WO2014142094A1 - 通信システム、物理マシン、仮想ネットワーク管理装置、および、ネットワーク制御方法 - Google Patents

通信システム、物理マシン、仮想ネットワーク管理装置、および、ネットワーク制御方法 Download PDF

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WO2014142094A1
WO2014142094A1 PCT/JP2014/056256 JP2014056256W WO2014142094A1 WO 2014142094 A1 WO2014142094 A1 WO 2014142094A1 JP 2014056256 W JP2014056256 W JP 2014056256W WO 2014142094 A1 WO2014142094 A1 WO 2014142094A1
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WO
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virtual network
port information
physical
switch
virtual
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PCT/JP2014/056256
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亮太 壬生
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/70—Virtual switches
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks
    • H04L12/4641—Virtual LANs, VLANs, e.g. virtual private networks [VPN]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L49/00—Packet switching elements
    • H04L49/30—Peripheral units, e.g. input or output ports

Definitions

  • the present invention is based on a Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2013-049167 (filed on March 12, 2013), and the entire contents of this application are incorporated and incorporated herein by reference.
  • the present invention relates to a communication system, a physical machine, a virtual network management apparatus, and a network control method, and in particular, a communication system that provides a virtual network using a virtualization technology, a physical machine that provides a virtual machine, and a virtual network management apparatus And a network control method.
  • Cloud platforms also called “IaaS: Infrastructure as a Service” that provide users with physical machines and networks as virtual resources (for example, virtual machines and virtual networks) are being prepared.
  • virtual resources for example, virtual machines and virtual networks
  • a network configuration on a cloud platform a configuration is used in which virtual switches are arranged on physical machines connected to each other by physical switches, and a virtual machine (VM) is connected to the virtual switches.
  • VM virtual machine
  • a virtual network can be realized by controlling the packets flowing through the connection port with the virtual machine to the virtual switch.
  • a virtual LAN VLAN: Virtual Local Area Network
  • a virtual LAN identifier VLAN ID (Identification)
  • a port connected to the virtual machine is set by a switch or a hypervisor so as to belong to the assigned virtual LAN.
  • the packet sent from the virtual machine is added with the VLAN ID at the above port, then transferred to the port belonging to the same virtual network, the VLAN ID is deleted at the exit node, and the packet is sent to the destination virtual machine. Passed.
  • OpenFlow treats communication as an end-to-end flow, and performs path control, failure recovery, load balancing, and optimization on a per-flow basis.
  • the OpenFlow switch (OpenFlow Switch) specified in Non-Patent Document 2 has a secure channel for communication with the OpenFlow controller (OpenFlow Controller), and is a flow table instructed to be added or rewritten as appropriate by the OpenFlow controller.
  • OpenFlow Controller OpenFlow Controller
  • a set of matching conditions (Match Fields) to be matched with the packet header, flow statistical information (Counters), and instructions (Instructions) defining the processing contents is defined (non-patent document).
  • Flow Table a set of matching conditions to be matched with the packet header, flow statistical information (Counters), and instructions (Instructions) defining the processing contents is defined (non-patent document).
  • an OpenFlow switch when it receives a packet, it searches the flow table for an entry having a matching condition (see “4.3 Match Fields” in Non-Patent Document 3) that matches the header information of the received packet. If an entry that matches the received packet is found as a result of the search, the OpenFlow switch updates the flow statistical information (counter) and processes the processing (designated) in the instruction field of the entry for the received packet. Perform packet transmission, flooding, discard, etc. from the port. On the other hand, if no entry matching the received packet is found as a result of the search, the OpenFlow switch sends an entry setting request to the OpenFlow controller via the secure channel, that is, a control for processing the received packet. An information transmission request (Packet-In message) is transmitted. The OpenFlow switch receives a flow entry whose processing content is defined and updates the flow table. As described above, the OpenFlow switch performs packet transfer using the entry stored in the flow table as control information.
  • a matching condition see “4.3 Match Fields” in Non-Patent Document 3
  • Non-Patent Document 4 describes that a virtual network can be constructed in the same manner as a virtual LAN by combining an OpenFlow switch and an OpenFlow controller called “Sliceable Switch”. “Port-based Binding” It is described that the setting based on the association between the virtual network called “Port” and “Port” is possible. Further, it is described that the port is designated by a switch ID, a port number in the switch, and a VLAN ID. (Hereinafter, the switch ID and the port number in the switch are also referred to as “port information”.)
  • Non-Patent Document 4 describes the use of LLDP (Link Layer Discovery Protocol) described in Non-Patent Document 5.
  • LLDP is a standard protocol for collecting information such as device identifiers and neighboring devices necessary for grasping the network topology.
  • Non-Patent Document 6 describes a component called “Agent” that collects port information.
  • This port information is information acquired from the local virtual switch of the corresponding machine.
  • Non-Patent Document 7 describes a technology that makes it possible to use a technology called PCI (Peripheral Component Interconnect) passthrough that provides a physical NIC (Network Interface Card) to a virtual machine on a cloud platform. ing. According to such a technique, it can be expected to speed up the processing without going through the virtual switch on the machine.
  • PCI Peripheral Component Interconnect
  • Non-Patent Document 8 describes a method of lending a physical machine (hereinafter also referred to as “bare metal”) in the same manner as a virtual machine. In this method, it is described that port information is registered in advance.
  • An object of the present invention is to provide a communication system, a physical machine, a virtual network management apparatus, and a network control method that contribute to solving such a problem.
  • the communication system is: A physical machine, A switch control device for controlling a physical switch connected to the physical machine; A virtual network management device that manages a virtual network using at least one of the physical machine and a virtual machine that operates on the physical machine and the physical switch;
  • the physical machine includes a port information collection unit that collects port information of a NIC (Network Interface Card) allocated to the virtual network;
  • a port information notification unit for notifying the virtual network management device of the correspondence between the NIC and the collected port information;
  • the virtual network management apparatus instructs the switch control apparatus so that the physical switch uses the port information as a match condition.
  • the physical machine is: In a communication system comprising a switch control device that controls a physical switch and a virtual network management device that manages a virtual network, a physical machine connected to the physical switch,
  • the physical machine includes a port information collection unit that collects port information of a NIC (Network Interface Card) allocated to the virtual network;
  • a port information notification unit for notifying the virtual network management device of the correspondence between the NIC and the collected port information,
  • the virtual network is configured by using at least one of the physical machine and a virtual machine operating on the physical machine and the physical switch, The port information is used as a match condition by the physical switch when the virtual network management device instructs the switch control device.
  • the virtual network management device is: In a communication system comprising a physical machine and a switch control device that controls a physical switch connected to the physical machine, at least one of the physical machine and a virtual machine operating on the physical machine, and the physical switch Means for managing a virtual network using Means for instructing the switch controller to use the port information as a match condition when the physical machine is notified of NIC (Network Interface Card) port information assigned to the virtual network; Is provided.
  • NIC Network Interface Card
  • the network control method is: A virtual network using a physical machine, a switch control device that controls a physical switch connected to the physical machine, at least one of the physical machine and a virtual machine that operates on the physical machine, and the physical switch
  • a network control method in a communication system comprising a virtual network management device for managing, The physical machine collecting NIC (Network Interface Card) port information allocated to the virtual network; Notifying the virtual network management device of the correspondence between the NIC and the collected port information,
  • the virtual network management device includes a step of instructing the switch control device so that the physical switch uses the port information as a match condition.
  • the setting of the virtual network is automated in a cloud platform having a network configuration that does not use a virtual switch.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a communication system according to an embodiment.
  • the communication network includes physical machines 10a and 10b, a switch control device 30 that controls a physical switch 40 connected to the physical machines 10a and 10b, and a virtual network management device 20.
  • the physical machine 10a (10b) includes a port information collection unit 13a (13b) and a port information notification unit 14a (14b).
  • the virtual network management device 20 manages a virtual network using the physical machines 10a and 10b and the physical switch 40.
  • the physical machines 10a and 10b are virtual machine (VM) servers
  • the virtual network management apparatus 20 uses a virtual machine that operates on the physical machines 10a and 10b and a physical switch 40. May be managed.
  • VM virtual machine
  • the port information collection unit 13a collects port information of a NIC (Network Interface Card) 15a (15b) allocated to the virtual network.
  • the switch control device 30 instructs the physical switch 40 to transmit the port information, and the port information collection unit 13a (13b) collects the port information transmitted from the physical switch 40. Good.
  • the port information notification unit 14a (14b) notifies the virtual network management device 20 of the correspondence between the NIC 15a (15b) and the collected port information.
  • the virtual network management device 20 instructs the switch control device 30 so that the physical switch 40 uses the port information as a match condition.
  • the virtual network management device 20 may further associate the virtual network with the port information using the correspondence between the NIC and the port information. Further, the virtual network management device 20 may instruct the switch control device 30 so that the physical switch 40 communicates between ports belonging to the same virtual network based on the association between the virtual network and the port information. Good.
  • port information can be acquired from the adjacent physical switch 40 and automatically set in the virtual network management apparatus 20. That is, according to such a communication system, it is possible to automate the setting of the virtual network in a cloud platform having a network configuration that does not use the virtual switch, as in the case of using the virtual switch.
  • the virtual network management unit 120 corresponds to the virtual network management apparatus 20 in FIG.
  • the switch control unit 130 corresponds to the switch control device 30 of FIG.
  • the communication system includes virtual machine servers 50a and 50b on which virtual machines (VM) 51a and 51b operate, virtual machines 51a and 51b and physical switches 40 operating on the virtual machine servers 50a and 50b, respectively.
  • the virtual network management unit 120 that provides a virtual network management function using the switch and the switch control unit 130 that controls the physical switch 40 are connected to each other.
  • the virtual machine 51a (51b) is connected to the virtual network via the hypervisor 52a (52b) that manages the virtual machine 51a (51b) and the virtual network management unit 120.
  • the port information collection unit 53a (53b) that collects port information of NIC (Network Interface Card) 55a (55b) to be allocated to the virtual machine 51a (51b), and the virtual network management unit 120
  • the virtual machine 51a ( 51b) has a port information notification unit 54a (54b) for notifying port information of the NIC 55a (55b) used.
  • the port information collection unit 53a (53b) collects port information by analyzing LLDP (Link Layer Discovery Protocol) transmitted from each port of the physical switch 40 according to an instruction from the switch control unit 130.
  • the port information collection method by the port information collection unit 53a (53b) is not limited to this method. Since the port information collection unit 53a (53b) has only to collect the port information until the NIC 55a (55b) is allocated to the virtual machine 51a (51b), the port information collection unit 53a (53b) immediately before the generation of the virtual machine 51a (51b) or the virtual machine server 50a (50b) Port information may be collected at the time of activation.
  • the correspondence between the virtual network and the NIC 55a (55b) is set by the user.
  • the virtual network management unit 120 holds the port information of the NIC 55a (55b) based on the notification. Based on the correspondence between the virtual network obtained from these pieces of information and the port information, the virtual network management unit 120 uses the port information as a matching condition for identifying the packet to the switch control device 30, and Instruct to perform control.
  • a match condition not only local identification information but also a transmission source address, a destination address, an input port, and the like can be designated.
  • each NIC 55a (55b) assigned to the virtual machine server 50a (50b) is set to the same virtual network by the user.
  • the NIC 55a is connected to the NIC 55a assigned to the virtual machine 51a.
  • the LLDP including the port information is acquired from the physical switch 40, and the acquired port information is notified to the virtual network management unit 120.
  • the NIC 55b is connected to the NIC 55b assigned to the virtual machine 51b.
  • the LLDP including port information is acquired from the physical switch 40 that has been set, and the acquired port information is notified to the virtual network management unit 120.
  • the virtual network management unit 120 generates a correspondence between the virtual network and the port information from the port information of the NICs 55a and 55b obtained by the notification, and notifies the switch control unit 130 of the ports belonging to the same virtual network. Instruct that communication be allowed only between the two.
  • the switch control unit 130 transfers a packet from the port of the virtual machine 51a (51b) to any or all of the ports belonging to the same virtual network to the physical switch 40. To instruct.
  • the packet from the virtual machine 51a is transferred to the virtual machine 51b, while the packet from the virtual machine 51b is transferred to the virtual machine 51a.
  • port information can be acquired from adjacent switches and automatically set in the virtual network management apparatus. Therefore, according to the configuration of the embodiment, it is possible to automate the setting of the virtual network in the cloud base having a network configuration that does not use the virtual switch, as in the case of using the virtual switch.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication system according to the present embodiment.
  • the communication system according to the present embodiment includes a configuration in which virtual machine servers 50 a and 50 b connected via a physical switch 40 and a cloud infrastructure management apparatus 100 are connected.
  • the cloud infrastructure management device 100 includes a virtual network management unit 120, a switch control unit 130, a virtual machine (VM) management unit 170, and a user interface 180.
  • VM virtual machine
  • the switch control unit 130 corresponds to the switch control device 30 shown in FIG.
  • the virtual network management unit 120, the virtual machine (VM) management unit 170, and the user interface 180 correspond to the virtual network management apparatus 20 shown in FIG.
  • the user interface 180 receives operations related to the configuration of the virtual network from a user terminal (not shown).
  • the VM management unit 170 communicates with the hypervisors 52a and 52b of the virtual machine servers 50a and 50b based on the operation content related to the configuration of the virtual network received by the virtual network management unit 120 via the user interface 180, and the virtual machine Additions, changes, deletions, etc.
  • the virtual network management unit 120 receives the setting of the correspondence relationship between the NIC (Network Interface Card) of the virtual machine and the virtual network to which the NIC is connected from the user interface 180. In addition, the virtual network management unit 120 receives notification of port information to which the NIC of the added virtual machine is connected from the virtual machine servers 50a and 50b. When receiving the notification, the virtual network management unit 120 instructs the switch control unit 130 to control the physical switch 40.
  • NIC Network Interface Card
  • the switch control unit 130 controls the physical switch 40 based on an instruction from the virtual network management unit 120.
  • the switch control unit 130 performs communication control between virtual machines belonging to the same virtual network.
  • a configuration equivalent to the OpenFlow controller described in Non-Patent Documents 3 and 4 can be employed.
  • the switch control unit 130 is not limited to such a configuration.
  • the switch control unit 130 causes the physical switch 40 to transmit an LLDP (Link Layer Discovery ⁇ ⁇ Protocol) including the identifier and port number of the physical switch 40 from each port periodically or at the time of link UP.
  • LLDP Link Layer Discovery ⁇ ⁇ Protocol
  • a virtual machine (VM: Virtual Machine) 51a (51b) operates under the control of the hypervisor 52a (52b).
  • the hypervisor 52a (52b) receives a virtual network construction, a virtual machine connection operation, and the like via the VM management unit 170 of the cloud infrastructure management device 100.
  • the virtual machine server 50a (50b) includes a port information collection unit 53a (53b), a port information notification unit 54a (54b), and a NIC 55a (55b) allocated to the virtual machine 51a (51b).
  • the port information collection unit 53a (53b) collects port information by analyzing LLDP transmitted from each port of the physical switch 40 in accordance with an instruction from the switch control unit 130.
  • the port information notification unit 54a (54b) notifies the virtual network management unit 120 of the collected port information.
  • the physical switch 40 for example, a switch that performs packet processing equivalent to the OpenFlow switch described in Non-Patent Documents 3 and 4 can be used.
  • the physical switch 40 is not limited to such a switch.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating port information included in the LLDP transmitted from each port of the physical switch 40 by the switch control unit 130 as an example.
  • LLDP has a variable length format consisting of Type, Length, and Value, and the length of the character string (Length) and the corresponding character string (Value) for each Type corresponding to switch identification information and port information. Including.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating, as an example, a correspondence relationship between a NIC of a virtual machine set in the virtual network management unit 120 via the user interface 180 and a virtual network to which the NIC is connected.
  • the virtual network management unit 120 holds the correspondence between the virtual network ID and the NIC ID to which it belongs.
  • FIG. 5 shows an example of NIC port information notified from the virtual machine server 50a (50b) and held in the virtual network management unit 120.
  • the virtual network management unit 120 holds switch identification information and a port number for each NIC ID.
  • DPID Datapath ID
  • the identification information is not limited to the DPID, and may be information that can uniquely identify the switch.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a correspondence relationship between the virtual network held by the virtual network management unit 120 and the port information as an example. Based on the correspondence between the virtual network and the NIC shown in FIG. 4 and the correspondence between the NIC and the port information shown in FIG. 5, the virtual network management unit 120 creates a virtual network and port information as shown in FIG. Generate and hold the correspondence relationship.
  • the virtual machine servers 50a and 50b notify the cloud infrastructure management apparatus 100 of the port information collected based on the LLDP transmitted from the physical switch 40, and the cloud infrastructure management apparatus 100 is notified to the user via the NIC ID.
  • the setting of the virtual network can be automated.
  • the virtual machine server identification information and the NIC identification information in the virtual machine server 50a (50b) are used as the NIC ID.
  • the NIC ID is not limited to the identifiers shown in FIGS. 4 and 5 and may be any unique identifier on the cloud platform.
  • virtual machine identification information and NIC identification information in the virtual machine 51a (51b) may be used as the NIC ID.
  • each unit (processing means) of the virtual machine servers 50a and 50b and each unit of the cloud infrastructure management device 100 illustrated in FIG. 2 are computers such as hardware resources (CPU (Central Processing Unit) and memory) constituting these devices. It can also be realized by a computer program that executes each of the above-described processes for (resources).
  • the VM management unit 170 instructs the hypervisor 52a (52b) to generate the virtual machine 51a (51b).
  • a correspondence relationship between the virtual network and the NIC 55a (55b) is set for the virtual network management unit 120.
  • the hypervisor 52a (52b) instructs the port information collection unit 53a (53b) to collect NIC port information to be allocated to the generated virtual machine 51a (51b).
  • the port information collection unit 53a acquires the LLDP including the port information transmitted from the physical switch 40 by the NIC 55a (55b), and passes the extracted port information to the port information notification unit 54a (54b). Specifically, the port information collection unit 53a collects switch identification information 0x1001 and port number 1 as port information. On the other hand, the port information collection unit 53b collects switch identification information 0x1001 and port number 2 as port information. In order to acquire LLDP, the link of NIC 55a (55b) may be once DOWN and then UP again.
  • the port information notification unit 54 a (54 b) notifies the NIC port information (FIG. 5) to the virtual network management unit 120 of the cloud infrastructure management device 100.
  • the virtual network management unit 120 creates the correspondence between the virtual network and the port information based on the correspondence between the virtual network and the NIC 55a (55b) (FIG. 4) and the port information (FIG. 5) of the NIC 55a (55b) ( FIG. 6) is generated.
  • the virtual network management unit 120 allows the switch control unit 130 to allow communication only between the port number 1 of the switch identification information 0x1001 and the port number 2 of the switch identification information 0x1001 belonging to the virtual network 0x1. To instruct.
  • the switch control unit 130 instructs the physical switch 40 having the switch identification information 0x1001 to transfer the packet whose input port is 1 to the port number 2 in accordance with the instruction from the virtual network management unit 120. Similarly, the switch control unit 130 instructs the physical switch 40 having the switch identification information 0x1001 to transfer the packet whose input port is 2 to the port number 1.
  • the packet from the virtual machine 51a is transferred to the virtual machine 51b, and the packet from the virtual machine 51b is transferred to the virtual machine 51a.
  • forwarding such as broadcast and multicast may be performed.
  • port information is collected for each NIC 55a (55b) of the virtual machine 51a (51b), and the virtual network and NIC 55a (55b) set in the cloud infrastructure management device 100 are collected. From the correspondence relationship, a correspondence between the virtual network and the port information is generated, and the physical switch 40 is controlled. According to such a communication system, it becomes possible to automate the setting of a virtual network in a cloud platform having a network configuration that does not use a virtual switch, as in the case of using a virtual switch.
  • the communication system of this embodiment is obtained by changing the virtual machine server in the communication system according to the first embodiment to a physical machine.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the communication system of the present embodiment.
  • the communication system of the present embodiment is different from the communication system of the first embodiment shown in FIG. 2 in that the object to be lent to the user is a virtual machine (VM) or the physical machine itself. To do.
  • the communication system of the present embodiment has the same configuration as the communication system of the first embodiment with respect to other configurations. Therefore, the following description will focus on the differences between the present embodiment and the first embodiment.
  • the communication system of the present embodiment has a configuration in which physical machines 60 a and 60 b connected via a physical switch 40 and a cloud infrastructure management apparatus 200 are connected.
  • the physical machine 60a (60b) has a NIC (Network Interface Card) 65a (65b).
  • NIC Network Interface Card
  • the physical machine 60a (60b) has an agent 66a (66b) that operates temporarily before renting out a user.
  • the agent 66a (66b) includes a port information collection unit 63a (63b) and a port information notification unit 64a (64b).
  • the cloud infrastructure management device 200 includes a machine management unit 190.
  • the machine management unit 190 Upon receiving a machine request from the user terminal, the machine management unit 190 activates the physical machine 60a (60b) and instructs pre-processing by the agent 66a (66b).
  • the machine management unit 190 starts the OS (Operating System) and the agent 66a (66b) for the physical machine 60a (60b). Instruct.
  • the correspondence between the virtual network and the NIC 65a (65b) is set for the virtual network management unit 120.
  • the agent 66a (66b) instructs the port information collection unit 63a (63b) to collect port information of the NIC 65a (65b) that can be used by the user.
  • the port information collection unit 63a (63b) includes the port information transmitted from the physical switch 40 by the NIC 65a (65b), similarly to the port information collection unit 53a (53b) in the communication system of the first embodiment.
  • the LLDP is acquired and the extracted port information is passed to the port information notification unit 64a (64b).
  • the port information notification unit 64a notifies the port information of the NIC 65a (65b) to the virtual network management unit 120 of the cloud infrastructure management device 200.
  • the machine management unit 190 and the agent 66a (66b) perform processing such as writing the user's machine image into an HDD (Hard Disk Drive)
  • the physical machine 60a (60b) is restarted with the user's machine image.
  • the processing related to the NIC 65a (65b) and the virtual network is out of the scope of the present invention, and the processing content and order are not limited.
  • the packet from the physical machine 60a is transferred to the physical machine 60b.
  • the packet from the physical machine 60b is transferred to the physical machine 60a.
  • port information is collected for each NIC 65a (65b) of the physical machine 60a (60b), and the virtual network set in the cloud infrastructure management device 200 and the NIC 65a (65b).
  • the correspondence between the virtual network and the port information is generated from the correspondence relationship, and the physical switch 40 is controlled.
  • setting of a virtual network can be automated in the same manner as a general cloud environment using a virtual switch.
  • the cloud infrastructure management apparatus 200 has been described as including the switch control unit 130 that performs switch control corresponding to the OpenFlow controller of Non-Patent Documents 3 and 4, but the communication system according to the present invention. Can be applied to other cloud platform platforms.
  • the communication system according to the present invention can be applied to a network in which a control server or the like performs centralized network management.
  • [Appendix 4] The switch control device instructs the physical switch to transmit the port information; The communication system according to any one of appendices 1 to 3, wherein the port information collection unit collects the port information transmitted from the physical switch.
  • [Appendix 5] The physical machine according to the second aspect.
  • [Appendix 6] The physical machine according to appendix 5, wherein the port information collection unit collects the port information transmitted from the physical switch in response to an instruction from the switch control device.
  • [Appendix 7] The virtual network management apparatus according to the third aspect. [Appendix 8] When the instruction unit receives the correspondence between the virtual network and the NIC from a user terminal, the instruction unit uses the correspondence between the NIC and the port information notified from the physical machine to determine the virtual network and the port information.
  • the virtual network management device according to appendix 7, further associated with the virtual network management device.
  • the instruction unit instructs the switch control device to perform communication between ports belonging to the same virtual network based on the association between the virtual network and the port information.
  • the network control method according to the fourth aspect is as described above.
  • the virtual network management device When the virtual network management device receives a correspondence between the virtual network and the NIC from a user terminal, the virtual network management device further includes a step of further associating the virtual network with the port information using the correspondence between the NIC and the port information.
  • the network control method according to appendix 10.
  • [Appendix 12] The virtual network management device instructing the switch control device to perform communication between ports belonging to the same virtual network based on the association between the virtual network and the port information;
  • a port information collection method by a physical machine connected to the physical switch The physical machine collecting NIC (Network Interface Card) port information allocated to the virtual network; Notifying the virtual network management device of the correspondence between the NIC and the collected port information,
  • the virtual network is configured by using at least one of the physical machine and a virtual machine operating on the physical machine and the physical switch, The port information is used as a match condition by the physical switch when the virtual network management apparatus instructs the switch control apparatus.
  • the virtual network management device includes a physical machine and a switch control device that controls a physical switch connected to the physical machine, at least one of the physical machine and a virtual machine operating on the physical machine Managing a virtual network using one and the physical switch; Instructing the switch control device to use the port information as a match condition when the physical machine is notified of NIC (Network Interface Card) port information assigned to the virtual network; Including a network control method.
  • NIC Network Interface Card
  • Appendix 17 The virtual network management device accepting a correspondence between the virtual network and the NIC from a user terminal; The network control method according to appendix 16, further comprising: associating the virtual network with the port information using the correspondence between the NIC notified from the physical machine and the port information.
  • [Appendix 18] The virtual network management device instructing the switch control device so that the physical switch communicates between ports belonging to the same virtual network based on the association between the virtual network and the port information;
  • the network control method comprising: [Appendix 19] In a communication system including a switch control device that controls a physical switch and a virtual network management device that manages a virtual network, for a computer provided in a physical machine connected to the physical switch, A process of collecting NIC (Network Interface Card) port information assigned to the virtual network; A process of notifying the virtual network management device of the correspondence between the NIC and the collected port information,
  • the virtual network is configured by using at least one of the physical machine and a virtual machine operating on the physical machine and the physical switch,
  • the port information is used as a match condition by the physical switch when the virtual network management device instructs the switch control device.
  • Appendix 20 In a communication system comprising a physical machine and a switch control device that controls a physical switch connected to the physical machine, at least one of the physical machine and a virtual machine operating on the physical machine, and the physical switch A process of managing a virtual network using When the port information of NIC (Network Interface Card) allocated to the virtual network is notified from the physical machine, the physical switch instructs the switch control device to use the port information as a match condition; A program that causes a computer to execute.
  • NIC Network Interface Card
  • Switch control device 40 Physical switch 50a, 50b Virtual machine server 51a, 51b Virtual machine (VM) 52a, 52b Hypervisor 66a, 66b Agent 100, 200 Cloud infrastructure management device 120 Virtual network management unit 130 Switch control unit 170 Virtual machine (VM) management unit 180 User interface 190 Machine management unit

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Abstract

　仮想スイッチを使用しないネットワーク構成のクラウド基盤において、仮想ネットワークの設定を自動化する。通信システムは、物理マシンと、物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、物理マシンおよび物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備え、物理マシンは、仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣのポート情報を収集するポート情報収集部と、ＮＩＣと収集したポート情報との対応を仮想ネットワーク管理装置へ通知するポート情報通知部と、を有し、仮想ネットワーク管理装置は、物理スイッチがポート情報をマッチ条件として用いるように、スイッチ制御装置に指示する。

Description

通信システム、物理マシン、仮想ネットワーク管理装置、および、ネットワーク制御方法
　［関連出願についての記載］
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１３－０４９１６７号（２０１３年３月１２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、通信システム、物理マシン、仮想ネットワーク管理装置、および、ネットワーク制御方法に関し、特に、仮想化技術を用いて仮想ネットワークを提供する通信システム、仮想マシンを提供する物理マシン、仮想ネットワーク管理装置、および、ネットワーク制御方法に関する。
　物理マシン、ネットワーク等を仮想的な資源（例えば、仮想マシン、仮想ネットワーク）としてユーザに提供するクラウド基盤（「ＩａａＳ：Infrastructure as a Service」とも呼ばれる。）が整えられつつある。一般に、クラウド基盤におけるネットワーク構成として、物理スイッチで相互に接続された物理マシン上に仮想スイッチを配置し、仮想スイッチに対して仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）を接続する構成が用いられる。
　上記のネットワーク構成によると、仮想スイッチに対して、仮想マシンとの接続ポートを流れるパケットを制御させることで、仮想ネットワークを実現することができる。具体的には、非特許文献１に示される仮想ＬＡＮ（ＶＬＡＮ：Virtual Local Area Network）を用いることができる。まず、ユーザが仮想ネットワークを定義した際に、システム全体で一意となる仮想ＬＡＮ識別子（ＶＬＡＮ　ＩＤ（Identification））を割り当てる。そして、仮想マシン起動時に、割り当てられた仮想ＬＡＮに属するように、仮想マシンにつながるポートをスイッチまたはハイパーバイザにて設定する。この設定により、仮想マシンから送出されたパケットは、上記ポートにてＶＬＡＮ　ＩＤが付加された後、同一仮想ネットワークに属するポートに転送され、出口ノードでＶＬＡＮ　ＩＤが削除され、宛先の仮想マシンへと渡される。
　一方、オープンフロー（OpenFlow）という技術が提案されている（特許文献１、非特許文献２、３参照）。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。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（OpenFlow Switch）は、オープンフローコントローラ（OpenFlow Controller）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が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３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３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。
　また、非特許文献４には、オープンフロースイッチと「Sliceable Switch」と呼ばれるオープンフローコントローラとの組合せにより、仮想ＬＡＮと同様に、仮想的なネットワークを構築できることが記載され、「Port-based Binding」と呼ばれる仮想ネットワークとポートの関連付けに基づく設定が可能であることが記載されている。また、ポートは、スイッチＩＤ、スイッチにおけるポート番号、ＶＬＡＮ　ＩＤで指定することが記載されている。（以下、スイッチＩＤおよびスイッチにおけるポート番号を「ポート情報」ともいう。）
　さらに、非特許文献４には、非特許文献５に記載されたＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）を用いることが記載されている。ＬＬＤＰは、ネットワークトポロジを把握するために必要な機器の識別子および隣接機器等の情報を収集するための標準プロトコルである。
　また、非特許文献６には、ポート情報を収集する「Agent」と呼ばれるコンポーネントが記載されている。なお、このポート情報は、該当マシンのローカル仮想スイッチから取得される情報である。
　さらに、非特許文献７には、マシンの物理ＮＩＣ（Network Interface Card）を仮想マシンに提供するＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）パススルー（passthrough）と呼ばれる技術を、クラウド基盤で利用可能にする技術が記載されている。かかる技術によると、マシン上の仮想スイッチを経由しないことで処理の高速化を期待し得る。
　また、非特許文献８には、仮想マシンと同様に物理マシンを貸し出す方式（以下「ベアメタル」ともいう。）が記載されている。この方式では、ポート情報は事前に登録しておくことが記載されている。
国際公開第２００８／０９５０１０号
IEEE Std. 802.1Q-2005,"Virtual Bridged Local Area Networks," ISBN 0-7381-3662-X. Nick McKeownほか７名、"OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks"、[online]、［平成２４（２０１２）年１０月１８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１８日検索］、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf〉 "Sliceable Switch Tutorial"、[online]、［平成２５（２０１３）年１月３０日検索］、インターネット〈URL: https://github.com/trema/apps/wiki/sliceable_switch_tutorial〉 "IEEE standard 802.1AB-2009"、[online]、［平成２５（２０１３）年１月３０日検索］、インターネット〈URL: http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.1AB-2009.pdf〉 "Quantum NEC OpenFlow Plugin"、[online]、［平成２５（２０１３）年１月３０日検索］、インターネット〈URL: http://wiki.openstack.org/Quantum-NEC-OpenFlow-Plugin〉 "support for PCI passthrough and SR-IOV"、[online]、［平成２５（２０１３）年１月３０日検索］、インターネット〈URL: https://blueprints.launchpad.net/nova/+spec/pci-passthrough-and-sr-iov〉 "General Bare Metal Provisioning Framework"、[online]、［平成２５（２０１３）年１月３０日検索］、インターネット〈URL: http://wiki.openstack.org/GeneralBareMetalProvisioningFramework〉
　上記の特許文献および非特許文献の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明者によってなされたものである。
　クラウド基盤においてＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）パススルーまたはベアメタルのようなマシン上の仮想スイッチを経由しない構成を採用した場合、ポート情報を仮想スイッチから取得することができないという問題がある。
　したがって、仮想マシン起動前およびマシン提供前にポート情報を別途ＤＢ（Database）に登録する等の設定が必要になる。
　そこで、仮想スイッチを使用しないネットワーク構成のクラウド基盤において、仮想ネットワークの設定を自動化することが課題となる。本発明の目的は、かかる課題の解決に寄与する通信システム、物理マシン、仮想ネットワーク管理装置およびネットワーク制御方法を提供することにある。
　本発明の第１の視点に係る通信システムは、
　物理マシンと、
　前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、
　前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置と、を備え、
　前記物理マシンは、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集するポート情報収集部と、
　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知するポート情報通知部と、を有し、
　前記仮想ネットワーク管理装置は、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する。
　本発明の第２の視点に係る物理マシンは、
　物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理スイッチに接続される物理マシンであって、
　前記物理マシンは、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集するポート情報収集部と、
　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知するポート情報通知部と、を備え、
　前記仮想ネットワークは、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いて構成され、
　前記ポート情報は、前記仮想ネットワーク管理装置が前記スイッチ制御装置に指示することにより、前記物理スイッチによってマッチ条件として用いられる。
　本発明の第３の視点に係る仮想ネットワーク管理装置は、
　物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する手段と、
　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を前記物理マシンから通知されると、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する手段と、を備える。
　本発明の第４の視点に係るネットワーク制御方法は、
　物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置と、を備えた通信システムにおけるネットワーク制御方法であって、
　前記物理マシンが、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集する工程と、
　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知する工程と、を含み、
　前記仮想ネットワーク管理装置が、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する工程を含む。
　本発明に係る通信システム、物理マシン、仮想ネットワーク管理装置、および、ネットワーク制御方法よれば、仮想スイッチを使用しないネットワーク構成のクラウド基盤において、仮想ネットワークの設定が自動化される。
一実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 第１の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 第１の実施形態の物理スイッチからのＬＬＤＰに含まれるポート情報を示す図である。 第１の実施形態の仮想ネットワーク管理部に設定される仮想ネットワークとＮＩＣとの対応を示す図である。 第１の実施形態の仮想マシンサーバから通知され仮想ネットワーク管理部に保持されるＮＩＣのポート情報を示す図である。 第１の実施形態の仮想ネットワーク管理部に保持される仮想ネットワークとポート情報との対応を示す図である。 第２の実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。
　はじめに、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。
　図１は、一実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。図１を参照すると、通信ネットワークは、物理マシン１０ａ、１０ｂと、物理マシン１０ａ、１０ｂに接続される物理スイッチ４０を制御するスイッチ制御装置３０と、仮想ネットワーク管理装置２０とを備えている。
　物理マシン１０ａ（１０ｂ）は、ポート情報収集部１３ａ（１３ｂ）とポート情報通知部１４ａ（１４ｂ）を有する。
　仮想ネットワーク管理装置２０は、物理マシン１０ａ、１０ｂと物理スイッチ４０とを用いた仮想ネットワークを管理する。なお、物理マシン１０ａ、１０ｂが仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）サーバである場合、仮想ネットワーク管理装置２０は、物理マシン１０ａ、１０ｂ上で動作する仮想マシンと、物理スイッチ４０とを用いた仮想ネットワークを管理するようにしてもよい。
　ポート情報収集部１３ａ（１３ｂ）は、仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）１５ａ（１５ｂ）のポート情報を収集する。なお、スイッチ制御装置３０が、物理スイッチ４０に対してポート情報を送信するように指示し、ポート情報収集部１３ａ（１３ｂ）は、物理スイッチ４０から送信されたポート情報を収集するようにしてもよい。ポート情報通知部１４ａ（１４ｂ）は、ＮＩＣ１５ａ（１５ｂ）と収集したポート情報との対応を仮想ネットワーク管理装置２０へ通知する。
　仮想ネットワーク管理装置２０は、物理スイッチ４０がポート情報をマッチ条件として用いるように、スイッチ制御装置３０に指示する。
　仮想ネットワーク管理装置２０は、ユーザ端末（非図示）から仮想ネットワークとＮＩＣとの対応を受け付けると、ＮＩＣとポート情報との対応を用いて、仮想ネットワークとポート情報とをさらに対応付けてもよい。さらに、仮想ネットワーク管理装置２０は、仮想ネットワークとポート情報との対応付けに基づいて、物理スイッチ４０が同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、スイッチ制御装置３０に指示してもよい。
　かかる通信システムによると、クラウド基盤における仮想ネットワークを提供する通信システムにおいて、隣接する物理スイッチ４０からポート情報を取得し、自動的に仮想ネットワーク管理装置２０へ設定することができる。すなわち、かかる通信システムによると、仮想スイッチを使用しないネットワーク構成のクラウド基盤において、仮想スイッチを使用する場合と同様に、仮想ネットワークの設定を自動化することが可能となる。
　図２を参照しつつ、物理マシンが仮想マシンを提供する仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂである場合について、さらに説明する。なお、図２において、仮想ネットワーク管理部１２０は、図１の仮想ネットワーク管理装置２０に相当する。一方、スイッチ制御部１３０は、図１のスイッチ制御装置３０に相当する。
　図２を参照すると、通信システムは、仮想マシン（ＶＭ）５１ａ、５１ｂがそれぞれ動作する仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂと、仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂ上でそれぞれ動作する仮想マシン５１ａ、５１ｂと物理スイッチ４０を用いた仮想ネットワークの管理機能を提供する仮想ネットワーク管理部１２０と、物理スイッチ４０を制御するスイッチ制御部１３０と、が接続された構成を有する。
　具体的には、仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）は、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）を管理するハイパーバイザ５２ａ（５２ｂ）と、仮想ネットワーク管理部１２０を介して仮想マシン５１ａ（５１ｂ）が仮想ネットワークに接続されると、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）に割り当てるＮＩＣ（Network Interface Card）５５ａ（５５ｂ）のポート情報を収集するポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）と、仮想ネットワーク管理部１２０に対し、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）が使用するＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）のポート情報を通知するポート情報通知部５４ａ（５４ｂ）を有する。
　ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）は、スイッチ制御部１３０からの指示により物理スイッチ４０の各ポートから送信されるＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）を解析することで、ポート情報を収集する。ただし、ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）によるポート情報収集方法は、かかる方法に限定されない。ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）は、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）にＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）を割り当てるまでにポート情報を収集すればよいため、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）の生成直前または仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）の起動時にポート情報を収集してもよい。
　仮想ネットワーク管理部１２０には、ユーザによって仮想ネットワークとＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）との対応が設定される。仮想ネットワーク管理部１２０は、上記の通知に基づいてＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）のポート情報を保持する。仮想ネットワーク管理部１２０は、これら情報から得られる仮想ネットワークとポート情報との対応に基づいて、スイッチ制御装置３０に対し、ポート情報を、パケットを識別するためのマッチ条件として用いて、仮想ネットワークの制御を行うように指示する。なお、マッチ条件としては、ローカル識別情報のみならず、送信元アドレス、宛先アドレス、入力ポート等を指定することもできる。
　例えば、ユーザによって、仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）に割り当てられたＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）それぞれが同一の仮想ネットワークに設定されたものとする。仮想マシンサーバ５０ａは、図２に示すように、仮想ネットワーク管理部１２０を介して仮想マシン５１ａが仮想ネットワークに接続される際、仮想マシン５１ａに割り当てられたＮＩＣ５５ａにて、ＮＩＣ５５ａが結線されている物理スイッチ４０からポート情報を含むＬＬＤＰを取得し、取得したポート情報を仮想ネットワーク管理部１２０へ通知する。
　同様に、仮想マシンサーバ５０ｂも、図２に示すように、仮想ネットワーク管理部１２０を介して仮想マシン５１ｂが仮想ネットワークに接続される際、仮想マシン５１ｂに割り当てられたＮＩＣ５５ｂにて、ＮＩＣ５５ｂが結線されている物理スイッチ４０からポート情報を含んだＬＬＤＰを取得し、取得したポート情報を仮想ネットワーク管理部１２０へ通知する。
　次に、仮想ネットワーク管理部１２０では、上記通知によって得られたＮＩＣ５５ａ、５５ｂのポート情報から、仮想ネットワークとポート情報の対応付けを生成し、スイッチ制御部１３０に対し、同一の仮想ネットワークに属するポート間のみで通信が許可されるように指示する。
　スイッチ制御部１３０は、仮想ネットワーク管理部１２０からの指示に従い、物理スイッチ４０に対し、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）のポートからのパケットは同一の仮想ネットワークに属するポートのいずれか、またはすべてに転送するように指示する。
　以上により、仮想マシン５１ａからのパケットが仮想マシン５１ｂに転送され、一方、仮想マシン５１ｂからのパケットが仮想マシン５１ａに転送される。
　かかる一実施形態の通信システムによると、クラウド基盤における仮想ネットワークを提供する通信システムにおいて、隣接するスイッチからポート情報を取得し、自動的に仮想ネットワーク管理装置へ設定することができる。したがって、かかる一実施形態の構成によると、仮想スイッチを使わないネットワーク構成のクラウド基盤において、仮想スイッチを利用する場合と同様に、仮想ネットワークの設定を自動化することが可能となる。
＜実施形態１＞
　次に、第１の実施形態に係る通信システムについて、図面を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の通信システムの構成一例として示すブロック図である。図２を参照すると、本実施形態の通信システムは、物理スイッチ４０を介して接続された仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂと、クラウド基盤管理装置１００とを接続した構成を備えている。
　クラウド基盤管理装置１００は、仮想ネットワーク管理部１２０、スイッチ制御部１３０、仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）管理部１７０、および、ユーザインターフェイス１８０を有する。
　スイッチ制御部１３０は、図１に示したスイッチ制御装置３０に相当する。一方、仮想ネットワーク管理部１２０、仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）管理部１７０およびユーザインターフェイス１８０は、図１に示した仮想ネットワーク管理装置２０に相当する。
　ユーザインターフェイス１８０は、ユーザ端末（非図示）から仮想ネットワークの構成に関する操作等を受け付ける。
　ＶＭ管理部１７０は、ユーザインターフェイス１８０を介して仮想ネットワーク管理部１２０が受け付けた、仮想ネットワークの構成に関する操作内容に基づいて、仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂのハイパーバイザ５２ａ、５２ｂと通信し、仮想マシンの追加、変更削除等を行う。
　仮想ネットワーク管理部１２０は、ユーザインターフェイス１８０から、仮想マシンのＮＩＣ（Network Interface Card）と当該ＮＩＣが接続する仮想ネットワークとの対応関係の設定を受け付ける。また、仮想ネットワーク管理部１２０は、仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂから、追加された仮想マシンのＮＩＣが接続するポート情報の通知を受ける。仮想ネットワーク管理部１２０は、かかる通知を受けると、スイッチ制御部１３０に対して、物理スイッチ４０への制御を指示する。
　スイッチ制御部１３０は、仮想ネットワーク管理部１２０からの指示に基づいて、物理スイッチ４０を制御する。一例として、スイッチ制御部１３０は、同一の仮想ネットワークに属する仮想マシン間の通信制御を行う。スイッチ制御部１３０として、一例として、非特許文献３、４に記載されたオープンフローコントローラと同等の構成を採用することができる。ただし、スイッチ制御部１３０は、かかる構成に限定されない。また、スイッチ制御部１３０は、物理スイッチ４０に対して、定期的またはリンクＵＰ時に、各ポートから物理スイッチ４０の識別子およびポート番号を含むＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）を送信させる。
　仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）においては、ハイパーバイザ５２ａ（５２ｂ）の制御の下で、仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）５１ａ（５１ｂ）が動作する。ハイパーバイザ５２ａ（５２ｂ）は、クラウド基盤管理装置１００のＶＭ管理部１７０を介して、仮想ネットワークの構築や仮想マシンの接続操作等を受け付ける。また、仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）は、ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）と、ポート情報通知部５４ａ（５４ｂ）と、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）に割り当てられるＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）とを備えている。
　ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）は、スイッチ制御部１３０の指示に応じて物理スイッチ４０の各ポートから送信されるＬＬＤＰを解析することにより、ポート情報を収集する。
　ポート情報通知部５４ａ（５４ｂ）は、収集したポート情報を仮想ネットワーク管理部１２０へ通知する。
　物理スイッチ４０として、一例として、非特許文献３、４に記載されたオープンフロースイッチと同等のパケット処理を行うスイッチを使用することができる。ただし、物理スイッチ４０は、かかるスイッチに限定されない。
　図３は、スイッチ制御部１３０によって物理スイッチ４０の各ポートから送信されるＬＬＤＰに含まれるポート情報を一例として示す図である。図３を参照すると、ＬＬＤＰはType、LengthおよびValueから成る可変長フォーマットを有し、スイッチ識別情報およびポート情報に相当するType毎に文字列の長さ（Length）および該当文字列（Value）を含む。
　図４は、ユーザインターフェイス１８０を介して仮想ネットワーク管理部１２０に設定される仮想マシンのＮＩＣと当該ＮＩＣが接続する仮想ネットワークとの対応関係を一例として示す図である。図４を参照すると、仮想ネットワーク管理部１２０は、仮想ネットワークＩＤと所属するＮＩＣ　ＩＤとの対応関係を保持する。
　図５は、仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）から通知され、仮想ネットワーク管理部１２０にて保持されるＮＩＣのポート情報の例である。図５を参照すると、仮想ネットワーク管理部１２０は、ＮＩＣ　ＩＤ毎にスイッチ識別情報とポート番号を保持する。一例として、オープンフローの場合、スイッチ識別情報としてＤＰＩＤ（Datapath ＩＤ）を用いることができる。ただし、識別情報は、ＤＰＩＤに限定されず、スイッチを一意に識別し得る情報であればよい。
　図６は、仮想ネットワーク管理部１２０が保持する仮想ネットワークとポート情報との対応関係を一例として示す図である。仮想ネットワーク管理部１２０は、図４に示した仮想ネットワークとＮＩＣの対応関係と、図５に示したＮＩＣとポート情報の対応関係に基づいて、図６に示すような、仮想ネットワークとポート情報との対応関係を生成して保持する。
　以上の構成によると、仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂが物理スイッチ４０から送信されたＬＬＤＰに基づいて収集したポート情報をクラウド基盤管理装置１００へ通知し、クラウド基盤管理装置１００がＮＩＣ　ＩＤを介してユーザが設定した仮想ネットワークとポート情報とを対応付けることにより、仮想ネットワークの設定を自動化することが可能となる。
　なお、図４および図５では、ＮＩＣ　ＩＤとして、仮想マシンサーバ識別情報と仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）におけるＮＩＣ識別情報を使用している。ただし、ＮＩＣ　ＩＤは図４および図５に示した識別子に限定されず、クラウド基盤で一意の識別子であればよい。例えば、ＮＩＣ　ＩＤとして、仮想マシン識別情報と仮想マシン５１ａ（５１ｂ）におけるＮＩＣ識別情報を使用してもよい。
　なお、図２に示した仮想マシンサーバ５０ａ、５０ｂの各部（処理手段）やクラウド基盤管理装置１００の各部は、これらの装置を構成するハードウェア資源（ＣＰＵ（Central Processing Unit）およびメモリなどのコンピュータ資源）に対して、上記の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。
　次に、本実施形態に係る通信システムの動作について詳細に説明する。
　まず、クラウド基盤管理装置１００のユーザインターフェイス１８０がユーザ端末から仮想マシン生成要求を受けると、ＶＭ管理部１７０はハイパーバイザ５２ａ（５２ｂ）に対して仮想マシン５１ａ（５１ｂ）の生成を指示する。
　ここで、仮想マシン生成要求におけるＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）の仮想ネットワーク指定に基づいて、仮想ネットワーク管理部１２０に対して、仮想ネットワークとＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）との対応関係（図４参照）が設定される。
　次に、ハイパーバイザ５２ａ（５２ｂ）が、ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）に対し、生成する仮想マシン５１ａ（５１ｂ）に割り当てるＮＩＣのポート情報収集を指示する。
　ポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）は、ＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）にて、物理スイッチ４０から送信されるポート情報を含んだＬＬＤＰを取得し、取り出したポート情報をポート情報通知部５４ａ（５４ｂ）に渡す。具体的には、ポート情報収集部５３ａは、スイッチ識別情報０ｘ１００１とポート番号１をポート情報として収集する。一方、ポート情報収集部５３ｂは、スイッチ識別情報０ｘ１００１とポート番号２をポート情報として収集する。なお、ＬＬＤＰを取得するため、ＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）のリンクを一旦ＤＯＷＮしてから、再度ＵＰするようにしてもよい。
　ポート情報通知部５４ａ（５４ｂ）は、ＮＩＣのポート情報（図５）をクラウド基盤管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１２０へ通知する。
　仮想ネットワーク管理部１２０は、仮想ネットワークとＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）との対応関係（図４）と、ＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）のポート情報（図５）とに基づいて、仮想ネットワークとポート情報との対応関係（図６）を生成する。次に、仮想ネットワーク管理部１２０は、スイッチ制御部１３０に対し、仮想ネットワーク０ｘ１に属するスイッチ識別情報０ｘ１００１のポート番号１とスイッチ識別情報０ｘ１００１のポート番号２のポート間のみで通信が許可されるように指示する。
　スイッチ制御部１３０は、仮想ネットワーク管理部１２０からの指示に従って、スイッチ識別情報０ｘ１００１の物理スイッチ４０に対し、入力ポートが１のパケットをポート番号２へ転送するように指示する。同様に、スイッチ制御部１３０は、スイッチ識別情報０ｘ１００１の物理スイッチ４０に対し、入力ポートが２のパケットをポート番号１へ転送するように指示する。
　以上により、仮想マシン５１ａからのパケットが仮想マシン５１ｂに転送され、仮想マシン５１ｂからのパケットが仮想マシン５１ａに転送される。なお、同一ネットワークに属するＮＩＣが３つ以上存在する場合、ブロードキャスト、マルチキャストなど転送を行うようにしてもよい。
　以上のように、本実施形態に係る通信システムでは、仮想マシン５１ａ（５１ｂ）のＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）毎にポート情報を収集し、クラウド基盤管理装置１００に設定された仮想ネットワークとＮＩＣ５５ａ（５５ｂ）との対応関係から、仮想ネットワークとポート情報の対応付けを生成し、物理スイッチ４０を制御する。かかる通信システムによると、仮想スイッチを使用しないネットワーク構成のクラウド基盤において、仮想スイッチを利用する場合と同様に、仮想ネットワークの設定を自動化することが可能となる。
＜実施形態２＞
　次に、第２の実施形態に係る通信システムについて、図面を参照して説明する。本実施形態の通信システムは、第１の実施形態に係る通信システムにおける仮想マシンサーバを物理マシンに変更したものである。
　図７は、本実施形態の通信システムの構成を一例として示すブロック図である。本実施形態の通信システムと図２に示した第１の実施形態の通信システムとは、ユーザへの貸出対象が仮想マシン（ＶＭ：Virtual Machine）であるか物理マシン自体であるかという点で相違する。本実施形態の通信システムは、その他の構成に関して、第１の実施形態の通信システムと同様の構成を有する。そこで、以下では、本実施形態と第１の実施形態の相違点を中心に説明する。
　図７を参照すると、本実施形態の通信システムは、物理スイッチ４０を介して接続された物理マシン６０ａ、６０ｂと、クラウド基盤管理装置２００とが接続された構成を備えている。物理マシン６０ａ（６０ｂ）は、ＮＩＣ（Network Interface Card）６５ａ（６５ｂ）を有する。
　物理マシン６０ａ（６０ｂ）は、ユーザ貸し出し前に一時的に動作するエージェント６６ａ（６６ｂ）を有する。エージェント６６ａ（６６ｂ）は、第１の実施形態の通信システムにおける仮想マシンサーバ５０ａ（５０ｂ）と同様に、ポート情報収集部６３ａ（６３ｂ）とポート情報通知部６４ａ（６４ｂ）を有する。
　クラウド基盤管理装置２００は、マシン管理部１９０を備えている。マシン管理部１９０は、ユーザ端末からのマシン要求を受けると、物理マシン６０ａ（６０ｂ）を起動し、エージェント６６ａ（６６ｂ）による事前処理を指示する。
　次に、本実施形態の通信システムの動作について詳細に説明する。
　まず、クラウド基盤管理装置２００のユーザインターフェイス１８０が、ユーザ端末からマシン要求を受けると、マシン管理部１９０が物理マシン６０ａ（６０ｂ）に対してＯＳ（Operating System）およびエージェント６６ａ（６６ｂ）の起動を指示する。
　次に、マシン要求におけるＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）の仮想ネットワーク指定に基づいて、仮想ネットワーク管理部１２０に対して、仮想ネットワークとＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）との対応関係が設定される。
　次に、エージェント６６ａ（６６ｂ）が、ポート情報収集部６３ａ（６３ｂ）に対し、ユーザが使用できるＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）のポート情報の収集を指示する。
　ポート情報収集部６３ａ（６３ｂ）は、第１の実施形態の通信システムにおけるポート情報収集部５３ａ（５３ｂ）と同様に、ＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）にて、物理スイッチ４０から送信されるポート情報を含んだＬＬＤＰを取得し、取り出したポート情報をポート情報通知部６４ａ（６４ｂ）に渡す。
　ポート情報通知部６４ａ（６４ｂ）は、ＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）のポート情報をクラウド基盤管理装置２００の仮想ネットワーク管理部１２０へ通知する。
　次に、マシン管理部１９０およびエージェント６６ａ（６６ｂ）がユーザのマシンイメージをＨＤＤ（Hard Disk Drive）に書き込む等の処理を行った後、ユーザのマシンイメージで物理マシン６０ａ（６０ｂ）を再度起動する。なお、ＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）および仮想ネットワークに関する処理は、本発明の対象外であり、その処理内容および順序は問わない。
　仮想ネットワーク管理部１２０へのポート情報通知以降の動作は、第１の実施形態の通信システムと同様であるため、説明を省略する。
　以上により、物理マシン６０ａからのパケットは、物理マシン６０ｂに転送される。一方、物理マシン６０ｂからのパケットは、物理マシン６０ａに転送される。
　以上のように、本実施形態の通信システムでは、物理マシン６０ａ（６０ｂ）のＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）毎にポート情報を収集し、クラウド基盤管理装置２００に設定された仮想ネットワークとＮＩＣ６５ａ（６５ｂ）との対応関係から、仮想ネットワークとポート情報の対応付けを生成し、物理スイッチ４０を制御する。かかる通信システムによると、仮想スイッチを使用しないベアメタルクラウド基盤において、仮想スイッチを利用する一般的なクラウド環境と同様に、仮想ネットワークの設定を自動化することが可能となる。
　以上、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。
　例えば、上記の実施形態では、クラウド基盤管理装置２００が、非特許文献３、４のオープンフローコントローラに相当するスイッチ制御を行うスイッチ制御部１３０を備えるものとして説明したが、本発明に係る通信システムはこれ以外のクラウド基盤プラットフォームにも適用することが可能である。例えば、本発明に係る通信システムは、制御サーバ等がネットワークの集中管理を行うようなネットワークに対して適用することができる。
　本発明によると、以下に付記として記載する形態が提供される。
［付記１］
　上記第１の視点に係る通信システムのとおりである。
［付記２］
　前記仮想ネットワーク管理装置は、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付けると、前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける、付記１に記載の通信システム。
［付記３］
　前記仮想ネットワーク管理装置は、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する、付記２に記載の通信システム。
［付記４］
　前記スイッチ制御装置は、前記物理スイッチに対して前記ポート情報を送信するように指示し、
　前記ポート情報収集部は、前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する、付記１ないし３のいずれか一に記載の通信システム。
［付記５］
　上記第２の視点に係る物理マシンのとおりである。
［付記６］
　前記ポート情報収集部は、前記スイッチ制御装置の指示に応じて前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する、付記５に記載の物理マシン。
［付記７］
　上記第３の視点に係る仮想ネットワーク管理装置のとおりである。
［付記８］
　前記指示手段は、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付けると、前記物理マシンから通知された前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける、付記７に記載の仮想ネットワーク管理装置。
［付記９］
　前記指示手段は、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する、付記８に記載の仮想ネットワーク管理装置。
［付記１０］
　上記第４の視点に係るネットワーク制御方法のとおりである。
［付記１１］
　前記仮想ネットワーク管理装置が、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付けると、前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける工程を含む、付記１０に記載のネットワーク制御方法。
［付記１２］
　前記仮想ネットワーク管理装置が、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する工程を含む、付記１１に記載のネットワーク制御方法。
［付記１３］
　前記スイッチ制御装置が、前記物理スイッチに対して前記ポート情報を送信するように指示する工程と、
　前記物理マシンが、前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する工程と、を含む、付記１０ないし１２のいずれか一に記載のネットワーク制御方法。
［付記１４］
　物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理スイッチに接続される物理マシンによるポート情報収集方法であって、
　前記物理マシンが、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集する工程と、
　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知する工程と、を含み、
　前記仮想ネットワークは、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いて構成され、
　前記ポート情報は、前記仮想ネットワーク管理装置が前記スイッチ制御装置に指示することにより、前記物理スイッチによってマッチ条件として用いられる、ポート情報収集方法。
［付記１５］
　前記物理マシンは、前記スイッチ制御装置の指示に応じて前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する、付記１４に記載のポート情報収集方法。
［付記１６］
　仮想ネットワーク管理装置が、物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する工程と、
　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を前記物理マシンから通知されると、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する工程と、を含む、ネットワーク制御方法。
［付記１７］
　前記仮想ネットワーク管理装置が、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付ける工程と、
　前記物理マシンから通知された前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける工程と、を含む、付記１６に記載のネットワーク制御方法。
［付記１８］
　前記仮想ネットワーク管理装置が、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する工程と、を含む、付記１６に記載のネットワーク制御方法。
［付記１９］
　物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理スイッチに接続される物理マシンに設けられたコンピュータに対して、
　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集する処理と、
　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知する処理と、を実行させ、
　前記仮想ネットワークは、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いて構成され、
　前記ポート情報は、前記仮想ネットワーク管理装置が前記スイッチ制御装置に指示することにより、前記物理スイッチによってマッチ条件として用いられる、プログラム。
［付記２０］
　物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する処理と、
　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を前記物理マシンから通知されると、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する処理と、をコンピュータに実行させる、プログラム。
［付記２１］
　付記１９または２０に記載のプログラムを保持する、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）。
　なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。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。
１０ａ、１０ｂ、６０ａ、６０ｂ　　物理マシン
１３ａ、１３ｂ、５３ａ、５３ｂ、６３ａ、６３ｂ　　ポート情報収集部
１４ａ、１４ｂ、５４ａ、５４ｂ、６４ａ、６４ｂ　　ポート情報通知部
１５ａ、１５ｂ、５５ａ、５５ｂ、６５ａ、６５ｂ　　ＮＩＣ
２０　　仮想ネットワーク管理装置
３０　　スイッチ制御装置
４０　　物理スイッチ
５０ａ、５０ｂ　　仮想マシンサーバ
５１ａ、５１ｂ　　仮想マシン（ＶＭ）
５２ａ、５２ｂ　　ハイパーバイザ
６６ａ、６６ｂ　　エージェント
１００、２００　　クラウド基盤管理装置
１２０　　仮想ネットワーク管理部
１３０　　スイッチ制御部
１７０　　仮想マシン（ＶＭ）管理部
１８０　　ユーザインターフェイス
１９０　　マシン管理部

Claims (20)

  1. 　物理マシンと、
    　前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、
    　前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置と、を備え、
    　前記物理マシンは、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集するポート情報収集部と、
    　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知するポート情報通知部と、を有し、
    　前記仮想ネットワーク管理装置は、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する、通信システム。
  2. 　前記仮想ネットワーク管理装置は、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付けると、前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける、請求項１に記載の通信システム。
  3. 　前記仮想ネットワーク管理装置は、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する、請求項２に記載の通信システム。
  4. 　前記スイッチ制御装置は、前記物理スイッチに対して前記ポート情報を送信するように指示し、
    　前記ポート情報収集部は、前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の通信システム。
  5. 　物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理スイッチに接続される物理マシンであって、
    　前記物理マシンは、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集するポート情報収集部と、
    　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知するポート情報通知部と、を備え、
    　前記仮想ネットワークは、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いて構成され、
    　前記ポート情報は、前記仮想ネットワーク管理装置が前記スイッチ制御装置に指示することにより、前記物理スイッチによってマッチ条件として用いられる、物理マシン。
  6. 　前記ポート情報収集部は、前記スイッチ制御装置の指示に応じて前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する、請求項５に記載の物理マシン。
  7. 　物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する手段と、
    　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を前記物理マシンから通知されると、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する手段と、を備える、仮想ネットワーク管理装置。
  8. 　前記指示する手段は、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付けると、前記物理マシンから通知された前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける、請求項７に記載の仮想ネットワーク管理装置。
  9. 　前記指示する手段は、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する、請求項８に記載の仮想ネットワーク管理装置。
  10. 　物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置と、を備えた通信システムにおけるネットワーク制御方法であって、
    　前記物理マシンが、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集する工程と、
    　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知する工程と、を含み、
    　前記仮想ネットワーク管理装置が、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する工程を含む、ネットワーク制御方法。
  11. 　前記仮想ネットワーク管理装置が、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付けると、前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける工程を含む、請求項１０に記載のネットワーク制御方法。
  12. 　前記仮想ネットワーク管理装置が、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する工程を含む、請求項１１に記載のネットワーク制御方法。
  13. 　前記スイッチ制御装置が、前記物理スイッチに対して前記ポート情報を送信するように指示する工程と、
    　前記物理マシンが、前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する工程と、を含む、請求項１０ないし１２のいずれか１項に記載のネットワーク制御方法。
  14. 　物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理スイッチに接続される物理マシンによるポート情報収集方法であって、
    　前記物理マシンが、前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集する工程と、
    　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知する工程と、を含み、
    　前記仮想ネットワークは、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いて構成され、
    　前記ポート情報は、前記仮想ネットワーク管理装置が前記スイッチ制御装置に指示することにより、前記物理スイッチによってマッチ条件として用いられる、ポート情報収集方法。
  15. 　前記物理マシンは、前記スイッチ制御装置の指示に応じて前記物理スイッチから送信された前記ポート情報を収集する、請求項１４に記載のポート情報収集方法。
  16. 　仮想ネットワーク管理装置が、物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する工程と、
    　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を前記物理マシンから通知されると、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する工程と、を含む、ネットワーク制御方法。
  17. 　前記仮想ネットワーク管理装置が、ユーザ端末から前記仮想ネットワークと前記ＮＩＣとの対応を受け付ける工程と、
    　前記物理マシンから通知された前記ＮＩＣと前記ポート情報との対応を用いて、前記仮想ネットワークと前記ポート情報とをさらに対応付ける工程と、を含む、請求項１６に記載のネットワーク制御方法。
  18. 　前記仮想ネットワーク管理装置が、前記仮想ネットワークと前記ポート情報との対応付けに基づいて、前記物理スイッチが同一の仮想ネットワークに属するポート間で通信を行うように、前記スイッチ制御装置に指示する工程と、を含む、請求項１６に記載のネットワーク制御方法。
  19. 　物理スイッチを制御するスイッチ制御装置と、仮想ネットワークを管理する仮想ネットワーク管理装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理スイッチに接続される物理マシンに設けられたコンピュータに対して、
    　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を収集する処理と、
    　前記ＮＩＣと収集したポート情報との対応を前記仮想ネットワーク管理装置へ通知する処理と、を実行させ、
    　前記仮想ネットワークは、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いて構成され、
    　前記ポート情報は、前記仮想ネットワーク管理装置が前記スイッチ制御装置に指示することにより、前記物理スイッチによってマッチ条件として用いられる、プログラム。
  20. 　物理マシンと、前記物理マシンに接続される物理スイッチを制御するスイッチ制御装置とを備えた通信システムにおいて、前記物理マシンおよび前記物理マシン上で動作する仮想マシンの少なくともいずれか一方と前記物理スイッチとを用いた仮想ネットワークを管理する処理と、
    　前記仮想ネットワークに割り当てられるＮＩＣ（Network Interface Card）のポート情報を前記物理マシンから通知されると、前記物理スイッチが前記ポート情報をマッチ条件として用いるように、前記スイッチ制御装置に指示する処理と、をコンピュータに実行させる、プログラム。
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