WO2012090996A1 - 情報システム、制御装置、仮想ネットワークの提供方法およびプログラム - Google Patents

情報システム、制御装置、仮想ネットワークの提供方法およびプログラム Download PDF

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貴寛 大嶽
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    • H04L45/02—Topology update or discovery

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2010-292014 (filed on Dec. 28, 2010), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.
  • the present invention relates to an information system, a control device, a method for providing a virtual network, and a program, and in particular, an information system, a control device, and a virtual network configured using a forwarding node that processes a received packet according to a processing rule that matches the received packet.
  • the present invention relates to a providing method and program.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 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 specified in Non-Patent Document 2 includes a secure channel for communication with an OpenFlow controller that is positioned as a control device, and operates according to a flow table that is appropriately added or rewritten from the OpenFlow controller.
  • a set of a matching rule (header field) to be matched with the packet header, flow statistical information (Counters), and an action (Actions) defining the processing content is defined (FIG. 17). reference).
  • an OpenFlow switch when it receives a packet, it searches the flow table for an entry having a matching rule (see the header field in FIG. 17) 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 updates the flow statistical information (counter) and processes the process (specified) in the action field of the entry for the received packet. Perform packet transmission, flooding, discard, etc. from the port. 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. As described above, the OpenFlow switch performs packet transfer using an entry stored in the flow table as a processing rule.
  • Example 2 on page 5 of Non-Patent Document 1 describes that a virtual network such as a VLAN (Virtual Local Network) can be provided by using the above-described OpenFlow mechanism.
  • a virtual network such as a VLAN (Virtual Local Network) can be provided by using the above-described OpenFlow mechanism.
  • individual user traffic is specified by the port or MAC (Media Access Control) address of the OpenFlow switch, and an appropriate VLAN ID is assigned to the OpenFlow switch. It is described that the user authentication is performed, and further, the location of the user is taken into consideration in the assignment of the VLAN ID.
  • MAC Media Access Control
  • the non-patent document 1 only discloses a method for assigning the VLAN ID (that is, determination of a virtual network) and the like, and the OpenFlow switch is used as a virtual node or a virtual front end system on the virtual network. There is no mention of getting it up and running for the user.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and the object of the present invention is to provide physical nodes and virtual nodes in an information system in which a control device represented by the above-described OpenFlow controls a plurality of physical nodes. It is an object of the present invention to provide a configuration and method capable of dynamically and simply associating with each other.
  • a packet received from an external node is processed according to a processing rule that associates a matching rule for specifying a flow with a processing content applied to a packet that conforms to the matching rule.
  • a plurality of physical nodes, and a control device that operates the plurality of physical nodes as virtual nodes on a virtual network that can be used from the external node by setting the processing rule in the physical nodes.
  • the control device includes: a first storage unit that defines a correspondence relationship between the physical node and a virtual network; and a second storage unit that defines a correspondence relationship between the external node and a virtual node on the virtual network.
  • the external node based on information on a physical node to which the external node is connected and information on the external node included in a received packet. Determining the virtual network and virtual nodes connected, the information system according to claim is provided.
  • a packet received from an external node is processed according to a processing rule that associates a matching rule for specifying a flow with a processing content applied to a packet that conforms to the matching rule.
  • a second storage unit that is connected to a plurality of physical nodes and that defines a correspondence relationship between the physical node and a virtual network, a second storage unit that defines a correspondence relationship between the external node and a virtual node on the virtual network. And determining a virtual network and a virtual node to which the external node is connected based on the information on the physical node to which the external node is connected and the information on the external node.
  • a packet received from an external node is processed according to a processing rule that associates a matching rule for specifying a flow with a processing content applied to a packet that conforms to the matching rule.
  • the control device connected to the plurality of physical nodes determines the correspondence between the first storage unit that defines the correspondence between the physical node and the virtual network, the external node, and the virtual node on the virtual network. And determining a virtual network and a virtual node to which the external node is connected based on a physical node to which the external node is connected and information on the external node included in the received packet. And setting the processing rule on a plurality of physical nodes including a physical node corresponding to the virtual node.
  • the method of providing a virtual network including a step of operating as a virtual node on available virtual network from the external node is provided. This method is linked to a specific machine called a control device that sets the processing rule in the physical node.
  • a packet received from an external node is processed according to a processing rule that associates a matching rule for specifying a flow with a processing content applied to a packet that conforms to the matching rule.
  • a plurality of physical nodes connected to each other, a first storage unit that defines a correspondence relationship between the physical node and the virtual network, a first storage unit that defines a correspondence relationship between the external node and a virtual node on the virtual network.
  • a virtual network connected to the external node based on the physical node connected to the external node and the information on the external node included in the received packet.
  • the program for executing the process to operate as a virtual node on the virtual networks available from the external node is provided.
  • This program can be recorded on a computer-readable storage medium. That is, the present invention can be embodied as a computer program product.
  • a virtual node that is handled as being connected to an external node is determined, and a service by a virtual network starting from the virtual node is provided. It becomes possible to provide.
  • the present invention in one embodiment, in accordance with a processing rule that associates a matching rule for specifying a flow with a processing content applied to a packet that conforms to the matching rule, A plurality of physical nodes that process packets received from 30A to 30D and the processing rules are set in the physical nodes, so that the plurality of physical nodes can be used on virtual networks that can be used from the external nodes 30A to 30D.
  • This can be realized by a configuration including a control server (control device) 20 that operates as a node.
  • control server 20 includes a first storage unit that defines the correspondence between the physical node and the virtual network, and a second storage that defines the correspondence between the external node and the virtual node on the virtual network. And a virtual network and a virtual network to which the external node is connected based on information on the physical node to which the external node is connected (for example, the physical node 10A in FIG. 1) and information on the external node. Determine the node.
  • the virtual network and the virtual node to which the external node is connected are uniquely obtained from the physical node information and the external node information without having to associate the physical node and the virtual node on a one-to-one basis. Is possible. Further, by adopting the same configuration, for example, even if the external node moves like the external node 30A in FIG. 1, the determined virtual node can be associated with the physical node of the movement destination (reference numeral 510 in FIG. 1). 520). The communication can be continued by performing mutual conversion between the flow on the virtual network and the flow on the physical network based on the updated correspondence.
  • FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of the first embodiment of the present invention.
  • physical nodes 10A to 10C a control server (control device) 20 that sets processing rules for these physical nodes 10A to 10C, and an external device that communicates with other external nodes via the physical nodes 10A to 10C.
  • Nodes 30A-30D are shown.
  • the control server 20 sets the physical nodes 10A to 10C as processing rules, thereby controlling the packet transfer path and causing the physical nodes 10A to 10C to behave as virtual nodes on the virtual network recognized by the user. be able to.
  • the physical node 10C is assigned to the external nodes 30C and 30D by distributing the access from the external nodes 30A and 30B to the external nodes 30C and 30D by a predetermined algorithm.
  • 10C can be operated as a virtual load balancer.
  • FIG. 3 shows the detailed configuration of the physical nodes 10A to 10C (hereinafter referred to as “physical node 10” and “external node 30”, respectively, when there is no need to distinguish between the physical node and the external node). It is a block diagram.
  • a packet processing unit 101 that processes received packets, a processing rule storage unit 102 that holds processing rules set by the control server 20, and a control server communication unit 103 that communicates with the control server 20.
  • the configuration provided is shown.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the processing rule 102A held in the processing rule storage unit 102.
  • the processing rule has a configuration in which a matching rule for specifying a flow is associated with a processing content (action) applied to a packet that matches the matching rule.
  • the physical node 10 performs aging of each processing rule.
  • the packet processing unit 101 When receiving the packet, the packet processing unit 101 searches the processing rule storage unit 102 for a processing rule having a matching rule that matches the received packet. When the processing rule corresponding to the processing rule storage unit 102 exists, the packet processing unit 101 executes the processing content (for example, output from the port # 1) defined in the processing rule.
  • the processing content for example, output from the port # 1
  • the packet processing unit 101 If there is no processing rule corresponding to the processing rule storage unit 102 as a result of the search for the processing rule, the packet processing unit 101 requests the server communication unit 103 to make a processing rule setting request to the control server 20.
  • the packet processing unit 101 deletes, from the processing rule storage unit 102, a processing rule that has not received a received packet within the time (timeout value) set for the aging. Further, the packet processing unit 101 notifies the control server 20 through the server communication unit 103 that the processing rule from the processing rule storage unit 102 has been deleted.
  • the server communication unit 103 communicates with the control server 20 such as processing rule setting requests, reception of processing rules, and deletion of processing rules.
  • the processing rule setting request is sent to the control server 20 a processing rule setting request message including information necessary for creating the processing rule extracted from the received packet itself or the received packet and information for uniquely specifying the physical node 10. Done by sending.
  • the server communication unit 103 receives the processing rule from the control server 20, the server communication unit 103 stores the processing rule in the processing rule storage unit 102 via the packet processing unit 101.
  • Such a physical node 10 can be configured using an OpenFlow switch described in Non-Patent Document 2 that performs the same operation as described above.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a detailed configuration of the control server 20 according to the first embodiment of this invention.
  • a physical node control unit 201 that controls the physical node 10
  • the path control unit 202 performs, a virtual network control unit 203 that controls a virtual network constructed on the control server 20, and a storage unit that stores information referred to by these control units.
  • the physical node information storage unit 204 of the control server 20 is means for storing the information of the physical node 10 received from the physical node 10.
  • Such physical node information includes a physical node ID that uniquely identifies the physical node 10, a physical port ID that uniquely identifies the physical port (interface) of the physical node 10, the setting and status of the physical port, and the physical node 10.
  • the connection state with the control server 20 is mentioned.
  • the transfer path information storage unit 205 of the control server 20 is on the physical network indicating the correspondence between the transfer path between any two physical nodes 10 and the processing rule instructed to the physical node 10 on the transfer path.
  • the flow (physical flow) is stored.
  • the physical topology information storage unit 206 of the control server 20 stores a connection link state (network topology) between the physical nodes 10.
  • the virtual network path information storage unit 207 of the control server 20 includes a flow on the physical network (physical flow) managed by the transfer path information storage unit 205 and flows of two arbitrary virtual nodes on the virtual network. The correspondence with (virtual flow) is stored.
  • the physical virtual conversion information storage unit 208 of the control server 20 stores the correspondence between the physical network location information and the virtual network location information.
  • the physical network position information and the virtual network position information can be paraphrased as a correspondence relationship between the physical nodes and the virtual nodes on the virtual network, and details thereof will be described later with reference to FIG.
  • the virtual network configuration information storage unit 209 of the control server 20 includes a virtual node identified from the virtual network ID and virtual node ID constructed on the control server 20 as shown in FIG.
  • the virtual network configuration information 209A indicating the correspondence relationship is stored.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining information held in the physical / virtual conversion information storage unit.
  • a physical position virtual position conversion information storage unit (third storage unit) 2081 a physical position virtual network conversion information storage unit (first storage unit) 2083, and an external node virtual position conversion information storage unit A configuration including (second storage unit) 2082 is shown.
  • the physical position / virtual position conversion information storage unit 2081 is an entry in which a virtual network ID, a virtual node ID, and a virtual interface ID are associated with a combination of a physical node ID, its physical port ID, and VLAN-TAG as shown in FIG. (Physical position / virtual position conversion information 2081A) is held.
  • a combination of a physical node ID, a physical port ID, and a VLAN-TAG (however, VLAN-TAG is not an indispensable item) will be referred to as “physical network location information”, and a virtual network ID, virtual node ID, and virtual interface ID will be “ Virtual network location information ”.
  • the external node virtual location conversion information storage unit 2082 associates virtual network location information with information for specifying an external node such as a source MAC address, source IP address, or source network address as shown in FIG.
  • the entry (external node virtual position conversion information 2082A) is held.
  • the physical location / virtual network conversion information storage unit 2083 holds an entry (physical location / virtual network conversion information 2083A) in which physical network location information as shown in FIG. 10 is associated with a virtual network ID.
  • the physical node control unit 201 creates a processing rule to be set in the physical node 10 on the transfer path by referring to information held in the physical node information storage unit 204 according to an instruction from the path control unit 202.
  • a function to be set in each physical node 10 and a function to receive a processing rule setting request and a processing rule deletion notification received from the physical node 10 and to notify the path control unit 202 and the virtual network control unit 203 are provided.
  • the path control unit 202 has a function of obtaining a path between any two physical nodes 10 by referring to the connection link state (network topology) between the physical nodes 10 held in the physical topology information storage unit 206. . Further, the path control unit 202 causes the physical node control unit 201 to set a processing rule for realizing the path in the physical node 10 based on an instruction from the virtual network control unit 203, so that any two physical nodes It has a function of constructing a flow for communication between 10 physical ports. Further, when receiving a processing rule deletion notification from the physical node 10, the path control unit 202 has a function of notifying the virtual network control unit 203 of deletion of the corresponding processing rule.
  • the virtual network control unit 203 has a function of identifying virtual network position information corresponding to position information on the physical network of the physical node 10 and realizing transmission and reception of packets between the physical network and the virtual network. Further, the virtual network control unit 203 has a function of performing communication emulation on the virtual network and obtaining an End-To-End communication flow between any two virtual nodes of the virtual network. Also, the virtual network control unit 203 converts the communication flow on the virtual network into an End-To-End communication flow of two arbitrary physical nodes 10 in the physical network, and sends a path on the physical network to the path control unit 202. And a function for instructing setting of a processing rule for realizing this.
  • FIG. 11 is an example of a virtual network managed by the virtual network control unit 203 as described above.
  • the virtual network includes virtual nodes such as a virtual router V1, a virtual firewall V2, a virtual load balancer V3, a virtual bridge V4, virtual servers V5, and V6, virtual interfaces belonging to these virtual nodes, and virtual interfaces. It is composed of virtual links that connect
  • the control server 20 as described above can also be realized by a computer program that causes a computer constituting the control server 20 to refer to the above-described information and uses the hardware to execute each of the above-described processes.
  • FIG. 12 is a sequence diagram showing the operation of the physical node that has received the packet transmitted from the external node 30.
  • an external node for example, 30A in FIG. 2 transmits a packet addressed to another external node (for example, 30D in FIG. 2) (step S1-1)
  • the physical node 10 converts the received packet into a received packet.
  • a processing rule having a matching collation rule is searched (step S1-2).
  • the processing rule storage unit 102 stores the process that matches the received packet.
  • the physical node 10 adds the physical node ID of the own device and the physical port ID of the physical port that received the packet to the received packet (step S1-3), and sets the processing rule in the control server 20. It is transmitted as a request (step S1-4).
  • FIGS. 13 and 14 are sequence diagrams showing the operation of the control server 20 that has received the processing rule setting request. First, an operation when virtual network position information corresponding to the position information of a physical node that has requested processing rule setting is registered in the physical position / virtual position conversion information storage unit 2081 will be described with reference to FIG.
  • the physical node control unit 201 of the control server 20 outputs a processing rule setting request received from the physical node 10 to the virtual network control unit 203 (step S1-5).
  • the virtual network control unit 203 searches the virtual network location information corresponding to the physical network location information included in the processing rule setting request with reference to the physical location / virtual location conversion information storage unit 2081 (step S1-6).
  • the virtual network control unit 203 receives the specified virtual network from the virtual network configuration information storage unit 209.
  • a virtual node in the network location information is specified (step S1-7), and a packet is transmitted to the specified virtual node (physical node corresponding to the virtual node) (step S1-8).
  • the virtual network control unit 203 emulates the communication on the virtual network, calculates the End-To-End communication flow between the virtual nodes, and converts the calculated communication flow on the virtual network to the communication flow on the physical network. Conversion processing is performed, and processing rule setting processing for realizing the converted communication flow is performed.
  • step S1-6 if the virtual network location information corresponding to the location information of the physical node that has requested the processing rule setting is not registered in the physical location / virtual location conversion information storage unit 2081, the virtual network control unit 203 Then, referring to the physical location virtual network conversion information storage unit 2083, the virtual network ID corresponding to the physical network location information is searched (step S1-9).
  • the virtual network control unit 203 when the corresponding virtual network ID is registered in the physical location virtual network conversion information storage unit 2083, the virtual network control unit 203 further refers to the external node virtual location conversion information storage unit 2082, The virtual network location information corresponding to the information specifying the external node of any one of the source MAC address, source IP address, and source network address included in the packet header of the received packet is searched (step S1-10).
  • the virtual network control unit 203 stores the physical network location information and the external node virtual location in the physical location / virtual location conversion information storage unit 2081.
  • An entry that associates the virtual network location information identified from the conversion information storage unit 2082 is added (step S1-11).
  • the packet is directly sent to the specified virtual node by referring to the physical position / virtual position conversion information storage unit 2081 according to the sequence of FIG. It becomes possible to transmit.
  • FIG. 15 is a sequence diagram showing a series of operations when a processing rule is deleted by aging in the physical node 10.
  • the physical node 10 deletes the corresponding processing rule (step S1-12), The deletion is notified to the control server 20 (step S1-13).
  • the physical node control unit 201 of the control server 20 Upon receipt of the notification, the physical node control unit 201 of the control server 20 transfers the processing rule deletion notification to the path control unit 202 (step S1-14).
  • the path control unit 202 searches the transfer path information storage unit 205 for a flow (physical flow) corresponding to the deleted processing rule (step S1-15), and sends a flow deletion notification to the virtual network control unit 203 ( Step S1-16).
  • the virtual network control unit 203 searches the virtual network path information storage unit 207 for a flow (virtual flow) corresponding to the notified flow (physical flow) (step S1-17).
  • the virtual network control unit 203 acquires physical network location information corresponding to the searched flow (physical flow from which the processing rule has been deleted) via the route control unit 202 (step S1-18).
  • the virtual network control unit 203 searches the virtual network path information storage unit 207 for another flow (virtual flow) including the acquired physical network location information (step S1-19).
  • the virtual network control unit 203 searches the physical position / virtual position conversion information storage unit 2081 for a physical position / virtual position conversion information entry that associates the physical network position information with the virtual network position information (step S1-20). ).
  • the virtual network control unit 203 deletes the searched physical position / virtual position conversion information entry immediately or after a predetermined time (step S1-21).
  • the physical position / virtual position conversion information of the control server 20 is deleted accordingly.
  • the external node 30 moves, the physical port of another physical node that receives a packet from the external node 30 is changed. Therefore, the external node 30 transmits a GARP (Gratuitive Address Resolution Protocol) packet to the other physical node (for example, the physical node 10B in FIG. 2).
  • GARP Gramuitive Address Resolution Protocol
  • the physical node 10 that has received the GARP packet transmits a processing rule setting request to the control server 20 in accordance with the sequence shown in FIG.
  • FIG. 16 is a sequence diagram showing the operation of the control server that has received the processing rule setting request for the GARP packet transmitted from the moved external node.
  • the physical node control unit 201 of the control server 20 outputs a processing rule setting request received from the physical node 10 to the virtual network control unit 203 (step S2-1).
  • the virtual network control unit 203 searches the virtual network location information corresponding to the physical network location information included in the processing rule setting request with reference to the physical location / virtual location conversion information storage unit 2081 (step S2-2).
  • the virtual network control unit 203 since the virtual network position information for the physical network position information is not registered in the physical position / virtual position conversion information storage unit 2081 due to the movement of the external node, the virtual network control unit 203 stores the physical position / virtual network conversion information storage.
  • the virtual network ID corresponding to the physical network location information is searched with reference to the unit 2083 (step S2-3).
  • the virtual network control unit 203 further refers to the external node virtual position conversion information storage unit 2082, and either the source MAC address, the source IP address, or the source network address included in the packet header of the received packet.
  • the virtual network location information corresponding to the information specifying the node is searched (step S2-4).
  • the virtual network control unit 203 stores the physical network location information and the external node virtual location in the physical location / virtual location conversion information storage unit 2081.
  • An entry that associates the virtual network location information identified from the conversion information storage unit 2082 is added (step S2-5).
  • the virtual network control unit 203 further moves the external node 30 when there is an entry in the physical location / virtual location conversion information storage unit 2081 that associates the physical network location information with the already specified virtual network location information. It is determined that the flow (virtual flow) related to the physical network location information is searched with reference to the virtual network path information storage unit 207 (step S2-6).
  • the virtual network control unit 203 instructs the path control unit 202 to delete the flow (physical flow) associated with the flow (virtual flow) ( Step S2-7).
  • the path control unit 202 refers to the transfer path information storage unit 205 and acquires a series of processing rules for realizing a flow (physical flow) (step S2-8).
  • the route control unit 202 instructs the physical node control unit 201 to delete all corresponding processing rules (step S2-9).
  • the physical node control unit 201 instructs the physical node 10 holding the processing rule that has received the deletion instruction to delete these processing rules (step S2-10). Thereafter, processing similar to that in steps S1-12 to S1-21 in FIG. 15 is performed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and further modifications, replacements, and adjustments are possible without departing from the basic technical idea of the present invention. Can be added.
  • the number of physical nodes and virtual nodes shown in the above-described embodiment is merely an example for the purpose of briefly explaining the present invention, and it is needless to say that the present invention is not limited thereto.
  • a third storage unit that stores the correspondence between the determined virtual network and virtual node and the physical node, When the processing rule setting request is received from the physical node, the third storage unit is referred to, and if the corresponding entry cannot be found, the first and second storage units are referred to and the external
  • a virtual network and a virtual node to which the node is connected are determined, and the correspondence relationship between the determined virtual network and virtual node and the physical node is stored in the third storage unit.
  • a virtual network is associated with each interface of the physical node in the first storage unit, The controller is Preferably, the physical node determines a virtual network according to an interface that has received a packet related to a processing rule setting request.
  • Control server control device 30, 30A to 30D External node 101 Packet processing unit 102 Processing rule storage unit 103 Server communication unit 201 Physical node control unit 202 Path control unit 203 Virtual network control unit 204 Physical node information storage unit 205 Transfer path information storage unit 206 Physical topology information Storage unit 207 Virtual network path information storage unit 208 Physical virtual conversion information storage unit 209 Virtual network configuration information storage unit 2081 Physical position virtual position conversion information storage unit (third storage unit) 2082 External node virtual position conversion information storage unit (second storage unit) 2083 Physical location virtual network conversion information storage unit (first storage unit)

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Abstract

　物理ノードと仮想ノードとの対応付けを動的に、かつ、簡便に行うことができるようにする。情報システムは、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと、前記物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる制御装置と、を含む。前記制御装置は、前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備え、前記外部ノードが接続する物理ノードの情報と、前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定する。

Description

情報システム、制御装置、仮想ネットワークの提供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２０１０－２９２０１４号（２０１０年１２月２８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、情報システム、制御装置、仮想ネットワークの提供方法およびプログラムに関し、特に、受信パケットに適合する処理規則に従って、受信パケットを処理する転送ノードを用いて構成した情報システム、制御装置、仮想ネットワークの提供方法およびプログラムに関する。
　近年、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術が提案されている（特許文献１、非特許文献１、２参照）。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。非特許文献２に仕様化されているオープンフロースイッチは、制御装置と位置付けられる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マッチングルール（ヘッダフィールド）と、フロー統計情報（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、処理内容を定義したアクション（Ａｃｔｉｏｎｓ）と、の組が定義される（図１７参照）。
　例えば、オープンフロースイッチは、パケットを受信すると、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マッチングルール（図１７のヘッダフィールド参照）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、フロー統計情報（カウンタ）を更新するとともに、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（指定ポートからのパケット送信、フラッディング、廃棄等）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。このように、オープンフロースイッチは、フローテーブルに格納されたエントリを処理規則として用いてパケット転送を行っている。
国際公開第２００８／０９５０１０号
Ｎｉｃｋ　ＭｃＫｅｏｗｎほか７名、"ＯｐｅｎＦｌｏｗ：　Ｅｎａｂｌｉｎｇ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃａｍｐｕｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２２(2010)年１２月１日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｏｐｅｎｆｌｏｗ－ｗｐ－ｌａｔｅｓｔ．ｐｄｆ〉 "ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ"　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．０．０．　（Ｗｉｒｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　０ｘ０１）　［平成２２(2010)年１２月１日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｏｐｅｎｆｌｏｗ－ｓｐｅｃ－ｖ１．０．０．ｐｄｆ〉
　上記特許文献及び非特許文献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、本発明によって与えられたものである。
　非特許文献１の５頁のＥｘａｍｐｌｅ２には、上記のようなオープンフローの仕組みを用いてＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）のような仮想ネットワークを提供できることが記載されている。また、その際のユーザトラヒックの特定方法として、オープンフロースイッチのポートやＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスにより個々のユーザトラヒックを特定し、オープンフロースイッチに適切なＶＬＡＮ　ＩＤを付与させることや、コントローラにユーザ認証を行なわせること、さらには、前記ＶＬＡＮ　ＩＤの付与にユーザの位置を考慮することが記載されている。
　しかしながら、上記非特許文献１には、上記ＶＬＡＮ　ＩＤの付与方法（即ち、仮想ネットワークの決定）等が開示されているに止まり、上記オープンフロースイッチを仮想ネットワーク上の仮想ノードないし仮想フロンドエンドシステムとして動作させ、ユーザの利用に供することについては触れられていない。
　とりわけ、上記仮想ネットワークを提供する場合においては、オープンフロースイッチ等の物理的なノード（以下、「物理ノード」という。）と仮想ノードとの対応付けが問題となる。例えば、物理ノード（あるいはそのインタフェース）と仮想ノード（あるいはそのインタフェース）とを１対１で静的に対応付けた場合、その対応関係を更新するまで、ユーザの移動に対応できなくなってしまうほか、ネットワークの構成変更時にその都度、前記物理ノードと仮想ノードとの対応関係を更新しなければならないという問題点がある。
　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、上記したオープンフローに代表される制御装置が複数の物理ノードを制御する情報システムにおける物理ノードと仮想ノードとの対応付けを動的に、かつ、簡便に行うことができるようにした構成および方法を提供することにある。
　本発明の第１の視点によれば、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと、前記物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる制御装置と、を含み、前記制御装置は、前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備え、前記外部ノードが接続する物理ノードの情報と、受信パケットに含まれる前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定すること、を特徴とする情報システムが提供される。
　本発明の第２の視点によれば、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと接続され、前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備え、前記外部ノードが接続する物理ノードの情報と、前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定し、前記仮想ノードに対応する物理ノードを含む複数の物理ノードに、処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる制御装置が提供される。
　本発明の第３の視点によれば、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと接続され制御装置が、前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を参照し、前記外部ノードが接続する物理ノードと受信パケットに含まれる前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定するステップと、前記仮想ノードに対応する物理ノードを含む複数の物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させるステップとを含む仮想ネットワークの提供方法が提供される。本方法は、前記物理ノードに前記処理規則を設定する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。
　本発明の第４の視点によれば、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと、接続され、前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備える制御装置を構成するコンピュータに、前記外部ノードが接続する物理ノードと受信パケットに含まれる前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定する処理と、前記仮想ノードに対応する物理ノードを含む複数の物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる処理と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、物理ノードと仮想ノードとを１対１で対応付けなくとも、外部ノードが接続しているものと取り扱う仮想ノードを決定し、該仮想ノードを始点とした仮想ネットワークによるサービスを提供することが可能となる。
本発明の概要を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の全体構成を表わした図である。 本発明の第１の実施形態の物理ノードの構成を表わした図である。 本発明の第１の実施形態の物理ノードに保持される処理規則を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの構成を表わした図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバに保持される仮想ネットワーク構成情報を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの物理仮想変換情報記憶部に保持される情報を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの物理仮想変換情報記憶部に保持される物理位置仮想位置変換情報を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの物理仮想変換情報記憶部に保持される外部ノード仮想位置変換情報を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの物理仮想変換情報記憶部に保持される物理位置仮想ネットワーク変換情報を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態の構成によって実現される仮想ネットワークの例である。 本発明の第１の実施形態の物理ノードの動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの別の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの別の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態の制御サーバの別の動作（外部ノード移動時）を表したシーケンス図である。 非特許文献２に記載のフローエントリの構成を表した図である。
　はじめに本発明の一実施形態の概要を説明する。本発明は、図１に示すように、その一実施形態において、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノード３０Ａ～３０Ｄから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと、物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、外部ノード３０Ａ～３０Ｄから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる制御サーバ（制御装置）２０と、を含む構成にて実現できる。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
　より具体的には、制御サーバ２０は、前記物理ノードと仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備え、前記外部ノードが接続する物理ノードの情報（例えば、図１の物理ノード１０Ａ）と、前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定する。
　上記構成によれば、物理ノードと仮想ノードとを１対１で対応付けなくとも、物理ノードの情報と外部ノードの情報から、当該外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを一意に求めることが可能となる。また、同構成を採ることにより、例えば、図１の外部ノード３０Ａのように外部ノードが移動しても、決定した仮想ノードを移動先の物理ノードと対応付けることができる（図１の符号５１０、５２０参照）。前記更新後の対応関係に基づいて、仮想ネットワーク上のフローと、物理ネットワーク上のフローとの相互変換を行うことにより、その通信を継続することが可能となる。
［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の実施形態の全体構成を表わした図である。図２を参照すると、物理ノード１０Ａ～１０Ｃと、これら物理ノード１０Ａ～１０Ｃに処理規則を設定する制御サーバ（制御装置）２０と、物理ノード１０Ａ～１０Ｃを介して他の外部ノードと通信する外部ノード３０Ａ～３０Ｄとが示されている。
　制御サーバ２０は、これら物理ノード１０Ａ～１０Ｃに処理規則に設定することにより、パケット転送経路の制御のほか、物理ノード１０Ａ～１０Ｃを、ユーザが認識している仮想ネットワーク上の仮想ノードとして振舞わせることができる。例えば、外部ノード３０Ｃ、３０Ｄを用いて仮想サーバが構成されている場合、物理ノード１０Ｃに、外部ノード３０Ａ、３０Ｂからのアクセスを、所定のアルゴリズムにより、外部ノード３０Ｃ、３０Ｄに振り分けることで物理ノード１０Ｃを仮想的なロードバランサとして動作させることができる。
　図３は、上記物理ノード１０Ａ～１０Ｃの詳細構成（以下、物理ノード、外部ノードについて特に区別する必要がないときは、それぞれ「物理ノード１０」、「外部ノード３０」と記す。）を表したブロック図である。
　図３を参照すると、受信パケットの処理を行うパケット処理部１０１と、制御サーバ２０から設定された処理規則を保持する処理規則記憶部１０２と、制御サーバ２０と通信する制御サーバ通信部１０３とを備えた構成が示されている。
　図４は、上記処理規則記憶部１０２に保持される処理規則１０２Ａを説明するための図である。図４を参照すると、処理規則は、フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容（アクション）とを対応付けた構成となっている。また、本実施形態においては、物理ノード１０は、各処理規則のエージングを行う。
　パケット処理部１０１は、パケットを受信すると、処理規則記憶部１０２から、受信パケットに適合する照合規則を持つ処理規則を検索する。処理規則記憶部１０２に該当する処理規則が存在する場合、パケット処理部１０１は、当該処理規則に定められた処理内容（例えば、ポート＃１から出力）を実行する。
　また、前記処理規則の検索の結果、処理規則記憶部１０２に該当する処理規則が存在しない場合、パケット処理部１０１は、サーバ通信部１０３に制御サーバ２０に対する処理規則の設定要求を依頼する。
　パケット処理部１０１は、前記エージングのために設定された時間（タイムアウト値）内に受信パケットを受信しなかった処理規則を、処理規則記憶部１０２から削除する。また、パケット処理部１０１は、サーバ通信部１０３を介して、処理規則記憶部１０２からの処理規則を削除したことを制御サーバ２０に通知する。
　サーバ通信部１０３は、制御サーバ２０と、処理規則の設定要求、処理規則の受信や処理規則の削除等の通信を行う。前記処理規則の設定要求は、受信パケットそのものまたは受信パケットから抽出した処理規則の作成に必要な情報と、物理ノード１０を一意に特定する情報を含んだ処理規則の設定要求メッセージを制御サーバ２０に送信することによって行われる。また、サーバ通信部１０３は、制御サーバ２０から処理規則を受信すると、パケット処理部１０１を介して、処理規則記憶部１０２に格納する。
　なお、このような物理ノード１０は、上記と同様の動作を行う非特許文献２に記載されたオープンフロースイッチを用いて構成することが可能である。
　図５は、本発明の第１の実施形態の制御サーバ２０の詳細構成を表わした図である。図５を参照すると、物理ノード１０に処理規則を設定することにより、物理ノード１０を制御する物理ノード制御部２０１と、物理ノード１０によって構成されるネットワークトポロジに基づいたパケット転送経路の計算等を行う経路制御部２０２と、制御サーバ２０上に構築される仮想ネットワークを制御する仮想ネットワーク制御部２０３と、これら各制御部が参照する情報を格納する記憶部と、から構成される。
　制御サーバ２０の物理ノード情報記憶部２０４は、物理ノード１０から受信した物理ノード１０の情報を記憶する手段である。このような物理ノードの情報としては、物理ノード１０を一意に特定する物理ノードＩＤ、物理ノード１０の物理ポート（インタフェース）を一意に特定する物理ポートＩＤ、物理ポートの設定や状態、物理ノード１０の制御サーバ２０との接続状態等が挙げられる。
　制御サーバ２０の転送経路情報記憶部２０５は、任意の２点の物理ノード１０間の転送経路と、当該転送経路上の物理ノード１０に指示した処理規則との対応関係を示した物理ネットワーク上のフロー（物理フロー）を記憶する。
　制御サーバ２０の物理トポロジ情報記憶部２０６は、物理ノード１０間の接続リンク状態（ネットワークトポロジ）を記憶する。
　制御サーバ２０の仮想ネットワーク経路情報記憶部２０７は、上記転送経路情報記憶部２０５にて管理されている物理ネットワーク上のフロー（物理フロー）と、仮想ネットワーク上の任意の２点の仮想ノードのフロー（仮想フロー）との対応関係を記憶する。
　制御サーバ２０の物理仮想変換情報記憶部２０８は、物理ネットワークの位置情報と仮想ネットワークの位置情報との対応関係を記憶する。この物理ネットワークの位置情報と仮想ネットワークの位置情報は、即ち、物理ノードと仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係と言い換えることもでき、その詳細は、後に図７を用いて詳細に説明する。
　制御サーバ２０の仮想ネットワーク構成情報記憶部２０９は、図６に示されるような制御サーバ２０上に構築される仮想ネットワークＩＤと仮想ノードのＩＤから特定される仮想ノードと、その仮想ノードオブジェクトとの対応関係を示す仮想ネットワーク構成情報２０９Ａを記憶する。
　図７は、物理仮想変換情報記憶部に保持される情報を説明するための図である。図７を参照すると、物理位置仮想位置変換情報記憶部（第３の記憶部）２０８１と、物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部（第１の記憶部）２０８３と、外部ノード仮想位置変換情報記憶部（第２の記憶部）２０８２とを含んだ構成が示されている。
　物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１は、図８で示されるような物理ノードＩＤ、その物理ポートＩＤおよびＶＬＡＮ－ＴＡＧの組に、仮想ネットワークＩＤ、仮想ノードＩＤおよび仮想インタフェースＩＤを対応付けたエントリ（物理位置仮想位置変換情報２０８１Ａ）を保持する。以降、物理ノードＩＤと物理ポートＩＤとＶＬＡＮ－ＴＡＧ（但し、ＶＬＡＮ－ＴＡＧは必須項目ではない。）の組を「物理ネットワーク位置情報」とし、仮想ネットワークＩＤと仮想ノードＩＤと仮想インタフェースＩＤを「仮想ネットワーク位置情報」とする。
　外部ノード仮想位置変換情報記憶部２０８２は、図９で示されるような送信元ＭＡＣアドレス、送信元ＩＰアドレスまたは送信元ネットワークアドレス等の外部ノードを特定する情報に、仮想ネットワーク位置情報を対応付けたエントリ（外部ノード仮想位置変換情報２０８２Ａ）を保持する。
　物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部２０８３は、図１０で示されるような物理ネットワーク位置情報と、仮想ネットワークＩＤとを対応付けたエントリ（物理位置仮想ネットワーク変換情報２０８３Ａ）を保持する。
　物理ノード制御部２０１は、経路制御部２０２からの指示により、物理ノード情報記憶部２０４に保持されている情報を参照して、転送経路上の物理ノード１０に設定すべき処理規則を作成し、各物理ノード１０に設定する機能と、物理ノード１０から受信した処理規則の設定要求や処理規則の削除通知等を受信し、経路制御部２０２と仮想ネットワーク制御部２０３に通知する機能を有する。
　経路制御部２０２は、物理トポロジ情報記憶部２０６に保持されている物理ノード１０間の接続リンク状態（ネットワークトポロジ）を参照して、任意の２点の物理ノード１０間の経路を求める機能を有する。また、経路制御部２０２は、仮想ネットワーク制御部２０３からの指示に基づいて、前記物理ノード制御部２０１に、物理ノード１０に前記経路を実現する処理規則を設定させ、任意の２点の物理ノード１０の物理ポート間で通信するフローを構築する機能を有する。また、経路制御部２０２は、物理ノード１０から処理規則の削除通知を受信した場合、該当処理規則の削除を仮想ネットワーク制御部２０３に通知する機能を有する。
　仮想ネットワーク制御部２０３は、物理ノード１０の物理ネットワーク上の位置情報に対応する仮想ネットワーク位置情報を特定し、物理ネットワークと仮想ネットワーク間のパケットの送受信を実現する機能を有する。また、仮想ネットワーク制御部２０３は、仮想ネットワーク上の通信のエミュレーションを行い、仮想ネットワークの任意の２点の仮想ノード間のＥｎｄ－Ｔｏ－Ｅｎｄの通信フローを求める機能を有する。また、仮想ネットワーク制御部２０３は、仮想ネットワーク上の通信フローを物理ネットワークの任意の２点の物理ノード１０のＥｎｄ－Ｔｏ－Ｅｎｄの通信フローに変換し、経路制御部２０２に物理ネットワーク上の経路とこれを実現する処理規則の設定を指示する機能を有する。
　図１１は、上記のような仮想ネットワーク制御部２０３により管理される仮想ネットワークの例である。仮想ネットワークは、図１１に示すように、仮想ルータＶ１、仮想ファイアウォールＶ２、仮想ロードバランサＶ３、仮想ブリッジＶ４、仮想サーバＶ５、Ｖ６といった仮想ノードと、これら仮想ノードに所属する仮想インタフェースと、仮想インタフェースを結ぶ仮想リンクで構成される。
　以上のような制御サーバ２０は、制御サーバ２０を構成するコンピュータに、上記した情報を参照させ、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面を参照して詳細に説明する。図１２は、外部ノード３０から送信されたパケットを受信した物理ノードの動作を表したシーケンス図である。図１２を参照すると、外部ノード（例えば、図２の３０Ａ）が他の外部ノード（例えば、図２の３０Ｄ）宛てのパケットを送信すると（ステップＳ１－１）、物理ノード１０は、受信パケットに適合する照合規則を持つ処理規則を検索する（ステップＳ１－２）。ここでは、外部ノード（例えば、図２の３０Ａ）から他の外部ノード（例えば、図２の３０Ｄ）に宛てられた最初のパケットであるため、処理規則記憶部１０２に、受信パケットに適合する処理規則が存在しなかったものとする。そこで、物理ノード１０は、受信パケットに、自装置の物理ノードＩＤと当該パケットを受信した物理ポートの物理ポートＩＤと、を付加し（ステップＳ１－３）、制御サーバ２０に、処理規則の設定要求として送信する（ステップＳ１－４）。
　図１３、図１４は、上記処理規則の設定要求を受信した制御サーバ２０の動作を表したシーケンス図である。はじめに図１３を参照して、処理規則の設定要求を行った物理ノードの位置情報に対応する仮想ネットワーク位置情報が物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に登録されている場合の動作について説明する。
　図１３を参照すると、まず、制御サーバ２０の物理ノード制御部２０１は、物理ノード１０から受信した処理規則の設定要求を仮想ネットワーク制御部２０３に出力する（ステップＳ１－５）。
　仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１を参照して処理規則設定要求に含まれる物理ネットワーク位置情報に対応する仮想ネットワーク位置情報を検索する（ステップＳ１－６）。ここでは、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に、物理ネットワーク位置情報に対する仮想ネットワーク位置情報が登録されているため、仮想ネットワーク制御部２０３は、仮想ネットワーク構成情報記憶部２０９から、前記特定した仮想ネットワーク位置情報の仮想ノードを特定し（ステップＳ１－７）、前記特定した仮想ノード（該仮想ノードに対応する物理ノード）にパケットを送信する（ステップＳ１－８）。以降、仮想ネットワーク制御部２０３による、仮想ネットワーク上の通信のエミュレーション、仮想ノード間のＥｎｄ－Ｔｏ－Ｅｎｄの通信フローの算出、前記算出した仮想ネットワーク上の通信フローの物理ネットワーク上の通信フローへの変換し、前記変換した通信フローを実現する処理規則の設定処理が行われる。
　続いて、図１４を参照して、処理規則の設定要求を行った物理ノードの位置情報に対応する仮想ネットワーク位置情報が物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に登録されていない場合の動作について説明する。
　図１４のステップＳ１－５、Ｓ１－６までの動作は、先に図１３を参照して説明したとおりである。ステップＳ１－６にて、処理規則の設定要求を行った物理ノードの位置情報に対応する仮想ネットワーク位置情報が物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に登録されていない場合、仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部２０８３を参照して、物理ネットワーク位置情報に対応する仮想ネットワークＩＤを検索する（ステップＳ１－９）。
　前記検索の結果、物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部２０８３に、対応する仮想ネットワークＩＤが登録されていた場合、仮想ネットワーク制御部２０３は、さらに、外部ノード仮想位置変換情報記憶部２０８２を参照し、受信パケットのパケットヘッダに含まれる送信元ＭＡＣアドレス、送信元ＩＰアドレスまたは送信元ネットワークアドレスいずれかの外部ノードを特定する情報に対応する仮想ネットワーク位置情報を検索する（ステップＳ１－１０）。
　前記検索の結果、外部ノードを特定する情報に対応する仮想ネットワーク位置情報が見つかった場合、仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に、物理ネットワーク位置情報と外部ノード仮想位置変換情報記憶部２０８２から特定した仮想ネットワーク位置情報とを対応付けたエントリを追加する（ステップＳ１－１１）。これにより、同一の物理ノードから、再度の処理規則の設定要求を受けた場合は、図１３のシーケンスに従って、直接、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１を参照して特定した仮想ノードにパケットを送信することが可能となる。
　その後の動作は、図１３と同様であるため説明を省略する。
　続いて、物理ノード１０でのエージングにより処理規則が削除された場合における物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１のエントリの削除処理について説明する。
　図１５は、物理ノード１０でのエージングにより処理規則が削除された場合の一連の動作を表したシーケンス図である。まず、物理ノード１０は、処理規則記憶部１０２の処理規則のうち、一定時間、適合する受信パケットを受信しなかった場合、該当する処理規則を削除し（ステップＳ１－１２）、前記処理規則の削除を制御サーバ２０に通知する（ステップＳ１－１３）。
　前記通知を受けた制御サーバ２０の物理ノード制御部２０１は、経路制御部２０２に、前記処理規則削除通知を転送する（ステップＳ１－１４）。
　経路制御部２０２は、転送経路情報記憶部２０５から、前記削除された処理規則に対応するフロー（物理フロー）を検索し（ステップＳ１－１５）、仮想ネットワーク制御部２０３にフロー削除通知を行う（ステップＳ１－１６）。
　次に、仮想ネットワーク制御部２０３は、仮想ネットワーク経路情報記憶部２０７から前記通知されたフロー（物理フロー）に対応するフロー（仮想フロー）を検索する（ステップＳ１－１７）。仮想ネットワーク制御部２０３は、経路制御部２０２を介して、前記検索されたフロー（処理規則が削除された物理フロー）に対応する物理ネットワーク位置情報を取得する（ステップＳ１－１８）。
　仮想ネットワーク制御部２０３は、仮想ネットワーク経路情報記憶部２０７から、取得した物理ネットワーク位置情報が含まれる他のフロー（仮想フロー）を検索する（ステップＳ１－１９）。
　次に、仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１から、物理ネットワーク位置情報と仮想ネットワーク位置情報とを対応付けた物理位置仮想位置変換情報エントリを検索する（ステップＳ１－２０）。
　最後に、仮想ネットワーク制御部２０３は、前記検索された物理位置仮想位置変換情報エントリを、即時または一定時間経過後に削除する（ステップＳ１－２１）。
　以上のようにして、物理ノード１０において処理規則の削除が行われた場合、これに応じて、制御サーバ２０の持つ物理位置仮想位置変換情報の削除が行われる。
　続いて、上記のように物理ノード（例えば図２の物理ノード１０Ａ）に接続し、仮想ネットワーク上の仮想ノードへとパケットを送信可能となった外部ノード３０が移動した場合の動作を説明する。
　外部ノード３０が移動した場合、当該外部ノード３０からパケットを受信する別の物理ノードの物理ポートが変更される。そこで、外部ノード３０は、ＧＡＲＰ（Ｇｒａｔｕｉｔｏｕｓ　Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットを、前記別の物理ノード（例えば、図２の物理ノード１０Ｂ）に送信する。
　ＧＡＲＰパケットを受信した物理ノード１０は、図１２に示したシーケンスに従って、制御サーバ２０に処理規則の設定要求を送信する。
　図１６は、上記移動した外部ノードから送信されたＧＡＲＰパケットについての処理規則設定要求を受けた制御サーバの動作を表わしたシーケンス図である。
　図１６を参照すると、まず、制御サーバ２０の物理ノード制御部２０１は、物理ノード１０から受信した処理規則の設定要求を仮想ネットワーク制御部２０３に出力する（ステップＳ２－１）。
　仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１を参照して処理規則設定要求に含まれる物理ネットワーク位置情報に対応する仮想ネットワーク位置情報を検索する（ステップＳ２－２）。ここでは、外部ノードの移動により、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に、物理ネットワーク位置情報に対する仮想ネットワーク位置情報が登録されていないため、仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部２０８３を参照して、物理ネットワーク位置情報に対応する仮想ネットワークＩＤを検索する（ステップＳ２－３）。
　ここでは、外部ノード３０は、移動前まで仮想ネットワークを利用していたので、物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部２０８３に、対応する仮想ネットワークＩＤが登録されている。そこで、仮想ネットワーク制御部２０３は、さらに、外部ノード仮想位置変換情報記憶部２０８２を参照し、受信パケットのパケットヘッダに含まれる送信元ＭＡＣアドレス、送信元ＩＰアドレスまたは送信元ネットワークアドレスいずれかの外部ノードを特定する情報に対応する仮想ネットワーク位置情報を検索する（ステップＳ２－４）。
　前記検索の結果、外部ノードを特定する情報に対応する仮想ネットワーク位置情報が見つかった場合、仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に、物理ネットワーク位置情報と外部ノード仮想位置変換情報記憶部２０８２から特定した仮想ネットワーク位置情報とを対応付けたエントリを追加する（ステップＳ２－５）。
　このときさらに、仮想ネットワーク制御部２０３は、物理位置仮想位置変換情報記憶部２０８１に、既に特定した仮想ネットワーク位置情報に対する物理ネットワーク位置情報を対応付けたエントリが存在する場合、外部ノード３０が移動したものと判断し、仮想ネットワーク経路情報記憶部２０７を参照し、該当物理ネットワーク位置情報に関連するフロー（仮想フロー）を検索する（ステップＳ２－６）。
　前記検索の結果、フロー（仮想フロー）が見つかった場合、仮想ネットワーク制御部２０３は、経路制御部２０２に、前記フロー（仮想フロー）に対応付けられたフロー（物理フロー）の削除を指示する（ステップＳ２－７）。
　経路制御部２０２は転送経路情報記憶部２０５を参照し、フロー（物理フロー）を実現するための一連の処理規則を取得する（ステップＳ２－８）。
　経路制御部２０２は、すべての該当処理規則の削除を物理ノード制御部２０１に指示する（ステップＳ２－９）。
　最後に、物理ノード制御部２０１は、前記削除指示を受けた処理規則を保持する物理ノード１０に、これら処理規則の削除を指示する（ステップＳ２－１０）。以降は、図１５のステップＳ１－１２からステップＳ１－２１と同様の処理が行われる。
　以上のように、本実施形態によれば、物理ネットワークの位置情報と仮想ネットワークの位置情報の対応を動的に対応づけることで、予め外部ノードを接続する物理ノードの物理ポートの設定を不要とすることが可能となる。また、本実施形態によれば、上記したように、外部ノード３０が物理的に移動した場合でも仮想ネットワーク上の通信を継続することが可能となる。
　以上、本発明の各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示した物理ノードや仮想ノードの個数は、本発明を簡単に説明するために例示したものであり、これらに限定するものではないことはもちろんである。
　同様に、上記した実施形態では一つの仮想ネットワークが構成されているものとして説明したが、仮想ネットワークの数も特に限定するものではない。
　最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［形態１］
　前記第１の視点に記載の情報システムのとおり。
［形態２］
　前記制御装置は、
　前記物理ノードからの前記処理規則の設定要求の受信を契機に、
　前記処理規則の設定要求を送信した物理ノードの情報と、前記処理規則の設定要求に含まれる前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定することが好ましい。
［形態３］
　さらに、前記決定した仮想ネットワークおよび仮想ノードと、前記物理ノードとの対応関係を記憶する第３の記憶部を備え、
　前記物理ノードから前記処理規則の設定要求を受信した際に、前記第３の記憶部を参照し、該当エントリを発見できない場合に、前記第１、第２の記憶部を参照して、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定し、前記第３の記憶部に前記決定した仮想ネットワークおよび仮想ノードと、前記物理ノードとの対応関係を記憶することが好ましい。
［形態４］
　前記第１の記憶部には、前記物理ノードのインタフェース毎に、仮想ネットワークが対応付けられており、
　前記制御装置は、
　前記物理ノードが処理規則の設定要求に係るパケットを受信したインタフェースに応じて、仮想ネットワークを決定することが好ましい。
［形態５］
　前記第２の記憶部には、前記外部ノード毎に、仮想ネットワーク上の仮想ノードとその仮想インタフェース情報が対応付けられており、
　前記制御装置は、
　前記外部ノードが、前記仮想ネットワーク上の仮想ノードに、前記仮想インタフェースを介して接続しているものとして取り扱うことが好ましい。
［形態６］
　前記第２の視点に記載の制御装置のとおり。
［形態７］
　前記第３の視点に記載の仮想ネットワークの提供方法のとおり。
［形態８］
　前記第４の視点に記載のプログラムのとおり。
　なお、仮想ネットワークの提供方法およびプログラムは、形態１の情報システムと同様に、それぞれの構成要素ないしステップについて、形態２～形態５と同様に展開することが可能である。
　なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。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（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）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。
　１０、１０Ａ～１０Ｃ　物理ノード
　２０　制御サーバ（制御装置）
　３０、３０Ａ～３０Ｄ　外部ノード
　１０１　パケット処理部
　１０２　処理規則記憶部
　１０３　サーバ通信部
　２０１　物理ノード制御部
　２０２　経路制御部
　２０３　仮想ネットワーク制御部
　２０４　物理ノード情報記憶部
　２０５　転送経路情報記憶部
　２０６　物理トポロジ情報記憶部
　２０７　仮想ネットワーク経路情報記憶部
　２０８　物理仮想変換情報記憶部
　２０９　仮想ネットワーク構成情報記憶部
　２０８１　物理位置仮想位置変換情報記憶部（第３の記憶部）
　２０８２　外部ノード仮想位置変換情報記憶部（第２の記憶部）
　２０８３　物理位置仮想ネットワーク変換情報記憶部（第１の記憶部）

Claims (8)

  1. 　フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと、
    　前記物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる制御装置と、を含み、
    　前記制御装置は、
    　前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、
    　前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備え、
    　前記外部ノードが接続する物理ノードの情報と、前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定すること、
    　を特徴とする情報システム。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記物理ノードからの前記処理規則の設定要求の受信を契機に、
    　前記処理規則の設定要求を送信した物理ノードの情報と、前記処理規則の設定要求に含まれる前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定する請求項１の情報システム。
  3. 　さらに、前記決定した仮想ネットワークおよび仮想ノードと、前記物理ノードとの対応関係を記憶する第３の記憶部を備え、
    　前記物理ノードから前記処理規則の設定要求を受信した際に、前記第３の記憶部を参照し、該当エントリを発見できない場合に、前記第１、第２の記憶部を参照して、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定し、前記第３の記憶部に前記決定した仮想ネットワークおよび仮想ノードと、前記物理ノードとの対応関係を記憶する請求項１または２の情報システム。
  4. 　前記第１の記憶部には、前記物理ノードのインタフェース毎に、仮想ネットワークが対応付けられており、
    　前記制御装置は、
    　前記物理ノードが処理規則の設定要求に係るパケットを受信したインタフェースに応じて、仮想ネットワークを決定する請求項１から３いずれか一の情報システム。
  5. 　前記第２の記憶部には、前記外部ノード毎に、仮想ネットワーク上の仮想ノードとその仮想インタフェース情報が対応付けられており、
    　前記制御装置は、
    　前記外部ノードが、前記仮想ネットワーク上の仮想ノードに、前記仮想インタフェースを介して接続しているものとして取り扱う請求項１から４いずれか一の情報システム。
  6. 　フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと接続され、
    　前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、
    　前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備え、
    　前記外部ノードが接続する物理ノードの情報と、前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定し、
    　前記仮想ノードに対応する物理ノードを含む複数の物理ノードに、処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる制御装置。
  7. 　フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと接続され制御装置が、前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を参照し、前記外部ノードが接続する物理ノードと前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定するステップと、
    　前記仮想ノードに対応する物理ノードを含む複数の物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させるステップとを含む仮想ネットワークの提供方法。
  8. 　フローを特定するための照合規則と、前記照合規則に適合するパケットに適用する処理内容とを対応付けた処理規則に従って、外部ノードから受信したパケットを処理する複数の物理ノードと、接続され、
    　前記物理ノードと、仮想ネットワークとの対応関係を定めた第１の記憶部と、
    　前記外部ノードと、仮想ネットワーク上の仮想ノードとの対応関係を定めた第２の記憶部と、を備える制御装置を構成するコンピュータに、
    　前記外部ノードが接続する物理ノードと前記外部ノードの情報とに基づいて、前記外部ノードが接続する仮想ネットワークと仮想ノードとを決定する処理と、
    　前記仮想ノードに対応する物理ノードを含む複数の物理ノードに、前記処理規則を設定することにより、前記複数の物理ノードを、前記外部ノードから利用可能な仮想ネットワーク上の仮想ノードとして動作させる処理とを実行させるプログラム。
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