WO2012049960A1 - スイッチシステム、モニタリング集中管理方法 - Google Patents

スイッチシステム、モニタリング集中管理方法 Download PDF

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WO2012049960A1
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entry
packet
switch
controller
transfer
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PCT/JP2011/071823
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一志 久保田
正徳 高島
鈴木　洋司
将志 林
徹 伊澤
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日本電気株式会社
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    • H04L45/54—Organization of routing tables
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/35—Switches specially adapted for specific applications

Definitions

  • the present invention relates to a switch system, and more particularly to a switch system that performs path control.
  • monitoring functions such as “sFlow” and “RSPAN (Remote Switched Port Analyzer)” exist in each switch constituting the switch system. Therefore, monitoring was possible with each switch, but it was difficult to centrally control the monitoring function.
  • OpenFlow open flow
  • a controller such as OFC (OpenFlow Controller) controls the behavior of a switch by operating a flow table (Flow Table) of a switch such as OFS (OpenFlow Switch).
  • the controller and the switch are connected by a secure channel (Secure Channel) for the controller to control the switch using a control message conforming to the OpenFlow protocol.
  • the switches in the OpenFlow network are edge switches and core switches that form the OpenFlow network and are under the control of the controller.
  • a series of packet flows from reception of a packet (communication data) at an input side edge switch to transmission at an output side edge switch in an OpenFlow network is called a flow.
  • Flow entry a flow entry that defines a predetermined action (predetermined processing) to be performed on a packet group (packet sequence) that conforms (Hit) to a predetermined rule (match condition) is registered. It is a table.
  • the rules of the flow entry are as follows: destination address (Destination Address), source address (Source Address), destination port (Destination Port), source port (Source Port) included in the header area of each protocol layer of the packet Defined and distinguishable by various combinations using any or all.
  • destination address includes a MAC address (Media Access Control Address) and an IP address (Internet Protocol Address).
  • IP address Internet Protocol Address
  • Information on the ingress port (Ingress Port) can also be used as a rule for the flow entry.
  • the action of the flow entry indicates operations such as “output to a specific port”, “discard”, and “rewrite header”. For example, when output port identification information (output port number, etc.) is indicated in the action of the flow entry, the switch outputs a packet to the corresponding port, and if the output port identification information is not indicated , Discard the packet. Alternatively, when the header information is indicated in the action of the flow entry, the switch rewrites the header of the packet based on the header information.
  • the switch in the OpenFlow network executes the action of the flow entry for a packet group that conforms (Hit) to the rule of the flow entry registered in the flow table.
  • the statistical information has a one-to-one relationship with the flow routing entry. Therefore, to freely change the granularity of monitoring, the flow routing entry is conscious. Had to be set.
  • An object of the present invention is to provide a switch system that can centrally control monitoring of the switch system.
  • the switch system of the present invention includes a switch, a controller, and an adjacent switch.
  • the switch forwards the packet according to the flow entry registered in the internal flow table.
  • the controller registers a flow entry defining a rule (match condition) and an action (predetermined processing) for the packet in a flow table inside the switch.
  • the adjacent switch is connected to the switch.
  • the switch uses a first table (the monitoring table 107 in FIGS. 1 to 10 and FIGS. 13 to 15) for registering an inquiry entry for transferring a packet corresponding to the rule (match condition) to the controller. 16 to 17 and a second table (FIG. 1 to FIG. 17) for registering packet transfer entries for transferring packets corresponding to the rule (match condition) to the adjacent switch. 10 and the transfer table 106 shown in FIGS. 13 to 15 and the transfer table B 106-2) shown in FIGS.
  • the switch transfers a first table for registering an inquiry entry for transferring a packet corresponding to a rule (match condition) to a controller and a packet corresponding to the rule (match condition) to an adjacent switch.
  • a second table for registering a packet transfer entry to be transmitted, and a transfer unit for transferring a packet according to each of the inquiry entry and the packet transfer entry.
  • a first table for registering an inquiry entry for transferring a packet corresponding to a rule (match condition) to the controller is provided as a flow table in the switch.
  • a second table for registering a packet transfer entry for transferring a packet corresponding to the rule (match condition) to an adjacent switch is provided as a flow table in the switch.
  • the packet is transferred according to the flow entry registered in the internal flow table.
  • the program according to the present invention refers to a step of referring to a first table for registering an inquiry entry for transferring a packet corresponding to a rule (match condition) to a controller, and a packet corresponding to the rule (match condition).
  • the program of the present invention can be stored in a storage device or a storage medium.
  • the switch 101 represents the switch body. Note that the switch 101 corresponds to a control protocol (for example, OpenFlow), and can be changed from an external controller that centrally manages a packet transfer table and a monitoring table.
  • a control protocol for example, OpenFlow
  • the controller 102 controls the switch 101 via a secure channel according to the control protocol.
  • the adjacent switch 103 is adjacent to the switch 101.
  • the switch 101 and the adjacent switch 103 an open flow switch is assumed.
  • the OpenFlow switch include a network switch and a multi-layer switch.
  • the multi-layer switch is further classified into each layer of the OSI reference model to be supported.
  • the main types are a layer 3 switch for reading network layer (third layer) data, a layer 4 switch for reading transport layer (fourth layer) data, and a layer 7 for reading application layer (seventh layer) data.
  • a relay device such as a general router or switching hub can be used as an OpenFlow switch.
  • the switch 101 and the adjacent switch 103 may be virtual switches constructed on a physical machine.
  • a router As an alternative example of the switch 101 and the adjacent switch 103, a router, a proxy, a gateway, a firewall, a load balancer, a bandwidth control device (packet shaper). ), Security supervisory control and data acquisition (SCADA), gatekeeper, base station, access point (AP: Access Point), communication satellite (CS: Communication Satellite)
  • SCADA Security supervisory control and data acquisition
  • AP Access Point
  • CS Communication Satellite
  • the controller 102 As an example of the controller 102, a computer such as a PC (personal computer), an appliance, a workstation, a mainframe, and a supercomputer is assumed.
  • the controller 102 may be a virtual machine (VM) constructed on a physical machine.
  • VM virtual machine
  • a LAN Local Area Network
  • Other examples include the Internet, wireless LAN (Wireless LAN), WAN (Wide Area Network), backbone (Backbone), cable TV (CATV) line, fixed telephone network, mobile phone network, WiMAX (IEEE 802.16a), 3G (3rd Generation), dedicated line (lease line), IrDA (Infrared Data Association), Bluetooth (registered trademark), serial communication line, data bus, and the like are also conceivable.
  • the switch 101, the controller 102, and the adjacent switch 103 are driven based on a program to execute a predetermined process, a memory that stores the program and various data, and a communication interface (I / F: interface).
  • a CPU Central Processing Unit
  • a microprocessor a microcontroller, or a semiconductor integrated circuit (Integrated Circuit (IC)) having a dedicated function
  • IC Integrated Circuit
  • the switch 101 includes a hardware transfer unit (switching unit) 104, a flow table 105, and a protocol control unit 108.
  • switching unit switching unit
  • the switch 101 includes a hardware transfer unit (switching unit) 104, a flow table 105, and a protocol control unit 108.
  • the hardware transfer unit 104 performs switching, and transfers a packet received from outside the switch or a packet inside the switch.
  • the hardware transfer is, for example, closing and transferring in a switch chip without using a CPU in the switch.
  • the flow table 105 includes a transfer table 106 and a monitoring table 107.
  • the transfer table 106 represents a transfer flow table for registering packet transfer entries.
  • the packet transfer entry is a flow entry for transferring a packet corresponding to the rule (match condition) to a predetermined port (Port) of the switch 101 and transferring the packet to an adjacent switch 103 at the output destination of the port. It is.
  • Packet 109 represents a packet received by the switch 101.
  • a route 110 represents a route between the switch 101 and the controller 102.
  • the hardware transfer unit 104 finds a matching (Hit) entry in the monitoring table 107, the hardware transfer unit 104 performs the reception on the output port connected to the path 110 according to the entry.
  • the packet is output and transferred to the controller 102 via the path 110.
  • the route 111 represents a route between the switch 101 and the adjacent switch 103.
  • the hardware transfer unit 104 finds a matching (Hit) entry in the transfer table 106, the hardware transfer unit 104 receives the reception at the output port connected to the path 111 according to the entry.
  • the packet is output and transferred to the adjacent switch 103 via the path 111.
  • FIG. 1 shows an operation when a switch receives a packet.
  • the hardware transfer unit 104 searches the transfer table 106 belonging to the flow table 105 and the entry registered in the monitoring table 107, and compares the entry with the information of the packet 109. If the packet 109 matches the entry condition, the action (predetermined processing) described in the entry is performed on the packet 109.
  • the hardware transfer unit 104 transmits the packet 109 to the adjacent switch 103 via the path 111.
  • Hardware transfer For example, if it is described in the entry action (predetermined processing) that the hardware transfer unit 104 transfers the packet to the adjacent switch 103, the hardware transfer unit 104 transmits the packet 109 to the adjacent switch 103 via the path 111. Hardware transfer.
  • the hardware transfer unit 104 passes between the switch 101 and the controller 102 via the protocol control unit 108.
  • the data is transferred to the controller 102 through the path 110 according to the rules of the specified protocol.
  • the hardware transfer unit 104 searches each entry in the transfer table 106 and the monitoring table 107 for one received packet, and there is an entry with a condition that matches both tables. Assume that a “multi-hit operation” is performed in which actions (predetermined processing) described in both entries are performed simultaneously.
  • the hardware transfer unit 104 has an entry that matches one packet 109 in both the transfer table 106 and the monitoring table 107, and the action (predetermined processing) of the entry in the transfer table 106 is “adjacent”.
  • the action (predetermined processing) of the entry in the transfer table 106 is “adjacent”.
  • the entry registration 112 represents a flow of control (data) when registering a mirroring entry and a statistics entry in the monitoring table 107.
  • the entry registration 113 represents a flow of control (data) when registering a packet transfer entry in the transfer table 106.
  • a protocol message according to the protocol is used between the controller 102 and the protocol control unit 108 in the switch 101 as in the entry registration 112. Then, an entry registration request is made from the controller 102.
  • the protocol control unit 108 registers a mirroring entry or a statistical entry in the monitoring table 107 according to the content of the entry registration request.
  • a protocol message in accordance with a protocol defined between the controller 102 and the protocol control unit 108 in the switch 101 is registered as in the entry registration 113. Used to make an entry registration request from the controller 102.
  • the protocol control unit 108 Upon receiving an entry registration request from the controller 102, the protocol control unit 108 registers a packet transfer entry in the transfer table 106 in accordance with the content of the entry registration request.
  • the statistical information acquisition request 114 represents a flow of request control (data) for acquiring statistical information.
  • the statistical information response 115 represents a flow of control (data) for sending statistical information to the controller 102.
  • a protocol message in accordance with a protocol defined between the controller 102 and the protocol control unit 108 in the switch 101 is used as in the case of the statistical information acquisition request 114.
  • the controller 102 issues a statistical information acquisition request.
  • the protocol control unit 108 acquires statistical information from the monitoring table 107.
  • the protocol control unit 108 collects statistical information of packets that hit (corresponding) to the statistical entry and accumulates the statistical information in the monitoring table 107.
  • the monitoring table 107 receives the statistical information acquisition request 114 and returns the statistical information to the protocol control unit 108 as in the case of the statistical information response 115. .
  • the protocol control unit 108 uses the protocol message according to the protocol, and returns the acquired statistical information to the controller 102 through the statistical information response 115.
  • the network is a centralized management network in which the switch packet transfer table is changed from the controller in accordance with a control protocol (for example, OpenFlow).
  • a control protocol for example, OpenFlow
  • the switch 101 and the controller 102 are the same as those in FIG.
  • Packet 205 represents a packet received by the switch 101.
  • the packet 205 corresponds to the packet 109 in FIG.
  • the packet 208 represents a packet including “A”, “b”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet 209 represents a packet including “B”, “a”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet group 210 represents a packet group output from “Port 1” which is one of the ports of the switch 101.
  • the packet group 210 includes a packet 206, a packet 207, and a packet 208.
  • the entry 212 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table 106, and represents a packet transfer entry for transferring “packet including“ A ”” to “Port1”.
  • FIG. 4 shows a normal state in which there are no entries in the monitoring table 107, entries 212 and 213 are already registered in the transfer table 106, and only packet transfer is performed.
  • the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table 106, and transfers “packet including“ B ”” to “Port 2”.
  • the packet 209 is output from “Port 2” as the packet group 211 in accordance with the packet transfer entry (entry 213).
  • the entry registration 214 represents a flow of control (data) in the case where a mirroring entry is registered in the monitoring table 107 of the switch 101 from the controller 102 via the secure channel in accordance with the control protocol.
  • the controller 102 transmits a protocol message according to the protocol to the protocol control unit 108 in the switch 101, and makes an entry registration request.
  • the protocol control unit 108 Upon receiving an entry registration request from the controller 102, the protocol control unit 108 registers a mirroring entry 215 in the monitoring table 107 in accordance with the content of the entry registration request.
  • the controller 102 Since the controller 102 also controls the transfer table 212, the condition of the entry 215 can be selected.
  • the protocol control unit 108 in the switch 101 sends “packet including“ A ”” to the controller 102 as in the packet 216 in FIG. Transmit as a mirror packet.
  • the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 performs the multi-hit operation of the transfer table 106 and the monitoring table 107, so that the normal transfer (packet group 210, packet group 211) processing is continued as it is.
  • the packet 216 can be mirrored.
  • Entry registration 217 represents the flow of control (data) when the controller 102 registers a statistical entry in the monitoring table 107 of the switch 101 via a secure channel in accordance with the control protocol.
  • the entry 218 is one of the monitoring entries registered in the monitoring table 107, and represents a statistical entry that matches (Hit) “packet including“ A ””.
  • the controller 102 receives the monitoring result (mirror packet) in FIG. 6 and, as in the entry registration 217 in FIG. 7, “A”, “a” having a finer granularity than “packet including“ A ””.
  • An entry 218 for collecting statistical information under the condition “packet containing” is registered in the monitoring table 107.
  • the controller 102 transmits a protocol message according to the protocol to the protocol control unit 108 in the switch 101, and makes an entry registration request.
  • the protocol control unit 108 Upon receipt of the entry registration request from the controller 102, the protocol control unit 108 registers the statistical information collection entry 218 in the monitoring table 107 in accordance with the content of the entry registration request.
  • Statistical information 219 represents statistical information sent from the switch 101 to the controller 102.
  • the packet group 210 represents a packet group output from “Port 1” of the switch 101.
  • the packet group 210 includes a packet 208.
  • the packet group 211 represents a packet group output from “Port 2” of the switch 101.
  • the packet group 211 includes a packet 206, a packet 207, and a packet 209.
  • the entry registration 220 represents a flow of control (data) when the controller 102 registers a packet transfer entry in the transfer table 106 of the switch 101 via the secure channel in accordance with the control protocol.
  • the entry 221 is one of packet transfer entries registered in the transfer table 106 and represents a packet transfer entry for transferring “packet including“ A ”and“ a ”” to “Port 2”. .
  • the controller 102 transmits a protocol message in accordance with a prescribed protocol to the protocol control unit 108 in the switch 101 to make an entry registration request.
  • the protocol control unit 108 Upon receiving an entry registration request from the controller 102, the protocol control unit 108 registers a packet transfer entry 221 in the transfer table 106 in accordance with the content of the entry registration request.
  • the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 converts the packet 206 and the packet 207 that are “packets including“ A ”and“ a ”” into the packet group 211 according to the entry 221 registered in the transfer table 106.
  • the data is output from “Port 2”.
  • the hardware transfer unit 104 outputs the packet 208 from the “Port 1” as the packet group 210, and outputs the packet 206, the packet 207, and the packet 209 from the “Port 2” as the packet group 211.
  • the controller since the controller centrally controls the monitoring process, the monitoring result can be reflected in the switch path control.
  • the switch 101 and the controller 102 are the same as those in FIG.
  • Step S101 The controller 102 sends a mirroring entry registration request to the switch 101 using a “Protocol message” compliant with a control protocol (OpenFlow protocol) in the OpenFlow technology.
  • the protocol control unit 108 inside the switch 101 receives a mirroring entry registration request from the controller 102 by “Protocol message”. This processing flow is included in the entry registration 214 of FIG.
  • Step S102 The protocol control unit 108 registers the mirroring entry in the monitoring table 107 in response to the mirroring entry registration request. That is, the controller 102 performs control to register the mirroring entry in the monitoring table 107 via the protocol control unit 108. This processing flow is included in the entry registration 214 of FIG.
  • Step S103 The protocol control unit 108 completes the registration of the mirroring entry (entry 215 in FIG. 5) in the monitoring table 107.
  • the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 starts mirroring when the registration of the mirroring entry is completed.
  • Step S104 When the hardware transfer unit 104 receives a packet from the outside of the switch 101, the hardware transfer unit 104 checks whether the received packet matches (Hit) the mirroring entry registered in the monitoring table 107. Actually, the same processing is performed for a packet generated inside the switch.
  • Step S105 When the received packet matches (Hit) the mirroring entry registered in the monitoring table 107, the hardware transfer unit 104 sends a packet (the packet shown in FIG. 6) to the controller 102 for mirroring to the controller 102. 216).
  • Step S106 The protocol control unit 108 transmits a mirror packet (packet 216 in FIG. 6) to the controller 102 using the “Protocol message”, and mirrors it.
  • Step S107 The controller 102 analyzes the mirror packet sent from the switch 101.
  • Step S108 Based on the analysis result of the mirror packet, the controller 102 transmits a request for registration of a statistical entry to the switch 101 by “Protocol message”.
  • the protocol control unit 108 inside the switch 101 receives a request for registration of a statistical entry by a “Protocol message” from the controller 102. This processing flow is included in the entry registration 217 of FIG.
  • Step S109 The protocol control unit 108 registers the statistical entry in the monitoring table 107 in response to the statistical entry registration request. That is, the controller 102 performs control to register the statistical entry in the monitoring table 107 via the protocol control unit 108. This processing flow is included in the entry registration 217 of FIG.
  • Step S110 The monitoring table 107 accepts entry registration work and registers a statistical entry (entry 218 in FIG. 7).
  • the hardware transfer unit 104 starts collecting statistical information on the packet corresponding to the statistical entry from the time when the registration of the statistical entry is completed.
  • the hardware transfer unit 104 receives a packet from the outside of the switch 101, the hardware transfer unit 104 confirms whether the received packet matches (Hit) the statistical entry registered in the monitoring table 107, so that the statistical information of the corresponding entry is obtained. Are collected in the switch 101 and stored in the monitoring table 107.
  • Step S111 The controller 102 starts processing for inquiring statistical information to the switch 101 and performing statistical analysis.
  • Step S112 In order to collect the statistical information, the controller 102 inquires of the switch 101 about the statistical information by “Protocol message”.
  • Step S114 The protocol control unit 108 acquires the result of statistical information as a response from the monitoring table 107.
  • Step S115 The protocol control unit 108 transmits the result of the statistical information to the controller 102 by “Protocol message”.
  • the controller 102 performs statistical analysis based on the result of the statistical information.
  • Step S118 The transfer table 106 accepts entry registration work and registers a packet transfer entry (entry 221 in FIG. 9).
  • the hardware transfer unit 104 starts the action (predetermined processing) described in the entry for the received packet corresponding to the entry from the time when the registration of the packet transfer entry is completed.
  • the switch system uses the control protocol of the communication device to realize the monitoring function and the network path control, so that the centralized monitoring of the entire network is realized and the monitoring is performed. The result can be reflected in the route control.
  • a transfer flow table and a monitoring flow table are prepared in the switch system, both tables are searched for one packet, and the operation registered in each entry is performed.
  • 11 to 14 show the flow of control (data) in the second embodiment of the present invention from the network system viewpoint.
  • the switch 101 and the controller 102 are the same as those in FIG.
  • Packets 205 to 221 are the same as those in FIGS.
  • the basic operation of the switch system in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and therefore will be omitted.
  • Packet 205 represents a packet received by the switch 101.
  • the packet 206 represents a packet including “A”, “a”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet 208 represents a packet including “A”, “b”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet 209 represents a packet including “B”, “a”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet group 210 represents a packet group output from “Port 1” of the switch 101.
  • the packet group 210 includes a packet 206, a packet 207, and a packet 208.
  • the packet group 211 represents a packet group output from “Port 2” of the switch 101.
  • the packet group 211 includes a packet 209.
  • the entry 212 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table 106, and represents a packet transfer entry for transferring “packet including“ A ”” to “Port1”.
  • the entry 213 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table 106 and represents a packet transfer entry for transferring “packet including“ B ”” to “Port 2”.
  • the entry 222 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table 106, and represents a transfer default entry for transferring all packets to the controller 102 (unconditionally).
  • the entry 222 (default entry for transfer) can be said to be one of the entries for inquiry to the controller 102.
  • packets that do not fit (Hit) the entry of the transfer table 106 sends the switch 101 to the controller 102 after analyzing the controller 102, the analysis results Based on this, as shown in FIG. 11, by registering the packet transfer entry 212 and the entry 213 in the transfer table 106, the switch 101 can perform hardware transfer.
  • a control protocol such as the open flow technique
  • a packet transfer entry other than the packet transfer entry (entry 222) for transferring all packets to the controller, such as the entry 212 or the entry 213, in the transfer table 106 A packet transfer entry other than the entry 222 (here, the entry 212 or the entry 213) is preferentially used.
  • the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 sets the entry when the received packet matches (Hit) both the entry 222 and a packet transfer entry (entry 212 or 213) other than the entry 222.
  • the action (predetermined processing) described in the packet transfer entry (entry 212 or entry 213) other than 222 is adopted.
  • a packet transfer entry (entry 212 or 213) other than the entry 222 is registered higher than the entry 222 (the entry 222 is made the lowest). good.
  • the hardware transfer unit 104 ends the search when the received packet first matches (Hit) a packet transfer entry (entry 212 or entry 213) other than the entry 222, and the received packet to start the actions described in the transfer entry (predetermined processing).
  • the monitoring table 107 does not exist inside the switch 101, and only one transfer table 106 exists.
  • the state in which the monitoring table 107 does not exist may be a state in which no entry corresponding to the received packet is registered in the monitoring table 107.
  • the first packet is the first packet for which no corresponding entry is registered in the flow table.
  • both the transfer table 106 and the monitoring table 107 exist inside the switch 101.
  • Packet 216 represents a packet transferred from the switch 101 to the controller 102.
  • the entry 223 is one of packet transfer entries registered in the transfer table 106, and represents a packet transfer entry for transferring all packets (unconditionally) to “Port1”.
  • the discard point 225 represents a discard point between the switch 101 and the controller 102.
  • the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 When the hardware transfer unit 104 inside the switch 101 receives a normal packet, the hardware transfer unit 104 transfers the hardware to “Port 1” in accordance with the entry 223 of the transfer table 106.
  • the hardware transfer unit 104 enables the multi-hit operation of the transfer table 106 and the monitoring table 107. Therefore, according to the entry 223, the hardware transfer of the received packet is performed simultaneously with the monitoring. The table 107 is also searched, and mirroring to the controller 102 is performed according to the matched (Hit) entry 224.
  • the mirror packet may be transferred within the allowable range of the processing performance of the controller 102, the network bandwidth between the switch 101 and the controller 102, and the protocol processing performance of the switch.
  • FIG. 13 a state in which the mirror packet (packet 216) received by the controller 102 is analyzed and the path control to the switch 101 is performed based on the analysis result is the state in FIG. 14.
  • the entry 226 represents a discard entry for performing nothing or dropping (discard) the “packet including“ A ”” registered in the monitoring table 107.
  • the monitoring table 107 does nothing with the same rule (match condition) as the packet transfer entry (entry 212, entry 213).
  • a discard entry entry 226, entry 227) for dropping (discarding)
  • the mirroring entry indicates that all packets are transmitted (unconditionally) to the controller 102 as mirror packets.
  • the default entry for transfer indicates that all packets are transferred (unconditionally) to a predetermined output destination (here, the controller 102).
  • the switch 101 has registered in the monitoring table 107 a mirroring entry that specifies that all packets are to be transmitted to the controller 102 as mirror packets, and the transfer table 106 has determined all packets in advance.
  • a packet that matches the mirroring entry (Hit) is sent to the “Protocol message” via the protocol control unit 108. ”To the controller 102.
  • Step S206 The controller 102 analyzes the transmitted mirror packet.
  • Step S208 The protocol control unit 108 receives a request for registering the packet transfer entry in the transfer table 106 from the controller 102 by “Protocol message”, and registers the packet transfer entry in the transfer table 106.
  • Step S210 At the same time as registering the packet transfer entry in the transfer table 106, the protocol control unit 108 does nothing with the monitoring table 107 with the same rule (match condition) as the above packet transfer entry, or A statistical entry describing an action (predetermined processing) to drop (discard) is registered.
  • Step S211 Registration of the statistical entry in the monitoring table 107 is completed.
  • the hardware transfer unit 104 does nothing or drops (discards) the received packet that is the same as the mirror packet from the point when registration of the statistical entry is completed.
  • the controller 102 receives the mirror packets, analyzes the contents of the mirror packets, using the "Protocol message" based on the analysis result, to the transfer table 106 of the switch 101, the official packet Controls to register transfer entry.
  • the controller 102 performs control for registering the packet transfer entry with respect to the transfer table 106, and at the same time, also with respect to the monitoring table 107, the above packet transfer entry. Under the same rule (match condition), control is performed to register a statistic entry in which an action (predetermined processing) indicating nothing or dropping (discarding) is performed.
  • a forwarding table is prepared instead of the monitoring table and the route control method is further devised using two forwarding tables.
  • the configuration will be described with reference to FIGS.
  • the problem to be solved is the loss of the first packet when the switch is activated, as in the second embodiment of the present invention.
  • a transfer table A 106-1 is prepared inside the switch 101 for mirroring.
  • a transfer table B 106-2 is prepared.
  • controller 102 is the same as that of FIG. Packets 205 to 221 are the same as those in FIGS.
  • the basic operation of the switch system in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and therefore will be omitted.
  • Packet 205 represents a packet received by the switch 101.
  • the packet 206 represents a packet including “A”, “a”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet 207 represents a packet including “A”, “a”, “2”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet 209 represents a packet including “B”, “a”, “1”, “DATA” as an internal configuration.
  • the packet group 210 represents a packet group output from “Port 1” of the switch 101.
  • the packet group 210 includes a packet 206, a packet 207, a packet 208, and a packet 209.
  • the packet group 211 represents a packet group output from “Port 2” of the switch 101.
  • the packet group 211 contains nothing because there is no corresponding packet.
  • Packet 216 represents a packet (mirror packet) transferred from the switch 101 to the controller 102.
  • the discard point 225 represents a discard point between the switch 101 and the controller 102.
  • the entry 230 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table A 106-1, and represents a transfer default entry for transferring all packets to the controller 102 (unconditionally).
  • the entry 230 (the default entry for transfer) can be said to be one of the entries for inquiring to the controller 102.
  • the entry 231 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table B 106-2, and represents a packet transfer entry for transferring all packets (unconditionally) to “Port1”.
  • a packet transfer entry (entry 230) for transferring all packets to the controller 102 is registered in the transfer table A 106-1.
  • a packet transfer entry (entry 231) for transferring all packets to “Port 1” is registered.
  • the switch according to the present invention enables the multi-hit operation of the transfer table A 106-1 and the transfer table B 106-2, when the transfer switch 101 receives a normal packet, it transfers the transfer table B 106-2. according entry 231 retrieved and adapted (Hit), and at the same time implementing the hardware forwarding to "Port1" transfer table A106-1 also searched according entry 230 that matches (Hit), also transfer to the controller 102 carry out.
  • the packet 216 transferred (mirrored) to the controller 102 may be discarded.
  • the transfer of the received packet is performed according to the entry 231, the packet 216 that is a mirror packet is discarded. Even if it does, it does not affect communication.
  • the state in which the mirror packet (packet 216) received by the controller 102 is analyzed and the path control to the switch 101 is performed based on the analysis result is the state in FIG.
  • the entry 232 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table A 106-1, and represents a packet transfer entry for transferring “packet including“ A ”” to “Port1”.
  • the entry 233 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table A 106-1, and represents a packet transfer entry for transferring "packet including" B "" to "Port2.”
  • the entry 234 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table B 106-2. For the “packet including“ A ””, nothing is performed, or the discard for dropping (discarding) is performed. Represents an entry.
  • the entry 235 is one of the packet transfer entries registered in the transfer table B 106-2, and does nothing for the “packet including“ B ”” or discards it for dropping (discarding). Represents an entry.
  • the controller 102 analyzes the mirror packet (packet 216), and based on the analysis result, the packet transfer entry (entry 232) for transferring “packet including“ A ”” to “Port1” in the transfer table A. ) And a packet transfer entry (entry 233) for transferring “packet including“ B ”” to “Port2”.
  • the packet transfer entry entity 232
  • a packet transfer entry entity 233
  • the controller 102 registers the packet transfer entries (entry 232 and entry 233) in the transfer table A, and at the same time, the same rule (match condition) as the packet transfer entry in the transfer table B. Then, the discard entry (entry 234, entry 235) to do nothing or drop (discard) is registered, and hardware transfer according to the entry 231 registered by default (hardware transfer of all packets) ).
  • an object of the present invention is to realize centralized management of communication data monitoring.
  • control protocol for centralized control of the network by combining the control protocol for centralized control of the network and monitoring, centralized control of the switching system can be performed, the granularity of monitoring can be freely changed, and it can be freely reflected in the route control of the network. I did it.
  • the multi-hit operation is performed on the transfer table and the monitoring table in the switch so that the monitoring can be performed freely without affecting the data communication.
  • a monitoring table that does not register packet transfer entries is prepared separately from the transfer table, and only statistical entries and mirroring entries are registered in the monitoring table, and their multi-hits are registered. Perform the action.
  • the statistics entry and the mirroring entry may be registered in the monitoring table, and the routing control entry may not be registered. That is, it is also possible not to perform the hardware forwarding.
  • the monitoring of the switch is centrally controlled in cooperation with the controller by the control protocol for centrally controlling the network.
  • the loss of the first packet flowing in at the time of starting the switch is reduced by realizing the centralized control of the switch monitoring by using the control protocol.
  • control protocol of the communication device for example, OpenFlow
  • OpenFlow the control protocol of the communication device
  • the switch has a flow table for transfer and a flow table for monitoring, and both tables are searched for one packet, and a multi-hit operation for performing the operation registered in each entry is performed. Do. Thereby, the granularity of monitoring can be freely changed without being conscious of route control.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

　スイッチシステムは、経路制御を意識することなくモニタリングの粒度を自由に変更可能にする。例えば、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）技術に準拠した通信機器の制御プロトコルを使用し、スイッチシステムのモニタリング機能を制御することにより、ネットワーク全体として集中制御可能なモニタリングを実現し、そのモニタリング結果を経路制御へ反映する。ここで、スイッチは、内部に、パケット転送用のフローテーブルと、モニタリング用のフローテーブルを持ち、１つのパケットに対して両テーブルを検索し、それぞれのエントリに登録された動作を実施するマルチヒット動作を行う。すなわち、両テーブルを検索し、該当する全てのフローエントリに従って、当該パケットを転送する。

Description

スイッチシステム、モニタリング集中管理方法
　本発明は、スイッチシステムに関し、特に経路制御を行うスイッチシステムに関する。
　従来技術では、スイッチシステムを構成するそれぞれのスイッチに、「ｓＦｌｏｗ」、「ＲＳＰＡＮ（Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｐｏｒｔ　Ａｎａｌｙｚｅｒ）」等のモニタリング（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ：監視）機能は存在している。そのため、それぞれのスイッチで、モニタリングが可能であったが、そのモニタリングの機能を集中制御することは困難であった。
　ｓＦｌｏｗ等のように集中制御できる方式もあるが、それぞれのスイッチにコンフィグレーションが必要であったり、モニタリング自体の粒度が制限されていたりと制約も多く、モニタリングの機能を集中制御する際に自由度が無かった。
　また、集中制御できる方式といえども、それはあくまでモニタリングのみの集中制御であり、経路制御と連動することはできなかった。そのため、モニタリングした結果も踏まえてモニタリングの粒度を変更したり、モニタリングの結果を踏まえてネットワークの経路制御に反映したりすることはできなかった。
　現在、ネットワーク通信の経路制御方式の１つとして、通信機器の制御プロトコルであるオープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）技術を使用した経路制御方式が研究されている。オープンフロー技術の詳細については、非特許文献１、２に記載されている。オープンフロー技術による経路制御が行われるネットワークを、オープンフローネットワークと呼ぶ。
　オープンフローネットワークでは、ＯＦＣ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等のコントローラーが、ＯＦＳ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ）等のスイッチのフローテーブル（Ｆｌｏｗ　Ｔａｂｌｅ）を操作することによりスイッチの挙動を制御する。コントローラーとスイッチの間は、コントローラーがオープンフロープロトコルに準拠した制御メッセージを用いてスイッチを制御するためのセキュアチャネル（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ）により接続されている。
　オープンフローネットワークにおけるスイッチとは、オープンフローネットワークを形成し、コントローラーの制御下にあるエッジスイッチ及びコアスイッチのことである。オープンフローネットワークにおける入力側エッジスイッチでのパケット（通信データ）の受信から出力側エッジスイッチでの送信までのパケットの一連の流れをフロー（Ｆｌｏｗ）と呼ぶ。
　フローテーブルとは、所定のルール（マッチ条件）に適合（Ｈｉｔ）するパケット群（パケット系列）に対して行うべき所定のアクション（所定の処理）を定義したフローエントリ（Ｆｌｏｗ　ｅｎｔｒｙ）が登録されたテーブルである。
　フローエントリのルールは、パケットの各プロトコル階層のヘッダ（ｈｅａｄｅｒ）領域に含まれる宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　Ａｄｄｒｅｓｓ）、送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ　Ａｄｄｒｅｓｓ）、宛先ポート（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　Ｐｏｒｔ）、送信元ポート（Ｓｏｕｒｃｅ　Ｐｏｒｔ）のいずれか又は全てを用いた様々な組合せにより定義され、区別可能である。なお、上記のアドレスには、ＭＡＣアドレス（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｄｄｒｅｓｓ）やＩＰアドレス（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ａｄｄｒｅｓｓ）を含むものとする。また、上記に加えて、入口ポート（Ｉｎｇｒｅｓｓ　Ｐｏｒｔ）の情報も、フローエントリのルールとして使用可能である。
　フローエントリのアクションは、「特定のポートに出力する」、「廃棄する」、「ヘッダを書き換える」といった動作を示す。例えば、スイッチは、フローエントリのアクションに出力ポートの識別情報（出力ポート番号等）が示されている場合、これに該当するポートにパケットを出力し、出力ポートの識別情報が示されていなければ、パケットを破棄する。或いは、スイッチは、フローエントリのアクションにヘッダ情報が示されている場合、当該ヘッダ情報に基づいてパケットのヘッダを書き換える。
　オープンフローネットワークにおけるスイッチは、フローテーブルに登録されたフローエントリのルールに適合（Ｈｉｔ）するパケット群に対して、当該フローエントリのアクションを実行する。
　オープンフロー技術を使用した制御方式においても、フローエントリ毎に統計情報を取得することによる通信のモニタリングは可能である。
　しかし、オープンフロー技術をそのまま使用するだけの制御方式では、統計情報はフローの経路制御エントリと一対一の関係であるため、モニタリングの粒度を自由に変更するには、フローの経路制御エントリを意識して設定する必要があった。
"Ｔｈｅ　ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ"　＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／＞ "ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．０．０　（Ｗｉｒｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　０ｘ０１）　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　３１，　２００９"　＜ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｏｐｅｎｆｌｏｗ－ｓｐｅｃ－ｖ１．０．０．ｐｄｆ＞
　本発明の目的は、スイッチシステムのモニタリングを集中制御できるスイッチシステムを提供することにある。
　本発明のスイッチシステムは、スイッチと、コントローラーと、隣接スイッチとを含む。スイッチは、内部のフローテーブルに登録されたフローエントリに従ってパケットを転送する。コントローラーは、スイッチからパケットについての問い合わせを受けた際に、スイッチの内部のフローテーブルに、当該パケットについてのルール（マッチ条件）とアクション（所定の処理）とを定義したフローエントリを登録する。隣接スイッチは、スイッチに接続されている。ここで、スイッチは、ルール（マッチ条件）に該当するパケットをコントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブル（図１～図１０及び図１３～図１５のモニタリング用テーブル１０７、図１６～図１７の転送用テーブルＡ１０６－１）と、ルール（マッチ条件）に該当するパケットを隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブル（図１～図１０及び図１３～図１５の転送用テーブル１０６、図１６～図１７の転送用テーブルＢ１０６－２）とを含む。
　本発明に係るスイッチは、ルール（マッチ条件）に該当するパケットをコントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルと、ルール（マッチ条件）に該当するパケットを隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルと、問い合わせ用エントリ及びパケット転送用エントリの各々に従ってパケットを転送する転送部とを備える。
　本発明のモニタリング集中管理方法では、スイッチの内部に、フローテーブルとして、ルール（マッチ条件）に該当するパケットをコントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルを設ける。また、スイッチの内部に、フローテーブルとして、ルール（マッチ条件）に該当するパケットを隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルを設ける。また、スイッチにおいて、内部のフローテーブルに登録されたフローエントリに従ってパケットを転送する。また、コントローラーにおいて、スイッチからパケットについての問い合わせを受けた際に、スイッチの内部のフローテーブルに、当該パケットについてのルール（マッチ条件）とアクション（所定の処理）とを定義したフローエントリを登録する。
　本発明に係るプログラムは、ルール（マッチ条件）に該当するパケットをコントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルを参照するステップと、ルール（マッチ条件）に該当するパケットを隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルを参照するステップと、問い合わせ用エントリ及びパケット転送用エントリの各々に従ってパケットを転送するステップとをスイッチに実行させるためのプログラムである。なお、本発明のプログラムは、記憶装置や記憶媒体に格納することが可能である。
　これにより、モニタリングの粒度が自由に変更可能になり、ネットワークの経路制御への反映を自由に行えるようになる。
本発明の第１実施形態におけるスイッチシステムの構成例を示す図である。 本発明の第１実施形態における、フローテーブルにエントリを登録する場合の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、統計情報を取得する場合の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、転送用テーブルに従ったパケット転送の際の制御の流れについて説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、モニタリング用テーブルへのミラーリング用エントリ登録の際の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、コントローラーへの問い合わせの際の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、モニタリング用テーブルへの統計用エントリ登録の際の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、コントローラーへの統計情報の通知の際の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態における、転送用テーブルへのパケット転送用エントリ登録の際の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第１実施形態におけるスイッチシステムの動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１実施形態におけるスイッチシステムの動作を表したシーケンス図である。 本発明の第２実施形態における、モニタリング用テーブルが存在しない場合のパケット転送時の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第２実施形態における、モニタリング用テーブルが存在しない場合のスイッチの起動時の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第２実施形態における、ファーストパケット転送時の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第２実施形態における、モニタリング用テーブル利用時の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第２実施形態における、本発明の第２実施形態におけるスイッチシステムの動作を表したシーケンス図である。 本発明の第３実施形態における、ファーストパケット転送時の制御の流れを説明するための図である。 本発明の第３実施形態における、経路制御を行った状態を説明するための図である。
　＜第１実施形態＞
　以下に、本発明の第１実施形態について添付図面を参照して説明する。
　［システム構成］
　図１に示すように、本発明の第１実施形態におけるスイッチシステムは、スイッチ１０１と、コントローラー１０２と、隣接スイッチ１０３を含む。
　スイッチ１０１は、スイッチ本体を表す。なお、スイッチ１０１は、制御プロトコル（例えばオープンフロー等）に対応し、パケット転送用のテーブルやモニタリング用のテーブルを集中管理する外部のコントローラーから変更可能であるものとする。
　コントローラー１０２は、制御プロトコルに準拠して、セキュアチャネル経由で、スイッチ１０１を制御する。
　隣接スイッチ１０３は、スイッチ１０１に隣接する。
　［ハードウェアの例示］
　スイッチ１０１及び隣接スイッチ１０３の例として、オープンフロースイッチを想定している。オープンフロースイッチの例として、ネットワークスイッチ（ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｗｉｔｃｈ）、マルチレイヤスイッチ（ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ　ｓｗｉｔｃｈ）等が考えられる。マルチレイヤスイッチは、サポートするＯＳＩ参照モデルの層毎に、更に細かく分類されている。主な種別としては、ネットワーク層（第３層）のデータを読むレイヤ３スイッチ、トランスポート層（第４層）のデータを読むレイヤ４スイッチ、アプリケーション層（第７層）のデータを読むレイヤ７スイッチ（アプリケーションスイッチ）がある。なお、オープンフローネットワークでは、一般的なルータやスイッチングハブ等の中継装置をオープンフロースイッチとして使用することもできる。また、スイッチ１０１及び隣接スイッチ１０３は、物理マシン上に構築された仮想スイッチでも良い。また、スイッチ１０１及び隣接スイッチ１０３の代替例として、ルータ（ｒｏｕｔｅｒ）、プロキシ（ｐｒｏｘｙ）、ゲートウェイ（ｇａｔｅｗａｙ）、ファイアウォール（ｆｉｒｅｗａｌｌ）、ロードバランサ（ｌｏａｄ　ｂａｌａｎｃｅｒ：負荷分散装置）、帯域制御装置（ｐａｃｋｅｔ　ｓｈａｐｅｒ）、セキュリティ監視制御装置（ＳＣＡＤＡ：Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ａｎｄ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）、ゲートキーパー（ｇａｔｅｋｅｅｐｅｒ）、基地局（ｂａｓｅ　ｓｔａｔｉｏｎ）、アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ　Ｐｏｉｎｔ）、通信衛星（ＣＳ：Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）、或いは、複数の通信ポートを有する計算機等も考えられる。
　コントローラー１０２の例として、ＰＣ（パソコン）、アプライアンス（ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、ワークステーション、メインフレーム、スーパーコンピュータ等の計算機を想定している。また、コントローラー１０２は、物理マシン上に構築された仮想マシン（ＶＭ：Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｍａｃｈｉｎｅ）でも良い。
　スイッチ１０１、コントローラー１０２、及び隣接スイッチ１０３を接続するネットワークの例として、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）を想定している。他の例として、インターネット、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＬＡＮ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、バックボーン（Ｂａｃｋｂｏｎｅ）、ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）回線、固定電話網、携帯電話網、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ　８０２．１６ａ）、３Ｇ（３ｒｄ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、専用線（ｌｅａｓｅ　ｌｉｎｅ）、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｄａｔａ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、シリアル通信回線、データバス等も考えられる。
　図示しないが、スイッチ１０１、コントローラー１０２、及び隣接スイッチ１０３は、プログラムに基づいて駆動し所定の処理を実行するプロセッサと、当該プログラムや各種データを記憶するメモリと、通信用インターフェース（Ｉ／Ｆ：ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とによって実現される。
　上記のプロセッサの例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラー、或いは、専用の機能を有する半導体集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ（ＩＣ））等が考えられる。
　上記のメモリの例として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等の半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、又は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）等のリムーバブルディスクや、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｅｍｏｒｙ　ｃａｒｄ）等の記憶媒体（メディア）等が考えられる。或いは、ＤＡＳ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ａｔｔａｃｈｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ）、ＦＣ－ＳＡＮ（Ｆｉｂｒｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ　－　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＮＡＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ａｔｔａｃｈｅｄ　Ｓｔｏｒａｇｅ）、ＩＰ－ＳＡＮ（ＩＰ　－　Ｓｔｏｒａｇｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を用いたストレージ装置でも良い。
　上記の通信用インターフェースの例として、ネットワーク通信に対応した基板（マザーボード、Ｉ／Ｏボード）やチップ等の半導体集積回路、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｃａｒｄ）等のネットワークアダプタや同様の拡張カード、アンテナ等の通信装置、接続口（コネクタ）等の通信ポート等が考えられる。
　但し、実際には、これらの例に限定されない。
　スイッチ１０１は、ハードウェア転送部（スイッチング部）１０４と、フローテーブル１０５と、プロトコル制御部１０８を備える。
　ハードウェア転送部１０４は、スイッチングを行い、スイッチ外部から受信したパケットや、スイッチ内部にあるパケットをハードウェア転送する。ハードウェア転送とは、スイッチにおいて、ＣＰＵを介在することなく、例えばスイッチチップ内に閉じて転送することである。
　フローテーブル１０５は、転送用テーブル１０６と、モニタリング用テーブル１０７を含む。
　転送用テーブル１０６は、パケット転送用エントリを登録するための転送用のフローテーブルを表す。パケット転送用エントリとは、ルール（マッチ条件）に該当するパケットを、スイッチ１０１の所定のポート（Ｐｏｒｔ）に転送し、当該ポートの出力先にある隣接スイッチ１０３にハードウェア転送するためのフローエントリである。
　モニタリング用テーブル１０７は、ミラーリング用エントリ及び統計用エントリを登録するためのモニタリング用のフローテーブルを表す。ミラーリング用エントリとは、ルール（マッチ条件）に該当するパケットをコントローラー１０２に転送（ミラーリング）するためのフローエントリである。ミラーリングとは、対象のネットワークに流れているパケットを通常通り転送しつつ、当該パケットをコピー（複写）して任意の転送先に転送することである。ネットワーク通信においては、受信した１つの通信データを複写して複数の転送先に転送することも可能である。統計用エントリとは、ルール（マッチ条件）に該当するパケットについての統計情報を取得するためのフローエントリである。ミラーリング用エントリ及び統計用エントリは、コントローラー１０２への問い合わせ用エントリの１つであるといえる。
　プロトコル制御部１０８は、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）技術を使用した制御を行う。プロトコル制御部１０８は、ハードウェア転送部１０４から受け取ったパケットをコントローラー１０２に送信し、コントローラー１０２からの制御に応じて、フローテーブル１０５へのエントリの登録・変更を行う。
　パケット１０９は、スイッチ１０１が受信したパケットを表す。
　経路１１０は、スイッチ１０１とコントローラー１０２との間の経路を表す。ハードウェア転送部１０４は、受信パケットについてフローテーブル１０５を検索した結果、モニタリング用テーブル１０７内に適合（Ｈｉｔ）したエントリがあれば、当該エントリにしたがって、経路１１０と接続された出力ポートに当該受信パケットを出力し、経路１１０を経由してコントローラー１０２に転送する。
　経路１１１は、スイッチ１０１と隣接スイッチ１０３との間の経路を表す。ハードウェア転送部１０４は、受信パケットについてフローテーブル１０５を検索した結果、転送用テーブル１０６内に適合（Ｈｉｔ）したエントリがあれば、当該エントリにしたがって、経路１１１と接続された出力ポートに当該受信パケットを出力し、経路１１１を経由して隣接スイッチ１０３に転送する。
　［パケット受信時の動作］
　図１では、スイッチにてパケットを受信時の動作を表している。
　ハードウェア転送部１０４は、パケット１０９を受信した時、フローテーブル１０５に所属している転送用テーブル１０６、及びモニタリング用テーブル１０７に登録されているエントリを検索し、パケット１０９の情報と比較を行い、エントリの条件にパケット１０９が合致している場合、パケット１０９に対し、そのエントリに記されているアクション（所定の処理）を行う。
　例えば、ハードウェア転送部１０４は、エントリのアクション（所定の処理）として、当該パケットを隣接スイッチ１０３にハードウェア転送する旨が記されている場合、パケット１０９を、経路１１１を通して隣接スイッチ１０３へハードウェア転送する。
　また、ハードウェア転送部１０４は、エントリのアクション（所定の処理）として、当該パケットをコントローラー１０２へ転送する旨が記されている場合、プロトコル制御部１０８を経由し、スイッチ１０１とコントローラー１０２間で規定されたプロトコルのルールに従い、経路１１０を通してコントローラー１０２へ転送する。
　なお、本発明では、ハードウェア転送部１０４は、１つの受信パケットに対して、転送用テーブル１０６とモニタリング用テーブル１０７のそれぞれのエントリを検索し、両テーブルに合致する条件のエントリがあった場合、両方のエントリに記載されているアクション（所定の処理）を同時に実施する「マルチヒット動作」を行うものとする。
　例えば、ハードウェア転送部１０４は、１つのパケット１０９に合致するエントリが転送用テーブル１０６、及びモニタリング用テーブル１０７の両方にあり、転送用テーブル１０６のエントリのアクション（所定の処理）には「隣接スイッチ１０３へのハードウェア転送」が記され、モニタリング用テーブル１０７のアクション（所定の処理）には「コントローラー１０２への転送（ミラーリング）」が記されていた場合、パケット１０９を受信すると、経路１１１を通して隣接スイッチ１０３にハードウェア転送し、同時に、経路１１０を通してコントローラー１０２へも転送（ミラーリング）する。
　［フローテーブルにエントリを登録する場合］
　図２を参照して、コントローラーからスイッチのフローテーブルに対してエントリを登録する場合について説明する。
　エントリ登録１１２は、モニタリング用テーブル１０７にミラーリング用エントリ及び統計用エントリを登録する場合の制御（データ）の流れを表す。
　エントリ登録１１３は、転送用テーブル１０６にパケット転送用エントリを登録する場合の制御（データ）の流れを表す。
　コントローラー１０２からモニタリング用テーブル１０７にミラーリング用エントリや統計用エントリを登録する場合、エントリ登録１１２のように、コントローラー１０２とスイッチ１０１内部のプロトコル制御部１０８との間でプロトコルに従ったプロトコルメッセージを使用し、コントローラー１０２からエントリ登録要求を行う。プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からエントリ登録要求を受けると、エントリ登録要求の内容に応じて、モニタリング用テーブル１０７に対して、ミラーリング用エントリや統計用エントリを登録する。
　コントローラー１０２から転送用テーブル１０６にパケット転送用エントリを登録する場合、エントリ登録１１３のように、コントローラー１０２とスイッチ１０１内部のプロトコル制御部１０８との間で規定されているプロトコルに従ったプロトコルメッセージを使用し、コントローラー１０２からエントリ登録要求を行う。プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からエントリ登録要求を受けると、エントリ登録要求の内容に応じて、転送用テーブル１０６に対して、パケット転送用エントリを登録する。
　［統計情報を取得する場合］
　図３を参照して、コントローラーからスイッチの統計情報を取得する場合について説明する。
　統計情報取得要求１１４は、統計情報を取得するためのリクエスト制御（データ）の流れを表す。
　統計情報応答１１５は、統計情報をコントローラー１０２へ送る制御（データ）の流れを表す。
　コントローラー１０２からスイッチ１０１に統計情報の取得を要求する場合、統計情報取得要求１１４のように、コントローラー１０２とスイッチ１０１内部のプロトコル制御部１０８との間で規定されたプロトコルに従ったプロトコルメッセージを使用し、コントローラー１０２から統計情報取得要求を行う。プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２から統計情報取得要求を受けると、モニタリング用テーブル１０７に対して統計情報取得を行う。ここでは、プロトコル制御部１０８は、統計用エントリにヒット（該当）するパケットの統計情報を収集し、モニタリング用テーブル１０７に蓄積する。
　スイッチ１０１からコントローラー１０２に取得した統計情報を応答する場合、統計情報応答１１５のように、モニタリング用テーブル１０７は、統計情報取得要求１１４を受け、プロトコル制御部１０８に対して、統計情報を応答する。プロトコル制御部１０８は、プロトコルに従ったプロトコルメッセージを使用し、コントローラー１０２に対して、統計情報応答１１５により、取得した統計情報を応答する。
　［ネットワークのシステム視点］
　図４から図９において、ネットワークのシステム視点で、本発明の第１実施形態における制御（データ）の流れを表す。
　本実施形態では、制御プロトコル（例えばオープンフロー等）に準拠して、スイッチのパケットの転送用テーブルをコントローラーから変更する集中管理型のネットワークであることを前提とする。
　なお、スイッチ１０１、コントローラー１０２については、図１と同様である。
　［パケット転送］
　図４を参照して、転送用テーブルに従ったパケット転送の例について説明する。
　パケット２０５は、スイッチ１０１が受信したパケットを表す。なお、パケット２０５は、図１のパケット１０９に相当する。
　パケット２０６は、内部構成として「“Ａ”、“ａ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０７は、内部構成として「“Ａ”、“ａ”、“２”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０８は、内部構成として「“Ａ”、“ｂ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０９は、内部構成として「“Ｂ”、“ａ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット群２１０は、スイッチ１０１のポートの１つである「Ｐｏｒｔ１」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１０は、パケット２０６と、パケット２０７と、パケット２０８を含む。
　パケット群２１１は、スイッチ１０１のポートの１つである「Ｐｏｒｔ２」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１１は、パケット２０９を含む。
　エントリ２１２は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　エントリ２１３は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ｂ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　図４は、モニタリング用テーブル１０７にエントリが無く、転送用テーブル１０６にエントリ２１２とエントリ２１３が既に登録されており、パケットの転送のみ行っている通常状態である。
　スイッチ１０１が受信する可能性のあるパケットとしては、パケットの内部構成に応じて、パケット２０６、パケット２０７、パケット２０８、パケット２０９がある。
　スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２１２）に従い、パケット２０６、パケット２０７、パケット２０８を、パケット群２１０として「Ｐｏｒｔ１」から出力する。
　また、スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ｂ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２１３）に従い、パケット２０９を、パケット群２１１として「Ｐｏｒｔ２」から出力する。
　［モニタリング用テーブルへのミラーリング用エントリ登録］
　図５を参照して、モニタリング用テーブルへのミラーリング用エントリ登録の例について説明する。
　エントリ登録２１４は、コントローラー１０２から、制御プロトコルに準拠して、セキュアチャネル経由で、スイッチ１０１のモニタリング用テーブル１０７にミラーリング用エントリを登録する場合の制御（データ）の流れを表す。
　エントリ２１５は、モニタリング用テーブル１０７に登録されているモニタリング用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」をコントローラー１０２に転送（ミラーリング）するためのミラーリング用エントリを表す。
　例えば、図４の状態において、「Ｐｏｒｔ１」の先で輻輳が発生した場合等、パケット転送用のエントリ２１２に含まれる通信を解析し、原因を特定したい時に、図５に示すミラーリング用エントリ登録を行う。
　まず、エントリ登録２１４で示すように、コントローラー１０２からスイッチ１０１のモニタリング用テーブル１０７に「“Ａ”を含むパケット」をコントローラーに転送（ミラーリング）するというエントリ２１５を登録する。
　ここでは、コントローラー１０２は、スイッチ１０１内部のプロトコル制御部１０８に対して、プロトコルに従ったプロトコルメッセージを送信し、エントリ登録要求を行う。
　プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からエントリ登録要求を受けると、エントリ登録要求の内容に応じて、モニタリング用テーブル１０７に対して、ミラーリング用のエントリ２１５を登録する。
　なお、コントローラー１０２は、転送用テーブル２１２の制御も行っているため、エントリ２１５の条件を選定するのは可能である。
　［コントローラーへの問い合わせ］
　図６を参照して、既存のエントリにヒットするものがない未知のパケットについて、コントローラーへの問い合わせを行う処理の例について説明する。
　パケット２１６は、スイッチ１０１からコントローラー１０２に転送されるパケット（ミラーパケット）を表す。
　スイッチ１０１の内部にあるプロトコル制御部１０８は、図５でモニタリング用テーブル１０７に登録したエントリ２１５に従い、図６のパケット２１６のように、コントローラー１０２に対して、「“Ａ”を含むパケット」をミラーパケットとして送信する。
　なお、スイッチ１０１の内部のハードウェア転送部１０４では、転送用テーブル１０６とモニタリング用テーブル１０７のマルチヒット動作を行うため、通常の転送（パケット群２１０、パケット群２１１）の処理をそのまま継続した状態で、パケット２１６のミラーリングが可能である。
　また、ミラーリングすることにより、コントローラー１０２は、「Ｐｏｒｔ１」に転送されるパケット群２１０の中に、パケット２０６、パケット２０７、パケット２０８が存在することを認識することができる。
　［モニタリング用テーブルへの統計用エントリ登録］
　図７を参照して、モニタリング用テーブルへの統計用エントリ登録の例について説明する。
　エントリ登録２１７は、コントローラー１０２から、制御プロトコルに準拠して、セキュアチャネル経由で、スイッチ１０１のモニタリング用テーブル１０７に統計用エントリを登録する場合の制御（データ）の流れを表す。
　エントリ２１８は、モニタリング用テーブル１０７に登録されているモニタリング用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」に適合（Ｈｉｔ）する統計用エントリを表す。
　コントローラー１０２は、図６のモニタリング結果（ミラーパケット）を受けて、図７のエントリ登録２１７のように、「“Ａ”を含むパケット」という粒度よりも更に細かい粒度の「“Ａ”、“ａ”を含むパケット」という条件の統計情報収集用のエントリ２１８をモニタリング用テーブル１０７に登録する。
　ここでは、コントローラー１０２は、スイッチ１０１内部のプロトコル制御部１０８に対して、プロトコルに従ったプロトコルメッセージを送信し、エントリ登録要求を行う。
　プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からエントリ登録要求を受けると、エントリ登録要求の内容に応じて、モニタリング用テーブル１０７に対して、統計情報収集用のエントリ２１８を登録する。
　［コントローラーへの統計情報の通知］
　図８を参照して、コントローラーに対する統計情報の通知の例について説明する。
　統計情報２１９は、スイッチ１０１からコントローラー１０２に送られた統計情報を表す。
　スイッチ１０１は、図７で登録されたエントリ２１８にヒットするパケットに対して、図８で示すように、統計情報の取得を行う。スイッチ１０１は、エントリ２１８にヒットしたパケットの統計情報２１９をコントローラー１０２へ送信する。
　［転送用テーブルへのパケット転送用エントリ登録］
　図９を参照して、統計情報に基づく転送用テーブルへのパケット転送用エントリ登録の例について説明する。
　パケット群２１０は、スイッチ１０１の「Ｐｏｒｔ１」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１０は、パケット２０８を含む。
　パケット群２１１は、スイッチ１０１の「Ｐｏｒｔ２」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１１は、パケット２０６と、パケット２０７と、パケット２０９を含む。
　エントリ登録２２０は、コントローラー１０２から、制御プロトコルに準拠して、セキュアチャネル経由で、スイッチ１０１の転送用テーブル１０６にパケット転送用エントリを登録する場合の制御（データ）の流れを表す。
　エントリ２２１は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ａ”、“ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　コントローラー１０２は、図８の統計情報の収集結果等を踏まえて、エントリ登録２２０のように、「“Ａ”、“ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」へ転送するというエントリ２２１を転送用テーブルに登録し、「“Ａ”、“ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」から送信されるパケット群２１１に変更する。
　ここでは、コントローラー１０２は、スイッチ１０１内部のプロトコル制御部１０８に対して、規定されているプロトコルに従ったプロトコルメッセージを送信し、エントリ登録要求を行う。
　プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からエントリ登録要求を受けると、エントリ登録要求の内容に応じて、転送用テーブル１０６に対して、パケット転送用のエントリ２２１を登録する。
　スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、転送用テーブル１０６に登録されているエントリ２２１に従い、「“Ａ”、“ａ”を含むパケット」であるパケット２０６、パケット２０７を、パケット群２１１に加えて、「Ｐｏｒｔ２」から出力する。この場合、ハードウェア転送部１０４は、パケット２０８を、パケット群２１０として「Ｐｏｒｔ１」から出力し、パケット２０６、パケット２０７、パケット２０９を、パケット群２１１として「Ｐｏｒｔ２」から出力する。
　このように、本実施形態では、コントローラーがモニタリング処理を集中制御しているため、モニタリング結果をスイッチの経路制御に反映することができる。
　［動作シーケンス］
　図１０Ａ、図１０Ｂを参照して、本発明の第１実施形態におけるスイッチシステムの動作を表したシーケンスについて説明する。
　なお、スイッチ１０１、コントローラー１０２については、図１と同様である。
　（１）ステップＳ１０１
　コントローラー１０２は、スイッチ１０１宛に、オープンフロー技術における制御プロトコル（オープンフロープロトコル）に準拠した「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でミラーリング用エントリの登録の要求を送信する。スイッチ１０１の内部にあるプロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２から「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でミラーリング用エントリの登録の要求を受信する。この処理フローは、図５のエントリ登録２１４に含まれる。
　（２）ステップＳ１０２
　プロトコル制御部１０８は、ミラーリング用エントリの登録の要求に応じて、モニタリング用テーブル１０７へミラーリング用エントリの登録を行う。すなわち、コントローラー１０２は、プロトコル制御部１０８を経由してモニタリング用テーブル１０７へミラーリング用エントリを登録する制御を行う。この処理フローは、図５のエントリ登録２１４に含まれる。
　（３）ステップＳ１０３
　プロトコル制御部１０８は、モニタリング用テーブル１０７へのミラーリング用エントリ（図５のエントリ２１５）の登録を完了する。スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、ミラーリング用エントリの登録が完了した時点から、ミラーリングを開始する。
　（４）ステップＳ１０４
　ハードウェア転送部１０４は、スイッチ１０１の外部からパケットを受信した際、受信パケットが、モニタリング用テーブル１０７に登録されたミラーリング用エントリに適合（Ｈｉｔ）するか確認する。なお、実際には、スイッチ内部で生成されたパケットに対しても同様の処理を行う。
　（５）ステップＳ１０５
　ハードウェア転送部１０４は、受信パケットが、モニタリング用テーブル１０７に登録されたミラーリング用エントリに適合（Ｈｉｔ）する場合、コントローラー１０２宛にミラーリングするために、プロトコル制御部１０８にパケット（図６のパケット２１６）を転送する。
　（６）ステップＳ１０６
　プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２宛に「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でミラーパケット（図６のパケット２１６）を送信し、ミラーリングする。
　（７）ステップＳ１０７
　コントローラー１０２は、スイッチ１０１から送られてきたミラーパケットを解析する。
　（８）ステップＳ１０８
　コントローラー１０２は、ミラーパケットを解析した結果を踏まえて、スイッチ１０１宛に「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」で統計用エントリの登録の要求を送信する。スイッチ１０１の内部にあるプロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からの「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」で統計用エントリの登録の要求を受信する。この処理フローは、図７のエントリ登録２１７に含まれる。
　（９）ステップＳ１０９
　プロトコル制御部１０８は、統計用エントリの登録の要求に応じて、モニタリング用テーブル１０７へ統計用エントリの登録を行う。すなわち、コントローラー１０２は、プロトコル制御部１０８を経由してモニタリング用テーブル１０７へ統計用エントリを登録する制御を行う。この処理フローは、図７のエントリ登録２１７に含まれる。
　（１０）ステップＳ１１０
　モニタリング用テーブル１０７は、エントリ登録作業を受け付け、統計用エントリ（図７のエントリ２１８）を登録する。ハードウェア転送部１０４は、統計用エントリの登録が完了した時点から、その統計用エントリに該当するパケットについて、統計情報の収集を開始する。ハードウェア転送部１０４は、スイッチ１０１の外部からパケットを受信した際、受信パケットが、モニタリング用テーブル１０７に登録された統計用エントリに適合（Ｈｉｔ）するか確認することで、該当エントリの統計情報をスイッチ１０１の内部で収集し、モニタリング用テーブル１０７に蓄積する。
　（１１）ステップＳ１１１
　コントローラー１０２は、スイッチ１０１に対する統計情報の問い合わせ、及び統計解析を行う処理を開始する。
　（１２）ステップＳ１１２
　コントローラー１０２は、統計情報を収集するために、スイッチ１０１に「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」で統計情報を問い合わせる。
　（１３）ステップＳ１１３
　プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２からの「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」に応じて、モニタリング用テーブル１０７に、スイッチ１０１で収集している統計情報の問い合わせを行う。
　（１４）ステップＳ１１４
　プロトコル制御部１０８は、モニタリング用テーブル１０７からの応答として、統計情報の結果を取得する。
　（１５）ステップＳ１１５
　プロトコル制御部１０８は、統計情報の結果を「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でコントローラー１０２へ送信する。コントローラー１０２は、統計情報の結果を基に、統計解析を行う。
　（１６）ステップＳ１１６
　コントローラー１０２は、統計解析の結果をネットワークの経路制御にフィードバックする必要がある場合、スイッチ１０１宛に「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でパケット転送用エントリの登録の要求を送信する。これにより、コントローラー１０２は、スイッチ１０１の経路変更を行う。スイッチ１０１の内部にあるプロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２から「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でパケット転送用エントリの登録の要求を受信する。この処理フローは、図９のエントリ登録２２０に含まれる。
　（１７）ステップＳ１１７
　プロトコル制御部１０８は、パケット転送用エントリの登録の要求に応じて、転送用テーブル１０６へパケット転送用エントリの登録を行う。すなわち、コントローラー１０２は、プロトコル制御部１０８を経由して転送用テーブル１０６へパケット転送用エントリを登録する制御を行う。この処理フローは、図９のエントリ登録２２０に含まれる。
　（１８）ステップＳ１１８
　転送用テーブル１０６は、エントリ登録作業を受け付け、パケット転送用エントリ（図９のエントリ２２１）を登録する。ハードウェア転送部１０４は、パケット転送用エントリの登録が完了した時点から、当該エントリに該当する受信パケットに対し、当該エントリに記されたアクション（所定の処理）を開始する。
　本実施形態では、オープンフロープロトコルに準拠した「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」を使用することを想定しているが、実際には、コントローラーへのミラーリングの方法はその限りではない。例えば、宛先を設定情報（Ｃｏｎｆｉｇ）で指定し、ＧＲＥ（Ｇｅｎｅｒｉｃ　Ｒｏｕｔｉｎｇ　Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）等でカプセル化してパケットを転送する等、既存の技術を使用してコントローラーへのミラーリングを行う方法も考えられる。
　［本実施形態の特徴］
　以上説明したように、本実施形態におけるスイッチシステムでは、通信機器の制御プロトコルを使用し、モニタリング機能とネットワークの経路制御を実現しているので、ネットワーク全体としてモニタリングの集中制御を実現し、そのモニタリング結果を経路制御へ反映することができる。
　また、本実施形態におけるスイッチシステムでは、スイッチシステム内部に転送用フローテーブルとモニタリングの用のフローテーブルを用意し、１つのパケットに対して両テーブルを検索し、それぞれのエントリに登録された動作を実施するマルチヒット動作を行うことで、経路制御を意識することなくモニタリングの粒度を自由に変更できる。
　＜第２実施形態＞
　本発明の第２実施形態として、その基本的構成は第１実施形態と同様であるが、経路制御の方法について更に工夫している。その構成を図１１～図１５で説明する。
　図１１から図１４において、ネットワークのシステム視点で、本発明の第２実施形態における制御（データ）の流れを表す。
　なお、スイッチ１０１、コントローラー１０２については、図１と同様である。パケット２０５～エントリ２２１については、図４～図９と同様である。
　また、本実施形態におけるスイッチシステムの基本的な動作は、第１実施形態と同様であるため省略する。
　まず、図１１、図１２を参照して、転送用テーブルの検索時にマルチヒット動作可能なモニタリング用テーブルが無い場合の動作について説明する。
　［パケット転送時］
　図１１を参照して、モニタリング用テーブルが存在しない場合のパケット転送時の制御（データ）の流れについて説明する。
　ここでは、スイッチ１０１の内部には、モニタリング用テーブル１０７は存在せず、転送用テーブル１０６が１つだけ存在する。なお、モニタリング用テーブル１０７が存在しない状態とは、モニタリング用テーブル１０７に、受信パケットに該当するエントリが登録されていない状態でも良い。
　パケット２０５は、スイッチ１０１が受信したパケットを表す。
　パケット２０６は、内部構成として「“Ａ”、“ａ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０７は、内部構成として「“Ａ”、“ａ”、“２”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０８は、内部構成として「“Ａ”、“ｂ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０９は、内部構成として「“Ｂ”、“ａ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット群２１０は、スイッチ１０１の「Ｐｏｒｔ１」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１０は、パケット２０６と、パケット２０７と、パケット２０８を含む。
　パケット群２１１は、スイッチ１０１の「Ｐｏｒｔ２」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１１は、パケット２０９を含む。
　エントリ２１２は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　エントリ２１３は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ｂ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　エントリ２２２は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、全てのパケットを（無条件で）コントローラー１０２へ転送するための転送用デフォルトエントリを表す。エントリ２２２（転送用デフォルトエントリ）は、コントローラー１０２への問い合わせ用エントリの１つであるといえる。
　オープンフロー技術における制御プロトコル等を使用し、経路制御を行う場合、転送用テーブル１０６のエントリに適合（Ｈｉｔ）しないパケットは、スイッチ１０１からコントローラー１０２に送り、コントローラー１０２で解析した後、解析結果を基に、図１１に示すように、転送用テーブル１０６にパケット転送用のエントリ２１２、エントリ２１３を登録することより、スイッチ１０１にてハードウェア転送が可能となる。
　図１１に示すように、転送用テーブル１０６に、エントリ２１２又はエントリ２１３のように、全てのパケットをコントローラーへ転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２２２）以外のパケット転送用エントリがある場合は、エントリ２２２以外のパケット転送用エントリ（ここではエントリ２１２又はエントリ２１３）を優先的に使用する。
　すなわち、スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、受信パケットが、エントリ２２２と、エントリ２２２以外のパケット転送用エントリ（エントリ２１２又はエントリ２１３）との両方に適合（Ｈｉｔ）する場合、エントリ２２２以外のパケット転送用エントリ（エントリ２１２又はエントリ２１３）に記されたアクション（所定の処理）を採用する。
　なお、転送用テーブル１０６に登録する際に、エントリ２２２以外のパケット転送用エントリ（エントリ２１２又はエントリ２１３）を、エントリ２２２よりも上位に登録する（エントリ２２２を最下位にする）ようにしても良い。ハードウェア転送部１０４は、受信パケットが、エントリ２２２以外のパケット転送用エントリ（エントリ２１２又はエントリ２１３）に先に適合（Ｈｉｔ）した時点で、検索を終了し、受信パケットに対して、当該パケット転送用エントリに記されたアクション（所定の処理）を開始する。
　［スイッチの起動時］
　図１２を参照して、モニタリング用テーブルが存在しない場合のスイッチの起動時の制御（データ）の流れについて説明する。
　ここでは、スイッチ１０１の内部には、モニタリング用テーブル１０７は存在せず、転送用テーブル１０６が１つだけ存在する。なお、モニタリング用テーブル１０７が存在しない状態とは、モニタリング用テーブル１０７に、受信パケットに該当するエントリが登録されていない状態でも良い。
　図１２に示すように、スイッチの起動時等、転送用テーブル１０６に、エントリ２１２、エントリ２１３のようなパケット転送用エントリが無い場合（全てのパケットをコントローラーへ転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２２２）のみある場合）は、スイッチで受信したパケットが大量にコントローラー１０２に転送されることになる。
　この場合、コントローラー１０２の処理性能、スイッチ１０１とコントローラー１０２との間のネットワーク帯域、スイッチ１０１のプロトコル処理性能等の条件次第では、パケットの廃棄が発生してしまうという問題がある。
　そこで、図１３、図１４に示すように、モニタリング用テーブル１０７を有効活用し、スイッチの起動時等のファーストパケット（ｆｉｒｓｔ　ｐａｃｋｅｔ）のロス（欠損）をなくす方法について説明する。なお、ファーストパケットとは、フローテーブルに該当するエントリが登録されていない最初のパケットのことである。
　［ファーストパケット転送時］
　図１３を参照して、モニタリング用テーブルを利用し、スイッチの起動時等のファーストパケットをコントローラーへ転送する場合の制御（データ）の流れについて説明する。
　ここでは、スイッチ１０１の内部には、転送用テーブル１０６とモニタリング用テーブル１０７の両方が存在する。
　パケット２１６は、スイッチ１０１からコントローラー１０２に転送されるパケットを表す。
　エントリ２２３は、転送用テーブル１０６に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、全てのパケットを（無条件で）「Ｐｏｒｔ１」へ転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　エントリ２２４は、モニタリング用テーブル１０７に登録されている、全てのパケットを（無条件で）コントローラー１０２へ転送するためのミラーリング用エントリを表す。
　廃棄ポイント２２５は、スイッチ１０１とコントローラー１０２間での廃棄ポイントを表す。
　図１３に示すように、転送用テーブル１０６には、全てのパケットを「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用のエントリ２２３が登録されており、モニタリング用テーブル１０７には、全てのパケットをミラーパケットとしてコントローラーに送信するミラーリング用のエントリ２２４が登録されている。
　スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、通常のパケットを受信すると、転送用テーブル１０６のエントリ２２３に従い、「Ｐｏｒｔ１」にハードウェア転送する。
　本発明に係るスイッチにおいては、ハードウェア転送部１０４は、転送用テーブル１０６とモニタリング用テーブル１０７のマルチヒット動作を可能とするので、エントリ２２３に従い、受信パケットのハードウェア転送を実施すると同時に、モニタリング用テーブル１０７も検索し、適合（Ｈｉｔ）したエントリ２２４に従い、コントローラー１０２へのミラーリングも実施する。
　ミラーリングされたパケット２１６については、図１２の時と同様に、廃棄が発生する可能性はあるが、パケットの転送処理（ハードウェア転送）自体はエントリ２２３に従って行われているため、通信への影響はない。すなわち、廃棄が発生するのは、受信パケットを複写したミラーパケット（パケット２１６）のみであり、受信パケットをハードウェア転送した出力パケット（パケット群２１０、パケット群２１１）には関係ない。
　廃棄の発生を回避するためには、ミラーパケットの受け渡しは、コントローラー１０２の処理性能、スイッチ１０１とコントローラー１０２との間のネットワーク帯域、スイッチのプロトコル処理性能の許容範囲内で処理すれば良い。
　図１３において、コントローラー１０２が受信したミラーパケット（パケット２１６）を解析し、解析結果を基にスイッチ１０１への経路制御を行った状態が、図１４の状態である。
　［モニタリング用テーブル利用時］
　図１４を参照して、モニタリング用テーブルを利用した場合の制御（データ）の流れについて説明する。
　エントリ２２６は、モニタリング用テーブル１０７に登録されている「“Ａ”を含むパケット」に対して、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを表す。
　エントリ２２７は、モニタリング用テーブル１０７に登録されている「“Ｂ”を含むパケット」に対して、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを表す。
　コントローラー１０２は、ミラーパケットの解析の結果、転送用テーブル１０６に、「“Ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２１２）を登録し、「“Ｂ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２１３）を登録することにより、通信の負荷分散等経路制御を行うことが可能になる。
　ここで、パケット転送用エントリ（エントリ２１２、エントリ２１３）を登録すると同時に、モニタリング用テーブル１０７にも、パケット転送用エントリ（エントリ２１２、エントリ２１３）と同じルール（マッチ条件）で、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリ（エントリ２２６、エントリ２２７）を登録することにより、コントローラー１０２へのミラーパケットの付加を削減することが可能である。
　［動作シーケンス］
　図１５を参照して、本発明の第２実施形態におけるスイッチシステムの動作を表したシーケンスについて説明する。
　なお、スイッチ１０１、コントローラー１０２については、図１と同様である。
　（１）ステップＳ２０１
　スイッチ１０１は、モニタリング用テーブル１０７にミラーリング用エントリが存在し、転送用テーブル１０６に転送用デフォルトエントリが登録されている状態である。例えば、コントローラー１０２は、スイッチの起動時等、事前に、スイッチ１０１に対して、モニタリング用テーブル１０７にミラーリング用エントリを登録し、転送用テーブル１０６に転送用デフォルトエントリを登録しておくようにしても良い。
　ここでは、ミラーリング用エントリには、全てのパケットを（無条件で）ミラーパケットとしてコントローラー１０２に送信する旨が記されている。また、転送用デフォルトエントリには、全てのパケットを（無条件で）予め決められた出力先（ここではコントローラー１０２）に転送する旨が記されている。
　（２）ステップＳ２０２
　スイッチ１０１の内部にあるハードウェア転送部１０４は、ファーストパケットを受信した際、受信パケットがモニタリング用テーブル１０７に登録されているミラーリング用エントリに適合（Ｈｉｔ）するか否か確認する。ここでは、ミラーリング用エントリには、全てのパケットをミラーパケットとしてコントローラー１０２に送信する旨が記されているため、受信パケットはミラーリング用エントリに適合（Ｈｉｔ）する。
　（３）ステップＳ２０３
　更に、ハードウェア転送部１０４は、受信パケットが転送用テーブル１０６に登録されている転送用デフォルトエントリに適合（Ｈｉｔ）するか否か確認する。ここでは、転送用デフォルトエントリには、全てのパケットを予め決められた出力先（ここではコントローラー１０２）に転送する旨が記されているため、受信パケットは転送用デフォルトエントリに適合（Ｈｉｔ）する。
　（４）ステップＳ２０４
　ハードウェア転送部１０４は、受信パケットが、モニタリング用テーブル１０７に登録されているミラーリング用エントリに適合（Ｈｉｔ）し、更に、転送用テーブル１０６に登録されている転送用デフォルトエントリに適合（Ｈｉｔ）した場合、ミラーリング用エントリに記されているアクション（所定の処理）として、当該パケット（図１２のパケット２１６）をプロトコル制御部１０８に送信する。
　（５）ステップＳ２０５
　プロトコル制御部１０８は、上記パケット（図１２のパケット２１６）を「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」でコントローラー１０２宛にミラーパケットとして送信（ミラーリング）する。
　すなわち、スイッチ１０１は、モニタリング用テーブル１０７に全てのパケットをミラーパケットとしてコントローラー１０２に送信する旨が指定されたミラーリング用エントリが登録されており、転送用テーブル１０６に全てのパケットを予め決められた出力先（ここではコントローラー１０２）に転送する旨が指定された転送用デフォルトエントリが登録されている状態の場合、ミラーリング用エントリに適合（Ｈｉｔ）したパケットを、プロトコル制御部１０８経由で「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」を使用してコントローラー１０２へ転送する。
　（６）ステップＳ２０６
　コントローラー１０２は、送られてきたミラーパケットを解析する。
　（７）ステップＳ２０７
　コントローラー１０２は、ミラーパケットの解析結果を基に、当該ミラーパケットに関して、「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」で転送用テーブル１０６へのパケット転送用エントリの登録の要求を、スイッチ１０１宛に送信する。なお、この「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」を使用した転送用エントリの登録要求は、当該パケット転送用エントリと同じルール（マッチ条件）の統計用エントリの登録要求との兼用であっても良い。
　（８）ステップＳ２０８
　プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２から「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」で転送用テーブル１０６へのパケット転送用エントリの登録の要求を受信し、転送用テーブル１０６に対して、パケット転送用エントリの登録を行う。
　（９）ステップＳ２０９
　転送用テーブル１０６へのパケット転送用エントリの登録が完了する。ハードウェア転送部１０４は、パケット転送用エントリの登録が完了した時点から、当該パケット転送用エントリに該当する受信パケット（上記ミラーパケットと同じ受信パケット）に対し、当該エントリに記されたアクション（所定の処理）を開始する。
　（１０）ステップＳ２１０
　転送用テーブル１０６へのパケット転送用エントリの登録と同時に、プロトコル制御部１０８は、モニタリング用テーブル１０７に対しても、上記のパケット転送用エントリと同じルール（マッチ条件）で、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）する旨のアクション（所定の処理）を記した統計用エントリの登録を行う。
　（１１）ステップＳ２１１
　モニタリング用テーブル１０７への統計用エントリの登録が完了する。ハードウェア転送部１０４は、統計用エントリの登録が完了した時点から、上記ミラーパケットと同じ受信パケットに対し、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）する。
　すなわち、コントローラー１０２は、ミラーパケットを受けると、そのミラーパケットの内容を解析し、その解析結果を基に「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」を使用して、スイッチ１０１の転送用テーブル１０６に対して、正式なパケット転送用エントリを登録するための制御を行う。
　また、コントローラー１０２は、上記のように、転送用テーブル１０６に対して、パケット転送用エントリを登録するための制御を行うと同時に、モニタリング用テーブル１０７に対しても、上記のパケット転送用エントリと同じルール（マッチ条件）で、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）する旨のアクション（所定の処理）を記した統計用エントリを登録するための制御を行う。
　なお、プロトコル制御部１０８は、コントローラー１０２から「Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　ｍｅｓｓａｇｅ」で転送用テーブル１０６に対するパケット転送用エントリの登録要求を受信した場合、自動的に、転送用テーブル１０６へのパケット転送用エントリの登録と同時に、上記のパケット転送用エントリと同じルール（マッチ条件）で、モニタリング用テーブル１０７への統計用エントリの登録を行うようにしても良い。
　［本実施形態の特徴］
　このように、本実施形態では、モニタリング用テーブルのミラーリング機能と転送用テーブルとモニタリング用テーブルのマルチヒット動作を工夫することにより、スイッチの起動時等に流入してくるファーストパケットのロスを削減するという効果が得られる。
　＜第３実施形態＞
　本発明の第３実施形態として、モニタリング用テーブルの代わりに転送テーブルを用意し、２つの転送テーブルを使って、経路制御の方法について更に工夫する方法について説明する。その構成を図１６～図１７で説明する。
　なお、本実施形態においても、解決したい課題は、本発明の第２実施形態と同様で、スイッチの起動時等のファーストパケットのロスである。
　本実施形態においては、図１６、図１７に示すように、転送用テーブルＡ１０６－１、転送用テーブルＢ１０６－２を有効活用し、スイッチの起動時等のファーストパケットのロスをなくす方法について説明する。
　図１６、図１７に示すように、本実施形態では、スイッチ１０１の内部において、パケット転送用エントリを登録するための転送用テーブル１０６の代わりに、転送用テーブルＡ１０６－１を用意し、ミラーリング用エントリ及び統計用エントリを登録するためのモニタリング用テーブル１０７の代わりに、転送用テーブルＢ１０６－２を用意する。
　なお、コントローラー１０２については、図１と同様である。パケット２０５～エントリ２２１については、図４～図９と同様である。
　また、本実施形態におけるスイッチシステムの基本的な動作は、第１実施形態と同様であるため省略する。
　パケット２０５は、スイッチ１０１が受信したパケットを表す。
　パケット２０６は、内部構成として「“Ａ”、“ａ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０７は、内部構成として「“Ａ”、“ａ”、“２”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０８は、内部構成として「“Ａ”、“ｂ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット２０９は、内部構成として「“Ｂ”、“ａ”、“１”、“ＤＡＴＡ”」を含むパケットを表す。
　パケット群２１０は、スイッチ１０１の「Ｐｏｒｔ１」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１０は、パケット２０６と、パケット２０７と、パケット２０８と、パケット２０９を含む。
　パケット群２１１は、スイッチ１０１の「Ｐｏｒｔ２」から出力されたパケット群を表す。ここでは、パケット群２１１は、該当するパケットが存在しないため、何も含んでいない。
　パケット２１６は、スイッチ１０１からコントローラー１０２に転送されるパケット（ミラーパケット）を表す。
　廃棄ポイント２２５は、スイッチ１０１とコントローラー１０２間での廃棄ポイントを表す。
　エントリ２３０は、転送用テーブルＡ１０６－１に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、全てのパケットを（無条件で）コントローラー１０２へ転送するための転送用デフォルトエントリを表す。エントリ２３０（転送用デフォルトエントリ）は、コントローラー１０２への問い合わせ用エントリの１つであるといえる。
　エントリ２３１は、転送用テーブルＢ１０６－２に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、全てのパケットを（無条件で）「Ｐｏｒｔ１」へ転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　図１６に示すように、転送用テーブルＡ１０６－１には、全てのパケットをコントローラー１０２に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２３０）が登録されており、転送用テーブルＢ１０６－２には、全てのパケットを「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２３１）が登録されている。
　本発明に係るスイッチは、転送用テーブルＡ１０６－１と転送用テーブルＢ１０６－２のマルチヒット動作を可能とするので、転送スイッチ１０１は、通常のパケットを受信した場合、転送用テーブルＢ１０６－２を検索し、適合（Ｈｉｔ）したエントリ２３１に従い、「Ｐｏｒｔ１」へのハードウェア転送を実施すると同時に、転送用テーブルＡ１０６－１も検索し、適合（Ｈｉｔ）したエントリ２３０に従い、コントローラー１０２への転送も実施する。
　このとき、コントローラー１０２へ転送（ミラーリング）されたパケット２１６の廃棄が発生する可能性はあるが、受信パケットの転送自体はエントリ２３１に従って実施されているため、ミラーパケットであるパケット２１６の廃棄が発生したとしても、通信に影響を与えない。
　スイッチ１０１とコントローラー１０２との間のミラーパケットの受け渡しは、コントローラー１０２の処理性能、スイッチ１０１とコントローラー１０２との間のネットワーク帯域、スイッチのプロトコル処理性能の範囲内で処理すれば良い。
　図１６において、コントローラー１０２が受信したミラーパケット（パケット２１６）を解析し、解析結果を基にスイッチ１０１への経路制御を行った状態が、図１７の状態である。
　エントリ２３２は、転送用テーブルＡ１０６－１に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　エントリ２３３は、転送用テーブルＡ１０６－１に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ｂ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリを表す。
　エントリ２３４は、転送用テーブルＢ１０６－２に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ａ”を含むパケット」に対して、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを表す。
　エントリ２３５は、転送用テーブルＢ１０６－２に登録されているパケット転送用エントリの１つであり、「“Ｂ”を含むパケット」に対して、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを表す。
　コントローラー１０２は、ミラーパケット（パケット２１６）を解析し、解析結果を基に、転送用テーブルＡに、「“Ａ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ１」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２３２）と、「“Ｂ”を含むパケット」を「Ｐｏｒｔ２」に転送するためのパケット転送用エントリ（エントリ２３３）を登録する。これにより、通信の負荷分散等の経路制御を行うことが可能になる。
　また、コントローラー１０２は、転送用テーブルＡに、上記のパケット転送用エントリ（エントリ２３２、エントリ２３３）を登録すると同時に、転送用テーブルＢにも、上記のパケット転送用エントリと同じルール（マッチ条件）で、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリ（エントリ２３４、エントリ２３５）を登録し、デフォルトで登録されているエントリ２３１に従ったハードウェア転送（全てのパケットのハードウェア転送）を止める。
　［本実施形態の特徴］
　このように、本実施形態においても、本発明の第２実施形態と同様、スイッチの起動時等に流入してくるファーストパケットのロスを削減するという効果が得られる。
　＜各実施形態の関係＞
　なお、上記の各実施形態は、組み合わせて実施することも可能である。
　＜本発明の特徴＞
　以上のように、本発明では、通信データのモニタリングの集中管理を実現することを目的としている。
　本発明では、ネットワークを集中制御するための制御プロトコルとモニタリングを組み合わせることによって、スイッチシステムのモニタリングを集中制御し、モニタリングの粒度を自由に変更可能にし、ネットワークの経路制御への反映を自由に行えるようにした。
　また、本発明では、スイッチ内にある転送用テーブルとモニタリング用テーブルをマルチヒット動作させることにより、データ通信に影響を与えず、自由にモニタリングを行えるようにした。
　また、本発明では、転送用テーブルとは別に、パケット転送用エントリは登録しないモニタリング用テーブルを用意し、このモニタリング用テーブルには、統計用エントリとミラーリング用エントリのみを登録し、それらのマルチヒット動作を行う。
　すなわち、本発明では、スイッチ内部に、フローテーブルとして、転送用テーブルとモニタリング用テーブルを用意し、それらのマルチヒット動作を行って、パケットの転送を実現させている。
　また、本発明では、モニタリング用テーブルには、統計用エントリとミラーリング用エントリのみ登録し、経路制御エントリの登録は行わないようにすることもできる。すなわち、ハードウェア転送を行わないようにすることもできる。
　また、本発明では、ネットワークを集中制御するための制御プロトコルにより、コントローラーと連携して、スイッチのモニタリングを集中制御している。
　また、本発明では、制御プロトコルを使用して、スイッチのモニタリングの集中制御を実現することにより、スイッチの起動時等に流入してくるファーストパケットのロスを削減する。
　このように、本発明では、パケットロスを検知するロジックについてではなく、一方のテーブルでデフォルトエントリを使ってハードウェア転送を行いつつ、もう一方のテーブルでモニタリングし、その結果をパケット転送用エントリにフィードバックする。これにより、スイッチの再起動時等の初期流入パケットをパケットロスせずハードウェア転送しつつも、パケットそれぞれを解析し、最終的に細やかなパケット単位の転送制御ができる。
　また、本発明では、通信機器の制御プロトコル（例えばオープンフロー）を使用し、スイッチシステムのモニタリング機能を制御することにより、ネットワーク全体として集中制御可能なモニタリングを実現し、そのモニタリング結果を経路制御へ反映することができる。
　また、本発明では、スイッチ内部に転送用フローテーブルとモニタリングの用のフローテーブルを持ち、１つのパケットに対して両テーブルを検索し、それぞれのエントリに登録された動作を実施するマルチヒット動作を行う。これにより、経路制御を意識することなくモニタリングの粒度を自由に変更することができる。
　以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。
　なお、本出願は、日本出願番号２０１０－２３２７７２に基づく優先権を主張するものであり、日本出願番号２０１０－２３２７７２における開示内容は引用により本出願に組み込まれる。

Claims (10)

  1. 　内部のフローテーブルに登録されたフローエントリに従ってパケットを転送するスイッチと、
    　前記スイッチからパケットについての問い合わせを受けた際に、前記スイッチの内部のフローテーブルに、当該パケットについてのルールとアクションとを定義したフローエントリを登録するコントローラーと、
    　前記スイッチに接続された隣接スイッチと
    を含み、
    　前記スイッチは、
    　ルールに該当するパケットを前記コントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルと、
    　ルールに該当するパケットを前記隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルと
    を含む
    　スイッチシステム。
  2. 　請求項１に記載のスイッチシステムであって、
    　前記コントローラーは、ルールに該当するパケットをコピーして前記コントローラーに転送するためのミラーリング用エントリを前記第１テーブルに登録し、更に、前記スイッチから転送されたパケットを解析し、解析結果を基に、当該パケットについての統計情報を取得するための統計用エントリを前記第１テーブルに登録し、更に、前記スイッチから通知された統計情報を基に、前記パケット転送用エントリを前記第２テーブルに登録し、
    　前記スイッチは、前記ミラーリング用エントリに従い、ルールに該当するパケットをコピーして前記コントローラーに転送し、更に、前記統計用エントリに従い、ルールに該当するパケットについての統計情報を取得して前記コントローラーに通知する
    　スイッチシステム。
  3. 　請求項１又は２に記載のスイッチシステムであって、
    　前記第１テーブルには、予め全てのパケットを前記コントローラーに転送するための第１デフォルトエントリが登録されており、
    　前記第２テーブルには、予め全てのパケットを前記隣接スイッチに転送するための第２デフォルトエントリが登録されており、
    　前記スイッチは、最初、前記第１デフォルトエントリ及び前記第２デフォルトエントリの各々に従ってパケットを転送し、
    　前記コントローラーは、前記スイッチから転送されたパケットについて、該当するパケット転送用エントリがあれば、当該パケット転送用エントリを前記第１テーブルに登録し、当該パケット転送用エントリと同じルールで、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを前記第２テーブルに登録する
    　スイッチシステム。
  4. 　ルールに該当するパケットを前記コントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルと、
    　ルールに該当するパケットを前記隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルと、
    　前記問い合わせ用エントリ及び前記パケット転送用エントリの各々に従ってパケットを転送する手段と
    を具備する
    　スイッチ。
  5. 　請求項４に記載のスイッチであって、
    　ルールに該当するパケットをコピーして前記コントローラーに転送するためのミラーリング用エントリを前記第１テーブルに登録する手段と、
    　前記ミラーリング用エントリに従い、ルールに該当するパケットをコピーして前記コントローラーに転送する手段と、
    　前記コントローラーにパケットを転送した際、前記コントローラーからの制御により、当該パケットについての統計情報を取得するための統計用エントリを前記第１テーブルに登録する手段と、
    　前記統計用エントリに従い、ルールに該当するパケットについての統計情報を取得して前記コントローラーに通知する手段と、
    　前記コントローラーに統計情報を通知した際、前記コントローラーからの制御により、前記パケット転送用エントリを前記第２テーブルに登録する手段と
    を更に具備する
    　スイッチ。
  6. 　請求項４又は５に記載のスイッチであって、
    　前記第１テーブルには、予め全てのパケットを前記コントローラーに転送するための第１デフォルトエントリが登録されており、
    　前記第２テーブルには、予め全てのパケットを前記隣接スイッチに転送するための第２デフォルトエントリが登録されており、
    　最初、前記第１デフォルトエントリ及び前記第２デフォルトエントリの各々に従ってパケットを転送する手段と、
    　前記コントローラーにパケットを転送した際、前記コントローラーからの制御により、当該パケットについてのパケット転送用エントリを前記第１テーブルに登録する手段と、
    　当該パケット転送用エントリと同じルールで、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを前記第２テーブルに登録する手段と
    を更に具備する
    　スイッチ。
  7. 　スイッチの内部に、フローテーブルとして、ルールに該当するパケットをコントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルを設けることと、
    　前記スイッチの内部に、フローテーブルとして、ルールに該当するパケットを隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルを設けることと、
    　前記スイッチにおいて、内部のフローテーブルに登録されたフローエントリに従ってパケットを転送することと、
    　前記コントローラーにおいて、前記スイッチからパケットについての問い合わせを受けた際に、前記スイッチの内部のフローテーブルに、当該パケットについてのルールとアクションとを定義したフローエントリを登録することと
    を含む
    　モニタリング集中管理方法。
  8. 　請求項７に記載のモニタリング集中管理方法であって、
    　前記コントローラーから、前記第１テーブルに、ルールに該当するパケットをコピーして前記コントローラーに転送するためのミラーリング用エントリを登録することと、
    　前記スイッチにおいて、前記ミラーリング用エントリに従い、ルールに該当するパケットをコピーして前記コントローラーに転送することと、
    　前記コントローラーにおいて、前記スイッチから転送されたパケットを解析することと、
    　解析結果を基に、前記コントローラーから、前記第１テーブルに、当該パケットについての統計情報を取得するための統計用エントリを登録することと、
    　前記スイッチにおいて、前記統計用エントリに従い、ルールに該当するパケットについての統計情報を取得して前記コントローラーに通知することと、
    　前記スイッチから転送された統計情報を基に、前記コントローラーから、前記第２テーブルに、前記パケット転送用エントリを登録することと
    を更に含む
    　モニタリング集中管理方法。
  9. 　請求項７又は８に記載のモニタリング集中管理方法であって、
    　前記第１テーブルに、予め全てのパケットを前記コントローラーに転送するための第１デフォルトエントリを登録しておくことと、
    　前記第２テーブルに、予め全てのパケットを前記隣接スイッチに転送するための第２デフォルトエントリを登録しておくことと、
    　前記スイッチにおいて、最初、前記第１デフォルトエントリ及び前記第２デフォルトエントリの各々に従ってパケットを転送することと、
    　前記コントローラーにおいて、前記スイッチから転送されたパケットについて、該当するパケット転送用エントリがあれば、当該パケット転送用エントリを前記第１テーブルに登録することと、
    　前記コントローラーにおいて、当該パケット転送用エントリと同じルールで、何もしない、もしくはドロップ（廃棄）するための廃棄用エントリを前記第２テーブルに登録することと
    を更に含む
    　モニタリング集中管理方法。
  10. 　ルールに該当するパケットを前記コントローラーに転送するための問い合わせ用エントリを登録するための第１テーブルを参照するステップと、
    　ルールに該当するパケットを前記隣接スイッチに転送するためのパケット転送用エントリを登録するための第２テーブルを参照するステップと、
    　前記問い合わせ用エントリ及び前記パケット転送用エントリの各々に従ってパケットを転送するステップと
    をスイッチに実行させるためのプログラムを格納した
    　記憶媒体。
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