WO2013108761A1 - ネットワークシステム、及び経路情報同期方法 - Google Patents

ネットワークシステム、及び経路情報同期方法 Download PDF

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WO2013108761A1
WO2013108761A1 PCT/JP2013/050596 JP2013050596W WO2013108761A1 WO 2013108761 A1 WO2013108761 A1 WO 2013108761A1 JP 2013050596 W JP2013050596 W JP 2013050596W WO 2013108761 A1 WO2013108761 A1 WO 2013108761A1
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WO
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flow
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controller
synchronization
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PCT/JP2013/050596
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英輝 小川
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日本電気株式会社
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    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28—Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery

Definitions

  • the present invention relates to a network system, and more particularly, to a network system that synchronizes route information entries.
  • CU separation type network system As one of the network system control methods, a CU (C: control plane / U: user plane) separated network system that controls a node device (user plane) from an external control device (control plane) has been proposed.
  • Non-Patent Document 1 The OpenFlow network system is only an example.
  • the conventional switch mechanism is an OpenFlow Controller (OFC), which is a module that can be changed by externally programming route determination processing, and a module that only performs packet transfer processing. It is separated into a certain open flow switch (OFS).
  • OFC OpenFlow Controller
  • controller OFC
  • switch OFS
  • the controller controls the behavior of the switch (OFS) by operating the flow table of the switch (OFS).
  • the controller (OFC) and the switch (OFS) are connected by a secure channel (Secure Channel) for the controller (OFC) to control the switch (OFS) using a control message that conforms to the OpenFlow protocol.
  • a secure channel Secure Channel
  • the switch (OFS) in the OpenFlow network system is an edge switch and a core switch that form an OpenFlow network and are under the control of the controller.
  • a series of packet flows from reception of a packet at the input side edge switch to transmission at the output side edge switch in the OpenFlow network is called a flow.
  • the packet may be read as a frame.
  • the difference between a packet and a frame is only the difference in the data unit (PDU: Protocol Data Unit) handled by the protocol.
  • the packet is a PDU of “TCP / IP” (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).
  • the frame is a PDU of “Ethernet (registered trademark)”.
  • the flow table is a table in which flow entries (Flow entries) defining predetermined operations (actions) to be performed on packets (communication data) that match (match) predetermined conditions (rules) are registered.
  • Flow entries flow entries defining predetermined operations (actions) to be performed on packets (communication data) that match (match) predetermined conditions (rules) are registered.
  • the flow entry rule is any of a destination address (Destination Address), a source address (Source Address), a destination port (Destination Port), and a source port (Source Port) included in the header area of each protocol layer of the packet. Defined or distinguishable by various combinations using or all. Note that the above address includes a MAC address (Media Access Control Address) and an IP address (Internet Protocol Address). In addition to the above, information on the ingress port (Ingress Port) can also be used as a rule for the flow entry. In addition, as a rule of the flow entry, a part (or all) of the header area value of the packet indicating the flow can be set by a regular expression, a wild card “*”, or the like.
  • the action of the flow entry indicates operations such as “output to a specific port”, “discard”, and “rewrite header”. For example, if the identification information (output port number, etc.) of the output port is indicated in the action of the flow entry, the switch outputs a packet to the corresponding port, and if the identification information of the output port is not indicated , Discard the packet. Alternatively, if 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 (OFS) in the OpenFlow network system executes a flow entry action on a packet group (packet series) that conforms to the rules of the flow entry.
  • OpenFlow technology is in a transitional period from the research stage to the practical stage.
  • operational tests in large-scale networks such as data centers are being conducted.
  • a problem related to scalability has become obvious, and a problem related to synchronization of flow entries is one of them.
  • a problem related to synchronization of flow entries is one of them. For example, if all switches and all flow entries are synchronized, there is a problem that the service degeneration time that occurs when a failure occurs or when a cluster switch occurs is very long. Therefore, a technique for improving such a problem is desired.
  • An object of the present invention is to manage the synchronization state of each flow entry constituting a flow table in a CU separation type network system such as an open flow network system, and synchronize each flow entry (partial synchronization of the flow table). It is to provide a network system to perform.
  • the network system transmits a control message to a switch that processes a received packet according to a flow entry in which rules and actions for uniformly controlling the packet as a flow are defined, And a controller for setting a flow entry.
  • the controller retains the same flow entry as the flow entry set in the switch, manages the synchronization status in units of flow entries, and when the flow entry is asynchronous, gives priority to the specific flow entry to synchronize with the switch To do.
  • the switch processes a received packet according to a flow entry in which rules and actions for uniformly controlling the packet as a flow are defined.
  • the controller transmits a control message to the switch and sets a flow entry.
  • the controller maintains the same flow entry as the flow entry set in the switch, manages the synchronization status in units of flow entries, and prioritizes a specific flow entry with the switch when the flow entry is asynchronous. And synchronize.
  • the program according to the present invention is a program for causing an electronic device such as a computer to execute the processing of the controller or the switch in the route information synchronization method described above.
  • the program according to the present invention can be stored in a storage device or a storage medium.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structural example of a basic OpenFlow network system. It is a figure for demonstrating the specification (format) of a flow entry. It is a figure for demonstrating the procedure at the time of a flow entry addition registration. It is a figure for demonstrating the procedure at the time of flow entry deletion. It is a figure for demonstrating the cluster switch process of a controller (OFC). It is a figure for demonstrating the implementation example of an "audit process" (synchronization process). It is a figure for demonstrating the specification (form) of the flow table which concerns on this invention. It is a figure which shows the structural example of the network system which concerns on this invention. It is a flowchart which shows operation
  • OFS another switch
  • the present invention is directed to a CU separation type network system.
  • an OpenFlow network system which is one of CU separation type network systems, will be described as an example. However, actually, it is not limited to the open flow network system.
  • the basic OpenFlow network system includes a controller (OFC) 10, a switch (OFS) 20, and a host 30.
  • a plurality of controllers (OFC) 10, switches (OFS) 20, and hosts 30 may be used.
  • each of the plurality of switches (OFS) 20 is represented as a switch (OFS) 20-1, a switch (OFS) 20-2,.
  • the controller (OFC) 10 manages the switch (OFS).
  • the switch (OFS) 20 constitutes a network.
  • the host 30 is connected to the switch (OFS) 20 and performs network communication via the switch (OFS) 20.
  • the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 are connected by a “secure channel” which is a communication path protected by SSL (Secure Socket Layer).
  • the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 perform communication according to the OpenFlow protocol via the secure channel.
  • the controller (OFC) 10 controls how the switch (OFS) 20 processes a packet arriving at the switch (OFS) 20 by operating a flow entry.
  • the controller (OFC) 10 registers a number of flow entries in the switch (OFS) 20.
  • flow table A set of flow entries is managed in a table format called “flow table”.
  • Each switch (OFS) 20 holds at least one flow table.
  • the controller (OFC) 10 holds all the flow tables having the same contents as the flow tables of the subordinate switches (OFS) 20. That is, the controller (OFC) 10 holds a master table of the flow table of each switch (OFS) 20.
  • holding a flow table means that the flow table is managed. As long as the flow table can be managed via a network or the like, the flow table may not actually exist within itself. That is, the storage location of the flow table is not limited to the inside of the device that manages the flow table, but may be the outside. For example, the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 may share the same flow table on the network.
  • the specification (format) of the flow entry is determined by the OpenFlow rules.
  • the flow entry includes a rule column, a statistical information column, and an action column.
  • information (attribute values) from L1 (layer 1: physical layer) to L4 (layer 4: transport layer) of the OSI reference model can be specified as a flow entry rule in any combination. it can.
  • a broadcast address or a multicast address can be specified.
  • wild cards such as “*” and “?” Can be used.
  • the statistical information column stores statistical information such as “total number of packets matching the entry” and “time elapsed since the last match”.
  • the contents of processing such as “transfer packet to switch A”, “transfer packet to host B”, or “discard packet” can be specified as the action of the flow entry. .
  • the switch (OFS) 20 processes a packet that matches the content described in the rule column according to the content described in the action column.
  • the controller (OFC) 10 can control processing for matching packets by registering such a flow entry in the switch (OFS) 20.
  • the controller (OFC) 10 sends a packet sent from the host having the address 10.34.7.131 to the port 22 of the host having the address 10.34.81.100. Can be registered in the switch (OFS) 20 as a flow entry.
  • the action of the flow entry is “discard”.
  • the switch (OFS) 20 When a packet arrives, the switch (OFS) 20 reads the header information (transmission source information, transmission destination information, etc.) of the packet, and from the flow table of itself (hereinafter referred to as a match) having a matching rule. Search).
  • header information transmission source information, transmission destination information, etc.
  • the switch (OFS) 20 processes the packet as described in the action of the flow entry.
  • the packet is processed according to the flow entry having the highest priority among the found flow entries.
  • the switch (OFS) 20 determines that the packet is a “first packet” and transfers a copy (duplicate) of the packet to the controller (OFC) 10. Thus, the controller (OFC) 10 is inquired about how to process the packet.
  • the “first packet” is a packet (new packet) that has arrived at the switch (OFS) 20 for the first time, and is a packet that does not conform to the existing flow entry (unregistered packet).
  • the controller (OFC) 10 When the controller (OFC) 10 receives an inquiry from the switch (OFS) 20, the controller (OFC) 10 performs route calculation, and derives an optimum route for transferring the inquiry packet to the transmission destination.
  • controller (OFC) 10 additionally registers a new flow entry for configuring the derived route in the flow table of the switch (OFS) 20. At this time, the controller (OFC) 10 additionally registers the same flow entry in its own flow table.
  • the switch (OFS) 20 processes the packet and subsequent packets of the same flow according to the flow entry newly registered from the controller (OFC) 10.
  • a route from the transmission source host to the transmission destination host can be obtained by a known “Dijkstra algorithm” (route search algorithm based on the Dijkstra method).
  • Topology information is connection information of hosts, switches, and the like that constitute the network, and is information registered in advance by a network administrator or the like.
  • Flow entry information is general information about flow entries already registered in each switch.
  • the controller (OFC) 10 holds a flow table having the same contents as the flow table of the subordinate switch (OFS) 20 so that necessary information can be referred to every time the route calculation is executed.
  • the controller (OFC) 10 holds its own flow table, but each has the same contents as the flow table of the switch (OFS) 20.
  • the content of its own flow table and the content of the flow table of the switch (OFS) 20 must always be the same.
  • Examples of flow table updates include “additional registration” and “deletion” of flow entries.
  • the flow entry is additionally registered because the switch (OFS) 20 receives the first packet, inquires the route to the controller (OFC) 10, and the controller (OFC) 10 additionally registers a new flow entry in the switch (OFS) 20. Is the case.
  • Step S11 For example, a packet addressed to host B from host A arrives at switch (OFS) 20.
  • the switch (OFS) 20 receives the packet.
  • Step S12 The switch (OFS) 20 searches for a flow entry matching the packet from its own flow table. If the packet is a first packet, a matching flow entry is not found, so the controller (OFC) 10 is inquired about the transfer path of the packet.
  • Step S13 In response to the inquiry from the switch (OFS) 20, the controller (OFC) 10 calculates the transfer path of the packet.
  • Step S14 The controller (OFC) 10 additionally registers the flow entry derived as the calculation result in its own flow table.
  • Step S15 The controller (OFC) 10 transmits a control message instructing additional registration of a flow entry to the switch (OFS) 20.
  • Step S16 The switch (OFS) 20 newly registers a flow entry in its own flow table based on a control message instructing additional registration of the flow entry.
  • Step S17 The switch (OFS) 20 performs transfer processing of the packet according to the contents described in the newly added flow entry.
  • Step S21 The switch (OFS) 20 searches for a flow entry that has not been matched for a certain time or more from its own flow table, and deletes the flow entry.
  • Step S22 The switch (OFS) 20 transmits a notification that the flow entry has been deleted to the controller (OFC) 10.
  • Step S23 The controller (OFC) 10 deletes the flow entry corresponding to the flow entry from its own flow table based on the notification from the switch (OFS) 20.
  • the deletion process is performed in synchronization with the flow table held on the controller (OFC) 10 side and the flow table held on the switch (OFS) 20 side.
  • step S22 an asynchronous message is transmitted according to the OpenFlow rules.
  • the flow tables held in each of the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 are basically updated while maintaining the synchronization state, but when the secure channel is disconnected. It can be seen that differences can occur.
  • the process for correcting the generated difference is referred to herein as “audit process” (synchronization process).
  • the flow table held on the controller (OFC) 10 side is made accurate information (true information), and the difference generated in the flow table held on the switch (OFS) 20 side is corrected (synchronized). .
  • the “audit process” itself is a high-load process.
  • the amount of difference that occurs in a pair of flow tables increases as the time interval during which the secure channel is disconnected is longer.
  • controller (OFC) 10 performs cluster switch processing in a large-scale network, it is a typical example that requires high-load “audit processing”.
  • cluster switch processing is a system composed of active and standby nodes, such as a cluster system and a fault tolerant system, such as a cluster system (Cluster system) and a fault tolerant system (Fault tolerant system). This is a process of switching roles.
  • the difficulty of “audit processing” as described in the above (1) to (3) may be manifested as an actual problem phenomenon.
  • the conventional “audit processing” basically performs synchronization processing in units of flow tables, and no mechanism or method for performing synchronization processing in units of flow entries has been proposed.
  • Example A The first packet is kept pending until “audit processing” of all the flow tables is completed.
  • the controller (OFC) 10 performs “audit processing” for each switch (OFS) 20 and starts calculating the route after N units are completed. If the first packet arrives at the switch (OFS) 20 during the “audit process”, a route calculation process is required. However, since it is in the middle of “audit processing”, if the route is calculated immediately, the calculation result may be inaccurate. Therefore, the route calculation is kept pending until “audit processing” is completed. When the “audit process” is completed, the route is calculated in the order of arrival and the packet is processed. The first packet that is pending (pending) is stored in a queue in the switch (OFS) 20.
  • Example B The first packet is not accepted until the “audit process” of all the flow tables is completed.
  • Implementation example B is an improvement of implementation example A.
  • the controller (OFC) 10 performs the process of correcting the difference in the flow table for each switch (OFS) 20 (one by one), and calculates the route after N units have been completed. Start. This is the same as the implementation example A.
  • the switch (OFS) 20 discards the arrived first packet. By doing so, the switch (OFS) 20 does not go down.
  • the switch (OFS) 20 discards the first packet, and the packet does not reach the transmission destination, so that it appears to the user that the network is down (implementation example B in FIG. 6).
  • Implementation example C is a further improvement of implementation example A and implementation example B, and can reduce network down time.
  • the controller (OFC) 10 synchronizes only the broadcast (BC) / multicast (MC) flow entries among the flow entries in the flow table prior to the other flow entries.
  • BC broadcast
  • MC multicast
  • a broadcast (BC) flow entry (hereinafter referred to as a BC entry) is a flow entry in which a broadcast address is specified as a transmission destination address in the rule of the flow entry.
  • a multicast (MC) flow entry (hereinafter referred to as an MC entry) is a flow entry in which a multicast address is specified as a destination address in the rule of the flow entry.
  • the controller (OFC) 10 synchronizes the BC entry / MC entry between its own flow table and the flow table of the switch (OFS) 20 to enable minimum packet transfer.
  • the switch (OFS) 20 discards the arrived first packet.
  • the controller (OFC) 10 accepts the inquiry of the first packet arriving at the switch (OFS) 20 from the switch (OFS) 20 and sequentially processes it.
  • the switch (OFS) 20 may go down if it is left pending. Therefore, the inquiry of the first packet arriving at the switch (OFS) 20 is accepted, and the route calculation is sequentially executed. In parallel with the route calculation, the remaining flow entries are synchronized.
  • the network down period (with a high failure level) can be shortened compared to the implementation example B, but on the other hand, there is a possibility that a period during which the route calculation is inaccurate may occur (FIG. Implementation example C).
  • the controller managed only two states, that is, whether or not the synchronization of all N flow tables was completed.
  • the controller managed only two states of the BC entries / MC entries in the flow table, that is, whether all N units have been synchronized or not.
  • the route calculation is performed after synchronizing the flow entries that are not actually required for the route calculation.
  • a column of “synchronization flag” indicating the synchronization state of the flow entry is provided in the flow table.
  • the flow table according to the present invention includes a rule column, a statistical information column, an action column, and a synchronization flag column.
  • information (attribute values) from L1 (layer 1: physical layer) to L4 (layer 4: transport layer) of the OSI reference model can be specified as a flow entry rule in any combination. it can.
  • a broadcast address or a multicast address can be specified.
  • wild cards such as “*” and “?” Can be used.
  • Statistic information such as “total number of packets matching the entry” and “time elapsed since the last match” can be stored in the statistical information column.
  • the contents of processing such as “transfer packet to switch A”, “transfer packet to host B”, or “discard packet” can be specified as the action of the flow entry. .
  • True (true) is a value indicating that the flow entry can be guaranteed to be already synchronized.
  • “False” is a value indicating that the flow entry cannot be guaranteed to be synchronized.
  • both the controller (OFC) and the switch (OFS) are provided with a “synchronization flag changing unit” for operating the value of the synchronization flag.
  • a “synchronization flag changing unit” for operating the value of the synchronization flag.
  • a “partial synchronization processing unit” is provided in the controller (OFC) to synchronize only flow entries that match a specific packet. As a result, when the first packet arrives, it is possible to synchronize the flow entries as much as necessary, and it is possible to accurately calculate the route without generating unnecessary pending (holding) time.
  • the BC entry / MC entry is synchronized first.
  • the wild card entry is first synchronized.
  • the wild card entry is a destination MAC address (dst MAC), a source MAC address (src MAC), a destination IP address (dst IP), and a source IP address (src IP) in the flow entry rule. It is assumed that the flow entry uses a wild card in at least one of the four columns (specific four columns).
  • BC entry / MC entry / wildcard entry is referred to as a “special entry”.
  • a flow entry that is not a special entry is called a “normal entry”.
  • Normal entries are those in which no specific wildcard is used in the 4 specific fields and a specific value is entered, and no broadcast address or multicast address is entered in the address entry field.
  • the switch (OFS) has a special entry full synchronization flag.
  • the special entry full synchronization flag is “true” (true) when all the set BC entries / MC entries / wildcard entries are synchronized, and “false” (false) otherwise. is there.
  • the network system includes a controller (OFC) 10, a switch (OFS) 20, and a host 30.
  • the controller (OFC) 10 manages the switch (OFS).
  • the switch (OFS) 20 constitutes a network.
  • the host 30 is connected to the switch (OFS) 20 and performs network communication via the switch (OFS) 20.
  • the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 are connected by a secure channel.
  • the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 perform communication according to the OpenFlow protocol via the secure channel.
  • the controller (OFC) 10 controls how the switch (OFS) 20 processes a packet arriving at the switch (OFS) 20 by operating a flow entry.
  • the switch (OFS) 20 holds at least one flow table.
  • the controller (OFC) 10 holds a flow table having the same contents as the flow tables of all subordinate switches (OFS) 20. That is, the controller (OFC) 10 holds a master table of a flow table for each subordinate switch (OFS) 20.
  • the flow table of the switch (OFS) 20 is a copy (duplication) of the flow table of the controller (OFC) 10.
  • controller (OFC) 10 has a special entry all synchronization flag for each switch (OFS) to be managed.
  • the controller (OFC) 10 includes a secure channel monitoring unit 11, a flow table management unit 12, a partial synchronization processing unit 13, and a route calculation unit 14.
  • the secure channel monitoring unit 11 monitors a secure channel for performing communication between the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 and detects it when communication is interrupted.
  • the flow table management unit 12 manages the flow table of the controller (OFC) 10.
  • the flow table management unit 12 includes a synchronization flag change unit 121.
  • the synchronization flag changing unit 121 changes the value of the synchronization flag in the flow table of the controller (OFC) 10.
  • the partial synchronization processing unit 13 synchronizes the BC entry / MC entry / wildcard entry, which is a special entry, between the flow table of the controller (OFC) 10 and the flow table of the switch (OFS) 20. That is, the partial synchronization processing unit 13 performs processing (partial audit processing) of synchronizing only the special entries first, not processing of synchronizing all the flow entries (complete audit processing).
  • the route calculation unit 14 receives a route calculation request from the switch (OFS) and derives a flow entry for the packet.
  • the flow table of the controller (OFC) 10 is referred to as an input for route calculation.
  • the switch (OFS) 20 includes a secure channel monitoring unit 21, a flow table management unit 22, a partial synchronization processing unit 23, and a packet processing unit 24.
  • the secure channel monitoring unit 21 monitors a secure channel for performing communication between the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 and detects it when communication is interrupted.
  • the flow table management unit 22 updates the flow table of the switch (OFS) 20.
  • the flow table management unit 22 includes a synchronization flag changing unit 221.
  • the synchronization flag changing unit 221 changes the value of the synchronization flag in the flow table of the switch (OFS) 20.
  • the partial synchronization processing unit 23 synchronizes BC entries / MC entries / wildcard entries, which are special entries, between the flow table of the controller (OFC) 10 and the flow table of the switch (OFS) 20.
  • the packet processing unit 24 searches the flow table of the switch (OFS) 20 for a packet received from the host or the switch, and if a matching flow entry is detected, the action of the matching flow entry is determined. Process the packet according to the description. For example, processing such as packet transfer to a host or another switch, or packet discarding is performed. If no matching flow entry is detected (in the case of a first packet), the controller (OFC) 10 is requested to perform route calculation by transferring a copy of the first packet, and the flow entry from the controller (OFC) 10 If there is additional registration of a flow entry, the packet is appropriately processed according to the contents described in the action of the additionally registered flow entry.
  • the secure channel monitoring unit 11 and the secure channel monitoring unit 21 start to operate after the respective devices of the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 are activated and secure channel communication is started.
  • Step A1 The secure channel monitoring unit 11 and the secure channel monitoring unit 21 monitor a secure channel.
  • Step A2 the secure channel monitoring unit 11 and the secure channel monitoring unit 21 determine whether communication has been interrupted. If communication is performed normally, monitoring is continued.
  • Step A3 When the secure channel monitoring unit 11 and the secure channel monitoring unit 21 detect the disconnection of communication, the values of the synchronization flags of all the flow entries (all special entries and all normal entries) included in the flow table are set to “false” (false). Update to
  • the flow table management unit 12 sets all of the synchronization flag fields in the flow table of the controller (OFC) 10 to “false”. Instruct to update to (false).
  • the synchronization flag changing unit 121 of the flow table management unit 12 updates all the synchronization flag columns of the flow table of the controller (OFC) 10 to “false” in response to the instruction.
  • This flow table corresponds to the flow table of the switch (OFS) 20 connected by the secure channel.
  • the flow table management unit 22 sets all of the synchronization flag columns in the flow table of the switch (OFS) 20 to “false”. Instruct to update to (false).
  • the synchronization flag changing unit 221 of the flow table management unit 22 updates all the synchronization flag columns of the flow table of the switch (OFS) 20 to “false” in response to the instruction.
  • Step A4 the secure channel monitoring unit 11 and the secure channel monitoring unit 21 update the value of the special entry all synchronization flag to “false” (false).
  • the secure channel monitoring unit 11 of the controller (OFC) 10 detects the disconnection of the secure channel communication
  • the secure channel monitoring unit 11 updates the value of the special entry all synchronization flag of the controller (OFC) 10 to “false” (false).
  • This special entry full synchronization flag corresponds to the special entry full synchronization flag of the switch (OFS) 20 connected by the secure channel.
  • the secure channel monitoring unit 21 of the switch (OFS) 20 detects disconnection of the secure channel
  • the secure channel monitoring unit 21 updates the value of the special entry all synchronization flag of the switch (OFS) 20 to “false” (false).
  • Step A5 Thereafter, the secure channel monitoring unit 11 and the secure channel monitoring unit 21 wait for resumption of secure channel communication, and then resume communication monitoring.
  • Step B1 The partial synchronization processing unit 13 of the controller (OFC) 10 detects the update of the special entry full synchronization flag and starts the operation (partial audit process).
  • the partial synchronization processing unit 13 is implemented in a format such as an event handler that operates when the value of the special entry full synchronization flag is updated from “true” (true) to “false” (false).
  • the partial synchronization processing unit 13 refers to the flow table of the controller (OFC) 10 and searches for all special entries.
  • the special entry indicates a BC entry / MC entry / wild card entry.
  • the BC entry is one in which a broadcast address is described in the rule.
  • the MC entry has a multicast address described in the rule.
  • the wild card entry is one in which one or more “*” or “?” Is described in the four specific fields of the rule. Therefore, it becomes a simple search.
  • Step B2 the partial synchronization processing unit 13 updates the values of the synchronization flags of all the special entries found by the search to “true” (true).
  • Step B3 the partial synchronization processing unit 13 assigns the information of all the special entries found by the search to the special entry synchronization request and notifies the switch (OFS) 20 of the special entry to the switch (OFS) 20. Request synchronization and wait for a response of synchronization completion from the switch (OFS) 20.
  • Step B4 The partial synchronization processing unit 23 of the switch (OFS) 20 receives a special entry synchronization request (notification of special entry information) to which special entry information is given from the partial synchronization processing unit 13 of the controller (OFC) 10. Start special entry synchronization processing.
  • Step B5 The partial synchronization processing unit 23 searches all the special entries assigned to the special entry synchronization request from the flow table of the switch (OFS) 20 and deletes all the special entries found by the search.
  • Step B6 the partial synchronization processing unit 23 additionally registers all the special entries assigned to the special entry synchronization request in the flow table of the switch (OFS) 20, and sets the value of the synchronization flag of the additionally registered special entry. Update to “true”.
  • Step B7 the partial synchronization processing unit 23 updates the value of the special entry full synchronization flag of the switch (OFS) 20 to “true” (true).
  • Step B8 the partial synchronization processing unit 23 notifies the controller (OFC) 10 of completion of the special entry synchronization processing.
  • Step B9 The partial synchronization processing unit 13 of the controller (OFC) 10 receives the notification of completion of the special entry synchronization processing from the partial synchronization processing unit 23 of the switch (OFS) 20 and sets the value of the special entry total synchronization flag of the controller (OFC) 10. Update to “true”.
  • Step C1 When the packet processing unit 24 of the switch (OFS) 20 receives a packet transferred from the host or another switch, the packet processing unit 24 starts the operation and checks whether the value of the special entry all synchronization flag is “true” (true). To do.
  • Step C2 When the value of the special entry all synchronization flag is “false” (false), the packet processing unit 24 discards the packet.
  • Step C3 When the value of the special entry all synchronization flag is “true” (true), the packet processing unit 24 refers to the header information of the packet, checks the information (attribute value) of L1 to L4 of the packet, and sets the switch ( OFS) 20 is searched for a matching flow entry. In this search, all of special entries and normal entries are to be searched.
  • Step C4 As a result of the search, the packet processing unit 24 checks whether a special entry that matches the packet (entire rule) is found.
  • Step C5 If a special entry that matches the packet (entire rule) is not found, the packet processing unit 24 checks whether a normal entry that matches the specific 4 column is found in the packet.
  • Step C6 When a normal entry whose specific 4 column matches the packet is found, the packet processing unit 24 checks whether the value of the synchronization flag of the found normal entry is “true” (true).
  • Step C7 As a result of the search, the packet processing unit 24 does not find a normal entry that matches the specified four fields in the packet, or the synchronization flag value of the found normal entry is “false” instead of “true”.
  • a route calculation request is transmitted to the controller (OFC) 10 to wait for completion of the route calculation.
  • the route calculation unit 14 of the controller (OFC) 10 performs route calculation in response to the route calculation request.
  • the value of the synchronization flag is set to “true” in the flow table of the switch (OFS) 20. ) Is additionally registered.
  • the path calculation unit 14 updates the value of the synchronization flag from “false” (false) to “true” (true) for the normal entry whose synchronization flag value is “false” (false).
  • the partial synchronization processing unit 13 of the controller (OFC) 10 executes partial synchronization processing as necessary in the course of route calculation. Note that additional registration of normal entries on the switch (OFS) 20 side is performed by the flow table management unit 22 of the switch (OFS) 20 in accordance with an instruction from the controller (OFC) 10. Further, the synchronization flag change unit 221 of the flow table management unit 22 updates the value of the synchronization flag on the switch (OFS) 20 side in accordance with an instruction from the controller (OFC) 10.
  • Step C8 The packet processing unit 24 selects a flow entry with the highest priority among the matching flow entries, refers to the action of the selected flow entry, and processes the packet according to the described contents. For example, the packet processing unit 24 performs processing such as “transfer the packet to the host or another switch” or “discard the packet”.
  • Step D1 The route calculation unit 14 of the controller (OFC) 10 receives the route calculation request issued from the switch (OFS) 20 (see step C7).
  • the route calculation unit 14 starts the operation in response to the route calculation request.
  • the route calculation request includes at least information (attributes) of the transmission destination / source of the packet (first packet) that is originally received by the switch (OFS) 20 and is currently subject to route calculation. Value) is stored. Actually, a copy (duplication) of the first packet may be stored in the route calculation request.
  • Step D2 The route calculation unit 14 extracts (extracts) information (attribute values) of the transmission source / destination L1 to L4 of the first packet L1 to L4 from the received route calculation request.
  • Step D3 The route calculation unit 14 sets a normal entry in which the value of the synchronization flag is “true” (true) and the specified four fields match the extracted information (attribute value) of L1 to L4, and the flow table of the controller (OFC) 10 Search from.
  • Step D4 As a result of the search, the route calculation unit 14 has found whether one or more normal entries in which the value of the synchronization flag is “true” and the specified four fields match the extracted information (attribute values) of L1 to L4 are found. Check.
  • Step D5 The route calculation unit 14 finds that the value of the synchronization flag is “true” (true), and one or more normal entries that match the extracted information (attribute value) of L1 to L4 in the specific four fields are found. Among the normal entries, it is confirmed whether or not there is a normal entry that matches not only the specific four fields but all the rules in the first packet.
  • Step D6 When one or more normal entries matching all the rules are found, the route calculation unit 14 updates the synchronization flag column of all the found normal entries to “true” (true).
  • Step D7 The route calculation unit 14 notifies the switch (OFS) 20 of all the found normal entries. For example, the route calculation unit 14 transmits to the switch (OFS) 20 a control message for registering all the found normal entries in the flow table of the switch (OFS) 20.
  • Step D8 When the matching normal entry is not searched, the route calculation unit 14 needs to newly register a normal entry describing the transfer destination of the first packet in the switch (OFS) 20, and the route calculation is necessary. At this time, before the route calculation, the route calculation unit 14 makes all the normal entries related to the first packet from all the flow tables (flow tables of all subordinate switches (OFS)) of the controller (OFC) 10. To collect. That is, the route calculation unit 14 does not distinguish between synchronized / unsynchronized states and special / normal entries, and all normal entries in the controller (OFC) 10 having all four specific fields matching the first packet. Search from the flow table and synchronize.
  • the route calculation unit 14 performs route calculation.
  • the route calculation unit 14 calculates a route by Dijkstra's algorithm.
  • the topology information is connection information of hosts, switches, and the like that constitute the network, and is registered in the controller (OFC) 10 in advance by a network administrator or the like.
  • the normal entry information is information of all the normal entries that match the packet among the normal entries already registered in each switch, and is collected at the time of route calculation. Therefore, the route can be calculated at this point.
  • the route calculation unit 14 obtains a normal entry to be registered in the subordinate switch (OFS) 20 as a result of route calculation.
  • Step D10 The route calculation unit 14 additionally registers a normal entry obtained as a result of route calculation in the flow table of the controller (OFC) 10. For example, the route calculation unit 14 instructs the flow table management unit 12 of the controller (OFC) 10 to additionally register the normal entry in the flow table of the controller (OFC) 10. At this time, the synchronization flag changing unit 121 of the flow table management unit 12 of the controller (OFC) 10 sets the value of the synchronization flag of the normal entry additionally registered in the flow table of the controller (OFC) 10 to “true” (true). Keep updated.
  • Step D11 the route calculation unit 14 reflects the normal entry additionally registered in the flow table of the controller (OFC) 10 in the flow table of the switch (OFS) 20.
  • the route calculation unit 14 transmits a control message to the switch (OFS) 20 and additionally registers the normal entry in the flow table management unit 22 of the switch (OFS) 20 in the flow table of the switch (OFS) 20. Instruct to do so.
  • the flow table management unit 22 of the switch (OFS) 20 additionally registers the normal entry in the flow table of the switch (OFS) 20 according to the instruction.
  • the synchronization flag changing unit 221 of the flow table management unit 22 of the switch (OFS) 20 sets the value of the synchronization flag of the normal entry additionally registered in the flow table of the switch (OFS) 20 to “true” (true). Keep updated.
  • the controller (OFC) 10 completes additional registration / synchronization of normal entries necessary for packet transfer, and the switch (OFS) 20 can execute packet transfer in step C8.
  • the controller (OFC) 10 manages the switch (OFS) 20. Assume that a packet arrives at the switch (OFS) 20 at an arbitrary timing. In this case, “Pattern 1” to “Pattern 5” shown in FIG. 13 show a list of the state of the flow entry that matches the packet.
  • a flow entry related to the packet is shown in the flow entry in the flow table of the switch (OFS) 20 below the center horizontal line (separator) in FIGS. 13 and 14 (on the switch (OFS) side). ing.
  • the flow entry related to the packet refers to a set of special entries that match the packet (the entire rule) and a set of normal entries that match the specified 4 fields to the packet.
  • the flow entry with “slashed” indicates a normal entry whose synchronization flag value is “false”.
  • the flow entry with “ ⁇ mark” indicates a normal entry in which the specific four columns match the first packet.
  • the switch (OFS) 20 holds entries having the same contents as these special entries. These entries are in a synchronized state, and the value of the synchronization flag is “true” (true).
  • controller (OFC) 10 / switch (OFS) 20 retrieves a flow entry that matches the first packet from each flow table, zero or more “specific 4 columns match” in each flow table. Entry "is detected. At this time, the synchronization state (and the value of the synchronization flag) of the detected normal entry varies. A combination of pattern 1 to pattern 5 can be considered as the synchronization state of the detected normal entry.
  • Pattern 1 shows a case where the normal entries have been synchronized and the four specific fields match. That is, the synchronized normal entry corresponding to the regular entry in the flow table of the controller (OFC) 10 exists in the flow table of the switch (OFS) 20, and the received packet is included in the synchronized regular entry. This is a case where there is a normal entry that matches the four specific fields.
  • the switch (OFS) 20 selects the flow entry with the highest priority among the matching flow entries, refers to the action of the selected flow entry, and describes it.
  • the packet is processed according to the contents.
  • Pattern 2 shows a case where the normal entry has been synchronized but the specific 4 column does not match. That is, the synchronized normal entry corresponding to the regular entry in the flow table of the controller (OFC) 10 exists in the flow table of the switch (OFS) 20, but the received packet is included in the synchronized regular entry. This is a case where there is no normal entry that matches the four specific columns.
  • the controller (OFC) 10 registers the normal entry obtained as a result of the route calculation in its own flow table, and the flow of the switch (OFS) 20 Reflect in the table.
  • the controller (OFC) 10 needs to collect the flow entries that match the first packet also to the other switches (OFS) configuring the network.
  • the controller (OFC) 10 collects unsynchronized flow entries in the synchronization process for other switches (OFS), it synchronizes the unsynchronized flow entries of the other switches (OFS) at the same time. .
  • Pattern 3 shows a case where the normal entry is unsynchronized but the specific four columns match. That is, an unsynchronized normal entry corresponding to the normal entry in the flow table of the controller (OFC) 10 exists in the flow table of the switch (OFS) 20, and the received packet is included in the unsynchronized normal entry. This is a case where there is a normal entry that matches the four specific fields.
  • step C6 of FIG. 11 the switch (OFS) 20 determines that the value of the synchronization flag of the found normal entry is not “true” (true) but “false” (false). As shown, a route calculation request is transmitted to the controller (OFC) 10 to wait for completion of the route calculation.
  • controller (OFC) 10 side finds an unsynchronized flow entry without having to calculate again.
  • the controller (OFC) 10 updates the value of the synchronization flag of the found unsynchronized normal entry from “false” (false) to “true” (true). Then, the normal entry is reflected in the switch (OFS) 20 with the value of the synchronization flag set to “true” (true). At this time, the controller (OFC) 10 updates the non-synchronized normal entry already registered in the switch (OFS) 20 by overwriting, and the value of the synchronization flag of this normal entry is changed from “false” (false). Update to “true”. Thereby, the unsynchronized normal entry already registered in the switch (OFS) 20 becomes a synchronized normal entry.
  • the switch (OFS) 20 can transfer a packet in accordance with the synchronized normal entry.
  • Pattern 4 shows a case where the normal entry is not synchronized and the specific 4 column does not match. That is, an unsynchronized normal entry corresponding to a normal entry in the flow table of the controller (OFC) 10 exists in the flow table of the switch (OFS) 20, but the received packet is specified in the unsynchronized normal entry. This is a case where there is no normal entry that matches the four columns.
  • step C5 of FIG. 11 even if a normal entry that matches the specific 4 column is not found as a result of the search, or when a normal entry that matches the specific 4 column is found in the packet, FIG.
  • step C6 if the value of the synchronization flag of the found normal entry is not “true” (true) but “false” (false), as shown in step C7 in FIG. Sends a route calculation request and waits for completion of the route calculation.
  • the controller (OFC) 10 performs route calculation in response to the route calculation request, and as a result of route calculation, a normal entry whose synchronization flag value is “true” in the flow table of the switch (OFS) 20 One more is registered.
  • the controller (OFC) 10 needs to collect the flow entries that match the first packet also to the other switches (OFS) configuring the network.
  • the controller (OFC) 10 collects unsynchronized flow entries in the synchronization process for other switches (OFS), it synchronizes the unsynchronized flow entries of the other switches (OFS) at the same time. .
  • Pattern 5 shows a case where the normal entry itself does not exist. In other words, the normal entry corresponding to the normal entry in the flow table of the controller (OFC) 10 does not exist in the flow table of the switch (OFS) 20 regardless of the synchronization state.
  • step C5 in FIG. 11 if a normal entry that matches the specific 4 field is not found as a result of the search, a route calculation request is sent to the controller (OFC) 10 as shown in step C7 in FIG. Send and wait for completion of the route calculation.
  • OFC controller
  • the controller (OFC) 10 performs route calculation in response to the route calculation request, and as a result of route calculation, a normal entry whose synchronization flag value is “true” in the flow table of the switch (OFS) 20 One more is registered.
  • the controller (OFC) 10 needs to collect the flow entries that match the first packet also to the other switches (OFS) configuring the network.
  • the controller (OFC) 10 collects unsynchronized flow entries in the synchronization process for other switches (OFS), it synchronizes the unsynchronized flow entries of the other switches (OFS) at the same time. .
  • the controller (OFC) 10 is about to calculate a route for the packet received from the switch (OFS) 20.
  • the controller (OFC) 10 includes three switches, that is, a switch (OFS) 20-1, a switch (OFS) 20-2, and a switch (OFS) 20-3 as other switches (OFS) constituting the network. It shall be managed.
  • the controller (OFC) 10 collects flow entries that are already registered in the switch (OFS) 20-1 to the switch (OFS) 20-3 and are related to the first packet.
  • FIG. 14 shows the flow entry states of the switch (OFS) 20-1 to the switch (OFS) 20-3 at that time.
  • the controller (OFC) 10 may simply collect the flow entries related to the same first packet from the flow table of the controller (OFC) 10.
  • the controller (OFC) 10 updates the value of the synchronization flag of this normal entry from “false” (false) to “true” (true), and the value of the synchronization flag is updated to “true” (true).
  • the registered normal entry is additionally registered in the switch (OFS) 20-2.
  • the controller (OFC) 10 sets the value of the synchronization flag of this normal entry to “false” ( false) is updated to “true”, and additional registration is performed in the switch (OFS) 20-2 by overwriting the normal entry already registered in the switch (OFS) 20-2.
  • the value of the synchronization flag of the normal entry already registered in the switch (OFS) 20-2 is updated from “false” (false) to “true” (true).
  • the controller (OFC) 10 determines that this normal entry is not registered in the switch (OFS) 20-3, and deletes this normal entry from the switch (OFS) 20-3.
  • the state of the controller (OFC) 10 / each switch (OFS) is the state of “pattern 2”, “pattern 4”, or “pattern 5” shown in FIG.
  • the controller (OFC) 10 registers the flow entry obtained as a result of the route calculation in its own flow entry with the value of the synchronization flag set to “true” (true).
  • the controller (OFC) 10 registers the flow entry obtained as a result of the route calculation in the flow entry of each switch (OFS) as the value of the synchronization flag as “true” (true).
  • the flow entry obtained as a result of the route calculation may be included in the special entry that has already been registered.
  • the flow entry is registered with higher priority than the registered special entry. This is so that when the same packet arrives again at the switch (OFS), the arrived packet matches the flow entry obtained as a result of the route calculation before the registered special entry. This is a necessary device.
  • the “entry synchronization flag change process” and the “partial synchronization process” enable the synchronization state to be managed in units of flow entries, so that synchronization can be performed in units of flow entries.
  • the controller (OFC) synchronizes the wild card entry in addition to the BC entry / MC entry at the beginning of the “audit process” (synchronization process).
  • the switch (OFS) discards the first packet that arrives during the “audit process”.
  • the period until the packet is discarded is slightly longer by the amount of synchronization processing of the wild card entry.
  • a computer such as a PC (personal computer), an appliance, a thin client server, a workstation, a mainframe, and a supercomputer is assumed.
  • the host 30 include a mobile phone, a smart phone, a smart book, a car navigation system (car navigation system), a portable game machine, a consumer game machine, a portable music player, a handy terminal, a gadget (electronic device), and an interactive television.
  • digital tuners, digital recorders, information home appliances, OA (Office Automation) devices, point-of-sale terminals / high-function copiers, digital signage (digital signage), and the like are also conceivable.
  • the controller (OFC) 10 and the host 30 are not limited to terminals and servers, but may be relay devices or peripheral devices.
  • the controller (OFC) 10 and the host 30 may be an expansion board mounted on a computer or the like, or a virtual machine (VM: Virtual Machine) built on a physical machine.
  • VM Virtual Machine
  • Examples of the switch (OFS) 20 include a network switch, a router, a proxy, a gateway, a firewall, a load balancer, and a bandwidth control device.
  • Packet shaper security supervisory control device
  • SCADA Supervision Control And Data Acquisition
  • gatekeeper gatekeeper
  • base station base station
  • AP access point
  • satellite union Or a computer having a plurality of communication ports It can be considered.
  • a virtual switch realized by a virtual machine (VM) constructed on a physical machine may be used.
  • VM virtual machine
  • the controller (OFC) 10, the switch (OFS) 20, and the host 30 may be mounted on a moving body such as a vehicle, a ship, or an aircraft.
  • each of the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 is used for communication between a processor that drives based on a program and executes predetermined processing, a memory that stores the program and various data, and a network. Realized by the interface used.
  • processors include a CPU (Central Processing Unit), a network processor (NP: Network Processor), a microprocessor (microprocessor), a microcontroller (microcontroller), or a semiconductor integrated circuit (LSI: Large Scale) having a dedicated function. Integration) or the like.
  • CPU Central Processing Unit
  • NP Network Processor
  • microprocessor microprocessor
  • microcontroller microcontroller
  • LSI semiconductor integrated circuit
  • semiconductor storage devices such as RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), and HDD Memory (SDHidK)
  • RAM Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • EEPROM Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory
  • HDD Memory HDD Memory
  • An auxiliary storage device such as State Drive
  • a removable disk such as a DVD (Digital Versatile Disk)
  • a storage medium such as an SD memory card (Secure Digital memory card), or the like
  • a buffer, a register, or the like may be used.
  • DAS Direct Attached Storage
  • FC-SAN Fibre Channel-Storage Area Network
  • NAS Network Attached Storage
  • IP-SAN IP-Storage Area
  • processor and the memory may be integrated.
  • a single chip such as a microcomputer has been developed. Therefore, a case where a one-chip microcomputer mounted on an electronic device or the like includes the processor and the memory can be considered.
  • Examples of the above interfaces include semiconductor integrated circuits such as boards (motherboards and I / O boards) and chips that support network communication, network adapters such as NIC (Network Interface Card), and communication devices such as expansion cards and antennas.
  • NIC Network Interface Card
  • a communication port such as a connection port (connector) is conceivable.
  • networks include the Internet, LAN (Local Area Network), 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 conceivable.
  • the internal components of the controller (OFC) 10 and the switch (OFS) 20 may be a module, a component, a dedicated device, or an activation (calling) program thereof.
  • the present invention improves the flow table synchronization process between the controller (OFC) and the switch (OFS) in the OpenFlow network.
  • the controller (OFC) manages the synchronization status of the flow entries constituting each flow table in units of flow entries so that only specific flow entries can be synchronized with the switch (OFS) side first. .
  • the present invention can be applied to the use of flow table synchronization processing in an OpenFlow network. That is, in the CU separation type network system, the present invention can be applied to the use of the path information synchronization processing between the control device and the node device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

　オープンフローネットワークにおいて、コントローラが、フローエントリ単位で同期状態を管理し、全フローエントリが非同期の場合、特定のフローエントリのみ先にスイッチ側と同期する。そのために、フローエントリ毎の同期状態を示す「同期フラグ」の欄をフローテーブルに設け、一部のフローエントリを「特殊エントリ」とし、特殊エントリの同期状態を示す「特殊エントリ同期フラグ」を用意する。まず、セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、全フローエントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を「偽」とし、特殊エントリ同期フラグの「偽」を検知した際、特殊エントリを同期して同期フラグ等を「真」に更新し、特殊エントリ同期フラグが「真」の際に特殊エントリが受信パケットとマッチしない場合、受信パケットと送信元・送信先がマッチするフローエントリを同期して同期フラグの値を「真」に更新する。

Description

ネットワークシステム、及び経路情報同期方法
　本発明は、ネットワークシステムに関し、特に経路情報のエントリを同期するネットワークシステムに関する。
　［ＣＵ分離型ネットワークシステムの説明］
　ネットワークシステムの制御方式の１つとして、外部の制御装置（コントロールプレーン）からノード装置（ユーザプレーン）を制御するＣＵ（Ｃ：コントロールプレーン／Ｕ：ユーザプレーン）分離型ネットワークシステムが提案されている。
　ＣＵ分離型ネットワークシステムの一例として、コントローラからスイッチを制御してネットワークシステムの経路制御を行うオープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）技術を利用したオープンフローネットワークシステムが挙げられる。オープンフロー技術の詳細については、非特許文献１に記載されている。なお、オープンフローネットワークシステムは一例に過ぎない。
　［オープンフローネットワークシステムの説明］
　オープンフローネットワークシステムでは、従来のスイッチの機構が、経路の決定処理を外部からプログラミングすることで変更可能としたモジュールであるオープンフローコントローラ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＯＦＣ）と、パケット転送処理のみを行うモジュールであるオープンフロースイッチ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ：ＯＦＳ）とに分離されている。
　以下、記載の簡略化のため、オープンフローコントローラを「コントローラ（ＯＦＣ）」と表記し、オープンフロースイッチを「スイッチ（ＯＦＳ）」と表記する。
　オープンフローネットワークシステムでは、コントローラ（ＯＦＣ）が、スイッチ（ＯＦＳ）のフローテーブルを操作することによりスイッチ（ＯＦＳ）の挙動を制御する。
　コントローラ（ＯＦＣ）とスイッチ（ＯＦＳ）の間は、コントローラ（ＯＦＣ）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（ＯＦＳ）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システムにおけるスイッチ（ＯＦＳ）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（ｐａｃｋｅｔ）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。
　パケットは、フレーム（ｆｒａｍｅ）と読み替えても良い。パケットとフレームの違いは、プロトコルが扱うデータの単位（ＰＤＵ：Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　Ｄａｔａ　Ｕｎｉｔ）の違いに過ぎない。パケットは、「ＴＣＰ／ＩＰ」（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のＰＤＵである。一方、フレームは、「Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）」のＰＤＵである。
　フローテーブルとは、所定の条件（ルール）に適合（マッチ）するパケット（通信データ）に対して行うべき所定の動作（アクション）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領域に含まれる送信先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ　Ａｄｄｒｅｓｓ）、送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ　Ａｄｄｒｅｓｓ）、送信先ポート（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み合わせにより定義され、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。また、フローエントリのルールとして、フローを示すパケットのヘッダ領域の値の一部（又は全部）を、正規表現やワイルドカード「＊」等で表現したものを設定することもできる。
　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）が示されていれば、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れば、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システムにおけるスイッチ（ＯＦＳ）は、フローエントリのルールに適合するパケット群（パケット系列）に対して、フローエントリのアクションを実行する。
　現在のところ、オープンフロー技術は、研究段階から実用段階への過渡期にある。実用化に向けて、データセンター等の大規模ネットワークにおける運用試験等が実施されている。この中で、スケーラビリティに関わる問題が顕在化しており、フローエントリの同期に関する問題もその１つである。例えば、全スイッチ・全フローエントリの同期を行えば、障害発生時やクラスタスイッチ時に発生するサービス縮退時間が非常に長くなるという問題がある。そのため、このような問題を改善するための技術が望まれている。
"ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．１．０　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ"，［ｏｎｌｉｎｅ］，Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２８，　２０１１，インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｏｐｅｎｆｌｏｗ－ｓｐｅｃ－ｖ１．１．０．ｐｄｆ）
　本発明の目的は、オープンフローネットワークシステム等のＣＵ分離型ネットワークシステムにおいて、フローテーブルを構成するフローエントリ一つ一つの同期状態を管理し、フローエントリ毎に同期（フローテーブルの部分的同期）を行うネットワークシステムを提供することである。
　本発明に係るネットワークシステムは、パケットをフローとして一律に制御するためのルールとアクションとが定義されたフローエントリに従って、受信したパケットの処理を行うスイッチと、スイッチに対して制御メッセージを送信し、フローエントリの設定を行うコントローラとを含む。コントローラは、スイッチに設定したフローエントリと同一のフローエントリを保持し、フローエントリ単位で同期状態を管理し、フローエントリが非同期の場合、スイッチとの間で、特定のフローエントリを優先して同期する。
　本発明に係る経路情報同期方法では、スイッチは、パケットをフローとして一律に制御するためのルールとアクションとが定義されたフローエントリに従って、受信したパケットの処理を行う。また、コントローラは、スイッチに対して制御メッセージを送信し、フローエントリの設定を行う。このとき、コントローラは、スイッチに設定したフローエントリと同一のフローエントリを保持し、フローエントリ単位で同期状態を管理し、フローエントリが非同期の場合、スイッチとの間で、特定のフローエントリを優先して同期する。
　本発明に係るプログラムは、上記の経路情報同期方法におけるコントローラ又はスイッチの処理を、計算機等の電子機器に実行させるためのプログラムである。なお、本発明に係るプログラムは、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、オープンフローネットワークシステム等のＣＵ分離型ネットワークシステムにおいて、障害発生時やクラスタスイッチ時に発生するサービス縮退時間を減少させる。
基本的なオープンフローネットワークシステムの構成例を示す図である。 フローエントリの仕様（形式）について説明するための図である。 フローエントリ追加登録時の手順について説明するための図である。 フローエントリ削除時の手順について説明するための図である。 コントローラ（ＯＦＣ）のクラスタスイッチ処理について説明するための図である。 「ａｕｄｉｔ処理」（同期処理）の実装例について説明するための図である。 本発明に係るフローテーブルの仕様（形式）について説明するための図である。 本発明に係るネットワークシステムの構成例を示す図である。 セキュアチャネル監視部の動作を示すフローチャートである。 部分同期処理部の動作を示すフローチャートである。 パケット処理部の動作を示すフローチャートである。 経路計算部の動作を示すフローチャートである。 パケット到達時の実際の動作について説明するための図である。 他のスイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリを収集する動作の詳細について説明するための図である。 サービス縮退時間を短縮できる理由について説明するための図である。
　＜前提＞
　本発明は、ＣＵ分離型ネットワークシステムを対象としている。ここでは、ＣＵ分離型ネットワークシステムの１つであるオープンフローネットワークシステムを例に説明する。但し、実際には、オープンフローネットワークシステムに限定されない。
　［オープンフローネットワークシステムの構成］
　図１を参照して、基本的なオープンフローネットワークシステムの構成例について説明する。
　基本的なオープンフローネットワークシステムは、コントローラ（ＯＦＣ）１０と、スイッチ（ＯＦＳ）２０と、ホスト３０を含む。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０、スイッチ（ＯＦＳ）２０、及びホスト３０は、それぞれ複数台でも良い。例えば、複数のスイッチ（ＯＦＳ）２０の各々は、スイッチ（ＯＦＳ）２０－１、スイッチ（ＯＦＳ）２０－２、・・・、のように表記する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）を管理する。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、ネットワークを構成する。
　ホスト３０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に接続され、スイッチ（ＯＦＳ）２０を介してネットワーク通信を行う。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０の間は、ＳＳＬ（ＳｅｃｕｒｅＳｏｃｋｅｔＬａｙｅｒ）により保護された通信路である「セキュアチャネル」で接続されている。コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０は、セキュアチャネルを経由し、オープンフロープロトコルに則った通信を行う。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に到着するパケットをスイッチ（ＯＦＳ）２０がどのように処理するかについて、フローエントリを操作することにより制御する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に、多数のフローエントリを登録することになる。
　フローエントリの集合は、「フローテーブル」と呼ばれる表形式で管理されている。
　各スイッチ（ＯＦＳ）２０は、フローテーブルを少なくとも１つ保持している。コントローラ（ＯＦＣ）１０は、配下の各スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルと同じ内容のフローテーブルを全て保持している。すなわち、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、各スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルのマスターテーブルを保持している。
　なお、「フローテーブルを保持している」とは、そのフローテーブルを管理していることを意味する。そのフローテーブルをネットワーク経由等で管理可能であれば、実際には、そのフローテーブルが自身の内部に存在していなくても良い。すなわち、フローテーブルの保管場所は、そのフローテーブルを管理する装置の内部に限らず、外部でも良い。例えば、コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０が、ネットワーク上にある同一のフローテーブルを共有することも考えられる。
　フローエントリの仕様（形式）は、オープンフロー規約により定められている。
　［フローエントリの仕様（形式）］
　図２を参照して、フローエントリの仕様（形式）について説明する。
　フローエントリは、ルールの欄と、統計情報の欄と、アクションの欄を含む。
　ルールの欄には、フローエントリのルールとして、ＯＳＩ参照モデルのＬ１（レイヤ１：物理層）からＬ４（レイヤ４：トランスポート層）までの情報（属性値）を任意に組み合わせて指定することができる。なお、ルールの欄には、ブロードキャストアドレスやマルチキャストアドレスを指定することができる。また、「＊」や「？」といったワイルドカードを使用することもできる。
　統計情報の欄には、「当該エントリにマッチしたパケットの総数」や、「最後にマッチしてから経過した時間」等の統計情報が格納されている。
　アクションの欄には、フローエントリのアクションとして、「パケットをスイッチＡに転送する」、「パケットをホストＢに転送する」、或いは「パケットを廃棄する」等の処理の内容を指定することができる。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、ルールの欄に記述された内容にマッチするパケットを、アクションの欄に記述された内容に従って処理する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、このようなフローエントリをスイッチ（ＯＦＳ）２０に登録することで、マッチするパケットに対する処理を制御できるのである。
　単純な例を示せば、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、「１０．３４．７６．１３１のアドレスを持つホストから、１０．３４．８１．１００のアドレスを持つホストのポート２２宛に送出されたパケットについては、廃棄する」といった内容を、フローエントリとしてスイッチ（ＯＦＳ）２０に登録することができる。この場合、フローエントリのルールは、「送信元ＩＰアドレス＝１０．３４．７６．１３１」、「送信先ＩＰアドレス＝１０．３４．８１．１００」、及び「送信先ポート番号＝２２」となる。また、フローエントリのアクションは、「廃棄」となる。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、パケットが到着した時、当該パケットのヘッダ情報（送信元情報や送信先情報等）を読み取り、自身のフローテーブルの中から、マッチするルールを持つフローエントリ（以下、マッチするフローエントリと呼ぶ）を検索する。
　検索の結果、マッチするフローエントリが見つかった場合、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、そのフローエントリのアクションに記載されている通りにパケットを処理する。なお、複数のフローエントリが見つかった場合、見つかったフローエントリのうち、最も優先度が高いフローエントリに従い、パケットを処理する。
　また、検索の結果、マッチするフローエントリが見つからなかった場合、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、当該パケットを「ファーストパケット」と判断し、当該パケットのコピー（複製）をコントローラ（ＯＦＣ）１０に転送することで、当該パケットをどのように処理すべきかについてコントローラ（ＯＦＣ）１０に問い合わせる。
　なお、「ファーストパケット」とは、初めてスイッチ（ＯＦＳ）２０に到着したパケット（新規パケット）であり、既存のフローエントリに適合しないパケット（未登録パケット）のことである。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０から問い合わせを受けた場合、経路計算を行い、問い合わせを受けたパケットを送信先まで転送するための最適な経路を導出する。
　また、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、導出した経路を構成するためのフローエントリを新規に追加登録する。このとき、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、自身のフローテーブルにも同じフローエントリを新規に追加登録する。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、コントローラ（ＯＦＣ）１０から新規に追加登録されたフローエントリに従って、当該パケット及び以降の同一フローのパケットを処理する。
　オープンフローネットワークにおいて、送信元ホストから送信先ホストに到達するための経路は、公知となっている「ダイクストラのアルゴリズム」（ダイクストラ法に基づく経路探索アルゴリズム）により求めることができる。
　このとき、経路計算の入力として、以下の（１）、（２）に示す２つの情報が与えられる必要がある。
　（１）トポロジー情報
　トポロジー情報は、当該ネットワークを構成するホストやスイッチ等の接続情報であり、ネットワーク管理者等により事前に登録されている情報である。
　（２）フローエントリ情報
　フローエントリ情報は、各スイッチに既に登録されているフローエントリ全般の情報である。
　フローエントリ情報が入力として与えられないまま経路計算した場合や、入力として与えられた情報が誤っていた場合、経路計算の結果として導出した経路に基づくフローエントリと、既存のフローエントリとの組み合わせにより、ループ経路が形成される危険性がある。
　従って、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、配下のスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルと同一の内容のフローテーブルを保持し、経路計算を実行する毎に必要な情報を参照できるようにしている。
　図１の例では、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、自身のフローテーブルを保持しているが、それぞれスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルと同一の内容のものである。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０が常に正しい計算を行うことができるためには、自身のフローテーブルの内容と、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルの内容が、常に同じ内容になっている必要がある。
　従って、いずれかのフローテーブルが更新される場合には、両方の同期状態が保たれるように更新する必要がある。
　フローテーブルの更新の例として、フローエントリの「追加登録」と「削除」が挙げられる。
　［フローエントリ追加登録時の手順］
　図３を参照して、フローエントリ追加登録時の手順について説明する。
　フローエントリが追加登録されるのは、スイッチ（ＯＦＳ）２０がファーストパケットを受け取り、コントローラ（ＯＦＣ）１０に経路を問い合わせ、コントローラ（ＯＦＣ）１０がスイッチ（ＯＦＳ）２０に新規フローエントリを追加登録する場合である。
　（１）ステップＳ１１
　例えば、ホストＡからホストＢ宛のパケットがスイッチ（ＯＦＳ）２０に到着する。スイッチ（ＯＦＳ）２０は、当該パケットを受信する。
　（２）ステップＳ１２
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、自身のフローテーブルから、当該パケットにマッチするフローエントリを検索する。当該パケットがファーストパケットである場合、マッチするフローエントリが見つからないため、コントローラ（ＯＦＣ）１０に当該パケットの転送経路を問い合わせる。
　（３）ステップＳ１３
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０からの問い合わせに応じて、当該パケットの転送経路を計算する。
　（４）ステップＳ１４
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、計算結果として導き出したフローエントリを、自身のフローテーブルに追加登録する。
　（５）ステップＳ１５
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に対して、フローエントリの追加登録を指示する制御メッセージを送信する。
　（６）ステップＳ１６
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、フローエントリの追加登録を指示する制御メッセージに基づいて、自身のフローテーブルにフローエントリを新規に追加登録する。
　（７）ステップＳ１７
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、新規に追加登録されたフローエントリ内に記載された内容に従い、当該パケットの転送処理を行う。
　以上から、コントローラ（ＯＦＣ）１０側で保持するフローテーブルと、スイッチ（ＯＦＳ）２０側で保持するフローテーブルとに対して、同期して追加登録処理が行われることがわかる。
　しかし、（４）ステップＳ１４が完了してから（６）ステップＳ１６が完了するまでの間に、セキュアチャネルが切断される等の障害が発生した場合には、同期が不可能となるため、コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０の両者のフローテーブルに差異が生じる。
　［フローエントリ削除時の手順］
　図４を参照して、フローエントリ削除時の手順について説明する。
　上記の「フローエントリ追加登録時の手順」に示したように、スイッチ（ＯＦＳ）２０にファーストパケットが到着するたびに、フローエントリが新規に追加登録される。
　しかし、フローテーブルの格納領域は有限であることから、際限なく追加登録することはできない。
　従って、ある一定時間以上マッチしなかったフローエントリを削除する処理を行うことで、フローエントリ数を一定数以下に収めるようにする。
　（１）ステップＳ２１
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、自身のフローテーブルから、一定時間以上マッチしなかったフローエントリを検索し、そのフローエントリを削除する。
　（２）ステップＳ２２
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、そのフローエントリを削除したという旨の通知を、コントローラ（ＯＦＣ）１０に送信する。
　（３）ステップＳ２３
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０からの通知に基づいて、自身のフローテーブルから、そのフローエントリに対応するフローエントリを削除する。
　以上から、コントローラ（ＯＦＣ）１０側で保持するフローテーブルと、スイッチ（ＯＦＳ）２０側で保持するフローテーブルとに対して、同期して削除処理が行われることがわかる。
　しかし、（１）ステップＳ２１が完了してから（３）ステップＳ２３が完了するまでの間に、セキュアチャネルが切断される等の障害が発生した場合、両者のフローテーブルに差異が生じる。
　なお、（２）ステップＳ２２では、非同期のメッセージが送信されることが、オープンフローの規約により定められている。
　以上説明したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びスイッチ（ＯＦＳ）２０のそれぞれで保持されるフローテーブルは、基本的には同期状態を保ちながら更新されるが、セキュアチャネルが切断された場合には差異が生じ得ることがわかる。
　従って、正確な経路計算を行うためには、生じた差異を修正する処理が必要となる。生じた差異を修正する処理を、ここでは「ａｕｄｉｔ処理」（同期処理）と呼ぶ。
　「ａｕｄｉｔ処理」では、コントローラ（ＯＦＣ）１０側で保持するフローテーブルを正確な情報（真の情報）とし、スイッチ（ＯＦＳ）２０側で保持するフローテーブルに生じた差異を修正する（同期する）。
　「ａｕｄｉｔ処理」には、以下の（１）～（３）のような困難さが伴う。
　（１）「ａｕｄｉｔ処理」自体が負荷の高い処理であること。
　（２）「ａｕｄｉｔ処理」が完了するまで、正確な経路計算を行うことができないこと。
　（３）「ａｕｄｉｔ処理」の完了／未完了に関わらず、スイッチ（ＯＦＳ）２０にパケットが到着し続けるため、差分の修正前にファーストパケットが到着する可能性があること。
　「ａｕｄｉｔ処理」では、管理するスイッチ（ＯＦＳ）２０の台数分のフローテーブルについて差分を修正する必要がある。
　そもそも、各スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに含まれるフローエントリの数が膨大であり、差分を照合・修正する処理には相応の時間を要する。
　従って、大規模ネットワークになればなるほど、「ａｕｄｉｔ処理」の処理量は大きくなる。
　また、一般的に、一対のフローテーブルにおいて発生する差異の量は、セキュアチャネルが切断されている時間間隔が長ければ長いほど大きくなる。
　以上の理由より、大規模ネットワークにおいて、コントローラ（ＯＦＣ）１０がクラスタスイッチ処理を行う場合等は、高負荷な「ａｕｄｉｔ処理」が必要となる典型的な例となる。
　なお、クラスタスイッチ処理とは、クラスタシステム（Ｃｌｕｓｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ）やフォールトトレラントシステム（Ｆａｕｌｔ　ｔｏｌｅｒａｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ）等のように、運用系（Ａｃｔｉｖｅ）と待機系（Ｓｔａｎｄｂｙ）のノードにより構成されたシステムで、ノードの役割を切り替える処理である。
　［コントローラ（ＯＦＣ）のクラスタスイッチ処理］
　図５を参照して、コントローラ（ＯＦＣ）１０がクラスタスイッチ処理を行う場合について説明する。
　図５に示すように、コントローラ（ＯＦＣ）１０を運用系（Ａｃｔｉｖｅ）から待機系（Ｓｔａｎｄｂｙ）へ切り替える場合、高負荷な「ａｕｄｉｔ処理」が必要となる。
　このような場合に、上記の（１）～（３）のような「ａｕｄｉｔ処理」の困難さが、実際の問題現象として顕在化することがある。
　従来の「ａｕｄｉｔ処理」は、基本的にフローテーブル単位で同期処理を行うものであり、フローエントリ単位で同期処理を行う仕組みや手法については提案されていなかった。
　［ａｕｄｉｔ処理の実装例］
　図６を参照して、フローテーブル単位で同期させる「ａｕｄｉｔ処理」のいくつかの実装例（実装例Ａ、Ｂ、Ｃ）と、それぞれの場合に発生し得る問題点について説明する。
　［実装例Ａ］
　全フローテーブルの「ａｕｄｉｔ処理」が完了するまでファーストパケットをペンディング（保留）させる。
　例えば、セキュアチャネル切断後、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、「ａｕｄｉｔ処理」をスイッチ（ＯＦＳ）２０一台分ずつ行い、Ｎ台分が完了してから経路計算を開始する。「ａｕｄｉｔ処理」の途中にスイッチ（ＯＦＳ）２０にファーストパケットが到着した場合、経路計算処理が必要となる。しかし、「ａｕｄｉｔ処理」の途中であるため、即座に経路計算すると、計算結果が不正確となる可能性がある。従って、「ａｕｄｉｔ処理」が完了するまで経路計算をペンディング（保留）にする。そうして「ａｕｄｉｔ処理」が完了したら、到着順に経路計算し、パケットを処理してゆく。ペンディング（保留）中のファーストパケットはスイッチ（ＯＦＳ）２０内のキュー（ｑｕｅｕｅ）に貯めておくことになる。
　この実装例Ａでは、ネットワーク規模が小さく「ａｕｄｉｔ処理」に掛かる時間が十分短い場合や、トラフィック量が少なく到着するファーストパケットの数が少数である場合には致命的な問題はおきない。経路計算ペンディング（保留）に由来するネットワーク遅延のみが発生する（図６の実装例Ａの成功ケース）。
　しかし、ネットワーク規模が大きくて「ａｕｄｉｔ処理」に長い時間を要する場合や、トラフィック量が多くて多数のファーストパケットがスイッチ（ＯＦＳ）２０に到着する場合には、スイッチ（ＯＦＳ）２０内のキューが溢れてしまう。こうなった場合、スイッチ（ＯＦＳ）２０がダウン（停止）し、ユーザからはネットワークがダウンした状態となる。また、装置復旧の手間が発生し、復旧するまでユーザはネットワークを使用できなくなる（図６の実装例Ａの失敗ケース）。
　［実装例Ｂ］
　全フローテーブルの「ａｕｄｉｔ処理」が完了するまでファーストパケットを受け付けない。
　実装例Ｂは、実装例Ａを改良したものである。
　例えば、セキュアチャネル切断後、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、フローテーブルの差分を修正する処理を、スイッチ（ＯＦＳ）２０毎に（一台分ずつ）行い、Ｎ台分が完了してから経路計算を開始する。これは、実装例Ａと同じである。
　また、「ａｕｄｉｔ処理」の途中にファーストパケットが到着した場合、即座に経路計算すると、結果が不正確となる可能性がある。しかし、ペンディング（保留）にしておき、スイッチ（ＯＦＳ）２０内のキューに貯めておくと、キューが溢れてスイッチ（ＯＦＳ）２０がダウンする可能性がある。よって、「ａｕｄｉｔ処理」中は、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、到着したファーストパケットを破棄するものとする。こうすることで、スイッチ（ＯＦＳ）２０がダウンすることはなくなる。
　しかし、「ａｕｄｉｔ処理」中、スイッチ（ＯＦＳ）２０がファーストパケットを破棄してしまい、パケットが送信先に到達しないため、ユーザからはネットワークがダウンした状態に見える（図６の実装例Ｂ）。
　［実装例Ｃ］
　最低限の「ａｕｄｉｔ処理」が完了するまではファーストパケットを受け付けない。
　なお、最低限の「ａｕｄｉｔ処理」の完了後はファーストパケットを受け付けて経路計算を実行する。
　実装例Ｃは、実装例Ａ、実装例Ｂを更に改良したものであり、ネットワークダウンの時間を短縮できる。
　例えば、セキュアチャネル切断後、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、フローテーブル内のフローエントリのうち、ブロードキャスト（ＢＣ）／マルチキャスト（ＭＣ）のフローエントリのみを他のフローエントリに先んじて同期する。
　ブロードキャスト（ＢＣ）のフローエントリ（以下、ＢＣエントリ）とは、フローエントリのルールにおいて、送信先アドレスにブロードキャストアドレスが指定されているフローエントリである。
　マルチキャスト（ＭＣ）のフローエントリ（以下、ＭＣエントリ）とは、フローエントリのルールにおいて、送信先アドレスにマルチキャストアドレスが指定されているフローエントリである。
　最初に、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、自身のフローテーブルと、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルとの間で、ＢＣエントリ／ＭＣエントリを同期することで、最低限のパケット転送を可能にする。
　また、ＢＣエントリ／ＭＣエントリ同期処理中には、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、到着したファーストパケットを破棄する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、ＢＣエントリ／ＭＣエントリ同期処理が完了した後、スイッチ（ＯＦＳ）２０から、スイッチ（ＯＦＳ）２０に到着したファーストパケットの問い合わせを受け入れ、順次処理してゆく。
　この時点では、全フローエントリが同期した訳ではないため、経路計算が不正確である可能性があるが、ペンディング（保留）にしておくことで、スイッチ（ＯＦＳ）２０がダウンする可能性があるため、スイッチ（ＯＦＳ）２０に到着したファーストパケットの問い合わせを受け入れ、順次、経路計算を実行する。また、経路計算と平行して、残りのフローエントリの同期処理を進める。
　結果的に、実装例Ｂに比べて、（障害レベルの高い）ネットワークダウンの期間を短縮できるが、一方で、経路計算が不正確となる期間が発生してしまう可能性がある（図６の実装例Ｃ）。
　また、実装例Ｃでは、経路計算と平行して「ａｕｄｉｔ処理」を行うため、「ａｕｄｉｔ処理」に掛かる時間の総計が増加する。従って、実装例Ｂに比べて、サービスの縮退時間が増加する可能性がある（図６の実装例Ｃの「増加」部分）。
　以上のように、上記の（１）～（３）のような「ａｕｄｉｔ処理」の困難さのため、特に大規模なネットワーク構成で、クラスタスイッチ処理を行う場合や、セキュアチャネルが切断するような障害が発生した場合に、サービス縮退時間が発生する。従って、このような状況において、サービス縮退時間を短縮する手法が求められる。
　＜実施形態＞
　以下に、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
　ファーストパケットがスイッチ（ＯＦＳ）に到着し、その経路を計算するに当たって、必要となるフローエントリは限られている。
　当該パケットの送信元・送信先にマッチするフローエントリだけが必要であり、マッチしないものは計算結果に何ら影響を及ぼすことがない。
　従って、あるファーストパケットに対する経路計算において、全てのフローテーブル・全てのフローエントリが同期されている必要はない。当該ファーストパケットにマッチするエントリだけが事前に同期されていれば十分である。すなわち、完全なａｕｄｉｔ処理ではなく、部分的なａｕｄｉｔ処理（部分ａｕｄｉｔ処理）を実行するだけで十分である。
　上記の実装例Ａ、実装例Ｂでは、コントローラ（ＯＦＣ）は、Ｎ台分の全フローテーブルの同期が完了したか、或いは、完了していないかの２状態のみを管理していた。
　上記の実装例Ｃにおいて、コントローラ（ＯＦＣ）は、フローテーブルの内のＢＣエントリ／ＭＣエントリについて、Ｎ台分が全て同期完了したか、或いはしていないかの２状態のみを管理していた。
　従って、実際には経路計算に必要とはならないフローエントリまで同期させた上で、経路計算を行っていたことになる。
　本発明では、図７のように、フローエントリ毎に、そのフローエントリの同期状態を示す「同期フラグ」の欄をフローテーブルに設ける。
　［本発明に係るフローテーブルの仕様（形式）］
　図７を参照して、本発明に係るフローテーブルの仕様（形式）について説明する。
　本発明に係るフローテーブルは、ルールの欄と、統計情報の欄と、アクションの欄と、同期フラグの欄を含む。
　ルールの欄には、フローエントリのルールとして、ＯＳＩ参照モデルのＬ１（レイヤ１：物理層）からＬ４（レイヤ４：トランスポート層）までの情報（属性値）を任意に組み合わせて指定することができる。なお、ルールの欄には、ブロードキャストアドレスやマルチキャストアドレスを指定することができる。また、「＊」や「？」といったワイルドカードを使用することもできる。
　統計情報の欄には、「当該エントリにマッチしたパケットの総数」や、「最後にマッチしてから経過した時間」等の統計情報を格納することができる。
　アクションの欄には、フローエントリのアクションとして、「パケットをスイッチＡに転送する」、「パケットをホストＢに転送する」、或いは「パケットを廃棄する」等の処理の内容を指定することができる。
　同期フラグの欄には、「真」（ｔｒｕｅ）／「偽」（ｆａｌｓｅ）のいずれかの値が入力されるものとする。
　「真」（ｔｒｕｅ）は、そのフローエントリが既に同期済みであると保証できることを示す値である。
　「偽」（ｆａｌｓｅ）は、そのフローエントリが同期済みであると保証できないことを示す値である。
　このフローテーブルの内容は、コントローラ（ＯＦＣ）及びスイッチ（ＯＦＳ）の両方に共通である。
　また、コントローラ（ＯＦＣ）及びスイッチ（ＯＦＳ）の両方に、この同期フラグの値を操作するための「同期フラグ変更部」を設ける。これにより、コントローラ（ＯＦＣ）及びスイッチ（ＯＦＳ）のそれぞれのフローエントリの同期状態を管理できるようにする。
　また、コントローラ（ＯＦＣ）に、特定のパケットにマッチするフローエントリだけを同期するための「部分同期処理部」を設ける。これにより、ファーストパケット到着時に、必要な分だけフローエントリを同期することを可能にし、不要なペンディング（保留）時間を発生させず、正確に経路計算を行うことができるようにする。
　結果として、実装例Ｃで発生していた経路計算が不正確となる期間がなくなり、サービス縮退時間の総量を短縮させることが可能となる。
　上記の実装例Ｃでは、ＢＣエントリ／ＭＣエントリを最初に同期させた。
　本発明では、ＢＣエントリ／ＭＣエントリに加え、ワイルドカードエントリも最初に同期させる。
　ワイルドカードエントリとは、フローエントリのルールにおいて、送信先ＭＡＣアドレス（ｄｓｔ　ＭＡＣ）、送信元ＭＡＣアドレス（ｓｒｃ　ＭＡＣ）、送信先ＩＰアドレス（ｄｓｔ　ＩＰ）、及び送信元ＩＰアドレス（ｓｒｃ　ＩＰ）の４つの欄（特定４欄）のうち少なくとも１つでワイルドカードが使用されているフローエントリを指すものとする。
　ここでは、ＢＣエントリ／ＭＣエントリ／ワイルドカードエントリを、「特殊エントリ」と呼ぶ。
　また、特殊エントリではないフローエントリを、「通常エントリ」と呼ぶ。
　通常エントリは、特定４欄で１つもワイルドカードが使用されずに具体的な値が入力されているものであり、アドレス記入欄にブロードキャストアドレスやマルチキャストアドレスが入力されていないものである。
　また、スイッチ（ＯＦＳ）は、特殊エントリ全同期フラグを持つ。
　特殊エントリ全同期フラグは、設定済みのＢＣエントリ／ＭＣエントリ／ワイルドカードエントリが、全て同期している場合に「真」（ｔｒｕｅ）となり、そうでない場合に「偽」（ｆａｌｓｅ）となるものである。
　あるパケットがスイッチ（ＯＦＳ）に到着した場合に、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリをフローテーブルから検索した場合、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリを０個以上検出する。
　［ネットワーク構成］
　図８を参照して、本発明に係るネットワークシステムの構成例について詳細に説明する。
　本発明に係るネットワークシステムは、コントローラ（ＯＦＣ）１０と、スイッチ（ＯＦＳ）２０と、ホスト３０を含む。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）を管理する。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、ネットワークを構成する。
　ホスト３０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に接続され、スイッチ（ＯＦＳ）２０を介してネットワーク通信を行う。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０の間は、セキュアチャネルで接続されている。コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０は、セキュアチャネルを経由し、オープンフロープロトコルに則った通信を行う。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に到着するパケットをスイッチ（ＯＦＳ）２０がどのように処理するかについて、フローエントリを操作することにより制御する。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、フローテーブルを少なくとも１つ保持している。コントローラ（ＯＦＣ）１０は、配下の全てのスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルと同じ内容のフローテーブルを保持している。すなわち、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、配下のスイッチ（ＯＦＳ）２０毎のフローテーブルのマスターテーブルを保持している。スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルは、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルのコピー（複製）である。
　また、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、管理するスイッチ（ＯＦＳ）毎に、特殊エントリ全同期フラグを持つ。
　［コントローラ（ＯＦＣ）の構成］
　次に、コントローラ（ＯＦＣ）１０の構成例について説明する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、セキュアチャネル監視部１１と、フローテーブル管理部１２と、部分同期処理部１３と、経路計算部１４を備える。
　セキュアチャネル監視部１１は、コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０との間で通信を行うためのセキュアチャネルを監視し、通信が途絶えた場合にそれを検出する。
　フローテーブル管理部１２は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルを管理する。
　なお、フローテーブル管理部１２は、同期フラグ変更部１２１を含む。
　同期フラグ変更部１２１は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内の同期フラグの値を変更する。
　部分同期処理部１３は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルと、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルとの間で、特殊エントリであるＢＣエントリ／ＭＣエントリ／ワイルドカードエントリを同期する。すなわち、部分同期処理部１３は、全てのフローエントリを同期させる処理（完全ａｕｄｉｔ処理）ではなく、特殊エントリのみ先に同期させる処理（部分ａｕｄｉｔ処理）を行う。
　経路計算部１４は、スイッチ（ＯＦＳ）にファーストパケットが到着した際に、スイッチ（ＯＦＳ）からの経路計算要求を受けて、当該パケットに対するフローエントリを導出する。このとき、経路計算の入力として、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルを参照する。
　［スイッチ（ＯＦＳ）の構成］
　次に、スイッチ（ＯＦＳ）２０の構成例について説明する。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、セキュアチャネル監視部２１と、フローテーブル管理部２２と、部分同期処理部２３と、パケット処理部２４を備える。
　セキュアチャネル監視部２１は、コントローラ（ＯＦＣ）１０とスイッチ（ＯＦＳ）２０との間で通信を行うためのセキュアチャネルを監視し、通信が途絶えた場合にそれを検出する。
　フローテーブル管理部２２は、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルを更新する。
　なお、フローテーブル管理部２２は、同期フラグ変更部２２１を含む。
　同期フラグ変更部２２１は、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルの同期フラグの値を変更する。
　部分同期処理部２３は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルと、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルとの間で、特殊エントリであるＢＣエントリ／ＭＣエントリ／ワイルドカードエントリを同期する。
　パケット処理部２４は、ホストやスイッチから受けたパケットについて、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルから、マッチするフローエントリを検索し、マッチするフローエントリが検出された場合、マッチするフローエントリのアクションに記載された内容に従ってパケットを処理する。例えば、ホストや他のスイッチへのパケットの転送や、パケットの破棄等の処理を行う。また、マッチするフローエントリが検出されなかった場合（ファーストパケットの場合）、コントローラ（ＯＦＣ）１０に、ファーストパケットのコピーを転送することで経路計算を依頼し、コントローラ（ＯＦＣ）１０からのフローエントリの追加登録を待ち、フローエントリの追加登録があれば、追加登録されたフローエントリのアクションに記載された内容に従って適宜パケットを処理する。
　［セキュアチャネル監視部の動作］
　図９を参照して、コントローラ（ＯＦＣ）１０のセキュアチャネル監視部１１、及び、スイッチ（ＯＦＳ）２０のセキュアチャネル監視部２１の動作について説明する。
　なお、セキュアチャネル監視部１１及びセキュアチャネル監視部２１は、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びスイッチ（ＯＦＳ）２０のそれぞれの装置が起動し、セキュアチャネルの通信が開始してから、動作を開始する。
　（１）ステップＡ１
　セキュアチャネル監視部１１及びセキュアチャネル監視部２１は、セキュアチャネルを監視する。
　（２）ステップＡ２
　次に、セキュアチャネル監視部１１及びセキュアチャネル監視部２１は、通信が途絶えたか否かの判断を行う。通信が正常に行われている場合は、監視を継続する。
　（３）ステップＡ３
　セキュアチャネル監視部１１及びセキュアチャネル監視部２１は、通信の切断を検知した場合、フローテーブルに含まれる全フローエントリ（特殊エントリ及び通常エントリの全て）の同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する。
　例えば、コントローラ（ＯＦＣ）１０のセキュアチャネル監視部１１は、セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、フローテーブル管理部１２に、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルの同期フラグの欄を全て「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する旨を指示する。フローテーブル管理部１２の同期フラグ変更部１２１は、指示に応じて、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルの同期フラグの欄を全て「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する。このフローテーブルは、当該セキュアチャネルで接続されていたスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに対応する。
　また、スイッチ（ＯＦＳ）２０のセキュアチャネル監視部２１は、セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、フローテーブル管理部２２に、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルの同期フラグの欄を全て「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する旨を指示する。フローテーブル管理部２２の同期フラグ変更部２２１は、指示に応じて、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルの同期フラグの欄を全て「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する。
　（４）ステップＡ４
　次に、セキュアチャネル監視部１１及びセキュアチャネル監視部２１は、特殊エントリ全同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する。
　例えば、コントローラ（ＯＦＣ）１０のセキュアチャネル監視部１１は、セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、コントローラ（ＯＦＣ）１０の特殊エントリ全同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する。この特殊エントリ全同期フラグは、当該セキュアチャネルで接続されていたスイッチ（ＯＦＳ）２０の特殊エントリ全同期フラグに対応する。
　また、スイッチ（ＯＦＳ）２０のセキュアチャネル監視部２１は、セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、スイッチ（ＯＦＳ）２０の特殊エントリ全同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新する。
　（５）ステップＡ５
　その後、セキュアチャネル監視部１１及びセキュアチャネル監視部２１は、セキュアチャネル通信の再開を待ち合わせてから、通信の監視を再開する。
　［部分同期処理部の動作］
　図１０を参照して、コントローラ（ＯＦＣ）１０の部分同期処理部１３、及び、スイッチ（ＯＦＳ）２０の部分同期処理部２３の動作について説明する。
　ここでは、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びスイッチ（ＯＦＳ）２０のそれぞれの特殊エントリ全同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）から「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新されたものとする。
　（１）ステップＢ１
　コントローラ（ＯＦＣ）１０の部分同期処理部１３は、特殊エントリ全同期フラグの更新を検知して動作（部分ａｕｄｉｔ処理）を開始する。例えば、部分同期処理部１３は、特殊エントリ全同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）から「偽」（ｆａｌｓｅ）に更新された場合に動作するイベントハンドラのような形式で実装される。まず、部分同期処理部１３は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルを参照し、全ての特殊エントリを検索する。特殊エントリとは、ＢＣエントリ／ＭＣエントリ／ワイルドカードエントリを指す。ＢＣエントリは、ルールにブロードキャストアドレスが記載されたものである。ＭＣエントリは、ルールにマルチキャストアドレスが記載されたものである。ワイルドカードエントリは、ルールの特定４欄で、「＊」か「？」が、１つ以上記載されているものである。従って、単純な検索となる。
　（２）ステップＢ２
　次に、部分同期処理部１３は、検索して見つかった全ての特殊エントリの同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。
　（３）ステップＢ３
　次に、部分同期処理部１３は、検索して見つかった全ての特殊エントリの情報を特殊エントリ同期要求に付与してスイッチ（ＯＦＳ）２０に通知することで、スイッチ（ＯＦＳ）２０に特殊エントリの同期を要求し、スイッチ（ＯＦＳ）２０からの同期完了の応答の待ち合わせをする。
　（４）ステップＢ４
　スイッチ（ＯＦＳ）２０の部分同期処理部２３は、コントローラ（ＯＦＣ）１０の部分同期処理部１３から、特殊エントリの情報が付与された特殊エントリ同期要求（特殊エントリの情報の通知）を受けて、特殊エントリ同期処理を開始する。
　（５）ステップＢ５
　部分同期処理部２３は、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルから、特殊エントリ同期要求に付与されていた全ての特殊エントリを検索し、検索して見つかった全ての特殊エントリを削除する。
　（６）ステップＢ６
　次に、部分同期処理部２３は、特殊エントリ同期要求に付与されていた全ての特殊エントリを、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに追加登録し、追加登録された特殊エントリの同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。
　（７）ステップＢ７
　次に、部分同期処理部２３は、スイッチ（ＯＦＳ）２０の特殊エントリ全同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。
　（８）ステップＢ８
　次に、部分同期処理部２３は、コントローラ（ＯＦＣ）１０に対し、特殊エントリ同期処理の完了を通知する。
　（９）ステップＢ９
　コントローラ（ＯＦＣ）１０の部分同期処理部１３は、スイッチ（ＯＦＳ）２０の部分同期処理部２３から特殊エントリ同期処理完了の通知を受けて、コントローラ（ＯＦＣ）１０の特殊エントリ全同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。
　［パケット処理部の動作］
　図１１を参照して、スイッチ（ＯＦＳ）２０のパケット処理部２４の動作について説明する。
　（１）ステップＣ１
　スイッチ（ＯＦＳ）２０のパケット処理部２４は、ホストや他のスイッチから転送されたパケットを受信した場合、動作を開始し、特殊エントリ全同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であるか確認する。
　（２）ステップＣ２
　パケット処理部２４は、特殊エントリ全同期フラグの値が「偽」（ｆａｌｓｅ）の場合、当該パケットを破棄する。
　（３）ステップＣ３
　パケット処理部２４は、特殊エントリ全同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）の場合、当該パケットのヘッダ情報等を参照し、当該パケットのＬ１～Ｌ４の情報（属性値）を調べ、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルからマッチするフローエントリを検索する。この検索では、特殊エントリ及び通常エントリの全てが検索の対象となる。
　（４）ステップＣ４
　パケット処理部２４は、検索の結果、当該パケットに（ルール全体が）マッチする特殊エントリが見つかったか確認する。
　（５）ステップＣ５
　パケット処理部２４は、当該パケットに（ルール全体が）マッチする特殊エントリが見つからない場合、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが見つかったか確認する。
　（６）ステップＣ６
　パケット処理部２４は、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが見つかった場合、見つかった通常エントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であるか確認する。
　（７）ステップＣ７
　パケット処理部２４は、検索の結果、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが見つからなかった場合、或いは、見つかった通常エントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）でなく「偽」（ｆａｌｓｅ）である場合、コントローラ（ＯＦＣ）１０に経路計算要求を送信し、その経路計算の完了を待ち合わせる。コントローラ（ＯＦＣ）１０の経路計算部１４は、経路計算要求に応じて、経路計算を行い、経路計算の結果として、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）である通常エントリを１つ追加登録する。或いは、経路計算部１４は、同期フラグの値が「偽」（ｆａｌｓｅ）となっている通常エントリに対して、同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）から「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。また、コントローラ（ＯＦＣ）１０の部分同期処理部１３は、経路計算の過程で、必要に応じて、部分同期処理を実行する。なお、スイッチ（ＯＦＳ）２０側での通常エントリの追加登録は、コントローラ（ＯＦＣ）１０からの指示に応じて、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブル管理部２２が行う。また、スイッチ（ＯＦＳ）２０側での同期フラグの値の更新は、コントローラ（ＯＦＣ）１０からの指示に応じて、フローテーブル管理部２２の同期フラグ変更部２２１が行う。
　（８）ステップＣ８
　パケット処理部２４は、マッチするフローエントリのうち、最も優先度の高いフローエントリを選択し、選択されたフローエントリのアクションを参照し、記載されている内容に従ってパケットを処理する。例えば、パケット処理部２４は、「パケットをホストや他のスイッチに転送する」、或いは、「パケットを廃棄する」といった処理を行う。
　［経路計算部の動作］
　図１２を参照して、コントローラ（ＯＦＣ）１０の経路計算部１４の動作について説明する。
　（１）ステップＤ１
　コントローラ（ＯＦＣ）１０の経路計算部１４は、スイッチ（ＯＦＳ）２０から発行された経路計算要求を受信する（ステップＣ７参照）。経路計算部１４は、この経路計算要求に応じて、動作を開始する。なお、この経路計算要求には、少なくとも、元々スイッチ（ＯＦＳ）２０が受信して目下の経路計算の対象となっているパケット（ファーストパケット）の送信先・送信元のＬ１～Ｌ４の情報（属性値）が格納されているものとする。実際には、経路計算要求には、ファーストパケットのコピー（複製）を格納しても良い。
　（２）ステップＤ２
　経路計算部１４は、受信した経路計算要求から、ファーストパケットのＬ１～Ｌ４の送信元・送信先のＬ１～Ｌ４の情報（属性値）を取り出す（抽出する）。
　（３）ステップＤ３
　経路計算部１４は、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であり、取り出したＬ１～Ｌ４の情報（属性値）に特定４欄がマッチする通常エントリを、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルから検索する。
　（４）ステップＤ４
　経路計算部１４は、検索の結果、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であり、取り出したＬ１～Ｌ４の情報（属性値）に特定４欄がマッチする通常エントリが１つ以上見つかったか確認する。
　（５）ステップＤ５
　経路計算部１４は、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であり、取り出したＬ１～Ｌ４の情報（属性値）に特定４欄がマッチする通常エントリが１つ以上見つかった場合、見つかった通常エントリのうち、当該ファーストパケットに特定４欄だけでなくルール全てがマッチする通常エントリがあるか否か確認する。
　（６）ステップＤ６
　経路計算部１４は、ルール全てがマッチする通常エントリが１つ以上見つかった場合、見つかった全ての通常エントリの同期フラグの欄を「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。
　（７）ステップＤ７
　経路計算部１４は、見つかった全ての通常エントリを、スイッチ（ＯＦＳ）２０に通知する。例えば、経路計算部１４は、見つかった全ての通常エントリをスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに登録するための制御メッセージを、スイッチ（ＯＦＳ）２０に送信する。
　（８）ステップＤ８
　経路計算部１４は、マッチする通常エントリが検索されない場合は、ファーストパケットの転送先を記述した通常エントリを新たにスイッチ（ＯＦＳ）２０に登録する必要があり、経路計算が必要となる。このとき、経路計算部１４は、経路計算に先立って、コントローラ（ＯＦＣ）１０が持つ全てのフローテーブル（配下の全てのスイッチ（ＯＦＳ）のフローテーブル）から、ファーストパケットに関連する全ての通常エントリを収集する。すなわち、経路計算部１４は、同期済み／未同期の状態や、特殊エントリ／通常エントリの区別なく、ファーストパケットに特定４欄がマッチする全ての通常エントリを、コントローラ（ＯＦＣ）１０が持つ全てのフローテーブルから検索し、同期する。
　（９）ステップＤ９
　経路計算部１４は、経路計算を実行する。ここでは、経路計算部１４は、ダイクストラのアルゴリズムにより経路を計算する。経路計算の入力として、「トポロジー情報」及び「通常エントリ情報」の２つが揃っている必要がある。トポロジー情報は、当該ネットワークを構成するホストやスイッチ等の接続情報であり、ネットワーク管理者等により事前にコントローラ（ＯＦＣ）１０に登録されている。通常エントリ情報は、各スイッチに既に登録された通常エントリのうち、当該パケットがマッチする全ての通常エントリの情報であり、経路計算の際に収集したものである。従って、この時点で経路の計算が可能となっている。経路計算部１４は、経路計算の結果として、配下のスイッチ（ＯＦＳ）２０に登録する通常エントリを得る。
　（１０）ステップＤ１０
　経路計算部１４は、経路計算の結果として得られた通常エントリを、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルに追加登録する。例えば、経路計算部１４は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル管理部１２に、当該通常エントリをコントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルに追加登録する旨を指示する。このとき、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル管理部１２の同期フラグ変更部１２１は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルに追加登録された通常エントリの同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）に更新しておく。
　（１１）ステップＤ１１
　次に、経路計算部１４は、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルに対して追加登録した通常エントリを、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに反映する。例えば、経路計算部１４は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に対して制御メッセージを送信し、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブル管理部２２に、当該通常エントリをスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに追加登録する旨を指示する。スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブル管理部２２は、指示に応じて、当該通常エントリをスイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに追加登録する。このとき、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブル管理部２２の同期フラグ変更部２２１は、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに追加登録された通常エントリの同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）に更新しておく。
　以上の処理より、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、パケット転送に必要となる通常エントリの追加登録・同期を完了し、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、ステップＣ８でのパケット転送の実行が可能となる。
　［パケット到達時の実際の動作］
　図１３、図１４を参照して、スイッチ（ＯＦＳ）２０にパケットが到達した時の実際の動作について説明する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０を管理しているものとする。任意のタイミングでスイッチ（ＯＦＳ）２０にパケットが到着したとする。この場合に、当該パケットにマッチするフローエントリが、どのような状態になっているかについて一覧を示したのが、図１３に示す「パターン１」から「パターン５」である。
　図１３、図１４の中央の横線（区切り線）より上部（コントローラ（ＯＦＣ）側）には、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内のフローエントリの中で、当該パケットに関連するフローエントリを示している。
　図１３、図１４の中央の横線（区切り線）より下部（スイッチ（ＯＦＳ）側）には、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブル内のフローエントリの中で、当該パケットに関連するフローエントリを示している。
　ここで、当該パケットに関連するフローエントリとは、パケットに（ルール全体が）マッチする特殊エントリ一式と、パケットに特定４欄がマッチする通常エントリ一式を指す。
　なお、「グレー」（塗り潰し）のフローエントリは、ファーストパケットに（ルール全体が）マッチする特殊エントリを示している。
　また、「白色」（無色）のフローエントリは、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）の通常エントリを示している。
　また、「斜線」が引かれているフローエントリは、同期フラグの値が「偽」（ｆａｌｓｅ）の通常エントリを示している。
　また、「★印」がついているフローエントリは、ファーストパケットに特定４欄がマッチする通常エントリを示している。
　図１３に示した例において、コントローラ（ＯＦＣ）１０が自身のフローテーブルからファーストパケットがマッチするフローエントリを検索した場合、各々のフローテーブルにおいて、０個以上の「特殊エントリ」を検出する。このとき、検出された特殊エントリは必ず同期状態となっており、同期フラグの値は「真」（ｔｒｕｅ）となっている。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、これらの特殊エントリと全く同じ内容のエントリを保持している。それらのエントリは同期状態となっており、同期フラグの値は「真」（ｔｒｕｅ）となっている。
　一方で、コントローラ（ＯＦＣ）１０／スイッチ（ＯＦＳ）２０が各々のフローテーブルからファーストパケットがマッチするフローエントリを検索した場合、各々のフローテーブルにおいて、０個以上の「特定４欄がマッチする通常エントリ」を検出する。このとき、検出された通常エントリの同期状態（及び同期フラグの値）は様々である。検出された通常エントリの同期状態として、パターン１からパターン５の組み合わせが考えられる。
　［パターン１］
　パターン１は、通常エントリが同期済みで、特定４欄がマッチするケースを示す。すなわち、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内の通常エントリと対応する同期済みの通常エントリが存在し、それらの同期済みの通常エントリの中に、受信パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが存在する場合である。
　この場合は、経路計算が不要である。
　例えば、図１１のステップＣ８に示したように、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、マッチするフローエントリのうち、最も優先度の高いフローエントリを選択し、選択されたフローエントリのアクションを参照し、記載されている内容に従ってパケットを処理する。
　［パターン２］
　パターン２は、通常エントリが同期済みであるが、特定４欄がマッチしないケースを示す。すなわち、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内の通常エントリと対応する同期済みの通常エントリが存在するが、それらの同期済みの通常エントリの中に、受信パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが存在しない場合である。
　この場合は、経路計算が必要となる。
　例えば、図１２のステップＤ８～ステップＤ１１に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、経路計算の結果として得られた通常エントリを、自身のフローテーブルに登録し、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに反映する。
　このとき、図１２のステップＤ８に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、ネットワークを構成する他のスイッチ（ＯＦＳ）に対しても、ファーストパケットにマッチするフローエントリを収集する必要がある。また、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、他のスイッチ（ＯＦＳ）に対する同期処理において、未同期のフローエントリを収集した場合は、他のスイッチ（ＯＦＳ）の未同期のフローエントリも同時に同期することになる。
　他のスイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリを収集する動作の詳細については、図１４を用いて後に説明する。
　［パターン３］
　パターン３は、通常エントリが未同期であるが、特定４欄がマッチするケースを示す。すなわち、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内の通常エントリと対応する未同期の通常エントリが存在し、それらの未同期の通常エントリの中に、受信パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが存在する場合である。
　この場合も、経路計算は必要ではない。
　例えば、図１１のステップＣ６において、スイッチ（ＯＦＳ）２０は、見つかった通常エントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）でなく「偽」（ｆａｌｓｅ）であるため、図１１のステップＣ７に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０に経路計算要求を送信し、その経路計算の完了を待ち合わせる。
　ところが、コントローラ（ＯＦＣ）１０側では、改めて計算するまでもなく、未同期のフローエントリが見つかることになる。
　この場合、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、見つかった未同期の通常エントリの同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）から「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。そして、その通常エントリを、同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）としてスイッチ（ＯＦＳ）２０に反映する。このとき、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０に既に登録されている未同期の通常エントリを上書きする形で更新し、この通常エントリの同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）から「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。これにより、スイッチ（ＯＦＳ）２０に既に登録されている未同期の通常エントリは、同期済みの通常エントリとなる。
　スイッチ（ＯＦＳ）２０は、同期済みとなった通常エントリに従って、パケット転送が可能となる。
　［パターン４］
　パターン４は、通常エントリが未同期で、特定４欄がマッチしないケースを示す。すなわち、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内の通常エントリと対応する未同期の通常エントリが存在するが、未同期の通常エントリの中に、受信パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが存在しない場合である。
　この場合は、経路計算が必要となる。
　例えば、図１１のステップＣ５において、検索の結果、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが見つからない場合、或いは、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが見つかったとしても、図１１のステップＣ６において、見つかった通常エントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）でなく「偽」（ｆａｌｓｅ）である場合、図１１のステップＣ７に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０に経路計算要求を送信し、その経路計算の完了を待ち合わせる。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、経路計算要求に応じて、経路計算を行い、経路計算の結果として、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）である通常エントリを１つ追加登録する。
　このとき、図１２のステップＤ８に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、ネットワークを構成する他のスイッチ（ＯＦＳ）に対しても、ファーストパケットにマッチするフローエントリを収集する必要がある。また、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、他のスイッチ（ＯＦＳ）に対する同期処理において、未同期のフローエントリを収集した場合は、他のスイッチ（ＯＦＳ）の未同期のフローエントリも同時に同期することになる。
　他のスイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリを収集する動作の詳細については、図１４を用いて後に説明する。
　［パターン５］
　パターン５は、通常エントリ自体が存在しないケースを示す。すなわち、同期状態に関係なく、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブル内の通常エントリと対応する通常エントリが存在しない場合である。
　この場合は、経路計算が必要となる。
　例えば、図１１のステップＣ５において、検索の結果、当該パケットに特定４欄がマッチする通常エントリが見つからない場合、図１１のステップＣ７に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０に経路計算要求を送信し、その経路計算の完了を待ち合わせる。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、経路計算要求に応じて、経路計算を行い、経路計算の結果として、スイッチ（ＯＦＳ）２０のフローテーブルに、同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）である通常エントリを１つ追加登録する。
　このとき、図１２のステップＤ８に示したように、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、ネットワークを構成する他のスイッチ（ＯＦＳ）に対しても、ファーストパケットにマッチするフローエントリを収集する必要がある。また、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、他のスイッチ（ＯＦＳ）に対する同期処理において、未同期のフローエントリを収集した場合は、他のスイッチ（ＯＦＳ）の未同期のフローエントリも同時に同期することになる。
　他のスイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリを収集する動作の詳細については、図１４を用いて後に説明する。
　［他のスイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリを収集する動作の詳細］
　次に、図１４を参照して、他のスイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリを収集する動作の詳細について説明する。なお、この動作は、図１２のステップＤ８の動作に相当する。
　ここでは、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、スイッチ（ＯＦＳ）２０から受け取ったパケットに対して、経路を計算しようとしているものとする。また、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、ネットワークを構成する他のスイッチ（ＯＦＳ）として、スイッチ（ＯＦＳ）２０－１、スイッチ（ＯＦＳ）２０－２、スイッチ（ＯＦＳ）２０－３の３台のスイッチを管理しているものとする。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０は、経路を計算するに当たって、既にスイッチ（ＯＦＳ）２０－１～スイッチ（ＯＦＳ）２０－３に登録されていてファーストパケットに関連するフローエントリを収集する。
　図１４は、その際のスイッチ（ＯＦＳ）２０－１～スイッチ（ＯＦＳ）２０－３のフローエントリの状態を図示したものである。
　（１）スイッチ（ＯＦＳ）２０－１のフローエントリの状態
　スイッチ（ＯＦＳ）２０－１は、ファーストパケットに関連するフローエントリの全てが既に登録され、同期されている。
　この場合、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、単にコントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルから、同じファーストパケットに関連するフローエントリを収集するだけで良い。
　（２）スイッチ（ＯＦＳ）２０－２のフローエントリの状態
　スイッチ（ＯＦＳ）２０－２は、ファーストパケットに関連するフローエントリの一部が未だ登録されていない。ここでは、コントローラ（ＯＦＣ）１０のフローテーブルにおいて、同期フラグの値が「偽」（ｆａｌｓｅ）の通常エントリが１つ余分に存在する。
　この場合、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、この通常エントリの同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）から「真」（ｔｒｕｅ）に更新し、その同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）に更新された通常エントリをスイッチ（ＯＦＳ）２０－２に追加登録する。
　なお、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、この通常エントリがスイッチ（ＯＦＳ）２０－２に既に登録されており、単に同期されていないだけである場合、この通常エントリの同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）から「真」（ｔｒｕｅ）に更新し、スイッチ（ＯＦＳ）２０－２に既に登録されている通常エントリを上書きする形でスイッチ（ＯＦＳ）２０－２に追加登録する。これにより、スイッチ（ＯＦＳ）２０－２に既に登録されている通常エントリの同期フラグの値を「偽」（ｆａｌｓｅ）から「真」（ｔｒｕｅ）に更新する。
　（３）スイッチ（ＯＦＳ）２０－３のフローエントリの状態
　スイッチ（ＯＦＳ）２０－３は、ファーストパケットに関連するフローエントリの一部が未だ同期されていない。ここでは、スイッチ（ＯＦＳ）２０－３のフローテーブルにのみ、同期フラグの値が「偽」（ｆａｌｓｅ）の通常エントリが１つ存在する。
　この場合、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、この通常エントリがスイッチ（ＯＦＳ）２０－３に登録されていないものと判断し、この通常エントリをスイッチ（ＯＦＳ）２０－３から削除する。
　このように、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、元々スイッチ（ＯＦＳ）に登録されていた未同期のフローエントリが存在する場合は、それらを削除する。
　これにより、必要となるフローエントリ情報が同期した状態で揃い、コントローラ（ＯＦＣ）１０は経路計算可能となる。
　経路計算の結果として得られたフローエントリを、図１２のステップＤ１０、Ｄ１１に示すように、コントローラ（ＯＦＣ）１０／各スイッチ（ＯＦＳ）のそれぞれのフローテーブルに登録する。
　このとき、コントローラ（ＯＦＣ）１０／各スイッチ（ＯＦＳ）の状態は、図１３に示した「パターン２」、「パターン４」、或いは「パターン５」の状態になっている。
　まず、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、自身のフローエントリに、経路計算の結果として得られたフローエントリを、同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）にして登録する。
　次に、コントローラ（ＯＦＣ）１０は、各スイッチ（ＯＦＳ）のフローエントリにも、経路計算の結果として得られたフローエントリを、同期フラグの値を「真」（ｔｒｕｅ）として登録する。
　このとき、経路計算の結果として得られたフローエントリが、既に登録済みの特殊エントリに包含されるような内容である場合がある。この場合は、当該フローエントリを、その登録済みの特殊エントリより優先度を高くして登録するものとする。これは、スイッチ（ＯＦＳ）に同じパケットが再度到着した場合に、到着したパケットが、登録済みの特殊エントリよりも先に、経路計算の結果として得られたフローエントリにマッチするようにするために必要となる工夫である。
　＜本発明による効果＞
　以下に、本発明による効果について説明する。
　本発明では、「エントリ同期フラグ変更処理」、及び、「部分同期処理」により、フローエントリ単位で同期状態を管理することが可能となるため、フローエントリ単位で同期することが可能になる。
　また、本発明では、「エントリ同期フラグ変更処理」、及び、「部分同期処理」により、経路計算に必要なフローエントリだけを選択して同期することが可能になる。これにより、計算に不必要なエントリの同期を待ち合わせる必要がなくなるため、経路計算に当たって不要な待ち時間がなくなる。
　また、本発明では、従来発生していた計算結果が不正確となる期間を無くすことが可能になったため、クラスタスイッチ時等セキュアチャネルが切断するような場合に発生するサービス縮退時間を短縮できる。
　［サービス縮退時間の短縮の理由］
　図１５を参照して、サービス縮退時間を短縮できる理由について説明する。
　本発明では、コントローラ（ＯＦＣ）は、「ａｕｄｉｔ処理」（同期処理）の最初に、ＢＣエントリ／ＭＣエントリに加えて、ワイルドカードエントリを同期する。スイッチ（ＯＦＳ）は、「ａｕｄｉｔ処理」の間に到着したファーストパケットを破棄する。
　従って、上記の実装例Ｃに比べ、ワイルドカードエントリの同期処理の分だけ、パケットを破棄するまでの期間が少し長くなる。
　しかし、一方で、経路計算が不正確となる期間がなくなるため、結果として、サービス縮退時間の総量が大幅に減少する。
　＜ハードウェアの例示＞
　以下に、本発明に係るネットワークシステムを実現するための具体的なハードウェアの例について説明する。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０及びホスト３０の例として、ＰＣ（パソコン）、アプライアンス（ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、シンクライアントサーバ、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、ホスト３０の例として、携帯電話機、スマートフォン、スマートブック、カーナビ（カーナビゲーションシステム）、携帯型ゲーム機、家庭用ゲーム機、携帯型音楽プレーヤー、ハンディターミナル、ガジェット（電子機器）、双方向テレビ、デジタルチューナー、デジタルレコーダー、情報家電（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｈｏｍｅ　ａｐｐｌｉａｎｃｅ）、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃｅ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器、店頭端末・高機能コピー機、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）等も考えられる。なお、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びホスト３０は、端末やサーバに限らず、中継機器や周辺機器でも良い。また、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びホスト３０は、計算機等に搭載される拡張ボードや、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（ＯＦＳ）２０の例として、ネットワークスイッチ（ｎｅｔｗｏｒｋ　ｓｗｉｔｃｈ）、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が考えられる。また、物理マシン上に構築された仮想マシン（ＶＭ）により実現される仮想スイッチでも良い。
　コントローラ（ＯＦＣ）１０、スイッチ（ＯＦＳ）２０、及びホスト３０は、車両や船舶、航空機等の移動体に搭載されていても良い。
　図示しないが、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びスイッチ（ＯＦＳ）２０の各々は、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、ネットワークとの通信に用いられるインターフェース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）、ネットワークプロセッサ（ＮＰ：Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラ（ｍｉｃｒｏｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、或いは、専用の機能を有する半導体集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ　Ｓｃａｌｅ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）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。また、バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）やレジスタ（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）等でも良い。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。
　なお、上記のプロセッサ及び上記のメモリは、一体化していても良い。例えば、近年では、マイコン等の１チップ化が進んでいる。従って、電子機器等に搭載される１チップマイコンが、上記のプロセッサ及び上記のメモリを備えている事例も考えられる。
　上記の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。
　また、ネットワークの例として、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、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、データバス等が考えられる。
　なお、コントローラ（ＯＦＣ）１０及びスイッチ（ＯＦＳ）２０の各々の内部の構成要素は、モジュール（ｍｏｄｕｌｅ）、コンポーネント（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、或いは専用デバイス、又はこれらの起動（呼出）プログラムでも良い。
　但し、実際には、これらの例に限定されない。
　＜本発明の特徴＞
　本発明では、オープンフローネットワークにおいて、コントローラ（ＯＦＣ）とスイッチ（ＯＦＳ）とのフローテーブルの同期処理を改善する。具体的には、コントローラ（ＯＦＣ）が、それぞれのフローテーブルを構成するフローエントリの同期状態を、フローエントリ単位で管理し、特定のフローエントリのみ先にスイッチ（ＯＦＳ）側と同期できるようにした。これにより、障害発生時やクラスタスイッチ時に発生するサービス縮退時間を減少させる効果が得られる。
　本発明は、オープンフローネットワークにおけるフローテーブルの同期処理の用途に適用できる。すなわち、ＣＵ分離型ネットワークシステムにおいて、制御装置とノード装置との間での経路情報の同期処理の用途に適用できる。
　＜付記＞
　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載することも可能である。但し、実際には、以下の記載例に限定されない。
　［付記１］
　パケットをフローとして一律に制御するためのルールとアクションとが定義されたフローエントリに従って、受信したパケットの処理を行うスイッチと、
　当該スイッチに対して制御メッセージを送信し、当該フローエントリの設定を行うコントローラと
を含み、
　当該コントローラは、当該スイッチに設定したフローエントリと同一のフローエントリを保持し、フローエントリ単位で同期状態を管理し、フローエントリが非同期の場合、当該スイッチとの間で、特定のフローエントリを優先して同期する
　ネットワークシステム。
　［付記２］
　付記１に記載のネットワークシステムであって、
　当該コントローラ及び当該スイッチの各々は、
　フローエントリの集合であり、フローエントリ毎に、当該フローエントリの同期状態を示す同期フラグの欄が設けられたフローテーブルを保持する機能部と、
　一部のフローエントリ（ブロードキャスト／マルチキャストのフローエントリ、及びワールドカードを含むフローエントリ等）を特殊エントリとし、特殊エントリの同期状態を示す特殊エントリ同期フラグを保持する機能部と、
　セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、全フローエントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を偽（ｆａｌｓｅ）に更新する機能部と
を具備する
　ネットワークシステム。
　［付記３］
　付記２に記載のネットワークシステムであって、
　当該コントローラは、
　特殊エントリ同期フラグの値が偽（ｆａｌｓｅ）であることを検知した際、特殊エントリを同期して、当該コントローラ自身及び当該スイッチの各々に対して、同期した特殊エントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を真（ｔｒｕｅ）に更新する機能部と、
　特殊エントリ同期フラグの値が真（ｔｒｕｅ）であるが、当該スイッチが受信したパケットと特殊エントリがマッチしない場合、受信パケットと送信元・送信先がマッチするフローエントリを同期して、当該コントローラ自身及び当該スイッチの各々に対して、同期したフローエントリの同期フラグを真（ｔｒｕｅ）に更新する機能部と
を更に具備する
　ネットワークシステム。
　［付記４］
　付記２又は３に記載のネットワークシステムであって、
　当該スイッチは、
　特殊エントリ同期フラグの値が偽（ｆａｌｓｅ）である場合、受信パケットを破棄する機能部と、
　特殊エントリ同期フラグの値が真（ｔｒｕｅ）である場合、当該スイッチのフローテーブルから、受信パケットがマッチするフローエントリを検索する機能部と、
　検索の結果、受信パケットにマッチする特殊エントリが見つかったか確認する機能部と、
　受信パケットにマッチする特殊エントリが見つからない場合、受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つかったか確認する機能部と、
　受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つかった場合、見つかったフローエントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であるか確認する機能部と、
　受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つからなかった場合、或いは、見つかったフローエントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）でなく「偽」（ｆａｌｓｅ）である場合、受信パケットに関係するフローエントリを当該コントローラに問い合わせ、応答を待つ機能部と、
　受信パケットにマッチするフローエントリのうち、最も優先度の高いフローエントリを選択し、選択されたフローエントリのアクションを参照し、記載されている内容に従ってパケットを処理する機能部と
を更に具備する
　ネットワークシステム。
　＜備考＞
　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２０１２－００６１０５に基づく優先権を主張するものであり、日本出願番号２０１２－００６１０５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 (12)

  1. 　パケットをフローとして一律に制御するためのルールとアクションとが定義されたフローエントリに従って、受信したパケットの処理を行うスイッチと、
    　前記スイッチに対して制御メッセージを送信して前記フローエントリの設定を行い、前記スイッチに設定した前記フローエントリと同一のフローエントリを保持し、フローエントリ単位で同期状態を管理し、フローエントリが非同期の場合、前記スイッチとの間で、特定のフローエントリを優先して同期するコントローラと
    を含む
    　ネットワークシステム。
  2. 　請求項１に記載のネットワークシステムであって、
    　前記コントローラ及び前記スイッチの各々は、
    　フローエントリの集合であり、フローエントリ毎に、該フローエントリの同期状態を示す同期フラグの欄が設けられたフローテーブルを保持する手段と、
    　一部のフローエントリを特殊エントリとし、特殊エントリの同期状態を示す特殊エントリ同期フラグを保持する手段と、
    　セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、全フローエントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を偽（ｆａｌｓｅ）に更新する手段と
    を具備する
    　ネットワークシステム。
  3. 　請求項２に記載のネットワークシステムであって、
    　前記コントローラは、
    　特殊エントリ同期フラグの値が偽（ｆａｌｓｅ）であることを検知した際、特殊エントリを同期して、前記コントローラ自身及び前記スイッチの各々に対して、同期した特殊エントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を真（ｔｒｕｅ）に更新する手段と、
    　特殊エントリ同期フラグの値が真（ｔｒｕｅ）であるが、前記スイッチが受信したパケットと特殊エントリがマッチしない場合、受信パケットと送信元・送信先がマッチするフローエントリを同期して、前記コントローラ自身及び前記スイッチの各々に対して、同期したフローエントリの同期フラグを真（ｔｒｕｅ）に更新する手段と
    を更に具備する
    　ネットワークシステム。
  4. 　請求項２又は３に記載のネットワークシステムであって、
    　前記スイッチは、
    　特殊エントリ同期フラグの値が偽（ｆａｌｓｅ）である場合、受信パケットを破棄する手段と、
    　特殊エントリ同期フラグの値が真（ｔｒｕｅ）である場合、前記スイッチのフローテーブルから、受信パケットがマッチするフローエントリを検索する手段と、
    　検索の結果、受信パケットにマッチする特殊エントリが見つかったか確認する手段と、
    　受信パケットにマッチする特殊エントリが見つからない場合、受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つかったか確認する手段と、
    　受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つかった場合、見つかったフローエントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であるか確認する手段と、
    　受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つからなかった場合、或いは、見つかったフローエントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）でなく「偽」（ｆａｌｓｅ）である場合、受信パケットに関係するフローエントリを前記コントローラに問い合わせ、応答を待つ手段と、
    　受信パケットにマッチするフローエントリのうち、最も優先度の高いフローエントリを選択し、選択されたフローエントリのアクションを参照し、記載されている内容に従ってパケットを処理する手段と
    を更に具備する
    　ネットワークシステム。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のネットワークシステムで使用されるコントローラ。
  6. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のネットワークシステムで使用されるスイッチ。
  7. 　スイッチが、パケットをフローとして一律に制御するためのルールとアクションとが定義されたフローエントリに従って、受信したパケットの処理を行うことと、
    　コントローラが、前記スイッチに対して制御メッセージを送信して前記フローエントリの設定を行うことと
    　前記コントローラが、前記スイッチに設定した前記フローエントリと同一のフローエントリを保持し、フローエントリ単位で同期状態を管理し、フローエントリが非同期の場合、前記スイッチとの間で、特定のフローエントリを優先して同期することと
    を含む
    　経路情報同期方法。
  8. 　請求項７に記載の経路情報同期方法であって、
    　前記コントローラ及び前記スイッチの各々が、
    　フローエントリの集合でありフローエントリ毎に該フローエントリの同期状態を示す同期フラグの欄が設けられたフローテーブルを保持するステップと、
    　一部のフローエントリを特殊エントリとし、特殊エントリの同期状態を示す特殊エントリ同期フラグを保持するステップと、
    　セキュアチャネルの通信切断を検知した場合、全フローエントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を偽（ｆａｌｓｅ）に更新するステップと
    を含む
    　経路情報同期方法。
  9. 　請求項８に記載の経路情報同期方法であって、
    　前記コントローラが、
    　特殊エントリ同期フラグの値が偽（ｆａｌｓｅ）であることを検知した際、特殊エントリを同期して、前記コントローラ自身及び前記スイッチの各々に対して、同期した特殊エントリの同期フラグ及び特殊エントリ同期フラグの値を真（ｔｒｕｅ）に更新するステップと、
    　特殊エントリ同期フラグの値が真（ｔｒｕｅ）であるが、前記スイッチが受信したパケットと特殊エントリがマッチしない場合、受信パケットと送信元・送信先がマッチするフローエントリを同期して、前記コントローラ自身及び前記スイッチの各々に対して、同期したフローエントリの同期フラグを真（ｔｒｕｅ）に更新するステップと
    を更に含む
    　経路情報同期方法。
  10. 　請求項８又は９に記載の経路情報同期方法であって、
    　前記スイッチが、
    　特殊エントリ同期フラグの値が偽（ｆａｌｓｅ）である場合、受信パケットを破棄するステップと、
    　特殊エントリ同期フラグの値が真（ｔｒｕｅ）である場合、前記スイッチのフローテーブルから、受信パケットがマッチするフローエントリを検索するステップと、
    　検索の結果、受信パケットにマッチする特殊エントリが見つかったか確認するステップと、
    　受信パケットにマッチする特殊エントリが見つからない場合、受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つかったか確認するステップと、
    　受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つかった場合、見つかったフローエントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）であるか確認するステップと、
    　受信パケットに送信元・送信先がマッチするフローエントリが見つからなかった場合、或いが、見つかったフローエントリの同期フラグの値が「真」（ｔｒｕｅ）でなく「偽」（ｆａｌｓｅ）である場合、受信パケットに関係するフローエントリを前記コントローラに問い合わせ、応答を待つステップと、
    　受信パケットにマッチするフローエントリのうち、最も優先度の高いフローエントリを選択し、選択されたフローエントリのアクションを参照し、記載されている内容に従ってパケットを処理するステップと
    を更に含む
    　経路情報同期方法。
  11. 　請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の経路情報同期方法におけるコントローラの処理を、電子機器に実行させるためのプログラムを格納した記憶媒体。
  12. 　請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の経路情報同期方法におけるスイッチの処理を、電子機器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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