせのノード間の経路のうち遅延フィールドの値が少ない経路）のいずれかを選択し、当該経路を実現するフローエントリを作成する。
　例えば、図１のＯＦＳ＿Ａに接続されたホストからＯＦＳ＿Ｉに接続されたホストに宛てられたパケットが遅延の少ないことが望まれるフロー種別である場合、フローエントリ作成部２３は、図１の経路の中から、点線の経路（ＯＦＳ＿Ａ－ＯＦＳ＿Ｅ－ＯＦＳ＿Ｆ－ＯＦＳ＿Ｇ－ＯＦＳ＿Ｈ－ＯＦＳ＿Ｉ；図５の遅延フィールドの値が最小）を選択して、当該経路上のＯＦＳに設定すべきフローエントリを作成する。個々のフローエントリは、スイッチ情報管理部２２にて管理されている個々のＯＦＳの情報を用いて作成され、例えば、図１のＯＦＳ＿Ｂに、特定のパケットをＯＦＳ＿Ｃに転送させる場合、ＯＦＳ＿Ｂが備えているポートのうち、ＯＦＳ＿Ｃが接続されているポートから当該パケットを出力させるアクションを定義したフローエントリを作成する。
　トポロジ管理部２４は、上記オープンフローネットワークのトポロジ情報を保持する。トポロジ情報としては、予め構築されたものやＬＬＤＰ（Ｌｉｎｋ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｉｓｃｏｖｅｒｙ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）など機能による収集する方法を用いても良いが、ごく簡単には次のようにして構築することができる。
　図４に示すように、あるＯＦＳ（図４のＯＦＳ＿Ｂ）のＯｐｅｎＦｌｏｗをサポートしている全ポートに対してＰａｃｋｅｔＯｕｔメッセージの送信を行うと、ＯＦＳ（図４のＯＦＳ＿Ｂ）は、前記全ポートから、ＰａｃｋｅｔＯｕｔメッセージで指定されたパケットを送信する。隣接するＯＦＳ（図４のＯＦＳ＿Ａ、ＯＦＳ＿Ｃ）は、前記パケットを受信すると、制御装置（オープンフローコントローラ）２０に、前記パケットに対応するフローエントリの作成を要求するＰａｃｋｅｔＩｎメッセージを送信する。制御装置（オープンフローコントローラ）２０は、ＰａｃｋｅｔＩｎメッセージの送信元の情報の収集を繰り返すことにより、トポロジ情報を構築することができる。
　経路計算部２５は、トポロジ管理部２４にて保持されているトポロジ情報を参照して、任意のＯＦＳ間の経路を作成する。
　遅延測定部２６は、所定の契機により動作し、トポロジ管理部２４にて保持されているトポロジ情報を参照して、上記オープンフローネットワークの任意のＯＦＳ間の遅延測定用パケットの複数の経路を作成し、それぞれ遅延を測定する動作を行う。
　具体的には、遅延測定部２６は、遅延付き経路情報管理部２７に保持されている任意の経路について、トポロジ管理部２４にて管理されているトポロジ情報を参照して、代替経路を作成して遅延付き経路情報管理部２７に登録するとともに、フローエントリ作成部２３に対し、前記各経路上のＯＦＳに、予め定めたヘッダ情報を持つ遅延測定用パケットを前記各経路にて転送させるフローエントリの作成（終点に位置するＯＦＳには、制御装置（オープンフローコントローラ）２０に対し、遅延測定用パケットの受信通知を行うフローエントリを作成する。）を依頼する。前記遅延測定用パケットの送信経路を実現するフローエントリの作成が完了すると、遅延測定部２６は、前記各経路上のＯＦＳに、前記作成されたフローエントリをそれぞれ設定する。前記フローエントリの設定の終了後、遅延測定部２６は、前記各経路の始点に位置するＯＦＳに、前記遅延測定用パケットを送信し、指定ポートからの出力を指示する（図１のＯＦＳ＿Ａに対するＰａｃｋｅｔ－Ｏｕｔ参照）。
　その後、遅延測定部２６は、経路の終点に位置するＯＦＳから、遅延測定用パケットを受信したとの通知（図１のＯＦＳ＿Ｉからのパケット受信通知参照）を受けるまで時間を測定し、遅延付き経路情報管理部２７に登録した経路情報に対応付けて保存する。
　なお、前記遅延測定部２６が、遅延の測定を行う契機としては、予め定めた時間の経過や、ネットワークの構成変更発生時、オペレータからの指示を受けたときなど任意のタイミングが考えられる。例えば、定期的に任意のノード間の遅延時間を測定することとすれば、経路の遅延時間をリアルタイムに把握することが可能になる。また、前記遅延測定部２６が遅延の測定を行う区間（対象区間）としては、図１のＯＦＳ＿ＡとＯＦＳ＿Ｉのように、境界のＯＦＳ同士を選択してもよいし、あるいは、トラヒックの集中する区間や通信品質の保証が求められている区間の任意のＯＦＳを選択するものとしてもよい。
　遅延付き経路情報管理部２７は、遅延測定部２６にて作成された各遅延測定用の経路について、遅延測定部２６にて測定された遅延情報を対応付けて保持する（図５参照）。図５は、遅延測定部２６にて測定された遅延情報を含んだ経路情報の例であり、図５の例では、同一の組み合わせのノード間に存在する複数の経路について、ホップ数が短い順に経路情報が保持され、それぞれについて、測定された遅延時間が記録されている。
　フロー種別判定部２８は、ＯＦＳＡ＿ＯＦＳ＿Ｉからフローテーブルに登録されていないパケットを受信した通知とともに、送信された受信パケットの特徴に基づいて、当該フローの種別を判定し、フローエントリ作成部２３に出力する。この判定結果は、最短ホップによる経路を選択するか、遅延の少ない経路を選択するかの判断に使用され、フロー種別判定部２８は、上記フロー種別に基づいてフローエントリ作成部２３にて作成されたフローエントリを経路上のＯＦＳに設定する。
　前記フローの種別の判定方法としては、受信パケットの上位プロトコル情報（図８のＥｔｈｅｒ　ｔｙｐｅフィールド等）をマッチングキーとして用いる方法を用いることができる。
　なお、図３に示した制御装置（オープンフローコントローラ）２０の各部（処理手段）は、制御装置（オープンフローコントローラ）２０を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
　続いて、本実施形態の動作について図１を参照して詳細に説明する。以下、図１に示すＯＦＳ＿ＡからＯＦＳ＿Ｉに到るすべての経路を遅延測定対象としたものとして説明する。
　この場合、制御装置（オープンフローコントローラ）２０は、経路１（ＯＦＳ＿Ａ－ＯＦＳ＿Ｂ－ＯＦＳ＿Ｃ－ＯＦＳ＿Ｄ－ＯＦＳ＿Ｉ；実線）／経路２（ＯＦＳ＿Ａ－ＯＦＳ＿Ｂ－ＯＦＳ＿Ｇ－ＯＦＳ＿Ｈ－ＯＦＳ＿Ｉ；破線）／経路３（ＯＦＳ＿Ａ－＿ＯＦＳ＿Ｅ－ＯＦＳ＿Ｆ－ＯＦＳ＿Ｇ－ＯＦＳ＿Ｈ－ＯＦＳ＿Ｉ；点線）についてそれぞれ遅延の測定を行うため、遅延測定パケットを指定ポートから出力されるＰａｃｋｅｔＯｕｔメッセージをＯＦＳ＿Ａに送信する。
　ＯＦＳ＿Ａは、ＰａｃｋｅｔＯｕｔメッセージを受信すると、遅延測定パケットを、ＯＦＳ＿ＢまたはＯＦＳ＿Ｅに送信する。その後、遅延測定パケットは、前記設定した各経路上のＯＦＳにて転送されていく。最終的に、ＯＦＳ＿Ｉは、遅延測定パケットを受信すると制御装置（オープンフローコントローラ）２０にその旨を通知する。
　制御装置（オープンフローコントローラ）２０は、ＰａｃｋｅｔＯｕｔメッセージ送信から遅延測定パケット受信通知までの時間を計測して、図５のように経路情報に対応付けて保持する。
　以上のように、本実施形態によれば、フローの種類に適した経路選択を行うことができる。例えば、音声・映像のような遅延に対してセンシティブなフローや品質の保証が要求されているフローについては、遅延の短い経路（図１の経路３）で転送できるので、品質劣化を防ぐことができる。反対に、ＨＴＴＰ（Ｈｙｐｅｒ－Ｔｅｘｔ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等、一定の遅延が許容されるフローについては、最短ホップ経路やその他経路（図１の経路１や経路２）を選択することで、負荷分散も実現できる。
　また、本実施形態では、終点のＯＦＳ（図１のＯＦＳ＿Ｉ）に、遅延測定パケットを受信した場合に制御装置（オープンフローコントローラ）２０に通知するアクションを定めたフローエントリを設定しているため、遅延測定パケットの受信を正確に検出することができる。もちろん、終点のＯＦＳ（図１のＯＦＳ＿Ｉ）に当該フローエントリを設定せずに、Ｐａｃｋｅｔ－Ｉｎ動作を行わせる構成も採用することが可能である。
　以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、制御装置（オープンフローコントローラ）２０は、ＯＦＳ＿ＡからＯＦＳ＿Ｉ間の遅延を測定し、記録するものとして説明したが、複数のＯＦＳの組み合わせについて、それぞれ採り得る経路について遅延を測定するものとしてもよい。
　例えば、図６に示すように、外部の端末やネットワークとの境界となるＯＦＳとして、ＯＦＳ＿Ｊと、ＯＦＳ＿Ｍが追加され、ＯＦＳ＿ＭとＯＦＳ＿Ｆを接続するＯＦＳ＿Ｋが追加されている場合、図７に示すように、境界となるＯＦＳ（ＯＦＳ＿Ａ、ＯＦＳ＿Ｊ、ＯＦＳ＿Ｉ、ＯＦＳ＿Ｍ）の組み合わせについて、それぞれ採り得る経路について遅延を測定し、記録することが可能である。
　また、上記した実施形態では、制御装置（オープンフローコントローラ）２０が、フローの種類を判別して、経路を選択するものとして説明したが、これらの遅延情報を用いて、ネットワークトポロジ上の各区間についての遅延量を特定して、経路計算部２５による経路の計算アルゴリズムに取り入れることも可能である。
　また、上記した実施形態では、制御装置（オープンフローコントローラ）２０が、フローの種類を判別して、経路を選択するものとして説明したが、特定のフローについては、事前に経路を決めておくことにより、フロー単位の優先制御が可能になる。
　また例えば、上記のように最短ホップにて経路を選択していたフローについても、遅延が少ない経路を選択させることにより、負荷分散を優先した制御を実現することも可能になる。
　本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
　最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
　（上記第１の視点による通信システム参照）
［第２の形態］
　第１の形態の通信システムにおいて、前記制御装置は、前記遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定する通信システム。
［第３の形態］
　第１、第２の形態の通信システムにおいて、前記制御装置は、前記他の転送ノードに、前記遅延測定用パケットを受信した際に前記制御装置への通知を行わせる処理規則を設定することにより、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードから通知を受信する通信システム。
［第４の形態］
　第１～第３の形態の通信システムにおいて、前記制御装置は、前記複数の転送ノードのうちの外部ネットワークとの境界に配置された第１、第２の転送ノードを選択し、前記第１、第２の転送ノード間の遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定し、前記第１の転送ノードに対し、前記第２の転送ノードを宛先とする遅延測定用パケットの送出を指示してから、前記遅延測定用パケットを受信した第２の転送ノードからの通知を受信するまでの時間を測定することにより、前記第１の転送ノードから第２の転送ノードに到る各転送経路についてそれぞれ遅延量を測定する通信システム。
［第５の形態］
　第１～第４の形態の通信システムにおいて、前記遅延測定部は、予め定められた時間間隔で、遅延量を測定する通信システム。
［第６の形態］
　第１～第５の形態の通信システムにおいて、前記制御装置は、さらに、パケットに含まれる情報に基づいてフローの種別を判定するフロー種別判定部と、前記遅延量を測定した転送経路毎に、遅延量を記憶する遅延付き経路情報記憶部と、を備え、前記転送ノードからの処理規則の要求を受けた場合、前記処理規則の要求に含まれる受信パケットの情報に基づいて判別したフローの種別に応じて、前記測定した遅延が少ない転送経路か、ホップ数の少ない転送経路のいずれかを選択し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する通信システム。
［第７の形態］
　第１～第５の形態の通信システムにおいて、前記制御装置は、前記各転送ノード間の接続関係を表したネットワークトポロジに加えて、前記測定した遅延量を用いて、受信パケットの転送経路を決定し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する通信システム。
［第８の形態］
　（上記第２の視点による制御装置参照）
［第９の形態］
　第８の形態の制御装置において、前記遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定する制御装置。
［第１０の形態］
　第８、第９の形態の制御装置において、前記他の転送ノードに、前記遅延測定用パケットを受信した際に前記制御装置への通知を行わせる処理規則を設定することにより、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードから通知を受信する制御装置。
［第１１の形態］
　第８～第１０の形態の制御装置において、前記複数の転送ノードのうちの外部ネットワークとの境界に配置された第１、第２の転送ノードを選択し、前記第１、第２の転送ノード間の遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定し、前記第１の転送ノードに対し、前記第２の転送ノードを宛先とする遅延測定用パケットの送出を指示してから、前記遅延測定用パケットを受信した第２の転送ノードからの通知を受信するまでの時間を測定することにより、前記第１の転送ノードから第２の転送ノードに到る各転送経路についてそれぞれ遅延量を測定する制御装置。
［第１２の形態］
　第８～第１１の形態の制御装置において、前記遅延測定部は、予め定められた時間間隔で、遅延量を測定する制御装置。
［第１３の形態］
　第８～第１２の形態の制御装置において、さらに、パケットに含まれる情報に基づいてフローの種別を判定するフロー種別判定部と、前記遅延量を測定した転送経路毎に、遅延量を記憶する遅延付き経路情報記憶部と、を備え、前記転送ノードからの処理規則の要求を受けた場合、前記処理規則の要求に含まれる受信パケットの情報に基づいて判別したフローの種別に応じて、前記測定した遅延が少ない転送経路か、ホップ数の少ない転送経路のいずれかを選択し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する制御装置。
［第１４の形態］
　第８～第１２の形態の制御装置において、前記各転送ノード間の接続関係を表したネットワークトポロジに加えて、前記測定した遅延量を用いて、受信パケットの転送経路を決定し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する制御装置。
［第１５の形態］
　（上記第３の視点による遅延測定方法参照）
［第１６の形態］
　（上記第４の視点によるプログラム参照）
　１０ａ～１０ｍ　オープンフロースイッチ（転送ノード）
　２０　制御装置（オープンフローコントローラ）
　２１　ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコル処理部
　２２　スイッチ情報管理部
　２３　フローエントリ作成部
　２４　トポロジ管理部
　２５　経路計算部
　２６　遅延測定部
　２７　遅延付き経路情報管理部
　２８　フロー種別判定部

Claims (16)

  1. 　受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードと、
    　前記転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する制御装置と、を含み、
    　前記制御装置は、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する遅延測定部を備える通信システム。
  2. 　前記制御装置は、前記遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定する請求項１の通信システム。
  3. 　前記制御装置は、前記他の転送ノードに、前記遅延測定用パケットを受信した際に前記制御装置への通知を行わせる処理規則を設定することにより、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードから通知を受信する請求項１または２の通信システム。
  4. 　前記制御装置は、
    　前記複数の転送ノードのうちの外部ネットワークとの境界に配置された第１、第２の転送ノードを選択し、前記第１、第２の転送ノード間の遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定し、
    　前記第１の転送ノードに対し、前記第２の転送ノードを宛先とする遅延測定用パケットの送出を指示してから、前記遅延測定用パケットを受信した第２の転送ノードからの通知を受信するまでの時間を測定することにより、
    　前記第１の転送ノードから第２の転送ノードに到る各転送経路についてそれぞれ遅延量を測定する請求項１から３いずれか一の通信システム。
  5. 　前記遅延測定部は、予め定められた時間間隔で、遅延量を測定する請求項１から４いずれか一の通信システム。
  6. 　前記制御装置は、さらに、
    　パケットに含まれる情報に基づいてフローの種別を判定するフロー種別判定部と、
    　前記遅延量を測定した転送経路毎に、遅延量を記憶する遅延付き経路情報記憶部と、を備え、
    　前記転送ノードからの処理規則の要求を受けた場合、前記処理規則の要求に含まれる受信パケットの情報に基づいて判別したフローの種別に応じて、前記測定した遅延が少ない転送経路か、ホップ数の少ない転送経路のいずれかを選択し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する請求項１から５いずれか一の通信システム。
  7. 　前記制御装置は、
    　前記各転送ノード間の接続関係を表したネットワークトポロジに加えて、前記測定した遅延量を用いて、受信パケットの転送経路を決定し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する請求項１から５いずれか一の通信システム。
  8. 　受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する処理規則作成部と、
    　前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する遅延測定部と、
    　を備える制御装置。
  9. 　前記遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定する請求項８の制御装置。
  10. 　前記他の転送ノードに、前記遅延測定用パケットを受信した際に前記制御装置への通知を行わせる処理規則を設定することにより、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードから通知を受信する請求項８または９の制御装置。
  11. 　前記複数の転送ノードのうちの外部ネットワークとの境界に配置された第１、第２の転送ノードを選択し、前記第１、第２の転送ノード間の遅延測定用パケットの転送経路を複数作成し、前記複数の転送経路上の転送ノードに、前記各転送経路に従った前記遅延測定用パケットの転送動作を行わせる処理規則を設定し、
    　前記第１の転送ノードに対し、前記第２の転送ノードを宛先とする遅延測定用パケットの送出を指示してから、前記遅延測定用パケットを受信した第２の転送ノードからの通知を受信するまでの時間を測定することにより、
    　前記第１の転送ノードから第２の転送ノードに到る各転送経路についてそれぞれ遅延量を測定する請求項８から１０いずれか一の制御装置。
  12. 　前記遅延測定部は、予め定められた時間間隔で、遅延量を測定する請求項８から１１いずれか一の制御装置。
  13. 　さらに、
    　パケットに含まれる情報に基づいてフローの種別を判定するフロー種別判定部と、
    　前記遅延量を測定した転送経路毎に、遅延量を記憶する遅延付き経路情報記憶部と、を備え、
    　前記転送ノードからの処理規則の要求を受けた場合、前記処理規則の要求に含まれる受信パケットの情報に基づいて判別したフローの種別に応じて、前記測定した遅延が少ない転送経路か、ホップ数の少ない転送経路のいずれかを選択し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する請求項８から１２いずれか一の制御装置。
  14. 　前記各転送ノード間の接続関係を表したネットワークトポロジに加えて、前記測定した遅延量を用いて、受信パケットの転送経路を決定し、該転送経路上の転送ノードに対し、前記受信パケットが属するフローのパケットの前記転送経路に従った転送動作を行わせる処理規則を設定する請求項８から１２いずれか一の制御装置。
  15. 　受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する処理規則作成部を備える制御装置が、前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに、遅延測定用パケットを送出させるステップと、
    　前記制御装置が、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定するステップとを含む遅延測定方法。
  16. 　受信パケットに適合する処理規則を用いて受信パケットの処理を行うパケット処理部を備える複数の転送ノードからの処理規則の要求に応じて、処理規則を作成して送信する処理規則作成部を備える制御装置に実行させるプログラムであって、
    　前記複数の転送ノードのうちの所定の転送ノードに対して、遅延測定用パケットの送出を指示し、前記遅延測定用パケットを受信した他の転送ノードからの通知を受信するまでの時間に基づいて、転送ノード間の遅延量を測定する処理を実行させるプログラム。
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