WO2014077306A1

WO2014077306A1 - 制御装置、通信システム、制御情報の作成方法及びプログラム

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Publication number: WO2014077306A1
Application number: PCT/JP2013/080760
Authority: WO
Inventors: 鈴木　一哉
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2014-05-22
Also published as: US20150288595A1; EP2922250A1; JP6311611B2; EP2922250A4; EP2922250B1; JPWO2014077306A1

Abstract

　集中制御型のネットワークが既存ネットワークと接続する場合における、制御装置の制御情報の作成能力を向上させる。制御装置は、宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する制御情報作成部と、を備える。前記制御情報作成部は複数配置され、個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先のうち、自身が担当する宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の少なくとも１つの制御対象ノードに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成する。

Description

制御装置、通信システム、制御情報の作成方法及びプログラム

　［関連出願についての記載］
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１２－２５０８８８号（２０１２年１１月１５日出願）に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、制御装置、通信システム、制御情報の作成方法及びプログラムに関し、特に、制御対象の通信ノードに制御情報を設定することにより通信を制御する制御装置、通信システム、制御情報の作成方法及びプログラムに関する。

　Ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｄｅｆｉｎｅｄ　Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＳＤＮ）を実現する基盤技術としてオープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）が注目されている（非特許文献１、２参照）。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。非特許文献２に仕様化されているオープンフロースイッチは、オープンフローコントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、オープンフローコントローラから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合するマッチ条件（Ｍａｔｃｈ　Ｆｉｅｌｄｓ）と、フロー統計情報（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、処理内容を定義したインストラクション（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）と、の組が定義される（非特許文献２の「４．１　Ｆｌｏｗ　Ｔａｂｌｅ」の項参照）。

　例えば、オープンフロースイッチは、パケットを受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するマッチ条件（非特許文献２の「４．３　Ｍａｔｃｈ　Ｆｉｅｌｄｓ」参照）を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、オープンフロースイッチは、フロー統計情報（カウンタ）を更新するとともに、受信パケットに対して、当該エントリのインストラクションフィールドに記述された処理内容（指定ポートからのパケット送信、フラッディング、廃棄等）を実施する。一方、検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、オープンフロースイッチは、セキュアチャネルを介して、オープンフローコントローラに対してエントリ設定の要求、即ち、受信パケットを処理するための制御情報の送信要求（Ｐａｃｋｅｔ－Ｉｎメッセージ）を送信する。オープンフロースイッチは、処理内容が定められたフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する。このように、オープンフロースイッチは、フローテーブルに格納されたエントリを制御情報として用いてパケット転送を行う。

Ｎｉｃｋ　ＭｃＫｅｏｗｎほか７名、"ＯｐｅｎＦｌｏｗ：　Ｅｎａｂｌｉｎｇ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ｉｎ　Ｃａｍｐｕｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２４（２０１２）年１０月２４日検索］、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf〉 "ＯｐｅｎＦｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ"　Ｖｅｒｓｉｏｎ　１．１．０　Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ　（Ｗｉｒｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ　０ｘ０２）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２４（２０１２）年１０月２４日検索］、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf〉

　以下の分析は、本発明によって与えられたものである。上記非特許文献１、２のオープンフローを用いた集中制御型のネットワークがＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ベースのネットワークと接続するようになると、配下のスイッチにて受信したユーザパケットを適切な隣接ルータに転送する必要が生じてくる。前記転送を適切に行うには、制御装置（例えば、オープンフローコントローラ）が、隣接するルータ等から経路情報を取得し、その内容に応じたパスの計算を行い、配下の通信ノードにパケットの転送を指示する制御情報を設定する必要が生じてくる。

　上記のように集中制御型のネットワークが多数の外部ネットワークと接続されるようになると、フローエントリに反映すべき宛先数も増大するため、制御装置の負荷が増大してしまうという問題点がある。

　本発明は、非特許文献１、２のオープンフローネットワークに代表される集中制御型のネットワークが既存ネットワークと接続する場合における、制御情報の作成負荷を軽減し、その制御情報の作成能力の向上に貢献できる制御装置、通信システム、制御情報の作成方法及びプログラムを提供することを目的とする。

　第１の視点によれば、宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する制御情報作成部と、を備え、前記制御情報作成部が複数配置され、個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先のうち、自身が担当する宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成する制御装置が提供される。

　第２の視点によれば、複数の制御対象ノードと、上記した制御装置とを含む通信システムが提供される。

　第３の視点によれば、宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する複数の制御情報作成部と、を備える制御装置が、前記複数の制御情報作成部のうちの個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身が担当する宛先であるか否かを判定するステップと、自身が担当する宛先であると判定した宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成するステップと、を含む制御情報の作成方法が提供される。本方法は、複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。

　第４の視点によれば、宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する複数の制御情報作成部と、を備える制御装置を構成するコンピュータに、前記複数の制御情報作成部のうちの個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身が担当する宛先であるか否かを判定する処理と、自身が担当する宛先であると判定した宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な（非トランジエントな）記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

　本発明によれば、集中制御型のネットワークが既存ネットワークと接続する場合における、制御情報の作成負荷を軽減し、その制御情報の作成能力の向上に貢献することが可能となる。

本発明の一実施形態の構成を示す図である。本発明の第１の実施形態の制御装置の構成を示す図である。本発明の第１の実施形態の制御装置が保持する経路情報の一例を示す図である。本発明の第１の実施形態の制御装置の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の制御装置が保持するアドレス解決テーブルの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態で用いる最短パスツリーを説明するための図である。本発明の第１の実施形態の制御装置が保持するインターフェーステーブルの一例を示す図である。本発明の第１の実施形態の制御装置の動作を表した流れ図である。本発明の第１の実施形態の制御装置の動作を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の制御装置の動作を説明するための図である。本発明の第２の実施形態の制御装置の構成を示す図である。本発明の第２の実施形態におけるパス計算部の割り当てと、最短パスツリーを示す図である。本発明の第２の実施形態におけるパス計算部の割り当てと、最短パスツリーを示す別の図である。本発明の第２の実施形態の制御装置の動作を表した流れ図である。本発明の第３の実施形態の制御装置が保持する経路情報の一例を示す図である。本発明の第３の実施形態の制御装置の動作を表した流れ図である。

　はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

　本発明は、その一実施形態において、図１に示すように、宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部１１と、複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジー（トポロジー情報）に基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部１２と、前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する制御情報作成部１４－１～１４－Ｎと、を備える構成にて実現できる。

　より具体的には、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎは複数（Ｎ個）配置され、個々の制御情報作成部は、経路情報記憶部１１から取得した宛先のうち、自身が担当する宛先について、パス計算部１２にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成する。なお、図１の例では、制御情報設定部１６が、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎによって作成された制御情報を制御対象ノードに設定することとしているが、制御装置１０とは別の装置にて、制御情報の設定処理を行うようにしてもよい。

　上記構成によれば、Ｎ個の制御情報作成部によって、分散して制御情報の作成が行われる。これにより、集中制御型のネットワークと既存ネットワークとを接続した場合における、制御情報の作成に掛かる負荷の軽減と、その裏返しとして制御情報の作成能力の向上が実現される。

［第１の実施形態］
　続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図２は、本発明の第１の実施形態の制御装置の構成を示す図である。図２を参照すると、経路情報記憶部１１と、パス計算部１２と、パス情報記憶部１３Ａと、Ｎ個の制御情報作成部１４－１～１４－Ｎと、制御情報記憶部１５Ａと、制御情報設定部１６と、インターフェーステーブル１７と、アドレス解決テーブル１８と、ＢＧＰ処理部１９と、を備えた構成が示されている。

　ＢＧＰ処理部１９は、ボーダーゲートウェイプロトコル（以下、「ＢＧＰ」）を用いて、他の隣接ルータから経路情報を取得して経路情報記憶部１１に格納する。

　図３は、経路情報記憶部１１に保持される経路情報の一例を示す図である。図３の例では、宛先プレフィックス（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｐｒｅｆｉｘ）とプレフィックス長とからなる宛先ネットワーク情報と、パス属性とを対応付けた経路情報エントリが示されている。ここで、ネクストホップ属性（ＮＥＸＴＨＯＰ　Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）は、宛先アドレスに対するネクストホップとして設定されている隣接ルータのＩＰアドレスを示している。また、ＡＳ＿ＰＡＴＨ属性（ＡＳ＿ＰＡＴＨ　Ａｔｔｒｉｂｕｔｅ）は、経路情報の発生元の自律システム（ＡＳ）から経路情報を送信してきた隣接ルータまでに経由してきた自律システム（ＡＳ）を示している。なお、図３の例では、パス属性として、ネクストホップ属性とＡＳ＿ＰＡＴＨ属性とを格納することとしているが、ＲＦＣ１７７１、ＲＦＣ１９９７、ＲＦＣ２７９６等に規定されているその他のパス属性やベンダ定義のパス属性（例えば、Ｃｉｓｃｏ社の「Ｗｅｉｇｈｔ」）等を含めることができる。

　ＡＳ＿ＰＡＴＨ属性等のパス属性は、例えば、図４に示すように、複数の隣接ルータから、同一宛先の経路情報を受信したときに、利用する経路（ネクストホップ）を選択する際に参照される。図４の例では、宛先ネットワーク情報１９２．１６８．１１．０／２４に対し、ネクストホップとして１９２．１６８．４．１と、１９２．１６８．３．１を受信している。この場合、所定のベストパス選択アルゴリズムにより、「Ｗｅｉｇｈｔ」や経由するＡＳ数等に基づいて経路情報記憶部１１に記憶する経路の選択が行われる。なお、本実施形態では、制御装置１０Ａが、ＢＧＰ処理部１９を備えて隣接ルータから自律的に経路情報を収集することとしているが、代わりにネットワーク管理者が図３に例示した経路情報を設定することとしてもよい。

　図５は、アドレス解決テーブル１８に保持されるエントリの構成を示す図である。アドレス解決テーブル１８は、いわゆるＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ　Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）テーブルと同様の構成であり、ＩＰアドレスと、ＭＡＣアドレスとを対応付けて構成され、宛先として指定されたＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを解決する際に参照される。このアドレス解決テーブル１８に格納するエントリは、制御装置１０ＡがＡＲＰを用いて収集することとしてもよいし、ネットワーク管理者が手動で設定することとしてもよい。

　パス計算部１２は、制御対象の通信ノード（制御対象ノード）によって構成されたネットワークトポロジーを参照し、隣接ルータや端末等が接続されうる制御対象ノード間の最短パスを計算する。図６は、パス計算部１２によって計算された制御対象ノードＮ４をシンク（Ｓｉｎｋ；終点）とした最短パスツリーを表した図である。

　パス情報記憶部１３Ａには、パス計算部１２によって計算された最短パスツリーの各最短パスが記憶される。例えば、図６の場合、制御対象ノードＮ１のみが、隣接ルータや端末等と接続されていないコアノードであるので、パス計算部１２は、制御対象ノードＮ２～Ｎ７について、それぞれをシンク（Ｓｉｎｋ；終点）とした最短パスツリーを計算する。もちろん、該当する通信が発生しえない制御対象ノードの組み合わせ、パスがある場合には、その部分のパス計算を省略してもよい。

　図７は、インターフェーステーブル１７に保持されるエントリの構成を示す図である。インターフェーステーブル１７は、制御対象ノード（スイッチ）の隣接ルータとの接続ポートに割り当てられたＩＰアドレスとＭＡＣアドレスとを格納するテーブルである。インターフェーステーブル１７に格納されたＩＰアドレスとＭＡＣアドレスは、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎが、隣接ルータに接続された制御対象ノードに、隣接ルータへ送信するパケットのヘッダの書き換えを実行させる制御情報を生成する際に参照される。このインターフェーステーブル１７に格納するエントリは、予め定めた割り当て規則に基づいて制御装置１０Ａが設定することとしてもよいし、ネットワーク管理者が手動で設定することとしてもよい。

　制御情報作成部１４－１～１４－Ｎには、それぞれ隣接ルータのＩＰアドレス等を用いて、担当が割り当てられている。制御情報作成部１４－１～１４－Ｎは、経路情報記憶部１１に格納された経路情報のうち、宛先に対応する隣接ルータが自身の担当である場合、パス情報記憶部１３Ａから、当該隣接ルータに接続する制御対象ノードを終点とする最短パスツリーを取得する。そして、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎは、制御対象ノードに、前記最短パスツリーの各最短パスに従って該当パケットを転送させる制御情報を作成し、制御情報記憶部１５Ａに格納する。これら制御情報のマッチ条件には、経路情報の宛先やその他隣接ルータを識別するための情報が設定される。これにより、最短パス上の制御対象ノードが前記隣接ルータへのパケットを識別できるようになる。

　なお、図２に示した制御装置１０Ａの各部（処理手段）は、制御装置１０Ａを構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

　続いて、本発明の第１の実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第１の実施形態の制御装置の動作を表した流れ図である。図８を参照すると、まず、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎのうちの一つの制御情報作成部（ここでは、「制御情報作成部１４－１」とする）が、経路情報記憶部１１から経路情報を一つ抽出する（ステップＳ００１）。

　次に、制御情報作成部１４－１は、前記抽出した経路情報のパス属性（ＮＥＸＴＨＯＰ属性）に設定された隣接ルータが自身の担当する隣接ルータであるか否かを判定する（ステップＳ００３）。ここで、ステップＳ００１で抽出した経路情報が自身の担当外である場合、ステップＳ００１に戻って、次の経路情報を読み出す（ステップＳ００３のＮｏ）。

　抽出した経路情報のパス属性（ＮＥＸＴＨＯＰ属性）に設定された隣接ルータが自身の担当する隣接ルータであった場合（ステップＳ００３のＹｅｓ）、制御情報作成部１４－１は、パス情報記憶部１３Ａから、経路情報に定められた隣接ルータに接続する制御対象ノード（出口スイッチ）を終点（Ｓｉｎｋ）とする逆方向の最短パスツリーを取得する（ステップＳ００４）。

　次に、制御情報作成部１４－１は、前記取得した最短パスツリーの各パス上の制御対象ノードに前記経路情報に定められた宛先へのパケットについて、前記パスに沿って転送させる制御情報を作成する（ステップＳ００５）。より具体的には、制御情報作成部１４－１は、経路情報中の宛先プレフィックスとプレフィックス長とをマッチ条件とし、パス上の次の制御対象ノードとつながるインターフェースから出力するというアクションを含む制御情報を作成する。制御情報設定部１６は、該当する制御対象ノードに、前記作成した制御情報を設定する。

　図９は、上記ステップＳ００５における制御情報作成部の動作を表した図である。例えば、ＢＧＰ処理部１９が、宛先：１９２．１６８．１．０／２４に対し、ＮＥＸＴＨＯＰとして設定された隣接ルータのＩＰアドレスが１９２．１６８．２．１という経路情報を受信し、制御情報作成部１４－１は、担当の隣接ルータであると判断したものとする。この場合、制御情報作成部１４－１は、隣接ルータ１９２、１６８．２．１に接続された制御対象ノードＮ４を終点とする最短パスツリーを取得する（図９の矢線参照）。そして、制御情報作成部１４－１は、宛先「１９２．１６８．１．０／２４」をマッチ条件とし、図９の矢線上の制御対象ノードに対し、それぞれ矢線に示すパケット転送を行わせる制御情報を設定する。これにより、制御対象ノードＮ４を除くＮ１～Ｎ７のいずれかが、「１９２．１６８．１．０／２４」を宛先とするパケットを受信した場合、制御対象ノードＮ４に転送する処理が行われる。

　さらに、制御情報作成部１４－１は、アドレス解決テーブル１８を参照し、経路情報でＮＥＸＴＨＯＰとして設定された隣接ルータのＩＰアドレスに対応するＭＡＣアドレスを取得する（ステップＳ００６）。

　制御情報作成部１４－１は、インターフェーステーブル１７を参照し、最短パスツリーの終点の制御対象ノード（出口スイッチ）の出力ポートに対応付けられたＭＡＣアドレスを取得する（ステップＳ００７）。

　次に、制御情報作成部１４－１は、前記取得した最短パスツリーの終点の制御対象ノード（出口スイッチ）に前記経路情報に定められた宛先へのパケットについて、ＭＡＣアドレスを書き換えさせる制御情報を作成する（ステップＳ００８）。より具体的には、制御情報作成部１４－１は、経路情報中の宛先プレフィックスとプレフィックス長とをマッチ条件とし、宛先ＭＡＣアドレスをステップＳ００６で取得した隣接ルータのＭＡＣアドレスに書き換え、送信元ＭＡＣアドレスをステップＳ００７で取得した出口スイッチの出力ポートのＭＡＣアドレスに書き換え、出口スイッチの出力ポートから出力させる制御情報を作成する。制御情報設定部１６は、前記取得した最短パスツリーの終点の制御対象ノード（出口スイッチ）に、前記作成した制御情報を設定する。

　図１０は、上記ステップＳ００８における制御情報作成部の動作を表した図である。例えば、ステップＳ００６にて隣接ルータのＭＡＣアドレスとして、ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡが得られ、ステップＳ００７にて最短パスツリーの終点の制御対象ノード（出口スイッチ）の隣接ルータ接続ポートのＭＡＣアドレスとして、ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＸＸが得られているものとする。この場合、制御情報作成部１４－１は、宛先：１９２．１６８．１．０／２４を持つパケットのヘッダ中の宛先ＭＡＣアドレスを、ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＡＡ：ＡＡ：ＡＡに書き換え、送信元ＭＡＣアドレスをＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＸＸ：ＸＸに書き換える制御情報を設定する。これにより、このパケットを受信した宛先は、応答パケットの宛先を適切に指定することが可能になる。

　次に、制御情報作成部１４－１は、経路情報記憶部１１が記憶しているエントリについてすべて制御情報の設定が完了したか否かを確認する（ステップＳ００９）。前記確認の結果、すべてのエントリの処理が完了していない場合、制御情報作成部１４－１は、ステップＳ００１に戻って処理を継続する（ステップＳ００９のＮｏ）。

　一方、すべてのエントリの処理が完了している場合（ステップＳ００９のＹｅｓ）、制御情報作成部１４－１は、一連の処理を終了する。なお、上記の例では、制御情報作成部１４－１のみの動作を示したが、その他の制御情報作成部１４－２～１４－Ｎも同様の動作を行う。

　このように各制御情報作成部１４－１～１４－Ｎがそれぞれ自身の分担の隣接ルータについて制御情報を設定することにより、制御対象ノードＮ１～Ｎ７によって構成されるネットワークに接続する隣接ルータへパケットを転送するための設定が完了する。

　以上の説明からも明らかなとおり、本実施形態によれば、制御情報の生成を、複数の制御情報作成部１４－１～１４－Ｎに分散処理させることが可能になる。

［第２の実施形態］
　続いて、パス計算部１２における負荷も分散できるようにした本発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１１は、本発明の第２の実施形態の制御装置１０Ｂの構成を示す図である。図２に示した第１の実施形態との相違点は、パス計算部が制御情報作成部と１対１で対応付けて複数配置されている点と、トポロジー情報を記憶するトポロジー情報記憶部２０が追加されている点である。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

　トポロジー情報記憶部２０は、制御対象の通信ノード（制御対象ノード）によって構成されたネットワークトポロジーを記憶する。

　本実施形態におけるパス計算部１２－１～１２－Ｎは、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎと１対１で対応するようにＮ個配置されている。

　図１２、図１３は、パス計算部１２－１～１２－Ｎに対する制御対象ノードＮ２～Ｎ７の割り当て例と、各パス計算部１２－１～１２－Ｎが作成する最短パスツリーを示す図である。図１２の例では、パス計算部１２－１に制御対象ノードＮ２、Ｎ４が割り当てられている。このとき、パス計算部１２－１は、図１２に示す制御対象ノードＮ４を終点とする最短パスツリーと、制御対象ノードＮ２を終点とする最短パスツリー（不図示）とを計算することになる。

　図１３の例では、パス計算部１２－２に制御対象ノードＮ３、Ｎ５が割り当てられている。このとき、パス計算部１２－２は、図１３に示す制御対象ノードＮ３を終点とする最短パスツリーと、制御対象ノードＮ５を終点とする最短パスツリー（不図示）とを計算することになる。同様にして、パス計算部１２－３にも制御対象ノードＮ６、Ｎ７が割り当てられ、パス計算部１２－３は、制御対象ノードＮ６、Ｎ７を終点とする最短パスツリーを計算することになる。

　本実施形態の制御情報作成部１４－１～１４－Ｎは、経路情報記憶部１１に格納された経路情報のうち、宛先に対応する隣接ルータに接続されている制御対象ノード（出口スイッチ）が自身の担当である場合、対応付けられたパス情報計算部１２－１～１２Ｎから、当該隣接ルータに接続する制御対象ノードを終点とする最短パスツリーを取得する。そして、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎは、制御対象ノードに、前記最短パスツリーの各最短パスに従って該当パケットを転送させる制御情報を作成し、制御情報記憶部１５Ａに格納する。

　続いて、本発明の第２の実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図１４は、本発明の第２の実施形態の制御装置の動作を表した流れ図である。図８に示した第１の実施形態の動作との相違点は、ステップＳ００２において、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎが、インターフェーステーブル１７から、ＮＥＸＴＨＯＰに対応するエントリから、隣接ルータに接続する制御対象ノード（出口スイッチ）情報を読み出して、自身の担当か否かを判定する点である（ステップＳ００３Ａ）。その他の動作は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

　以上のように、本実施形態によれば、パス計算に掛かる負荷も分散させることが可能となる。

［第３の実施形態］
　続いて、上記第２の実施形態の制御装置の経路情報に変更を加えた本発明の第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１５は、本発明の第３の実施形態の制御装置が保持する経路情報の一例を示す図である。図３に示した第１の実施形態の経路情報との相違点は、各エントリにＮＥＸＴＨＯＰとして設定された隣接ルータに接続する制御対象ノード（出口スイッチ）とそのポート情報が予め格納されている点である。その他の構成は、第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

　続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図１６は、本発明の第３の実施形態の制御装置の動作を表した流れ図である。図８に示した第１の実施形態の動作との相違点は、ステップＳ００２のインターフェーステーブル１７のエントリ検索処理が省略されている点である。これは、上述のように、経路情報にＮＥＸＴＨＯＰとして設定された隣接ルータに接続する制御対象ノード（出口スイッチ）とそのポート情報が予め格納されているためである。その他の動作は第２の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

　以上のように、本発明は、経路情報にＮＥＸＴＨＯＰとして設定された隣接ルータに接続する制御対象ノード（出口スイッチ）とそのポート情報とを予め格納しておく形態でも実現することが可能である。もちろん、制御対象ノード（出口スイッチ）とそのポート情報に代えて、担当となる経路情報作成部の識別子等を格納しておき、個々の経路情報作成部が自身の担当する経路情報であるか否かを判別する形態も採用可能である。

　以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成や要素の構成は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。

　また例えば、上記した第２、第３実施形態では、パス計算部１２－１～１２－Ｎと、制御情報作成部１４－１～１４－Ｎとが１対１で対応付けられているものとして説明したが、１つのパス計算部１２－１～１２－Ｎが複数の制御情報作成部に対応付けられている構成や、複数のパス計算部１２－１～１２－Ｎが１つの制御情報作成部に対応付けられている構成も採用可能である。

　また、上記した実施形態では、制御装置がＢＧＰ処理部１９を備えて、隣接ルータから経路情報を取得するものとして説明したが、その他のルーティングプロトコルを用いて経路情報を収集する場合にも適用することが可能である。

　最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
［第１の形態］
　（上記第１の視点による制御装置参照）
［第２の形態］
　第１の形態の制御装置において、
　前記各制御情報作成部に、それぞれ担当する隣接ルータが割り当てられており、
　前記各制御情報作成部は、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身に割り当てられた隣接ルータに対応する宛先であるか否かにより、自身が担当する宛先であるか否かを判別する制御装置。
［第３の形態］
　第１の形態の制御装置において、
　さらに、前記経路情報記憶部に記憶された隣接ルータと、該隣接ルータに接続されている制御対象ノードの情報とを対応付けたインターフェース情報記憶部を備え、
　前記各制御情報作成部に、それぞれ担当する制御対象ノードが割り当てられており、
　前記各制御情報作成部は、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身に割り当てられた制御対象ノードに接続されている隣接ルータに対応する宛先であるか否かにより、自身が担当する宛先であるか否かを判別する制御装置。
［第４の形態］
　第３の形態の制御装置において、
　前記パス計算部が複数配置され、
　個々のパス計算部が、自身に割り当てられた制御対象ノードを終点とするパスを計算し、前記制御対象ノードが割り当てられた制御情報作成部にパスを提供する制御装置。
［第５の形態］
　第１～第４いずれか一の形態の制御装置において、
　前記パス計算部は、前記複数の制御対象ノードから一の制御対象ノードを選択し、該制御対象ノードを終点とする最短パスツリーを計算する制御装置。
［第６の形態］
　第１～第５いずれか一の形態の制御装置において、
　前記制御情報作成部は、前記ネクストホップとして設定された隣接ルータに接続された制御対象ノードに、宛先ＭＡＣアドレスを、予め解決しておいた宛先のＭＡＣアドレスに書き換える処理と、送信元ＭＡＣアドレスを、前記パスの終点に位置する制御対象ノードの出力ポートに割り当てられているＭＡＣアドレスに書き換える処理とを実行させる制御情報を作成する制御装置。
［第７の形態］
　第１～第６いずれか一の形態の制御装置において、
　さらに、隣接する自律システムのルータから経路情報を取得して、前記経路情報記憶部に格納するボーダーゲートウェイプロトコル処理部を備える制御装置。
［第８の形態］
　（上記第２の視点による通信システム参照）
［第９の形態］
　（上記第３の視点による制御情報の作成方法参照）
［第１０の形態］
　（上記第４の視点によるプログラム参照）
　なお、上記第８～第１０の形態は、第１の形態と同様に、第２～第７の形態に展開することが可能である。

　なお、上記の非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

　１０、１０Ａ、１０Ｂ　制御装置
　１１　経路情報記憶部
　１２、１２－１～１２－Ｎ　パス計算部
　１３　パス情報
　１３Ａ　パス情報記憶部
　１４－１～１４－Ｎ　制御情報作成部
　１５　制御情報
　１５Ａ　制御情報記憶部　
　１６　制御情報設定部
　１７　インターフェーステーブル
　１８　アドレス解決テーブル
　１９　ＢＧＰ処理部
　２０　トポロジー情報記憶部

Claims

　宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、
　複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、
　前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する制御情報作成部と、を備え、
　前記制御情報作成部が複数配置され、
　個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先のうち、自身が担当する宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成すること、
　を特徴とする制御装置。
　前記各制御情報作成部に、それぞれ担当する隣接ルータが割り当てられており、
　前記各制御情報作成部は、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身に割り当てられた隣接ルータに対応する宛先であるか否かにより、自身が担当する宛先であるか否かを判別する請求項１の制御装置。
　さらに、前記経路情報記憶部に記憶された隣接ルータと、該隣接ルータに接続されている制御対象ノードの情報とを対応付けたインターフェース情報記憶部を備え、
　前記各制御情報作成部に、それぞれ担当する制御対象ノードが割り当てられており、
　前記各制御情報作成部は、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身に割り当てられた制御対象ノードに接続されている隣接ルータに対応する宛先であるか否かにより、自身が担当する宛先であるか否かを判別する請求項１の制御装置。
　前記パス計算部が複数配置され、
　個々のパス計算部が、自身に割り当てられた制御対象ノードを終点とするパスを計算し、前記制御対象ノードが割り当てられた制御情報作成部にパスを提供する請求項３の制御装置。
　前記パス計算部は、前記複数の制御対象ノードから一の制御対象ノードを選択し、該制御対象ノードを終点とする最短パスツリーを計算する請求項１から４いずれか一の制御装置。
　前記制御情報作成部は、前記ネクストホップとして設定された隣接ルータに接続された制御対象ノードに、宛先ＭＡＣアドレスを、予め解決しておいた宛先のＭＡＣアドレスに書き換える処理と、送信元ＭＡＣアドレスを、前記パスの終点に位置する制御対象ノードの出力ポートに割り当てられているＭＡＣアドレスに書き換える処理とを実行させる制御情報を作成する請求項１から５いずれか一の制御装置。
　さらに、隣接する自律システムのルータから経路情報を取得して、前記経路情報記憶部に格納するボーダーゲートウェイプロトコル処理部を備える請求項１から６いずれか一の制御装置。
　複数の制御対象ノードと、
　宛先に対して、ネクストホップを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、
　複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、
　前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する制御情報作成部と、を備え、
　前記制御情報作成部が複数配置され、
　個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先のうち、自身が担当する宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記ネクストホップへとパケットを転送させる制御情報を作成すること、
　を特徴とする制御装置と、を含む通信システム。
　宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、
　複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、
　前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する複数の制御情報作成部と、を備える制御装置が、
　前記複数の制御情報作成部のうちの個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身が担当する宛先であるか否かを判定するステップと、
　自身が担当する宛先であると判定した宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成するステップと、
　を含む制御情報の作成方法。
　宛先に対して、ネクストホップとして設定された隣接ルータを求めるための情報を記憶する経路情報記憶部と、
　複数の制御対象ノードによって構成されるネットワークトポロジーに基づいて、任意の制御対象ノード間のパスを計算するパス計算部と、
　前記複数の制御対象ノードに設定する制御情報を作成する複数の制御情報作成部と、を備える制御装置を構成するコンピュータに、
　前記複数の制御情報作成部のうちの個々の制御情報作成部が、前記経路情報記憶部から取得した宛先が、自身が担当する宛先であるか否かを判定する処理と、
　自身が担当する宛先であると判定した宛先について、前記パス計算部にて計算されたパスを用いて、前記パス上の制御対象ノードの少なくとも１つに前記隣接ルータへとパケットを転送させる制御情報を作成する処理と、
　を実行させるプログラム。