WO2015159881A1 - 通信装置、制御装置、通信システム、通信方法、通信装置の制御方法及びプログラム - Google Patents

通信装置、制御装置、通信システム、通信方法、通信装置の制御方法及びプログラム Download PDF

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WO2015159881A1
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packet
control
communication device
control information
communication
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Inventor
翔平 長倉
鈴木 洋司
Original Assignee
日本電気株式会社
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  • the present invention is based on the priority claim of Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2014-083754 (filed on Apr. 15, 2014), and the entire content of the application is incorporated herein by reference. Shall.
  • the present invention relates to a communication device, a control device, a communication system, a communication method, a control method for the communication device, and a program, and more particularly, a communication device, a control device, a communication system,
  • the present invention relates to a communication method, a communication device control method, and a program.
  • Non-Patent Document 1 is a white paper on a centralized control network called OpenFlow.
  • Non-Patent Document 2 is a specification that defines the specifications and communication protocols of the OpenFlow switch.
  • control information OFC; Open Flow Controller
  • OFS subordinate communication devices
  • Route control etc. is realized by setting.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which, in the centralized control network, path switching is performed on the communication device (switch) side when a path failure or congestion occurs.
  • the response of communication between each communication device and terminals connected to these communication devices in proportion to the increase in the size of the network and the increase in the number of communication devices on the route. There is a problem that the time becomes longer.
  • Patent Document 1 enables high-speed path switching when a path failure or congestion occurs, but does not have a configuration that can shorten the response time during normal operation.
  • the present invention reduces a load on a control device and a communication device in the above-described centralized control type network, and can contribute to shortening a response time between the communication device and the terminal, a control device, a communication system, a communication method, and a communication
  • An object of the present invention is to provide an apparatus control method and program.
  • a communication device including a packet processing unit that processes a packet in accordance with control from a predetermined control device.
  • the packet processing unit is configured to process a received packet according to first control information set from the control device according to a received packet, and second control information set from the control device.
  • One of the second packet processing for outputting the packet designated by.
  • a control device that processes received packets by setting first control information in a communication device.
  • the control device further includes a second control information creation unit that creates second control information that instructs the output of the output target packet to the received packet. Then, by setting the second control information in the communication device, the output target packet is transmitted as a response packet to the received packet.
  • a communication system including the communication device described above and a control device that sets the first and second control information in the communication device.
  • a communication method implemented by a communication device including a packet processing unit that processes a packet in accordance with control from a predetermined control device.
  • the communication method includes a step of processing a received packet according to first control information set from the control device according to a received packet, and a packet specified by second control information set from the control device.
  • This method is linked to a specific machine, that is, a communication device including a packet processing unit that processes a packet in accordance with control from a predetermined control device.
  • a communication device control method implemented by a control device that processes received packets by setting first control information in the communication device.
  • This method includes the steps of creating second control information for instructing a received packet to output an output target packet, and setting the second control information in the communication device.
  • This method is associated with a specific machine called a control device that sets control information in a communication device.
  • a computer program for realizing the functions of the communication device or the control device described above is provided.
  • This program can be recorded on a computer-readable (non-transient) storage medium. That is, the present invention can be embodied as a computer program product.
  • the present invention it is possible to reduce the load on the control device and the communication device in the centralized control type network and contribute to the reduction of the response time between the communication device and the terminal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the first embodiment. Referring to FIG. 1, there is shown a configuration in which a communication device 100A including a packet processing unit 110A and a control device 200A that controls the communication device 100A are connected.
  • the packet processing unit 110A outputs the first packet processing for processing the received packet based on the first control information set from the control device 200A and the packet specified by the second control information set from the control device 200A. One of the second packet processing to be performed.
  • the first control information it is possible to use information in which a match condition (for example, “P1”) for specifying the target packet is associated with the processing content applied to the match condition.
  • a match condition for example, “P1”
  • the flow entry set in the OpenFlow switch from the OpenFlow controller in Non-Patent Documents 1 and 2 corresponds to this, and the packet that matches the match condition P1 is output from the port # 1 (Output port # 1)
  • the contents are specified.
  • the second control information includes a match condition (for example, “P2 (query)”) for specifying the target packet, and a content for instructing output of a designated packet when a packet applied to the match condition is received.
  • a match condition for example, “P2 (query)”
  • P2 (query) for specifying the target packet
  • a content for instructing output of a designated packet when a packet applied to the match condition is received.
  • each communication apparatus 100A is provided with a matching condition for matching packets between terminals 300, and a transfer destination. It is necessary to set the defined control information.
  • the branch numbers are omitted in the same manner, and are described as “communication device 100”, “communication device 100A”, and the like.
  • the control device 200A it is necessary for the control device 200A to create N ⁇ 2 (round trip) first control information, and to set two pieces of first control information for the round trip for each communication device 100A.
  • the number of control information set in the communication device 100A can be significantly reduced.
  • a predetermined packet for example, P2 (query)
  • a response packet for example, P2 (for example) ack
  • the packet does not reach the communication partner terminal 300.
  • the control device 200A such as a life / death confirmation packet of a route between the terminals 300
  • the method using the second control information of this embodiment can be applied without any problem.
  • the communication device 100A-1 transfers the received packet to the control device 200A, and the control device 200A causes the communication device 100A-N to By instructing the communication partner terminal to output the corresponding packet, the corresponding packet can be delivered to the communication partner.
  • the load on the control device and the communication device in the centralized control type network is drastically reduced, and the response time between the communication device and the terminal is greatly reduced. It becomes possible to contribute to.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, a configuration in which a communication device 100 and a control device 200 that controls the communication device 100 are connected is illustrated.
  • the communication device 100 includes a secure channel connection unit 105 connected to a secure channel established with the control device 200, a packet processing unit 110, a flow table 130, other communication devices 100, terminals, servers, and the like. And a connected interface 140.
  • the packet processing unit 110 exchanges control messages with the control device 200 via the secure channel connection unit 105.
  • the packet processing unit 110 refers to the flow table 130, searches for an entry having a matching condition that matches the received packet, and processes the content (Action) defined in the entry. Apply.
  • the flow table 130 is a table that stores an entry that associates a matching condition that is matched with a received packet and a processing content (Action) that is applied to a packet that matches the matching condition. Based on the control message from the control device 200, the packet processing unit 110 adds, updates, and deletes entries in the flow table 130, thereby performing communication control in units of flows.
  • Action processing content
  • the functions of the communication device 100 as described above can be realized by a switch or the like having a function equivalent to the OpenFlow switch of Non-Patent Documents 1 and 2.
  • the packet processing unit 110 of the communication apparatus 100 of this embodiment further includes a packet information management unit 120.
  • the packet processing unit 110 causes the packet information management unit 120 to manage the packet ID and the packet to be transmitted in association with each other.
  • the packet processing unit 110 is specified to transmit the packet stored in the packet information management unit 120 in the processing content (Action) set in the entry obtained as a result of the search of the flow table 130
  • the packet information management unit 120 has a function of taking out information of a corresponding packet and outputting it from a designated port.
  • control device 200 includes a communication control unit 210 and a packet output instruction unit 220.
  • the communication control unit 210 calculates a packet transfer route based on a request from the communication device 100, a predetermined communication policy, or the like, and causes the communication device 100 on the route to transfer the packet along the route. (Entry to be stored in the flow table 130) is set.
  • the control device 200 including the communication control unit 210 can be realized by a device or the like having a function equivalent to the OpenFlow controller described in Non-Patent Documents 1 and 2.
  • the packet output instruction unit 220 of the control device 200 receives a predetermined packet in the above-described function of setting an output packet in the packet information management unit 120 of the communication device 100 and the flow table 130 of the communication device 100. At this time, it has a function of creating an entry (second control information) for instructing the packet information management unit 120 to output the packet set. Note that the entry (second control information) created by the packet output instruction unit 220 may be set via the communication control unit 210, or the packet output instruction unit 220 may set itself in the communication device 100. You may make it set.
  • each unit (processing unit) of the communication devices 100A and 100 and the control devices 200A and 200 illustrated in FIGS. 1 and 4 performs the above-described processing using the hardware of a computer that configures these devices. It can also be realized by a computer program to be executed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an operation when the control device 200 transmits a “designated packet setting message” for setting information on a packet to be output to the communication device 100.
  • the “designated packet setting message” can be composed of a set of a control command for adding an entry to the packet information management unit 120 of the communication apparatus 100 and data (packet ID, packet) of the packet to be output.
  • the control device 200 registers a new entry in the packet information management unit 120, but it is also possible to instruct deletion or modification of an entry.
  • FIG. 6 illustrates a case where the control device 200 transmits a “flow entry setting message” that instructs the communication device 100 to set the second control information that defines the output target packet and the output conditions. It is a figure which shows operation
  • an entry operation message (such as Flow mod) defined in Non-Patent Document 2 can be used.
  • the matching condition is represented by “X”.
  • information such as that described in Non-Patent Document 2 such as information on layers 1 to 4 can be set, This information can be made unquestioned using a wild card.
  • the contents set in the processing contents (Action) of the entry are not only those instructing packet output of a single packet ID from a single interface as shown in FIG. It is also possible to set contents for instructing output and contents for instructing output of a plurality of packets having different packet IDs.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the communication apparatus 100 when receiving a packet. Assume that a packet X that matches the match condition X is input from the interface 0/1 of the communication apparatus 100 for which the setting described with reference to FIGS.
  • the packet processing unit 110 of the communication apparatus 100 searches the flow table 130 for an entry having a matching condition that matches the received packet X.
  • the communication apparatus 100 when the communication apparatus 100 receives a specific packet, it is possible to promptly return a response packet or the like as in the first embodiment.
  • the packet information management unit 120 since the packet information management unit 120 is provided in the communication device 100, it is easy to change the output target packet. For example, when it is desired to change an output target packet specified by a plurality of second control information, in the method of the first embodiment, it is necessary to rewrite all the second control information. This can be dealt with simply by updating the corresponding packet ID entry in the packet information management unit 120.
  • FIG. 10 shows a state in which the communication apparatus 100-3 acquires the information of the client 302 and transmits it as a client information message to the control apparatus 200 (step S001).
  • client information message a message between the OpenFlow controller and the OpenFlow switch specified in Non-Patent Document 2 can be used (see A.3 Controller-to-Switch Messages in Non-Patent Document 2).
  • the control device 200 Upon receiving this client information message, the control device 200 transmits the above-mentioned “designated packet setting message” and “flow entry addition message” to the communication device 100-1 connected to the server 301 on which IGMP is operating. (Step S002).
  • the server 301 on which IGMP is operating periodically sends an IGMP Query packet to the adjacent communication device 100-1 in order to know the clients participating in the same multicast group on the network as the IGMP operation. Transmit (step S003).
  • the communication device 100-1 since the communication device 100-1 transmits an IGMP Report packet instead of the client 302, the load on the communication device 100 and the control device 200 is reduced.
  • the response time for the IGMP Query packet is also shortened.
  • the packet processing unit A packet information management unit for managing output target packets specified by the second control information; A communication device that outputs an output target packet held in the packet information management unit when a packet that hits the matching condition of the second control information is received.
  • the packet information management unit manages the output target packet specified by the second control information and the packet identification information in association with each other;
  • the packet processing unit is a communication device that extracts and outputs an output target packet corresponding to packet identification information designated by the second control information from the packet information management unit.
  • the output target packet specified by the second control information is a communication device that is a response packet to a packet that matches the matching condition of the second control information.
  • [Fifth embodiment] (Refer to the control device according to the second viewpoint)
  • [Sixth embodiment] (Refer to the communication system according to the third viewpoint)
  • [Seventh form] (Refer to the communication method from the fourth viewpoint above.)
  • [Eighth form] (Refer to the communication device control method according to the fifth aspect)
  • a computer that constitutes a communication device including a packet processing unit that processes a packet according to control from a predetermined control device, Processing of the received packet by the first control information set from the control device; A program for executing any one of processes for outputting a packet designated by the second control information set by the control device.
  • Communication device 100, 100A, 100-1 to 100-3, 100A-1 to 100A-N Communication device 105 Secure channel connection unit 110, 110A Packet processing unit 120 Packet information management unit 130 Flow table 140 Interface 200, 200A Control device 210 Communication control Unit 220 packet output instruction unit 300 terminal 301 server 302 client

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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

 本発明は、集中制御型のネットワークにおける制御装置や通信装置の負荷を軽減するとともに、通信装置や端末間のレスポンスタイムの短縮に貢献する。通信装置は、所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える。前記パケット処理部は、受信したパケットに応じて、前記制御装置から設定された第1の制御情報により受信パケットを処理する第1のパケット処理と、前記制御装置から設定された第2の制御情報により指定されたパケットを出力する第2のパケット処理と、のいずれかを実行する。

Description

通信装置、制御装置、通信システム、通信方法、通信装置の制御方法及びプログラム
 (関連出願についての記載)
 本発明は、日本国特許出願:特願2014-083754号(2014年04月15日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
 本発明は、通信装置、制御装置、通信システム、通信方法、通信装置の制御方法及びプログラムに関し、特に、制御装置から設定された制御情報により受信パケットを処理する通信装置、制御装置、通信システム、通信方法、通信装置の制御方法及びプログラムに関する。
 非特許文献1は、オープンフローと呼ばれる集中制御型ネットワークのホワイトペーパーである。非特許文献2は、オープンフロースイッチの仕様や通信プロトコル等を定めた仕様書である。非特許文献1に記載されているように、集中制御型ネットワークにおいては、制御装置(OFC;Open Flow Controller)が、配下の通信装置(OFS;Open Flow Switch)に対し、フローエントリと呼ばれる制御情報を設定することで経路制御等を実現している。
 特許文献1には、上記集中制御型ネットワークにおいて、経路障害や輻輳発生時の経路切替を通信装置(スイッチ)側で行うようにした構成が開示されている。
特開2012-49674号公報
Nick McKeownほか7名、"OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks"、[online]、[平成26(2014)年4月7日検索]、インターネット〈URL: http://archive.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf〉 "OpenFlow Switch Specification" Version 1.1.0 Implemented (Wire Protocol 0x02)、[online]、[平成26(2014)年4月7日検索]、インターネット〈URL: http://archive.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf〉
 以下の分析は、本発明によって与えられたものである。特許文献1にも記載されているとおり、集中制御型のネットワークでは大量のフローを処理する必要があり、これらフローに対応する制御情報(フローエントリ)を設定する制御装置や、制御情報(フローエントリ)に基づいてパケットを処理する通信装置にかかる負荷が膨大なものになっている。
 上記集中制御型ネットワークに限ったものではないが、ネットワークの規模が大きくなり、経路上の通信装置が増えるに比例して、各通信装置やこれらの通信装置に接続された端末間における通信のレスポンスタイムが長くなるという問題点がある。
 この点、特許文献1の技術では、経路障害や輻輳発生時の高速な経路切り替えが可能となっているが、通常運用時におけるレスポンスタイムを短縮できる構成とはなっていない。
 本発明は、上記した集中制御型のネットワークにおける制御装置や通信装置の負荷を軽減するとともに、通信装置や端末間のレスポンスタイムの短縮に貢献できる通信装置、制御装置、通信システム、通信方法、通信装置の制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 第1の視点によれば、所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える通信装置が提供される。前記パケット処理部は、受信したパケットに応じて、前記制御装置から設定された第1の制御情報により受信パケットを処理する第1のパケット処理と、前記制御装置から設定された第2の制御情報により指定されたパケットを出力する第2のパケット処理と、のいずれかを実行する。
 第2の視点によれば、通信装置に第1の制御情報を設定することにより受信パケットを処理させる制御装置が提供される。この制御装置は、さらに、受信パケットに対し出力対象パケットの出力を指示する第2の制御情報を作成する第2制御情報作成部を備える。そして、前記通信装置に、前記第2の制御情報を設定することで、受信パケットに対する応答パケットとして前記出力対象パケットを送信させる。
 第3の視点によれば、上記した通信装置と、前記通信装置に前記第1、第2の制御情報を設定する制御装置とを含む通信システムが提供される。
 第4の視点によれば、所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える通信装置により実施される通信方法が提供される。この通信方法は、受信したパケットに応じて、前記制御装置から設定された第1の制御情報により受信パケットを処理するステップと、前記制御装置から設定された第2の制御情報により指定されたパケットを出力するステップと、のいずれかを実行する。本方法は、所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える通信装置という、特定の機械に結びつけられている。
 第5の視点によれば、通信装置に第1の制御情報を設定することにより受信パケットを処理させる制御装置により実施される通信装置の制御方法が提供される。この方法は、受信パケットに対し出力対象パケットの出力を指示する第2の制御情報を作成するステップと、前記通信装置に、前記第2の制御情報を設定するステップと、を含む。本方法は、通信装置に制御情報を設定する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。
 第6の視点によれば、上記した通信装置又は制御装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジエントな)記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
 本発明によれば、集中制御型のネットワークにおける制御装置や通信装置の負荷を軽減するとともに、通信装置や端末間のレスポンスタイムの短縮に貢献することが可能となる。
本発明の第1の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の動作(比較例)を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の動作を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態の動作(出力パケットの設定)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の動作(第2の制御情報の設定)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の動作(パケット受信時)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の動作(パケット出力動作)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の通信装置を利用した応用例を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の通信装置を利用した応用例の動作(クライアント情報取得)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の通信装置を利用した応用例の動作(準備)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の通信装置を利用した応用例の動作(対象パケット受信時)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態の通信装置を利用した応用例の動作(パケット出力動作)を説明するための図である。
[第1の実施形態]
 続いて、第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1は、第1の実施形態の構成を示す図である。図1を参照すると、パケット処理部110Aを備えた通信装置100Aと、この通信装置100Aを制御する制御装置200Aとが接続された構成が示されている。
 パケット処理部110Aは、制御装置200Aから設定された第1の制御情報により受信パケットを処理する第1のパケット処理と、制御装置200Aから設定された第2の制御情報により指定されたパケットを出力する第2のパケット処理と、のいずれかを実行する。
 ここで、第1の制御情報としては、対象パケットを特定するためのマッチ条件(例えば「P1」)と、当該マッチ条件に適用する処理内容とを対応付けたものを用いることができる。例えば、非特許文献1、2のオープンフローコントローラからオープンフロースイッチに設定されるフローエントリがこれに該当し、マッチ条件P1に適合するパケットをポート#1から出力する(Output port#1)といった制御内容が規定される。
 一方、前記第2の制御情報は、対象パケットを特定するためのマッチ条件(例えば「P2(query)」)と、当該マッチ条件に適用するパケットの受信時に、指定パケットの出力を指示する内容とを対応付けて構成される。例えば、マッチ条件P2(query)に適合するパケットを受信した場合、当該パケットに対する応答パケット(例えば、P2’(ack))をポート#2から出力する(Output P2’(ack) port#2)といった制御内容が規定される。
 続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。例えば、図2に示すように、N台の通信装置100A-1~100A-Nを介して端末300間でパケットの授受を行う場合を考える。第1の制御情報を用いて通信装置100A-1~100A-Nに端末300間のパケットを転送させる場合、各通信装置100Aに、端末300間のパケットと照合するマッチ条件と、転送先とを定めた制御情報を設定する必要がある。なお、通信装置を特に区別しない場合、以下同様に枝番を省略し、「通信装置100」、「通信装置100A」等と記す。このとき、制御装置200Aは、都合N×2個(往復分)の第1の制御情報を作成し、各通信装置100Aに往復分2つの第1の制御情報を設定する必要がある。
 一方、第2の制御情報を利用すると、上記通信装置100Aに設定する制御情報の数を大幅に削減することができる。例えば、図3に示すように、制御装置200Aは、通信装置100A-1に対して、所定のパケット(例えば、P2(query))を受信した場合に、指定ポートより応答パケット(例えば、P2(ack))を出力させる第2の制御情報を設定する。このようにすることで、1つの第2の制御情報で、端末300からのパケットに対し、速やかに応答パケットを返すことが可能となる。
 一方で、図3の手順を行った場合、通信相手の端末300にパケットが届かないことになるが、例えば、端末300間の経路の死活確認パケット等、制御装置200Aが把握できる内容であれば、本実施形態の第2の制御情報を用いた方式を問題無く適用できる。また、通信相手の端末300にパケットを届ける必要があるパケットであっても、通信装置100A-1に制御装置200Aへと受信パケットを転送させ、制御装置200Aが、通信装置100A-Nに対し、通信相手の端末へと該当パケットの出力を指示することで、該当パケットを通信相手に届けることもできる。
 以上の説明からも明らかなように、本実施形態によれば、集中制御型のネットワークにおける制御装置や通信装置の負荷を飛躍的に軽減するとともに、通信装置や端末間のレスポンスタイムの大幅な短縮に貢献することが可能となる。
[第2の実施形態]
 続いて、通信装置100内にパケット情報管理部を設けて管理の容易性を向上させた第2の実施形態について説明する。
 図4は、本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。図4を参照すると、通信装置100と、通信装置100を制御する制御装置200とが接続された構成が示されている。
 通信装置100は、制御装置200との間に構築されたセキュアチャネルと接続されたセキュアチャネル接続部105と、パケット処理部110と、フローテーブル130と、他の通信装置100や端末、サーバー等と接続されたインタフェース140とを備えている。
 パケット処理部110は、セキュアチャネル接続部105を介して、制御装置200と制御メッセージの授受等を行う。また、パケット処理部110は、インタフェース140を介してパケットを受信すると、フローテーブル130を参照し、受信パケットに適合するマッチ条件を持つエントリを検索し、当該エントリに定められた処理内容(Action)を適用する。
 フローテーブル130は、受信パケットと照合するマッチ条件と、マッチ条件に適合するパケットに適用する処理内容(Action)とを対応付けたエントリを格納するテーブルである。制御装置200からの制御メッセージに基づいて、パケット処理部110がフローテーブル130へのエントリの追加、更新、削除等を行うことで、フロー単位での通信制御が行われる。
 以上のような通信装置100の機能は、非特許文献1、2のオープンフロースイッチ相当の機能を備えたスイッチ等にて実現可能である。
 本実施形態の通信装置100のパケット処理部110は、さらに、パケット情報管理部120を備えている。パケット処理部110は、制御装置200からの指示に従い、パケット情報管理部120にて、パケットIDと、送信対象のパケットとを対応付けて管理する。そして、パケット処理部110は、フローテーブル130の検索の結果得られたエントリに設定された処理内容(Action)に、パケット情報管理部120に格納されたパケットを送信することが規定されている場合、パケット情報管理部120から該当するパケットの情報を取りだして、指定されたポートから出力する機能を有する。
 また、制御装置200は、通信制御部210と、パケット出力指示部220と、を備えている。
 通信制御部210は、通信装置100からの要求や所定の通信ポリシ等に基づいて、パケットの転送経路を計算し、経路上の通信装置100に、当該経路に沿ったパケット転送を行わせる制御情報(フローテーブル130に格納するエントリ)を設定する。
 上記通信制御部210を備えた制御装置200は、非特許文献1、2のオープンフローコントローラ相当の機能を備えた機器等にて実現可能である。
 本実施形態の制御装置200のパケット出力指示部220は、前述の通信装置100のパケット情報管理部120に出力パケットを設定する機能と、通信装置100のフローテーブル130に、所定のパケットを受信した際に、前記パケット情報管理部120に設定されたパケットの出力を指示するエントリ(第2の制御情報)を作成する機能とを有する。なお、パケット出力指示部220にて作成されたエントリ(第2の制御情報)は、通信制御部210を介して設定するようにしてもよいし、パケット出力指示部220が、自ら通信装置100に設定するようにしてもよい。
 なお、図1、図4に示した通信装置100A、100及び制御装置200A、200の各部(処理手段)は、これらの装置を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
 続いて、図5~図8を参照して本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。
[出力パケットの設定]
 図5は、制御装置200が、通信装置100に出力対象のパケットの情報を設定する「指定パケット設定メッセージ」を送信した際の動作を示す図である。「指定パケット設定メッセージ」は、通信装置100のパケット情報管理部120へのエントリの追加を求める制御コマンドと、出力対象のパケットのデータ(パケットID,パケット)の組により構成することができる。
 図5の例では、「指定パケット設定メッセージ」により、パケット情報管理部120に、パケットID=1で識別される「abc」というパケットが登録された状態を示している。なお、図5の例では、制御装置200が、パケット情報管理部120へ新規エントリを登録した例を示しているが、エントリの削除や、変更を指示することも可能である。
[第2の制御情報(指定パケット出力用エントリ)の設定]
 図6は、制御装置200が、通信装置100に対し、出力対象のパケットと、出力の条件と、を定めた第2の制御情報の設定を指示する「フローエントリ設定メッセージ」を送信した際の動作を示す図である。「フローエントリ設定メッセージ」としては、非特許文献2に定められたエントリ操作メッセージ(Flow mod等)を用いることが可能である。
 図6の例では、「フローエントリ設定メッセージ」により、フローテーブル130に、マッチ条件=Xに適合するパケットを受信した際に、パケットID=1のパケットをポート0/2出力することを指示するエントリが登録されている。この場合、通信装置100は、マッチ条件=Xに適合するパケットを受信すると、パケット情報管理部120のパケットID=1のパケット「abc」をポート0/2から出力することになる。
 なお、上記説明では、マッチ条件を「X」で表しているが、マッチ条件としては、非特許文献2に記載されたようなレイヤ1~レイヤ4までの情報等を設定することや、一部の情報についてワイルドカードを用いて不問とすることが可能である。また、エントリの処理内容(Action)に設定する内容としては、図6に示したように単一のインタフェースから単一のパケットIDのパケット出力を指示するものだけではなく、複数のインタフェースからパケットの出力を指示する内容や、パケットIDが異なる複数のパケットの出力を指示する内容を設定することも可能である。
[パケット受信の動作]
 図7は、パケット受信時の通信装置100の動作を説明するための図である。図5、図6にて説明した設定が完了している通信装置100のインタフェース0/1から、マッチ条件Xに適合するパケットXが入力されたとする。
 この場合、通信装置100のパケット処理部110は、フローテーブル130から、受信パケットXに適合するマッチ条件を持つエントリを検索する。ここでは、図6の「フローエントリ設定メッセージ」にて設定されたマッチ条件=Xを待つエントリがヒットする。そして、パケット処理部110は、マッチ条件=Xを待つエントリの処理内容(Action)を実行する。具体的には、図7の例では、処理内容(Action)として、「パケットID=1のパケットをポート0/2から出力」との内容が設定されているため、パケット処理部110は、図8に示すように、パケット情報管理部120からパケットID=1のエントリのパケット情報「abc」を読み出して、ポート0/2から出力する動作を行う。
 なお、上記図7において、インタフェース0/1に入力されたパケットXは、破棄される。もちろん、必要に応じて、フローテーブル130の別テーブルの参照を指示し、指定のインタフェースへ出力する等の処理を行わせることも可能である(非特許文献2の4.1.1 Pipeline Processing参照)。
 以上のように、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、通信装置100が特定のパケットを受信した際に、速やかに応答パケット等を返させることが可能となる。加えて、本実施形態では、通信装置100に、パケット情報管理部120を設けることとしたため、出力対象パケットの変更等が容易化される。例えば、複数の第2の制御情報で指定されている出力対象パケットを変更したい場合、第1の実施形態の方法では、すべての第2の制御情報を書き換える必要があるが、本実施形態では、パケット情報管理部120の該当するパケットIDのエントリを更新するだけで対応可能となる。
 最後に、上記第2の実施形態の通信装置を利用してIGMP(Internet Group Management Protocol)パケットに対する応答を返す応用例を説明する。以下、図9に示すように、サーバー301とクライアント302とが、3台の通信装置100-1~100-3を介して接続された構成を用いて説明する。
 図10は、通信装置100-3が、クライアント302の情報を取得し、制御装置200に対し、クライアント情報メッセージとして送信した状態を示している(ステップS001)。クライアント情報メッセージとしては、非特許文献2に規定されたオープンフローコントローラとオープンフロースイッチ間のメッセージを用いることができる(非特許文献2のA.3 Controller-to-Switch Messages参照)。
 このクライアント情報メッセージを受信した制御装置200は、IGMPが動作しているサーバー301と接続している通信装置100-1に対し、前述の「指定パケット設定メッセージ」及び「フローエントリ追加メッセージ」を送信する(ステップS002)。「指定パケット設定メッセージ」により、通信装置100-1のパケット情報管理部120に、出力対象パケットを、クライアント302からのIGMP Reportパケット(例えば、パケットID=2)とするエントリを設定する。また、「フローエントリ追加メッセージ」では、通信装置100-1のフローテーブル130に、マッチ条件を「入力パケット=IGMP query」とし、処理内容(Action)を「入力したポートに対して、パケットID=2(IGMP Reportパケット)のパケットを出力する」としたエントリを設定する。
 その後、IGMPが動作しているサーバー301は、IGMPの動作としてネットワーク上の同一マルチキャストグループに参加しているクライアントを知るため、隣接する通信装置100-1に対して、IGMP Queryパケットを定期的に送信する(ステップS003)。
 前記IGMP Queryパケットを受信した通信装置100-1は、フローテーブル130に、受信したパケットに適合するエントリが存在するため、その処理内容(Action)に従い、入力したポート(サーバー301の接続ポート)に対して、パケットID=2(IGMP Reportパケット)のパケットを出力する動作を行う(ステップS004)。
 上記した説明からも明らかなとおり、本実施形態では、通信装置100-1が、クライアント302に代わってIGMP Reportパケットを送信するため、通信装置100や制御装置200の負荷が軽減される。
 また、本実施形態によれば、IGMP Queryパケットに対するレスポンスタイムも短縮される。これらのことは、本実施形態の通信装置を用いない場合を考えれば明らかである。即ち、サーバー301が送信したIGMP Queryパケットは、通信装置100-1、100-2、100-3を介して、クライアント302に転送される。そして、クライアント302がサーバー301宛てにIGMP Reportパケットを送信すると、通信装置100-3、100-2、100-1を介して、サーバー301に転送される。
 以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、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。
 最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
[第1の形態]
 (上記第1の視点による通信装置参照)
[第2の形態]
 第1の形態の通信装置において、
 前記パケット処理部は、
 前記第2の制御情報により指定される出力対象パケットを管理するパケット情報管理部を備え、
 前記第2の制御情報のマッチ条件にヒットしたパケットを受信した場合に前記パケット情報管理部に保持された出力対象パケットを出力する通信装置。
[第3の形態]
 第2の形態の通信装置において、
 前記パケット情報管理部は、前記第2の制御情報により指定された出力対象パケットとパケット識別情報を対応付けて管理し、
 前記パケット処理部は、前記パケット情報管理部から、前記第2の制御情報にて指定されたパケット識別情報に対応する出力対象パケットを取り出して出力する通信装置。
[第4の形態]
 第1から第3いずれか一の形態の通信装置において、
 前記第2の制御情報にて指定される出力対象パケットは、前記第2の制御情報のマッチ条件に適合するパケットに対する応答パケットである通信装置。
[第5の形態]
 (上記第2の視点による制御装置参照)
[第6の形態]
 (上記第3の視点による通信システム参照)
[第7の形態]
 (上記第4の視点による通信方法参照)
[第8の形態]
 (上記第5の視点による通信装置の制御方法参照)
[第9の形態]
 所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える通信装置を構成するコンピュータに、受信したパケットに応じて、
 前記制御装置から設定された第1の制御情報による受信パケットの処理と、
 前記制御装置から設定された第2の制御情報による指定されたパケットを出力する処理とのいずれかを実行させるプログラム。
[第10の形態]
 通信装置に第1の制御情報を設定することにより受信パケットを処理させる制御装置を構成するコンピュータに、
 受信パケットに対し出力対象パケットの出力を指示する第2の制御情報を作成する処理と、
 前記通信装置に、前記第2の制御情報を設定する処理と、
 を実行させるプログラム。
 なお、上記第5~第10の形態は、第1の形態と同様に、第2~第4の形態に展開することが可能である。
 なお、上記の特許文献および非特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
 100、100A、100-1~100-3、100A-1~100A-N 通信装置
 105 セキュアチャネル接続部
 110、110A パケット処理部
 120 パケット情報管理部
 130 フローテーブル
 140 インタフェース
 200、200A 制御装置
 210 通信制御部
 220 パケット出力指示部
 300 端末
 301 サーバー
 302 クライアント

Claims (10)

  1.  所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備え、
     前記パケット処理部は、受信したパケットに応じて、
     前記制御装置から設定された第1の制御情報により受信パケットを処理する第1のパケット処理と、
     前記制御装置から設定された第2の制御情報により指定されたパケットを出力する第2のパケット処理と、のいずれかを実行する通信装置。
  2.  前記パケット処理部は、
     前記第2の制御情報により指定される出力対象パケットを管理するパケット情報管理部を備え、
     前記第2の制御情報のマッチ条件にヒットしたパケットを受信した場合に前記パケット情報管理部に保持された出力対象パケットを出力する請求項1の通信装置。
  3.  前記パケット情報管理部は、前記第2の制御情報により指定された出力対象パケットとパケット識別情報を対応付けて管理し、
     前記パケット処理部は、前記パケット情報管理部から、前記第2の制御情報にて指定されたパケット識別情報に対応する出力対象パケットを取り出して出力する請求項2の通信装置。
  4.  前記第2の制御情報にて指定される出力対象パケットは、前記第2の制御情報のマッチ条件に適合するパケットに対する応答パケットである請求項1から3いずれか一の通信装置。
  5.  通信装置に第1の制御情報を設定することにより受信パケットを処理させる制御装置であって、さらに、
     受信パケットに対し出力対象パケットの出力を指示する第2の制御情報を作成する第2制御情報作成部を備え、
     前記通信装置に、前記第2の制御情報を設定することで、受信パケットに対する応答パケットとして前記出力対象パケットを送信させる制御装置。
  6.  請求項2の通信装置のパケット情報管理部に出力対象パケットを登録し、かつ、前記通信装置に、前記第2の制御情報を設定することにより、前記通信装置に受信パケットに対する応答パケットとして前記出力対象パケットを送信させる制御装置。
  7.  請求項1から4いずれか一の通信装置と、前記通信装置に前記第1、第2の制御情報を設定する制御装置とを含む通信システム。
  8.  所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える通信装置が、受信したパケットに応じて、
     前記制御装置から設定された第1の制御情報により受信パケットを処理するステップと、
     前記制御装置から設定された第2の制御情報により指定されたパケットを出力するステップと、のいずれかを実行する通信方法。
  9.  通信装置に第1の制御情報を設定することにより受信パケットを処理させる制御装置が、
     受信パケットに対し出力対象パケットの出力を指示する第2の制御情報を作成するステップと、
     前記通信装置に、前記第2の制御情報を設定するステップと、
     を含む通信装置の制御方法。
  10.  所定の制御装置からの制御に従いパケットを処理するパケット処理部を備える通信装置を構成するコンピュータに、受信したパケットに応じて、
     前記制御装置から設定された第1の制御情報による受信パケットの処理と、
     前記制御装置から設定された第2の制御情報による指定されたパケットを出力する処理とのいずれかを実行させるプログラム。
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WO2013141340A1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-26 日本電気株式会社 制御装置、通信装置、通信システム、通信方法及びプログラム
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