WO2015080092A1 - ネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラム - Google Patents

ネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラム Download PDF

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WO2015080092A1
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edge
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昌治 森本
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日本電気株式会社
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/50—Reducing energy consumption in communication networks in wire-line communication networks, e.g. low power modes or reduced link rate

Definitions

  • the present invention is based on a Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2013-24397 (filed on November 26, 2013), and the entire description of the application is incorporated herein by reference.
  • the present invention relates to a network control device, a network system, a network control method, and a program, and more particularly to a network control device, a network system, a network control method, and a program that centrally manage switches that transfer traffic.
  • Patent Document 1 An example of a centralized network system is described in Patent Document 1.
  • This network system includes a switch that forwards traffic and a controller that manages and controls the switch.
  • the network system described in Patent Document 1 operates as follows.
  • the controller detects the topology of the network composed of the managed switches, assigns a node ID (Identifier) to each switch, and assigns the node ID to the destination information of the match condition for the core switch that becomes the relay switch And register a flow entry that outputs the action to the specified port.
  • the controller detects a terminal, assigns a user ID, assigns the user ID to the destination information of the match condition for the edge switch on the output side, and writes the action ID from the user ID to the terminal destination information as an action. Set.
  • the controller sets a flow entry that describes destination information as a match condition and a destination node ID and a user ID in the destination information as an action in the edge switch on the input side.
  • the controller registers different types of flow entries for the core switch and the edge switch.
  • Non-Patent Document 1 describes an example of another centralized management type network system.
  • This network system consists of an edge controller (Edge Controller) that manages and controls the ingress edge switch (Ingress Edge Switch) and egress edge switch (Egress Edge Switch), and a fabric controller (Fabric that manages and controls Fabric Elements). Controller), a source host (Src Host) connected to the ingress switch (Ingress Switch) and sending traffic, and a destination host (Dst Host) connected to the egress switch (Egress Switch) and receiving traffic ing.
  • Edge Controller Edge Controller
  • Serc Host source host
  • Dst Host destination host
  • Egress Switch egress switch
  • the centralized management network system described in Non-Patent Document 1 operates as follows. That is, the fabric controller (Fabric Controller) manages and controls the fabric elements (Fabric Elements) in order to provide a traffic forwarding service in the network configured by the fabric elements (Fabric Elements).
  • the edge controller manages and controls the edge switch (Edge Switch) in order to provide more advanced network services (security, isolation, mobility, etc.) with the edge switch (Edge Switch).
  • the edge controller sends the network that the ingress edge switch (Ingress Edge Switch) is specified for that packet.
  • Non-Patent Document 1 discloses two types of address translation and encapsulation methods for assigning a destination address or a route identifier in the fabric element (Fabric Element).
  • Non-Patent Document 1 there is a problem that the procedure for dividing the network into edges and cores cannot be performed recursively.
  • the reason is that it is divided into an edge controller (Edge controller) having a control logic and a fabric controller (Fabric controller).
  • Edge controller Edge controller
  • Fabric controller fabric controller
  • Fabric Controller a new division process must be implemented in the fabric controller (Fabric Controller). I must.
  • the control logic for operating the edge switch and the core switch can be easily implemented independently, and the network is composed of a network composed of edge switches (hereinafter referred to as “edge network”) and a network composed of core switches (hereinafter referred to as “core network”). It is desired to be able to recursively divide into two networks.
  • An object of the present invention is to provide a network control device, a network system, a network control method, and a program that contribute to such a demand.
  • the network control device provides: A network management unit that holds topology information and flow information of a network composed of a plurality of switches; A network dividing unit that divides the plurality of switches into a core switch and an edge switch based on the topology information; A core network management unit that holds topology information and flow information of a core network composed of the core switches; An edge network management unit that holds topology information and flow information of an edge network composed of the edge switches; Core control logic for generating flow information of the core network based on the topology information of the core network and storing the flow information in the core network management unit; Edge control logic that generates flow information of the edge network based on the topology information of the edge network and stores the flow information in the edge network management unit, and The network dividing unit updates the flow information held by the network management unit in response to generation of flow information of the core network by the core control logic or generation of flow information of the edge network by the edge control logic. To do.
  • the network system is: Multiple switches, A network control device for controlling the plurality of switches,
  • the network control device includes a network management unit that holds network topology information and flow information including a plurality of switches; A network dividing unit that divides the plurality of switches into a core switch and an edge switch based on the topology information;
  • a core network management unit that holds topology information and flow information of a core network composed of the core switches;
  • An edge network management unit that holds topology information and flow information of an edge network composed of the edge switches;
  • Core control logic for generating flow information of the core network based on the topology information of the core network and storing the flow information in the core network management unit;
  • Edge control logic that generates flow information of the edge network based on the topology information of the edge network and stores the flow information in the edge network management unit, and
  • the network dividing unit updates the flow information held by the network management unit in response to generation of flow information of the core network by the core control logic or generation of flow information of the edge network by the edge control logic.
  • the network control method is: A step in which a computer holds topology information and flow information of a network including a plurality of switches in a network management unit; Dividing the plurality of switches into core switches and edge switches based on the topology information; Holding core network topology information and flow information of the core switch in a core network management unit; Holding the edge network topology information and flow information of the edge switch in the edge network management unit; Generating flow information of the core network based on the topology information of the core network and storing the flow information in the core network management unit; Generating the edge network flow information based on the topology information of the edge network and storing it in the edge network management unit; Generating flow information of the core network or updating flow information held by the network management unit in response to generation of flow information of the edge network.
  • the program according to the fourth aspect of the present invention is: A process of holding topology information and flow information of a network composed of a plurality of switches in the network management unit; A process of dividing the plurality of switches into a core switch and an edge switch based on the topology information; A process of holding the topology information and flow information of the core network composed of the core switch in the core network management unit, A process of holding topology information and flow information of an edge network composed of the edge switch in an edge network management unit; Processing for generating flow information of the core network based on the topology information of the core network and storing the flow information in the core network management unit; Processing for generating the edge network flow information based on the edge network topology information and storing the flow information in the edge network management unit; In response to the generation of the flow information of the core network or the generation of the flow information of the edge network, the computer is caused to execute a process of updating the flow information held by the network management unit.
  • the program can be provided as a program product recorded on a non-transitory computer
  • the network control device the network system, the network control method, and the program according to the present invention, it is easy to independently implement the control logic for operating the edge switch and the core switch, and the network is divided into two networks, the edge network and the core network. Can be recursively divided into two.
  • 1st Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the network management part as an example.
  • 1st Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the edge network management part as an example.
  • 1st Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the core network management part as an example.
  • 1st Embodiment it is a figure which shows the boundary link registered into the boundary link information table as an example.
  • 20 is a diagram illustrating network information registered in a network management unit 531 as an example in the second embodiment.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the ToR network management part as an example.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the network management part 533 as an example.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the boundary link registered into the boundary link information table 551 as an example.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the aggregation network management part as an example.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the core network management part as an example.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating network information registered in a network management unit 531 as an example in the second embodiment.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the ToR network management part as an example.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the network management part 533 as an example.
  • 2nd Embodiment it is a figure which shows the network information registered into the aggregation network management part as an example.
  • it is a figure which shows the network information registered into the core network management part as an example.
  • the network system includes a network control device (controller 10) that controls the network communication flow independently of the edge switch flow and the core network flow.
  • the network control device includes a network management unit 31, an edge control logic 41, an edge network management unit 32, a core control logic 42, a core network management unit 33, a network division unit 21, and a boundary link information table 51.
  • the edge network management unit 32 holds network information including topology information and flow information of an edge network configured by edge switches (for example, the switches 101 and 103 in FIG. 1) controlled by the edge control logic 41.
  • the core network management unit 33 holds network information including topology information and flow information of a core network configured by core switches (for example, the switch 102 in FIG. 1) controlled by the core control logic 42.
  • the network dividing unit 21 divides network information registered in the network management unit 31 into edges and cores, registers them in the edge network management unit 32 and the core network management unit 33, respectively, and further manages the edge network management unit 32. Alternatively, when the information of the core network management unit 33 is updated, the information of the original network management unit 31 is updated.
  • the network control device controls the switches 101 to 103 based on the network information of the original network management unit 31 updated by the network dividing unit 21.
  • the network dividing unit 21 includes two or more ports that are connected to other switches among the switches registered in the network management unit 31, and the other ports have no links.
  • a port that is determined to be a core switch for example, switch 102 in FIG. 1 and switches 602 and 604 in FIG. 2) and has 0 or 1 port connected to another switch through a link, and another link exists
  • the switch having the switch is determined as an edge switch (for example, the switches 101 and 102 in FIG. 1 and the switches 601 and 605 in FIG. 2), and has two or more ports connected to other switches through links.
  • a switch having one or more ports with links may be determined as an edge and core switch (for example, switch 603 in FIG. 2).
  • the network dividing unit 21 registers the edge switch in the edge network management unit 32 as network information of the edge network, registers the core switch in the core network management unit 33 as network information of the core network,
  • link information for example, information indicating the links 61 and 62 in FIG. 1 that is a boundary between the edge switch and the core switch is registered in the boundary link information table 51 (see FIG. 7).
  • the network dividing unit 21, for the edge and core switch includes a logical edge switch (603 a in FIG. 2) and a core switch (switch 603 b in FIG. 2). It is divided into two switches and registered in the edge network management unit 32 and the core network management unit 33, respectively. Further, the network dividing unit 21 generates a logical link between the logical edge switch and the core switch and registers the logical link in the boundary link information table 51.
  • the network dividing unit 21 registers the flow information in the original network management unit 31, and determines the input port, action, boundary link from the match condition of the flow information. From the information table, two ports (port 1 of the switch 101 in FIG. 1 and port 1 of the switch 103) which are the end points of the edge network held by the edge network management unit 32 are derived, and the derived ports are linked to the edge network link ( For example, it is registered in the edge network management unit 32 as link1) in FIG.
  • the network dividing unit 21 passes the link registered in the boundary link information table 51 among the links through which the communication flow corresponding to the flow information passes. In this case, the communication flow is divided at both ends of the link, and the divided communication flow is registered in the original network management unit 31.
  • the network dividing unit 21 also applies the network information update performed by the edge network management unit 32 and the core network management unit 33 to the network management unit 31.
  • the control logic for controlling the edge network and the core network can be made more independent (or loosely coupled).
  • the information registered by the network dividing unit 21 in the edge network management unit 32 and the core network management unit 33 includes only the information about the edge switch and the information about the core switch, respectively.
  • Information about the boundary is managed in the boundary link information table 51. Therefore, if the information held by the edge network management unit 32 and the boundary link information table 51 are used, an edge network control logic can be constructed, while the information held by the core network management unit 33 and the boundary link information table 51 can be used. This is because the control logic of the core network can be constructed.
  • the network dividing unit 21 can be applied recursively. This is because the network dividing unit 21 can be applied to the network management unit 31, and its output also updates the network information for the network management unit 31.
  • the network partition module by applying the network partition module, it is possible to prevent the control logic of the flow entry of the network control apparatus from becoming complicated, and further, the network partition module can be recursively. It is also possible to apply to.
  • the network system of the present embodiment includes a controller 10 including a computer (central processing unit, processor, data processing unit) that operates under program control, switches 101 to 103 controlled by the controller 10, and a terminal. 201 and 202.
  • a computer central processing unit, processor, data processing unit
  • the controller 10 includes a network management unit 31, a network dividing unit 21, an edge network management unit 32, a core network management unit 33, an edge control logic 41, a core control logic 42, and a boundary link information table 51.
  • the network management unit 31 manages the topology and flow of the network composed of the switches 101 to 103, or the state thereof (hereinafter referred to as “network information”).
  • the network dividing unit 21 divides the network information managed by the network management unit 31 into two, the edge and the core, and stores the network information related to the edge network in the edge network management unit 32, while the network information related to the core network is stored in the core
  • the data is stored in the network management unit 33. Further, the network dividing unit 21 stores information on the link that becomes a boundary when dividing into the edge network management unit 32 and the core network management unit 33 in the boundary link information table 51.
  • the topology information includes attribute information such as nodes, ports, links, and states associated therewith.
  • the flow information includes a match condition of a communication flow from a port of a certain node to a port of the certain node, link information passed through, and a list of actions for a packet executed by the node.
  • the controller 10 detects the switches 101 to 103, further detects a connection link between them, constructs topology information, constructs flow information from the information of the flow entry, collects the state information, and collects network information. Is registered in the network management unit 31. Further, the controller 10 controls the switches 101 to 103 based on the update information performed on the network management unit 31.
  • the network dividing unit 21 determines whether each switch belongs to the edge network or the core network as follows.
  • the network dividing unit 21 has two or more ports connected to other switches among the switches registered in the network management unit 31 and the other ports have no links (links).
  • the switch 102) in FIG. 1 is determined as the core switch.
  • the network dividing unit 21 uses 0 or 1 port connected to another switch through a link and another switch (ports 101 and 103 in FIG. 1) having a link link as an edge switch. Is determined.
  • the network dividing unit 21 includes a switch (for example, the switch 603 in FIG. 2) having two or more ports connected to other switches through links and one or more ports having links. Determine edge and core switch.
  • the network dividing unit 21 registers the edge switches 101 and 103 in the edge network management unit 32 as the network information of the edge network, and registers the core switch 102 in the core network management unit 33 as the network information of the core network. Further, the link information (information indicating the links 61 and 62) that becomes the boundary between the edge switch and the core switch is registered in the boundary link information table 51 at the time of this division.
  • the network dividing unit 21 divides the edge and core switch into two switches, a logical edge switch 603a and a core switch 603b. Register in the network management unit 33. Further, the network dividing unit 21 generates a logical link between the logical edge switch 603a and the core switch 603b, and registers the generated link information in the boundary link information table 51.
  • the network dividing unit 21 registers the registered flow information in the original network management unit 31, and the input port included in the match condition of the registered flow information, By referring to the output port included in the action and the boundary link information table 51, two ports serving as end points of the edge network managed by the edge network management unit 32 are derived, and the two derived ports are used as the edge network links. Register in the edge network management unit 32.
  • the network dividing unit 21 determines that the communication flow corresponding to the registered flow information passes through the link registered in the boundary link information table 51.
  • the communication flow is divided at both ends, and flow information for the divided communication flow is registered in the original network management unit 31.
  • the network dividing unit 21 also applies the network information update performed by the edge network management unit 32 and the core network management unit 33 to the network management unit 31.
  • the network dividing unit 21 having the functions as described above registers, in the network information registered in the network management unit 31, information on the edge network in the edge network management unit 32 and information on the core network in the core network management unit 33.
  • the boundary link information is registered in the boundary link information table 51.
  • the core control logic 42 generates flow information based on the topology information registered in the core network management unit 33 and the information in the boundary link information table 51, and registers the generated flow information in the core network management unit 33.
  • the edge control logic 41 generates flow information based on the topology information registered in the edge network management unit 32 and the information in the boundary link information table 51, and registers the generated flow information in the edge network management unit 32.
  • the edge control logic 41 can realize control logic in the range of network information managed by the edge network management unit 32, while the core control logic 42 realizes control logic in the range of network information managed by the core network management unit 33. can do.
  • the network dividing unit 21 can be applied to the network management unit 31, and the network dividing unit 21 registers network information in different network management units (edge network management unit 32, core network management unit 33). The network can be recursively divided into an edge network and a core network.
  • the controller 10 detects the switches 101 to 103, further detects a connection link between them, constructs topology information, constructs flow information from information of a flow entry managed by the switch, The information is collected and registered as network information in the network management unit 31 (step S1).
  • the network dividing unit 21 divides the network information registered in the network management unit 31 into information about the edge network and information about the core network, and registers them in the edge network management unit 32 and the core network management unit 33, respectively. Furthermore, information on link information (link between the switch 101 and the switch 102, link between the switch 102 and the switch 103) that is a boundary between the core network and the edge network is registered in the boundary link information table 51 (step S2). .
  • the core control logic 42 generates flow information based on the topology information registered in the core network management unit 33, and registers the generated flow information in the core network management unit 33 (step S3).
  • the network dividing unit 21 detects a registration event of the flow information registered in the core network management unit 33, registers the flow information in the network management unit 31, and acquires an input port from the match condition of the flow information. Then, an output port is acquired from the action, two ports serving as end points of the edge network managed by the edge network management unit 32 are derived from the boundary link information table 51, and the link between the derived two ports is defined as the edge network management unit 32 (step S4).
  • the edge control logic 41 generates flow information based on the topology information registered in the edge network management unit 32 and information in the boundary link information table 51, and registers the generated flow information in the edge network management unit 32. (Step S5).
  • the network dividing unit 21 detects a registration event of flow information registered in the edge network management unit 32, and a communication flow corresponding to the flow information passes through a link registered in the boundary link information table 51.
  • the communication flow is divided at both ends of the link, and the flow information of each divided communication flow is registered in the original network management unit 31 (step S6).
  • the network shown in FIG. 1 is taken as an example of information held by the network management unit 31, the edge network management unit 32, the core network management unit 33, and the boundary link information table 51. This will be specifically described.
  • FIG. 4 shows network information that the controller 10 registers in the network management unit 31 in step S1 of FIG.
  • the network information includes a node and port information list, a link information list, and a flow information list.
  • FIG. 5 shows network information managed by the edge network management unit 32, that is, a switch determined as an edge switch based on the network information registered in the network management unit 31 by the network dividing unit 21 in step S2 of FIG. 1 shows network information for an edge network composed of a single switch 101, 103).
  • FIG. 6 shows the network information managed by the core network management unit 33, that is, the switch determined by the network dividing unit 21 as the core switch based on the network information registered in the network management unit 31 in step S2 of FIG. 1 shows network information for a core network consisting of one switch 102).
  • FIG. 7 shows boundary link information managed by the boundary link information table 51. That is, the link information of FIG. 7 is obtained when the network dividing unit 21 divides the switches included in the network registered in the network management unit 31 into the core switch and the edge switch in step S2 of FIG. The information of the links (links 61 and 62 in FIG. 1) that are switch boundaries is shown.
  • the communication flow for the core network and the communication flow for the edge network are registered, they are stored in the network management unit 31, the edge network management unit 32, and the core network management unit 33.
  • the network information to be performed will be described.
  • the core control logic 42 registers flow1 and flow2 via the core switch 102 in the core network management unit 33 (step S3 in FIG. 3).
  • the core control logic 42 registers a flow for transferring data to which a label indicating the destination node ID (here, it is assumed that the switch 102 corresponds to the label L1).
  • the network dividing unit 21 registers the link information link1 corresponding to the added flow in the edge network management unit 32 (FIG. 9). 3 step S4).
  • the edge control logic 41 registers flow3 and flow4 in the edge network management unit 32 (step S5 in FIG. 3).
  • the flow via link1 registered in step S4 is registered.
  • the edge control logic 41 has data to which a label indicating a destination node ID in each flow (here, it is assumed that the switch 101 corresponds to the label L3 and the switch 103 corresponds to the label L4). Register the flow for transferring.
  • the network dividing unit 21 converts the flow information registered in steps S3 and S5 (FIGS. 9 and 10) and registers it in the original network management unit 31 (step in FIG. 3). S6). Both flow3 and flow4 registered in the edge network management unit 32 pass through boundary links 61 and 62 registered in the boundary link information table (FIG. 7). Therefore, the network dividing unit 21 divides flow3 into flow31 and flow32, and divides flow4 into flow41 and flow42, and registers them in the network management unit 31. Specifically, the network dividing unit 21 adds an action for adding a label required by the flow information flow1 and flow2 registered in the core network management unit 33 to the flow31 and flow41, and deletes the assigned label. Add to flow32 and flow42.
  • the network dividing unit 21 can be applied to the network management unit 31, and the network dividing unit 21 divides the network information of the network management unit 31, and the edge network management unit 32 and the core network management unit 33 network information is generated. Therefore, the edge control logic 41 can be implemented using the network information range managed by the edge network management unit 32 and the boundary link information table 51, while the core control logic 42 is managed by the core network management unit 33. It can be implemented using the network information range and the boundary link information table 51. That is, according to this embodiment, it becomes easy to independently implement the control logic for operating the edge switch and the core switch. Further, according to this embodiment, the network dividing unit 21 can be recursively applied to the network management unit 31, and the network can be recursively divided into two networks, an edge network and a core network.
  • the network system of this embodiment includes a network composed of three types of OpenFlow switches, a top-of-rack (ToR) switch, an aggregation switch, and a core switch, a network including the ToR switch, and an aggregation switch. Divide the network into networks including core switches.
  • the application target of the present invention is not limited to the network configuration in the present embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the network system according to the present embodiment as an example.
  • the network system of the present embodiment includes a network composed of core switches 401 and 402, a network composed of aggregation switches 403 and 404, a network composed of ToR switches 405 to 408, A controller 310 is provided for managing and controlling these networks.
  • the solid line indicates the link between the switches, and the numbers attached to both ends of the link indicate the port numbers of the switches.
  • dotted lines indicate network lines for connection from the controller 310 to each switch.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating the configuration of the controller 310 as an example.
  • the controller 310 includes a network management unit 531, a network division unit 521, a ToR network management unit 532, a network management unit 533, a network division unit 522, an aggregate network management unit 534, a core network management unit 535, and ToR control.
  • a logic 541, an aggregation control logic 542, a core control logic 543, and boundary link information tables 551 and 552 are provided.
  • the network management unit 531 manages network information regarding the switches 401 to 408.
  • the network dividing unit 521 registers the switches 405 to 408 in the ToR network management unit 532 as switches included in the edge network among the networks managed by the network management unit 531.
  • the network dividing unit 521 registers the switches 401 to 404 in the network management unit 533 as switches included in the core network.
  • the network dividing unit 521 registers the link between the edge network and the core network in the boundary link information table 551 as boundary link information with respect to the network management unit 531.
  • the network dividing unit 522 registers the switches 403 and 404 in the aggregated network management unit 534 as switches included in the edge network among the networks managed by the network management unit 533.
  • the network dividing unit 522 registers the switches 401 and 402 in the core network management unit 535 as switches included in the core network.
  • the network dividing unit 522 registers the link between the edge network and the core network in the boundary link information table 552 as boundary link information regarding the network management unit 533.
  • the ToR control logic 541 controls the network information of the ToR network management unit 532.
  • the aggregation control logic 542 controls network information of the aggregation network management unit 534.
  • the core control logic 543 controls network information of the core network management unit 535.
  • FIG. 13 shows network information held by the network management unit 531.
  • the network information includes a node and port information list, a link information list, and a flow information list.
  • FIG. 14 shows the network information managed by the ToR network management unit 532, that is, the network information determined by the network dividing unit 521 as an edge based on the network information stored in the network management unit 531.
  • FIG. 15 shows the network information managed by the network management unit 533, that is, the network information determined by the network dividing unit 521 as the core based on the network information stored in the network management unit 531.
  • FIG. 16 shows the boundary link information managed by the boundary link information table 551, that is, the network managed by the network management unit 531 by the network dividing unit 521 and the network managed by the ToR network management unit 532 and the network management unit 533. Indicates the information of the link that became the boundary when dividing into networks to be managed.
  • FIG. 17 shows the network information managed by the aggregate network management unit 534, that is, the network information determined by the network dividing unit 522 as an edge based on the network information stored in the network management unit 533.
  • FIG. 18 shows the network information managed by the core network management unit 535, that is, the network information determined by the network dividing unit 522 as the core based on the network information stored in the network management unit 533.
  • FIG. 19 illustrates the boundary link information managed by the boundary link information table 552, that is, the network managed by the network management unit 533, the network managed by the network management unit 533, and the core network management unit 535. Shows the information of the link that became the boundary when dividing into networks managed by.
  • 20 to 24 show, as an example, states in which the ToR control logic 541, the aggregation control logic 542, and the core control logic 543 have registered the flow information, respectively.
  • the core control logic 543 registers flow1 and flow2 via the core switch 401 in the core network management unit 535.
  • the core control logic 543 registers a flow for transferring data to which a label indicating the destination node ID (here, it is assumed that the switch 401 corresponds to the label L1).
  • the network division unit 522 registers the link information link1 corresponding to the added flow in the aggregate network management unit 534.
  • the aggregation control logic 542 registers flow3 and flow4 in the aggregation network management unit 534.
  • the flow via the link link1 registered above is registered.
  • the aggregation control logic 542 has data to which a label indicating a destination node ID in each flow (here, it is assumed that the switch 403 corresponds to the label L3 and the switch 404 corresponds to the label L4). Register the flow for transferring.
  • FIG. 22 shows a state in which the network dividing unit 522 converts the flow information registered in the aggregate network management unit 534 (FIG. 23) and the core network management unit (FIG. 24) and registers it in the network management unit 533.
  • Both flow3 and flow4 registered in the network management unit 533 pass through boundary links 501 and 502 registered in the boundary link information table 552 (FIG. 19). Therefore, the network dividing unit 522 divides flow3 into flow31 and flow32, and divides flow4 into flow41 and flow42, and registers them in the network management unit 533.
  • the network dividing unit 522 adds an action for adding a label requested by the flow information flow1 and flow2 registered in the core network management unit 535 to the flow31 and flow41, and deletes the assigned label. Add to flow32 and flow42.
  • FIG. 21 shows a state in which the ToR control logic 541 adds flow information to the ToR network management unit 532.
  • link2 is link information generated from the flow information added to the network management unit 533 by the network dividing unit 521.
  • flow5 and flow6 using this link2 are registered in the flow information.
  • FIG. 20 shows a state in which the network dividing unit 521 converts the flow information registered in the ToR network management unit 532 (FIG. 21) and the network management unit (FIG. 22) and registers it in the network management unit 531.
  • Both flow5 and flow6 registered in the network management unit 531 pass through boundary links 505 and 511 registered in the boundary link information table 551 (FIG. 16). Therefore, the network dividing unit 521 divides flow 5 into flow 51 and flow 52 and divides flow 6 into flow 61 and flow 62 and registers them in the network management unit 531.
  • the network dividing unit 521 adds an action for adding a label required by flow31, flow32, flow41, and flow42 registered in the flow information registered in the network management unit 533 to the flow51 and flow61. Add an action to delete flow label to flow52 and flow62.
  • the network can be recursively divided into two networks, an edge network and a core network. . That is, the original network composed of the ToR switch, the aggregation switch, and the core switch is divided into the network composed of the ToR switch and the network composed of the aggregation switch and the core switch, and the latter network is further divided into the network composed of the aggregation switch and the core switch.
  • the edge switch assigns the destination node ID of the core network to the transfer data as a label.
  • a method may be employed in which the core network derives the destination node ID of the core network from the edge destination node ID using the boundary link information table, and the core network gives it as a label. .
  • the network control device, network system, network control method, and program according to the present invention include, for example, a network controller device that manages and controls a network by dividing it into an edge network and a core network, and a program that performs network management and control. It can be applied for use.
  • [Form 1] The network control apparatus according to the first aspect.
  • [Form 2] The network control device according to mode 1, further comprising a boundary link information table that holds information indicating a link connecting the edge switch and the core switch divided by the network dividing unit.
  • [Form 3] When the core control logic receives a communication flow for the core network, the core control logic generates flow information of the core network for the received communication flow based on the topology information of the core network and the boundary link information table.
  • the network control device according to mode 2 which is stored in a core network management unit.
  • the network dividing unit stores the updated flow information in the network management unit, and an input port included in a match condition of the updated flow information, With reference to the output port included in the action and the boundary link information table, two ports serving as end points of the edge network for the communication flow corresponding to the updated flow information are derived, and the two derived ports are The network control device according to mode 3, wherein information representing a link to be connected is stored in the edge network management unit as link information.
  • the edge control logic When the edge control logic receives a communication flow for the edge network, the edge control logic generates flow information of the edge network for the received communication flow based on the topology information of the edge network and the boundary link information table.
  • the network control device according to any one of forms 2 to 4, which is stored in an edge network management unit.
  • the network dividing unit When the flow information held by the edge network management unit is updated, the network dividing unit, when the communication flow corresponding to the updated flow information passes through the link represented by the link information, 6.
  • the network control device according to aspect 5, wherein the communication flow is divided and flow information for the divided communication flow is stored in the network management unit.
  • the network dividing unit has two or more ports connected to other switches among the plurality of switches, and has a port connected to a node other than the plurality of switches via a link.
  • the network control device according to any one of modes 2 to 6, wherein the logical link is stored in the boundary link information table.
  • the network dividing unit divides the plurality of switches into a core switch and an edge switch according to the number of ports connected to other switches among the plurality of switches by a link.
  • the network control device according to claim 1.
  • the network dividing unit has two or more ports connected to other switches among the plurality of switches, and does not have a port connected to a node other than the other switches by a link.
  • the switch is a core switch, has 0 or 1 port connected to another switch by a link, and a switch having a port connected to a node other than the other switch by a link is an edge switch.
  • the network control device described.
  • [Mode 10] The network system according to the second aspect.
  • [Form 11] The network control method according to the third aspect is as described above.
  • [Form 12] The network control method according to mode 11, including a step in which the computer holds information indicating a link connecting the divided edge switch and core switch in a boundary link information table.
  • the computer stores the updated flow information in the network management unit, and the input port and action included in the updated flow information match condition Link that connects two derived ports by deriving two ports that are the end points of the edge network for the communication flow corresponding to the updated flow information with reference to the included output port and the boundary link information table
  • the network control method including a step of storing information representing the information as link information in the edge network management unit.
  • the computer accepting a communication flow for the edge network; And generating the edge network flow information for the received communication flow based on the edge network topology information and the boundary link information table and storing the flow information in the edge network management unit. 14.
  • the network control method according to any one of 14.
  • the computer When the flow information held by the edge network management unit is updated, when the communication flow corresponding to the updated flow information passes through the link represented by the link information, the computer The network control method according to mode 15, including a step of dividing a communication flow and storing flow information for the divided communication flow in the network management unit.
  • the computer has two or more ports connected to other switches among the plurality of switches, and a switch having a port connected to a node other than the plurality of switches by a link.
  • the logical edge switch and logical core switch are divided into logical edge switches and logical core switches connected to each other by logical links, and the logical edge switches and logical core switches are stored in the edge network management unit and the core network management unit, respectively.
  • the network control method according to any one of modes 12 to 16, further comprising a step of storing a logical link in the boundary link information table.
  • the program is related to the fourth viewpoint.
  • Mode 20 A process of accepting a communication flow for the core network; Based on the topology information of the core network and the boundary link information table, the computer generates the core network flow information for the received communication flow and stores the information in the core network management unit. , The program according to mode 19.
  • a switch having two or more ports connected by links to other switches and having a port connected by a link to a node other than the plurality of switches is a logical link.
  • logical edge switches and logical core switches connected to each other are divided into logical edge switches and logical core switches connected to each other, and the logical edge switches and logical core switches are stored in the edge network management unit and the core network management unit, respectively.
  • controller 21 network division unit 31 network management unit 32 edge network management unit 33 core network management unit 41 edge control logic 42 core control logic 51 boundary link information tables 61 and 62 links 101 to 103, 601 to 605, 603a, 603b switch 201 202, 701 to 703 Terminal 310 Controller 401, 402 Core switch 403, 404 Aggregation switch 405 to 408 ToR switch 501 to 512 Link 521, 522 Network division unit 531, 533 Network management unit 532 ToR network management unit 534 Aggregation network management unit 535 Core network management unit 541 ToR control logic 542 Aggregation control logic 543 Core control logic 551, 52 boundary link information table

Abstract

　制御装置は、トポロジ情報とフロー情報を保持するネットワーク管理部と、スイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割するネットワーク分割部と、コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報を保持するコアネットワーク管理部と、エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報を保持するエッジネットワーク管理部と、コアネットワークのトポロジ情報を用いてフロー情報を生成してコアネットワーク管理部に格納するコア制御ロジックと、エッジネットワークのトポロジ情報を用いてフロー情報を生成してエッジネットワーク管理部に格納するエッジ制御ロジックを備え、コアネットワークまたはエッジネットワークのフロー情報の生成に応じてネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する。エッジスイッチとコアスイッチを操作する制御ロジックを独立に実装可能とする。

Description

ネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラム
　［関連出願についての記載］
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１３－２４３９７３号（２０１３年１１月２６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、ネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラムに関し、特に、トラヒックを転送するスイッチを集中管理するネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラムに関する。
　集中管理型のネットワークシステムの一例が、特許文献１に記載されている。このネットワークシステムは、トラヒックを転送するスイッチと、スイッチを管理・制御するコントローラを備えている。
　特許文献１に記載されたネットワークシステムは、次のように動作する。すなわち、コントローラは、管理下のスイッチで構成されるネットワークのトポロジを検出して各スイッチにノードＩＤ（Identifier）を割当て、中継用スイッチとなるコアスイッチにはマッチ条件の宛先情報にノードＩＤを指定し、アクションを指定ポートへの出力とするフローエントリを登録する。また、コントローラは、端末を検出してユーザＩＤを割当てておき、出力側のエッジスイッチにはマッチ条件の宛先情報にユーザＩＤを指定し、アクションとしてユーザＩＤから端末の宛先情報に書き戻すフローエントリを設定する。さらに、コントローラは、入力側のエッジスイッチにはマッチ条件として宛先情報、アクションとして宛先情報に宛先のノードＩＤとユーザＩＤを記載するフローエントリを設定する。このように、コントローラは、コアスイッチとエッジスイッチに対して、異なる種類のフローエントリを登録する。
　また、他の集中管理型のネットワークシステムの例が、非特許文献１に記載されている。このネットワークシステムは、入口エッジスイッチ（Ingress Edge Switch）と出口エッジスイッチ（Egress Edge Switch）を管理・制御するエッジコントローラ（Edge Controller）と、ファブリック要素（Fabric Elements）を管理・制御するファブリックコントローラ（Fabric Controller）と、入口スイッチ（Ingress Switch）に接続され、トラヒックを送信する送信元ホスト（Src Host）と、出口スイッチ（Egress Switch）に接続され、トラヒックを受信する宛先ホスト（Dst Host）とを備えている。
　非特許文献１に記載された集中管理型ネットワークシステムは、次のように動作する。すなわち、ファブリックコントローラ（Fabric Controller）は、ファブリック要素（Fabric Elements）で構成されたネットワークにてトラヒックの転送サービスを提供するために、ファブリック要素（Fabric Elements）の管理・制御を行う。一方、エッジコントローラ（Edge Controller）は、エッジスイッチ（Edge Switch）にてより高機能なネットワークサービス（セキュリティ、アイソレーション、モビリティなど）を提供するために、エッジスイッチ（Edge Switch）の管理・制御を行う。したがって、送信元ホスト（Src Host）が入口エッジスイッチ（Ingress Edge Switch）にパケットを送信すると、エッジコントローラ（Edge Controller）は、入口エッジスイッチ（Ingress Edge Switch）がそのパケットに対して指定されたネットワークサービスを適用してからパケットの宛先となる出口エッジスイッチ（Egress Edge Switch）に向けてパケットを送信するために、ファブリック要素（Fabric Elements）での宛先となるアドレス、または、経路識別子を付与してパケットを送信させる。次に、ファブリックコントローラ（Fabric Controller）は、入口エッジスイッチ（Ingress Edge Switch）で付与されたファブリック要素（Fabric Elements）内での宛先アドレス、または、経路識別子に従って目的の出口エッジスイッチ（Egress Edge Switch）まで転送する。最後に、エッジコントローラ（Edge Controller）は、出口エッジスイッチ（Egress Edge Switch）を用いて、入口エッジスイッチ（Ingress Edge Switch）で付与した宛先アドレスや経路識別子を除去して宛先ホスト（Dst Host）に転送する。なお、非特許文献１には、上記のファブリック要素（Fabric Elements）内での宛先アドレス、または、経路識別子の付与について、アドレス変換とカプセル化の２種類の方式が開示されている。
国際公開第２０１２／０９６１３１号
Martin Casado, Teemu Koponen, Scott Shenker, and Amin Tootoonchian, "Fabric: A Retrospective on Evolving SDN," HotSDN'12, August 13, 2012, Helsinki, Finland.
　上記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。
　特許文献１に記載された方式によると、コントローラのフローエントリの制御ロジックが複雑になるという問題がある。その理由は、上記の制御ロジックは、フローエントリを制御する対象のスイッチがネットワークトポロジ上、コアスイッチであるかエッジスイッチであるかに応じて、振る舞いを変えなければならないからである。
　一方、非特許文献１に記載された方式によると、ネットワークをエッジとコアに分割する手続きを再帰的に行うことができないという問題がある。その理由は、制御ロジックを有するエッジコントローラ（Edge Controller）とファブリックコントローラ（Fabric Controller）に分割しているからである。例えば、ファブリック要素（Fabric Elements）の中をエッジスイッチ（Edge Switch）とファブリック要素（Fabric Elements）にさらに再帰的に分割するためには、ファブリックコントローラ（Fabric Controller）に新たな分割処理を実装しなければならない。
　したがって、エッジスイッチとコアスイッチを操作する制御ロジックを独立に実装しやすくし、ネットワークをエッジスイッチから成るネットワーク（以下「エッジネットワーク」という。）と、コアスイッチから成るネットワーク（以下「コアネットワーク」という。）の２つのネットワークに再帰的に分割できるようにすることが要望される。本発明の目的は、かかる要望に寄与するネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラムを提供することにある。
　本発明の第１の視点に係るネットワーク制御装置は、
　複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するネットワーク管理部と、
　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割するネットワーク分割部と、
　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するコアネットワーク管理部と、
　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するエッジネットワーク管理部と、
　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納するコア制御ロジックと、
　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納するエッジ制御ロジックと、を備え、
　前記ネットワーク分割部は、前記コア制御ロジックによる前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジ制御ロジックによる前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する。
　本発明の第２の視点に係るネットワークシステムは、
　複数のスイッチと、
　前記複数のスイッチを制御するネットワーク制御装置と、を備え、
　前記ネットワーク制御装置は、複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するネットワーク管理部と、
　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割するネットワーク分割部と、
　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するコアネットワーク管理部と、
　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するエッジネットワーク管理部と、
　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納するコア制御ロジックと、
　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納するエッジ制御ロジックと、を備え、
　前記ネットワーク分割部は、前記コア制御ロジックによる前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジ制御ロジックによる前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する。
　本発明の第３の視点に係るネットワーク制御方法は、
　コンピュータが、複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をネットワーク管理部に保持する工程と、
　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割する工程と、
　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をコアネットワーク管理部に保持する工程と、
　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をエッジネットワーク管理部に保持する工程と、
　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する工程と、
　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する工程と、
　前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する工程と、を含む。
　本発明の第４の視点に係るプログラムは、
　複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をネットワーク管理部に保持する処理と、
　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割する処理と、
　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をコアネットワーク管理部に保持する処理と、
　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をエッジネットワーク管理部に保持する処理と、
　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する処理と、
　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する処理と、
　前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する処理と、をコンピュータに実行させる。
　なお、プログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されたプログラム製品として提供することができる。
　本発明に係るネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法、および、プログラムによると、エッジスイッチとコアスイッチを操作する制御ロジックを独立に実装しやすくし、ネットワークをエッジネットワークとコアネットワークの２つのネットワークに再帰的に分割することが可能となる。
第１の実施形態に係るネットワークシステムの構成を一例として示すブロック図である。 第１の実施形態に係るネットワークシステムの構成として、エッジかつコアスイッチを含む場合の構成を一例として示す図である。 第１の実施形態に係るネットワークシステムの動作を一例として示すフロー図である。 第１の実施形態において、ネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第１の実施形態において、エッジネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第１の実施形態において、コアネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第１の実施形態において、境界リンク情報テーブルに登録された境界リンクを一例として示す図である。 第１の実施形態において、ネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第１の実施形態において、エッジネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第１の実施形態において、コアネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態に係るネットワークシステムの構成を一例として示す図である。 第２の実施形態に係るネットワークシステムにおけるコントローラの構成を一例として示すプロック図である。 第２の実施形態において、ネットワーク管理部５３１に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、ＴｏＲネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、ネットワーク管理部５３３に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、境界リンク情報テーブル５５１に登録された境界リンクを一例として示す図である。 第２の実施形態において、集約ネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、コアネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、境界リンク情報テーブル５５２に登録された境界リンクを一例として示す図である。 第２の実施形態において、ネットワーク管理部５３１に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、ＴｏＲネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、ネットワーク管理部５３３に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、集約ネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。 第２の実施形態において、コアネットワーク管理部に登録されたネットワーク情報を一例として示す図である。
　はじめに、本発明の概要について説明する。なお、本概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、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を参照すると、ネットワークシステムは、ネットワークの通信フローを、エッジスイッチのフローと、コアネットワークのフローをそれぞれ独立に制御するネットワーク制御装置（コントローラ１０）を備えている。ネットワーク制御装置は、ネットワーク管理部３１、エッジ制御ロジック４１、エッジネットワーク管理部３２、コア制御ロジック４２、コアネットワーク管理部３３、ネットワーク分割部２１、および、境界リンク情報テーブル５１を備えている。
　エッジネットワーク管理部３２は、エッジ制御ロジック４１から制御されるエッジスイッチ（例えば、図１のスイッチ１０１、１０３）で構成されたエッジネットワークのトポロジ情報やフロー情報を含むネットワーク情報を保持する。一方、コアネットワーク管理部３３は、コア制御ロジック４２から制御されるコアスイッチ（例えば、図１のスイッチ１０２）で構成されたコアネットワークのトポロジ情報やフロー情報を含むネットワーク情報を保持する。ネットワーク分割部２１は、ネットワーク管理部３１に登録されたネットワーク情報を、エッジとコアに分割して、それぞれ、エッジネットワーク管理部３２、コアネットワーク管理部３３に登録し、さらに、エッジネットワーク管理部３２またはコアネットワーク管理部３３の情報が更新された場合に、元のネットワーク管理部３１の情報を更新する。
　ネットワーク制御装置（コントローラ１０）は、ネットワーク分割部２１によって更新された元のネットワーク管理部３１のネットワーク情報に基づいてスイッチ１０１～１０３の制御を行う。
　また、ネットワーク分割部２１は、ネットワーク管理部３１に登録されたスイッチのうち、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、他のポートにはリンクが存在しないスイッチをコアスイッチ（例えば、図１のスイッチ１０２、図２のスイッチ６０２、６０４）と判定し、他のスイッチとリンクで接続されたポートが０または１つ存在し、かつ、他にリンクが存在するポートを持ったスイッチをエッジスイッチ（例えば、図１のスイッチ１０１、１０２、図２のスイッチ６０１、６０５）と判定し、他のスイッチとリンクで接続されたポートが２つ以上持ち、かつ、他にリンクが存在するポートを１つ以上持ったスイッチをエッジかつコアスイッチ（例えば、図２のスイッチ６０３）と判定してもよい。さらに、ネットワーク分割部２１は、判定の結果、エッジスイッチをエッジネットワークのネットワーク情報としてエッジネットワーク管理部３２に登録し、コアスイッチをコアネットワークのネットワーク情報としてコアネットワーク管理部３３に登録し、さらに、この分割に際して、エッジスイッチとコアスイッチの境界となったリンク情報（例えば、図１のリンク６１、６２を示す情報）を境界リンク情報テーブル５１（図７参照）に登録する。
　また、図２を参照すると、ネットワーク分割部２１は、エッジかつコアスイッチ（図２のスイッチ６０３）については、論理的なエッジスイッチ（図２の６０３ａ）とコアスイッチ（図２のスイッチ６０３ｂ）の２つのスイッチに分割し、それぞれ、エッジネットワーク管理部３２、コアネットワーク管理部３３に登録する。さらに、ネットワーク分割部２１は、論理的なエッジスイッチとコアスイッチ間に論理的なリンクを生成して、境界リンク情報テーブル５１に登録する。
　また、ネットワーク分割部２１は、コアネットワーク管理部３３にフロー情報が登録された場合、そのフロー情報を元のネットワーク管理部３１に登録し、そのフロー情報のマッチ条件から入力ポート、アクション、境界リンク情報テーブルから、エッジネットワーク管理部３２が保持するエッジネットワークの端点となる２つのポート（図１のスイッチ１０１のポート１、スイッチ１０３のポート１）を導出し、導出したポートをエッジネットワークのリンク（例えば、図９のlink1）としてエッジネットワーク管理部３２に登録する。
　さらに、ネットワーク分割部２１は、エッジネットワーク管理部３２にフロー情報が登録された場合、そのフロー情報に相当する通信フローが経由するリンクのうち、境界リンク情報テーブル５１に登録されたリンクを経由する場合、当該リンクの両端で通信フローを分割し、分割後の通信フローを元のネットワーク管理部３１に登録する。また、ネットワーク分割部２１は、エッジネットワーク管理部３２およびコアネットワーク管理部３３で行われたネットワーク情報の更新をネットワーク管理部３１に対しても適用する。
　かかる構成を有するネットワークシステムによると、エッジネットワークとコアネットワークを制御する制御ロジックをより独立（ないし、疎結合）にすることができる。その理由は、ネットワーク分割部２１がエッジネットワーク管理部３２およびコアネットワーク管理部３３に登録した情報には、それぞれ、エッジスイッチに関する情報およびコアスイッチに関する情報しか含まれず、また、コアスイッチとエッジスイッチの境界に関する情報は、境界リンク情報テーブル５１で管理されている。したがって、エッジネットワーク管理部３２が保持する情報と境界リンク情報テーブル５１を利用すればエッジネットワークの制御ロジックを構築でき、一方、コアネットワーク管理部３３が保持する情報と境界リンク情報テーブル５１を利用すればコアネットワークの制御ロジックを構築することができるからである。
　さらに、上記構成を有するネットワークシステムによると、ネットワーク分割部２１を再帰的に適用することが可能になる。その理由は、ネットワーク分割部２１はネットワーク管理部３１に対して適用可能であり、その出力もまたネットワーク管理部３１に対するネットワーク情報の更新となるからである。
　以上より、一実施形態に係るネットワークシステムによると、ネットワーク分割モジュールを適用することで、ネットワーク制御装置のフローエントリの制御ロジックが複雑化することを防ぐことができ、さらに、ネットワーク分割モジュールを再帰的に適用することも可能となる。
＜実施形態１＞
　次に、第１の実施形態に係るネットワークシステムについて、図面を参照して詳細に説明する。
［構成］
　図１を参照すると、本実施形態のネットワークシステムは、プログラム制御により動作するコンピュータ（中央処理装置、プロセッサ、データ処理装置）を含むコントローラ１０と、コントローラ１０から制御されるスイッチ１０１～１０３と、端末２０１、２０２とを備えている。
　コントローラ１０は、ネットワーク管理部３１と、ネットワーク分割部２１、エッジネットワーク管理部３２、コアネットワーク管理部３３、エッジ制御ロジック４１、コア制御ロジック４２、および、境界リンク情報テーブル５１を備えている。
　ネットワーク管理部３１は、スイッチ１０１～１０３から構成されたネットワークのトポロジやフロー、または、それらの状態（以下「ネットワーク情報」という。）を管理する。ネットワーク分割部２１は、ネットワーク管理部３１が管理するネットワーク情報をエッジとコアの２つに分割し、エッジネットワークに関するネットワーク情報をエッジネットワーク管理部３２に格納し、一方、コアネットワークに関するネットワーク情報をコアネットワーク管理部３３に格納する。また、ネットワーク分割部２１は、エッジネットワーク管理部３２とコアネットワーク管理部３３への分割に際して境界となったリンクの情報を境界リンク情報テーブル５１に格納する。
　ここで、トポロジ情報は、ノード、ポート、リンクとこれらに付随する状態等の属性情報を含む。一方、フロー情報は、あるノードのポートからあるノードのポートへの通信フローのマッチ条件、経由するリンク情報、ノードで実行されるパケットへのアクションの一覧を含む。
　これらの各部は、概略次のように動作する。
　コントローラ１０は、スイッチ１０１～１０３を検出し、さらに、それらの間の接続リンクを検出してトポロジ情報を構築し、フローエントリの情報からフロー情報を構築し、これらの状態情報をまとめてネットワーク情報としてネットワーク管理部３１に登録する。また、コントローラ１０は、ネットワーク管理部３１に対して行われた更新情報に基づいて、スイッチ１０１～１０３を制御する。
　ここで、ネットワーク分割部２１は、各スイッチがエッジネットワークに属するか、コアネットワークに属するかを次のように判定する。
　すなわち、ネットワーク分割部２１は、ネットワーク管理部３１に登録されたスイッチのうち、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、他のポートにはリンクが存在しないスイッチ（図１のスイッチ１０２）をコアスイッチと判定する。また、ネットワーク分割部２１は、他のスイッチとリンクで接続されたポートが０または１つ存在し、かつ、他にリンクが存在するポートを有するスイッチ（図１のスイッチ１０１、１０３）をエッジスイッチと判定する。さらに、ネットワーク分割部２１は、他のスイッチとリンクで接続されたポートが２つ以上有し、かつ、他にリンクが存在するポートを１つ以上有するスイッチ（例えば、図２のスイッチ６０３）をエッジかつコアスイッチと判定する。
　ネットワーク分割部２１は、このように判定した結果、エッジスイッチ１０１、１０３をエッジネットワークのネットワーク情報としてエッジネットワーク管理部３２に登録し、コアスイッチ１０２をコアネットワークのネットワーク情報としてコアネットワーク管理部３３に登録し、さらに、この分割に際して、エッジスイッチとコアスイッチの境界となったリンク情報（リンク６１、６２を示す情報）を境界リンク情報テーブル５１に登録する。
　ここで、ネットワーク分割部２１は、エッジかつコアスイッチについては、図２に示すように、論理的なエッジスイッチ６０３ａとコアスイッチ６０３ｂの２つのスイッチに分割し、それぞれ、エッジネットワーク管理部３２およびコアネットワーク管理部３３に登録する。さらに、ネットワーク分割部２１は、論理的なエッジスイッチ６０３ａとコアスイッチ６０３ｂ間に論理的なリンクを生成して、生成したリンクの情報を境界リンク情報テーブル５１に登録する。
　コアネットワーク管理部３３にフロー情報が登録された場合、ネットワーク分割部２１は、登録されたフロー情報を元のネットワーク管理部３１に登録し、登録されたフロー情報のマッチ条件に含まれる入力ポート、アクションに含まれる出力ポート、および、境界リンク情報テーブル５１を参照し、エッジネットワーク管理部３２が管理するエッジネットワークの端点となる２つのポートを導出し、導出した２つのポートをエッジネットワークのリンクとしてエッジネットワーク管理部３２に登録する。
　一方、エッジネットワーク管理部３２にフロー情報が登録された場合、ネットワーク分割部２１は、登録されたフロー情報に相当する通信フローが境界リンク情報テーブル５１に登録されたリンクを経由する場合、当該リンクの両端で通信フローを分割し、分割された通信フローに対するフロー情報を元のネットワーク管理部３１に登録する。
　また、ネットワーク分割部２１は、エッジネットワーク管理部３２とコアネットワーク管理部３３で行われたネットワーク情報の更新をネットワーク管理部３１に対しても適用する。
　上記のような機能を備えたネットワーク分割部２１は、ネットワーク管理部３１に登録されたネットワーク情報のうち、エッジネットワークに関する情報をエッジネットワーク管理部３２、コアネットワークに関する情報をコアネットワーク管理部３３に登録し、境界リンク情報を境界リンク情報テーブル５１に登録する。
　コア制御ロジック４２は、コアネットワーク管理部３３に登録されたトポロジ情報と境界リンク情報テーブル５１の情報に基づいてフロー情報を生成し、生成したフロー情報をコアネットワーク管理部３３に登録する。
　一方、エッジ制御ロジック４１は、エッジネットワーク管理部３２に登録されたトポロジ情報と境界リンク情報テーブル５１の情報に基づいてフロー情報を生成し、生成したフロー情報をエッジネットワーク管理部３２に登録する。
　上記の各部が相互に作用することで、最終的にネットワーク管理部３１にすべてのフロー情報が蓄積され、コントローラ１０による実際のスイッチ１０１～１０３の制御が可能となる。また、エッジ制御ロジック４１はエッジネットワーク管理部３２が管理するネットワーク情報の範囲で制御ロジックを実現でき、一方、コア制御ロジック４２はコアネットワーク管理部３３が管理するネットワーク情報の範囲で制御ロジックを実現することができる。さらに、ネットワーク分割部２１がネットワーク管理部３１に対して適用可能で、かつ、ネットワーク分割部２１がネットワーク情報を異なるネットワーク管理部（エッジネットワーク管理部３２、コアネットワーク管理部３３）に登録することにより、ネットワークをエッジネットワークとコアネットワークに再帰的に分割可能となる。
［動作］
　次に、図１の構成図および図３のフロー図を参照して、本実施形態のネットワークシステムにおけるコントローラ１０の動作について詳細に説明する。
　まず、コントローラ１０は、スイッチ１０１～１０３を検出し、さらに、それらの間の接続リンクを検出してトポロジ情報を構築し、スイッチが管理するフローエントリの情報からフロー情報を構築し、これらの状態情報をまとめてネットワーク情報としてネットワーク管理部３１に登録する（ステップＳ１）。 
　次に、ネットワーク分割部２１は、ネットワーク管理部３１に登録されたネットワーク情報をエッジネットワークに関する情報とコアネットワークに関する情報に分割し、それぞれ、エッジネットワーク管理部３２とコアネットワーク管理部３３に登録し、さらに、コアネットワークとエッジネットワークの境界となったリンク情報（スイッチ１０１とスイッチ１０２の間のリンク、スイッチ１０２とスイッチ１０３の間のリンク）の情報を境界リンク情報テーブル５１に登録する（ステップＳ２）。
　次に、コア制御ロジック４２は、コアネットワーク管理部３３に登録されたトポロジ情報に基づいてフロー情報を生成し、生成したフロー情報をコアネットワーク管理部３３に登録する（ステップＳ３）。
　次に、ネットワーク分割部２１は、コアネットワーク管理部３３に登録されたフロー情報の登録イベントを検知し、そのフロー情報をネットワーク管理部３１に登録し、そのフロー情報のマッチ条件から入力ポートを取得し、アクションから出力ポートを取得し、境界リンク情報テーブル５１からエッジネットワーク管理部３２の管理するエッジネットワークの端点となる２つのポートを導出し、導出した２つのポート間のリンクをエッジネットワーク管理部３２に登録する（ステップＳ４）。
　次に、エッジ制御ロジック４１は、エッジネットワーク管理部３２に登録されたトポロジ情報と境界リンク情報テーブル５１の情報に基づいてフロー情報を生成し、生成したフロー情報をエッジネットワーク管理部３２に登録する（ステップＳ５）。
　次に、ネットワーク分割部２１は、エッジネットワーク管理部３２に登録されたフロー情報の登録イベントを検知し、当該フロー情報に相当する通信フローが境界リンク情報テーブル５１に登録されたリンクを経由する場合、当該リンクの両端で通信フローを分割し、分割された通信フローのそれぞれのフロー情報を元のネットワーク管理部３１に登録する（ステップＳ６）。
　次に、本実施形態に係るネットワークシステムにおいて、ネットワーク管理部３１、エッジネットワーク管理部３２、コアネットワーク管理部３３、および、境界リンク情報テーブル５１が保持する情報について、図１に示すネットワークを例として具体的に説明する。
　図４は、図３のステップＳ１においてコントローラ１０がネットワーク管理部３１に登録するネットワーク情報を示す。ここで、ネットワーク情報は、ノードおよびポート情報一覧、および、リンク情報一覧、フロー情報一覧を含む。
　図５は、エッジネットワーク管理部３２が管理するネットワーク情報、すなわち、図３のステップＳ２において、ネットワーク分割部２１がネットワーク管理部３１に登録されたネットワーク情報に基づいてエッジスイッチと判定したスイッチ（図１のスイッチ１０１、１０３）から成るエッジネットワークに対するネットワーク情報を示す。
　図６は、コアネットワーク管理部３３が管理するネットワーク情報、すなわち、図３のステップＳ２において、ネットワーク分割部２１がネットワーク管理部３１に登録されたネットワーク情報に基づいてコアスイッチと判定したスイッチ（図１のスイッチ１０２）から成るコアネットワークに対するネットワーク情報を示す。
　図７は、境界リンク情報テーブル５１が管理する境界リンク情報を示す。すなわち、図７のリンク情報は、図３のステップＳ２において、ネットワーク分割部２１が、ネットワーク管理部３１に登録されたネットワークに含まれるスイッチを、コアスイッチとエッジスイッチに分割する際に、これらのスイッチ境界となったリンク（図１のリンク６１、６２）の情報を示す。
　次に、本実施形態に係るネットワークシステムにおいて、コアネットワークに対する通信フローおよびエッジネットワークに対する通信フローが登録された場合に、ネットワーク管理部３１、エッジネットワーク管理部３２、および、コアネットワーク管理部３３に格納されるネットワーク情報について説明する。
　図８～図１０は、エッジ制御ロジック４１およびコア制御ロジック４２が、それぞれフロー情報を登録した状態を一例として示す。
　図１０を参照すると、コア制御ロジック４２は、コアスイッチ１０２を経由するflow1, flow2をコアネットワーク管理部３３に登録する（図３のステップＳ３）。コア制御ロジック４２は、宛先ノードＩＤを示すラベル（ここでは、スイッチ１０２がラベルＬ１に対応しているものと仮定する。）が付与されたデータを転送するためのフローを登録する。
　図９を参照すると、コアネットワーク管理部３３へのフロー登録（図１０）を受けて、ネットワーク分割部２１は、追加されたフローに対応するリンク情報link1をエッジネットワーク管理部３２に登録する（図３のステップＳ４）。
　また、図９を参照すると、エッジ制御ロジック４１は、flow3とflow4をエッジネットワーク管理部３２に登録する（図３のステップＳ５）。ここでは、ステップＳ４で登録されたlink1を経由するフローが登録されている。また、エッジ制御ロジック４１は、それぞれのフローにおいて宛先ノードＩＤを示すラベル（ここでは、スイッチ１０１がラベルＬ３に、スイッチ１０３がラベルＬ４に対応しているものと仮定する。）が付与されたデータを転送するためのフローを登録する。
　さらに、図８を参照すると、ネットワーク分割部２１は、ステップＳ３、Ｓ５で登録されたフロー情報（図９、図１０）を変換して、元のネットワーク管理部３１に登録する（図３のステップＳ６）。エッジネットワーク管理部３２に登録されたflow3, flow4はいずれも境界リンク情報テーブル（図７）に登録された境界リンク６１、６２を経由する。したがって、ネットワーク分割部２１は、flow3をflow31, flow32に分割するとともに、flow4をflow41, flow42に分割してネットワーク管理部３１に登録する。具体的には、ネットワーク分割部２１は、コアネットワーク管理部３３に登録されたフロー情報flow1, flow2が要求するラベルを付与するアクションをflow31, flow41に追加し、付与されたラベルを削除するアクションをflow32, flow42に追加する。
　次に、本実施形態のネットワークシステムの効果について説明する。本実施形態では、ネットワーク分割部２１がネットワーク管理部３１に対して適用可能であり、かつ、ネットワーク分割部２１がネットワーク管理部３１のネットワーク情報を分割し、エッジネットワーク管理部３２とコアネットワーク管理部３３のネットワーク情報を生成する。したがって、エッジ制御ロジック４１はエッジネットワーク管理部３２が管理するネットワーク情報の範囲と境界リンク情報テーブル５１を利用して実装することができ、一方、コア制御ロジック４２はコアネットワーク管理部３３が管理するネットワーク情報の範囲と境界リンク情報テーブル５１を利用して実装することができる。すなわち、本実施形態によると、エッジスイッチとコアスイッチを操作する制御ロジックを独立に実装することが容易となる。また、本実施形態によると、ネットワーク分割部２１をネットワーク管理部３１に対して再帰的に適用でき、ネットワークをエッジネットワークとコアネットワークの２つのネットワークに再帰的に分割することが可能となる。
＜実施形態２＞
　次に、第２の実施形態に係るネットワークシステムについて、図面を参照して詳細に説明する。
　本実施形態のネットワークシステムは、トップ・オブ・ラック（ＴｏＲ：Top of Rack）スイッチ、集約スイッチ、コアスイッチの３種類のOpenFlowスイッチで構成されたネットワークを、ＴｏＲスイッチを含むネットワーク、集約スイッチを含むネットワーク、コアスイッチを含むネットワークに分割する。なお、本発明の適用対象は、本実施形態におけるネットワークの構成に限定されない。
　図１１は、本実施形態に係るネットワークシステムの構成を一例として示す図である。図１１を参照すると、本実施形態のネットワークシステムは、コアスイッチ４０１、４０２で構成されたネットワークと、集約スイッチ４０３、４０４で構成されたネットワークと、ＴｏＲスイッチ４０５～４０８で構成されたネットワークと、これらのネットワークを管理および制御するコントローラ３１０を備えている。
　図１１において、実線はスイッチ間のリンクを示し、リンクの両端に付された番号はスイッチのポート番号を示す。また、図１１において、点線はコントローラ３１０から各スイッチに接続するためのネットワーク回線を示す。
　図１２は、コントローラ３１０の構成を一例として示すブロック図である。図１２を参照すると、コントローラ３１０は、ネットワーク管理部５３１、ネットワーク分割部５２１、ＴｏＲネットワーク管理部５３２、ネットワーク管理部５３３、ネットワーク分割部５２２、集約ネットワーク管理部５３４、コアネットワーク管理部５３５、ＴｏＲ制御ロジック５４１、集約制御ロジック５４２、コア制御ロジック５４３、および、境界リンク情報テーブル５５１、５５２を備えている。
　ネットワーク管理部５３１は、スイッチ４０１～４０８に関するネットワーク情報を管理する。ネットワーク分割部５２１は、ネットワーク管理部５３１が管理するネットワークのうち、スイッチ４０５～４０８をエッジネットワークに含まれるスイッチとしてＴｏＲネットワーク管理部５３２に登録する。また、ネットワーク分割部５２１は、スイッチ４０１～４０４をコアネットワークに含まれるスイッチとしてネットワーク管理部５３３に登録する。さらに、ネットワーク分割部５２１は、ネットワーク管理部５３１に関して、エッジネットワークとコアネットワークのリンクを境界リンク情報として境界リンク情報テーブル５５１に登録する。
　一方、ネットワーク分割部５２２は、ネットワーク管理部５３３が管理するネットワークのうち、スイッチ４０３と４０４をエッジネットワークに含まれるスイッチとして集約ネットワーク管理部５３４に登録する。また、ネットワーク分割部５２２は、スイッチ４０１と４０２をコアネットワークに含まれるスイッチとしてコアネットワーク管理部５３５に登録する。さらに、ネットワーク分割部５２２は、ネットワーク管理部５３３に関して、エッジネットワークとコアネットワークのリンクを境界リンク情報として境界リンク情報テーブル５５２に登録する。
　ＴｏＲ制御ロジック５４１は、ＴｏＲネットワーク管理部５３２のネットワーク情報を制御する。一方、集約制御ロジック５４２は、集約ネットワーク管理部５３４のネットワーク情報を制御する。また、コア制御ロジック５４３は、コアネットワーク管理部５３５のネットワーク情報を制御する。
　図１３は、ネットワーク管理部５３１が保持するネットワーク情報を示す。ここで、ネットワーク情報は、ノードおよびポート情報一覧、リンク情報一覧、および、フロー情報一覧を含む。
　図１４は、ＴｏＲネットワーク管理部５３２が管理するネットワーク情報、すなわち、ネットワーク管理部５３１に格納されたネットワーク情報に基づいてネットワーク分割部５２１がエッジと判定したネットワーク情報を示す。
　図１５は、ネットワーク管理部５３３が管理するネットワーク情報、すなわち、ネットワーク管理部５３１に格納されたネットワーク情報に基づいてネットワーク分割部５２１がコアと判定したネットワーク情報を示す。
　図１６は、境界リンク情報テーブル５５１が管理する境界リンク情報、すなわち、ネットワーク分割部５２１が、ネットワーク管理部５３１が管理するネットワークを、ＴｏＲネットワーク管理部５３２が管理するネットワークと、ネットワーク管理部５３３が管理するネットワークに分割する際に境界となったリンクの情報を示す。
　図１７は、集約ネットワーク管理部５３４が管理するネットワーク情報、すなわち、ネットワーク管理部５３３に格納されたネットワーク情報に基づいてネットワーク分割部５２２がエッジと判定したネットワーク情報を示す。
　図１８は、コアネットワーク管理部５３５が管理するネットワーク情報、すなわち、ネットワーク管理部５３３に格納されたネットワーク情報に基づいてネットワーク分割部５２２がコアと判定したネットワーク情報を示す。
　図１９は、境界リンク情報テーブル５５２が管理する境界リンク情報、すなわち、ネットワーク分割部５２２が、ネットワーク管理部５３３が管理するネットワークを、集約ネットワーク管理部５３４が管理するネットワークと、コアネットワーク管理部５３５が管理するネットワークに分割する際に境界となったリンクの情報を示す。
　図２０ないし図２４は、ＴｏＲ制御ロジック５４１、集約制御ロジック５４２、および、コア制御ロジック５４３がそれぞれフロー情報を登録した状態を一例として示す。
　図２４を参照すると、コア制御ロジック５４３は、コアスイッチ４０１を経由するflow1, flow2をコアネットワーク管理部５３５に登録する。コア制御ロジック５４３は、宛先ノードＩＤを示すラベル（ここでは、スイッチ４０１がラベルＬ１に対応しているものと仮定する。）が付与されたデータを転送するためのフローを登録する。
　図２３を参照すると、コアネットワーク管理部５３５へのフロー登録（図２４）を受けて、ネットワーク分割部５２２は、追加されたフローに対応するリンク情報link1を集約ネットワーク管理部５３４に登録する。
　また、図２３を参照すると、集約制御ロジック５４２は、flow3とflow4を集約ネットワーク管理部５３４に登録する。ここでは、上記で登録されたリンクlink1を経由するフローが登録されている。また、集約制御ロジック５４２は、それぞれのフローにおいて宛先ノードＩＤを示すラベル（ここでは、スイッチ４０３がラベルＬ３に、スイッチ４０４がラベルＬ４に対応しているものと仮定する。）が付与されたデータを転送するためのフローを登録する。
　図２２は、ネットワーク分割部５２２が、集約ネットワーク管理部５３４（図２３）およびコアネットワーク管理部（図２４）に登録されたフロー情報を変換して、ネットワーク管理部５３３に登録した状態を示す。ネットワーク管理部５３３に登録されたflow3, flow4は、いずれも境界リンク情報テーブル５５２（図１９）に登録された境界リンク５０１、５０２を経由する。したがって、ネットワーク分割部５２２は、flow3をflow31, flow32に分割するとともに、flow4をflow41, flow42に分割してネットワーク管理部５３３に登録する。具体的には、ネットワーク分割部５２２は、コアネットワーク管理部５３５に登録されたフロー情報flow1, flow2が要求するラベルを付与するアクションをflow31, flow41に追加し、付与されたラベルを削除するアクションをflow32, flow42に追加する。
　さらに、図２１は、ＴｏＲ制御ロジック５４１がＴｏＲネットワーク管理部５３２にフロー情報を追加した状態を示す。ここで、link2は、ネットワーク分割部５２１がネットワーク管理部５３３に追加されたフロー情報から生成したリンク情報である。ここでは、このlink2を利用したflow5, flow6がフロー情報に登録されている。
　さらに、図２０は、ネットワーク分割部５２１が、ＴｏＲネットワーク管理部５３２（図２１）およびネットワーク管理部（図２２）で登録されたフロー情報を変換して、ネットワーク管理部５３１に登録した状態を示す。ネットワーク管理部５３１に登録されたflow5, flow6は、いずれも境界リンク情報テーブル５５１（図１６）に登録された境界リンク５０５、５１１を経由する。したがって、ネットワーク分割部５２１は、flow5をflow51,flow52に分割するとともに、flow6をflow61, flow62に分割してネットワーク管理部５３１に登録する。具体的には、ネットワーク分割部５２１は、ネットワーク管理部５３３に登録されたフロー情報に登録されたflow31, flow32, flow41, flow42が要求するラベルを付与するアクションをflow51, flow61に追加し、付与されたラベルを削除するアクションをflow52, flow62に追加する。
　本実施形態のネットワークシステムによると、ネットワーク分割部５２１、５２２をネットワーク管理部５３１に対して適用することにより、ネットワークをエッジネットワークとコアネットワークの２つのネットワークに再帰的に分割することが可能となる。すなわち、ＴｏＲスイッチ、集約スイッチおよびコアスイッチから成る元のネットワークをＴｏＲスイッチから成るネットワークと集約スイッチおよびコアスイッチから成るネットワークに分割した上で、さらに、後者のネットワークを集約スイッチから成るネットワークとコアスイッチから成るネットワークに分割することができる。
　なお、上記の第１および第２の実施形態は、エッジスイッチがコアネットワークの宛先ノードＩＤをラベルとして転送データに付与する方式について説明した。これとは逆に、コアネットワークがエッジの宛先ノードＩＤからコアネットワークの宛先ノードＩＤを、境界リンク情報テーブルを利用して導出し、コアネットワークがそれをラベルとして付与する方式を採用してもよい。
　また、本発明に係るネットワーク制御装置、ネットワークシステム、ネットワーク制御方法およびプログラムは、例えば、ネットワークをエッジネットワークとコアネットワークに分けて管理・制御するネットワークコントローラ装置や、ネットワーク管理・制御をするプログラムなどの用途に適用することができる。
　なお、本発明において、下記の形態が可能である。
［形態１］
　上記第１の視点に係るネットワーク制御装置のとおりである。
［形態２］
　前記ネットワーク分割部により分割されたエッジスイッチとコアスイッチを接続するリンクを示す情報を保持する境界リンク情報テーブルを備える、形態１に記載のネットワーク制御装置。
［形態３］
　前記コア制御ロジックは、前記コアネットワークに対する通信フローを受け付けると、前記コアネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する、形態２に記載のネットワーク制御装置。
［形態４］
　前記ネットワーク分割部は、前記コアネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新されると、更新されたフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納し、更新されたフロー情報のマッチ条件に含まれる入力ポート、アクションに含まれる出力ポート、および、前記境界リンク情報テーブルを参照して、更新されたフロー情報に相当する通信フローに対する前記エッジネットワークの端点となる２つのポートを導出し、導出した２つのポートを結ぶリンクを表す情報をリンク情報として前記エッジネットワーク管理部に格納する、形態３に記載のネットワーク制御装置。
［形態５］
　前記エッジ制御ロジックは、前記エッジネットワークに対する通信フローを受け付けると、前記エッジネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する、形態２ないし４のいずれか一に記載のネットワーク制御装置。
［形態６］
　前記ネットワーク分割部は、前記エッジネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新された場合に、更新されたフロー情報に相当する通信フローが、前記リンク情報が表すリンクを経由するとき、該リンクの両端において該通信フローを分割し、分割された通信フローに対するフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納する、形態５に記載のネットワーク制御装置。
［形態７］
　前記ネットワーク分割部は、前記複数のスイッチのうちの、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、前記複数のスイッチ以外のノードにリンクで接続されたポートを有するスイッチを、論理的なリンクで互いに接続された論理的なエッジスイッチと論理的なコアスイッチに分割し、論理的なエッジスイッチおよび論理的なコアスイッチをそれぞれ前記エッジネットワーク管理部および前記コアネットワーク管理部に格納し、論理的なリンクを前記境界リンク情報テーブルに格納する、形態２ないし６のいずれか一に記載のネットワーク制御装置。
［形態８］
　前記ネットワーク分割部は、前記複数のスイッチのうちの、他のスイッチとリンクで接続されたポートの個数に応じて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割する、形態１ないし７のいずれか一に記載のネットワーク制御装置。
［形態９］
　前記ネットワーク分割部は、前記複数のスイッチのうちの、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、他のスイッチ以外のノードにリンクで接続されたポートを有しないスイッチをコアスイッチとし、他のスイッチとリンクで接続されたポートを０または１つ有し、かつ、他のスイッチ以外のノードにリンクで接続されたポートを有するスイッチをエッジスイッチとする、形態８に記載のネットワーク制御装置。
［形態１０］
　上記第２の視点に係るネットワークシステムのとおりである。
［形態１１］
　上記第３の視点に係るネットワーク制御方法のとおりである。
［形態１２］
　前記コンピュータが、分割されたエッジスイッチとコアスイッチを接続するリンクを示す情報を境界リンク情報テーブルに保持する工程を含む、形態１１に記載のネットワーク制御方法。
［形態１３］
　前記コンピュータが、前記コアネットワークに対する通信フローを受け付ける工程と、
　前記コアネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する工程と、を含む、形態１２に記載のネットワーク制御方法。
［形態１４］
　前記コンピュータが、前記コアネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新されると、更新されたフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納し、更新されたフロー情報のマッチ条件に含まれる入力ポート、アクションに含まれる出力ポート、および、前記境界リンク情報テーブルを参照して、更新されたフロー情報に相当する通信フローに対する前記エッジネットワークの端点となる２つのポートを導出し、導出した２つのポートを結ぶリンクを表す情報をリンク情報として前記エッジネットワーク管理部に格納する工程を含む、形態１３に記載のネットワーク制御方法。
［形態１５］
　前記コンピュータが、前記エッジネットワークに対する通信フローを受け付ける工程と、
　前記エッジネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する工程と、を含む、形態１２ないし１４のいずれか一に記載のネットワーク制御方法。
［形態１６］
　前記コンピュータが、前記エッジネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新された場合に、更新されたフロー情報に相当する通信フローが、前記リンク情報が表すリンクを経由するとき、該リンクの両端において該通信フローを分割し、分割された通信フローに対するフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納する工程を含む、形態１５に記載のネットワーク制御方法。
［形態１７］
　前記コンピュータが、前記複数のスイッチのうちの、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、前記複数のスイッチ以外のノードにリンクで接続されたポートを有するスイッチを、論理的なリンクで互いに接続された論理的なエッジスイッチと論理的なコアスイッチに分割し、論理的なエッジスイッチおよび論理的なコアスイッチをそれぞれ前記エッジネットワーク管理部および前記コアネットワーク管理部に格納し、論理的なリンクを前記境界リンク情報テーブルに格納する工程を含む、形態１２ないし１６のいずれか一に記載のネットワーク制御方法。
［形態１８］
　上記第４の視点に係るプログラムのとおりである。
［形態１９］
　分割されたエッジスイッチとコアスイッチを接続するリンクを示す情報を境界リンク情報テーブルに保持する処理を、前記コンピュータに実行させる、形態１８に記載のプログラム。
［形態２０］
　前記コアネットワークに対する通信フローを受け付ける処理と、
　前記コアネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する処理と、を前記コンピュータに実行させる、形態１９に記載のプログラム。
［形態２１］
　前記コアネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新されると、更新されたフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納し、更新されたフロー情報のマッチ条件に含まれる入力ポート、アクションに含まれる出力ポート、および、前記境界リンク情報テーブルを参照して、更新されたフロー情報に相当する通信フローに対する前記エッジネットワークの端点となる２つのポートを導出し、導出した２つのポートを結ぶリンクを表す情報をリンク情報として前記エッジネットワーク管理部に格納する処理を、前記コンピュータに実行させる、形態２０に記載のプログラム。
［形態２２］
　前記エッジネットワークに対する通信フローを受け付ける処理と、
　前記エッジネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する処理と、を前記コンピュータに実行させる、形態１９ないし２１のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２３］
　前記エッジネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新された場合に、更新されたフロー情報に相当する通信フローが、前記リンク情報が表すリンクを経由するとき、該リンクの両端において該通信フローを分割し、分割された通信フローに対するフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納する処理を、前記コンピュータに実行させる、形態２２に記載のプログラム。
［形態２４］
　前記複数のスイッチのうちの、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、前記複数のスイッチ以外のノードにリンクで接続されたポートを有するスイッチを、論理的なリンクで互いに接続された論理的なエッジスイッチと論理的なコアスイッチに分割し、論理的なエッジスイッチおよび論理的なコアスイッチをそれぞれ前記エッジネットワーク管理部および前記コアネットワーク管理部に格納し、論理的なリンクを前記境界リンク情報テーブルに格納する処理を、前記コンピュータに実行させる、形態１９ないし２３のいずれか一に記載のプログラム。
　なお、上記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。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。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　　コントローラ
２１　　ネットワーク分割部
３１　　ネットワーク管理部
３２　　エッジネットワーク管理部
３３　　コアネットワーク管理部
４１　　エッジ制御ロジック
４２　　コア制御ロジック
５１　　境界リンク情報テーブル
６１、６２　　リンク
１０１～１０３、６０１～６０５、６０３ａ、６０３ｂ　　スイッチ
２０１、２０２、７０１～７０３　　端末
３１０　　コントローラ
４０１、４０２　　コアスイッチ
４０３、４０４　　集約スイッチ
４０５～４０８　　ＴｏＲスイッチ
５０１～５１２　　リンク
５２１、５２２　　ネットワーク分割部
５３１、５３３　　ネットワーク管理部
５３２　　ＴｏＲネットワーク管理部
５３４　　集約ネットワーク管理部
５３５　　コアネットワーク管理部
５４１　　ＴｏＲ制御ロジック
５４２　　集約制御ロジック
５４３　　コア制御ロジック
５５１、５５２　　境界リンク情報テーブル

Claims (10)

  1. 　複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するネットワーク管理部と、
    　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割するネットワーク分割部と、
    　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するコアネットワーク管理部と、
    　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するエッジネットワーク管理部と、
    　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納するコア制御ロジックと、
    　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納するエッジ制御ロジックと、を備え、
    　前記ネットワーク分割部は、前記コア制御ロジックによる前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジ制御ロジックによる前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する、ネットワーク制御装置。
  2. 　前記ネットワーク分割部により分割されたエッジスイッチとコアスイッチを接続するリンクを示す情報を保持する境界リンク情報テーブルを備える、請求項１に記載のネットワーク制御装置。
  3. 　前記コア制御ロジックは、前記コアネットワークに対する通信フローを受け付けると、前記コアネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する、請求項２に記載のネットワーク制御装置。
  4. 　前記ネットワーク分割部は、前記コアネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新されると、更新されたフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納し、更新されたフロー情報のマッチ条件に含まれる入力ポート、アクションに含まれる出力ポート、および、前記境界リンク情報テーブルを参照して、更新されたフロー情報に相当する通信フローに対する前記エッジネットワークの端点となる２つのポートを導出し、導出した２つのポートを結ぶリンクを表す情報をリンク情報として前記エッジネットワーク管理部に格納する、請求項３に記載のネットワーク制御装置。
  5. 　前記エッジ制御ロジックは、前記エッジネットワークに対する通信フローを受け付けると、前記エッジネットワークのトポロジ情報、および、前記境界リンク情報テーブルに基づいて、受け付けた通信フローに対する前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する、請求項２ないし４のいずれか１項に記載のネットワーク制御装置。
  6. 　前記ネットワーク分割部は、前記エッジネットワーク管理部が保持するフロー情報が更新された場合に、更新されたフロー情報に相当する通信フローが、前記リンク情報が表すリンクを経由するとき、該リンクの両端において該通信フローを分割し、分割された通信フローに対するフロー情報を前記ネットワーク管理部に格納する、請求項５に記載のネットワーク制御装置。
  7. 　前記ネットワーク分割部は、前記複数のスイッチのうちの、他のスイッチとリンクで接続されたポートを２つ以上有し、かつ、前記複数のスイッチ以外のノードにリンクで接続されたポートを有するスイッチを、論理的なリンクで互いに接続された論理的なエッジスイッチと論理的なコアスイッチに分割し、論理的なエッジスイッチおよび論理的なコアスイッチをそれぞれ前記エッジネットワーク管理部および前記コアネットワーク管理部に格納し、論理的なリンクを前記境界リンク情報テーブルに格納する、請求項２ないし６のいずれか１項に記載のネットワーク制御装置。
  8. 　複数のスイッチと、
    　前記複数のスイッチを制御するネットワーク制御装置と、を備え、
    　前記ネットワーク制御装置は、複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するネットワーク管理部と、
    　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割するネットワーク分割部と、
    　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するコアネットワーク管理部と、
    　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報を保持するエッジネットワーク管理部と、
    　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納するコア制御ロジックと、
    　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納するエッジ制御ロジックと、を備え、
    　前記ネットワーク分割部は、前記コア制御ロジックによる前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジ制御ロジックによる前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する、ネットワークシステム。
  9. 　コンピュータが、複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をネットワーク管理部に保持する工程と、
    　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割する工程と、
    　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をコアネットワーク管理部に保持する工程と、
    　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をエッジネットワーク管理部に保持する工程と、
    　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する工程と、
    　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する工程と、
    　前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する工程と、を含む、ネットワーク制御方法。
  10. 　複数のスイッチから成るネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をネットワーク管理部に保持する処理と、
    　前記トポロジ情報に基づいて、前記複数のスイッチをコアスイッチとエッジスイッチに分割する処理と、
    　前記コアスイッチから成るコアネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をコアネットワーク管理部に保持する処理と、
    　前記エッジスイッチから成るエッジネットワークのトポロジ情報およびフロー情報をエッジネットワーク管理部に保持する処理と、
    　前記コアネットワークのトポロジ情報に基づいて前記コアネットワークのフロー情報を生成して前記コアネットワーク管理部に格納する処理と、
    　前記エッジネットワークのトポロジ情報に基づいて前記エッジネットワークのフロー情報を生成して前記エッジネットワーク管理部に格納する処理と、
    　前記コアネットワークのフロー情報の生成、または、前記エッジネットワークのフロー情報の生成に応じて、前記ネットワーク管理部が保持するフロー情報を更新する処理と、をコンピュータに実行させる、プログラム。
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