通信系統(tǒng)、通信設(shè)備、控制器和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本發(fā)明基于2010年11月22日提交的日本專利申請(qǐng)?zhí)?010-260272的優(yōu)先權(quán)，其公開的全文以引用方式并入本文。
[0003]本發(fā)明涉及用于控制分組流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的通信系統(tǒng)、通信設(shè)備、控制器和方法以及程序，并且具體地涉及用于控制分組流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的通信系統(tǒng)、通信設(shè)備、控制器和方法以及程序，使用根據(jù)與所接收分組兼容的處理規(guī)則處理所接收分組的通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，已經(jīng)提出了稱為開放流(OpenFlow)的技術(shù)(參考專利文獻(xiàn)I和非專利文獻(xiàn)I和2)。開放流把通信看作端對(duì)端的流，并針對(duì)每個(gè)流執(zhí)行路徑控制、失敗恢復(fù)、負(fù)載平衡和優(yōu)化。在非專利文獻(xiàn)2中定義了其規(guī)范的開放流交換機(jī)包括用于與作為控制設(shè)備的開放流控制器進(jìn)行通信的安全信道，并根據(jù)由開放流控制器合適地添加或改寫的流表而操作。在流表中，針對(duì)每個(gè)流定義了與分組首部相匹配的一組匹配規(guī)則(首部字段)、流統(tǒng)計(jì)信息(計(jì)數(shù)器)和定義處理的內(nèi)容的動(dòng)作(動(dòng)作)(參考圖19)。
[0005]使用開放流技術(shù)的通信系統(tǒng)I可以由例如與開放流控制器相對(duì)應(yīng)的控制器114和開放流交換機(jī)(在下文中稱為“0FS”)121至123和131至133構(gòu)成，如圖20中所示。
[0006]例如，當(dāng)通信終端140開始與通信終端142通信時(shí)，系統(tǒng)如圖21中所示操作。當(dāng)接收到由通信終端140發(fā)送的分組時(shí)，OFS 121在流表中搜索具有與所接收分組的首部信息兼容的匹配規(guī)則的條目。如果搜索的結(jié)果是沒有找到與所接收分組匹配的條目，OFS 121在緩沖所接收分組后，經(jīng)由安全信道向控制器114發(fā)送配備有關(guān)于所接收分組的信息的新流檢測(cè)通知(Packet-1n)消息，并請(qǐng)求控制器114基于所接收分組的發(fā)送者和接收者來確定該分組的路徑。控制器114從新流檢測(cè)通知的信息中將通信終端142指定為分組的目的地，發(fā)送流條目(處理規(guī)貝Ij)設(shè)置(FlowMod)消息以設(shè)置流條目，在OFS中實(shí)現(xiàn)該路徑上的通信終端140和通信終端142之間的通信。OFS 121使用流表中存儲(chǔ)的條目作為處理規(guī)則，轉(zhuǎn)發(fā)緩沖的分組。因?yàn)閷?duì)應(yīng)的條目已經(jīng)存在，轉(zhuǎn)發(fā)隨后的分組流不需要請(qǐng)求控制器114確定路徑。
[0007]此外，專利文獻(xiàn)2公開了用于配置分層網(wǎng)絡(luò)的方法，該配置將構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備之間的連接狀態(tài)識(shí)別為分層結(jié)構(gòu)，并基于包括分層信息的拓?fù)湫畔?。專利文獻(xiàn)2陳述了:管理每層的服務(wù)器或具有服務(wù)器功能的信息中繼設(shè)備確定通過服務(wù)器或信息中繼設(shè)備下游側(cè)的接口與該服務(wù)器或信息中繼設(shè)備相連的下游中繼設(shè)備可用的識(shí)別信息，并向該下游中繼設(shè)備通知所確定的識(shí)別信息以便實(shí)現(xiàn)分層網(wǎng)絡(luò)配置中的有效地址分配。
[0008]PTL 1:國際公開號(hào) WO 2008/095010A1
[0009]PTL 2:日本專利公開號(hào)JP2005-340983A
[0010]NPL 1:McKeown，Nick等，〃OpenFlow:Enabling Innovat1n in CampusNetworks，〃[在線]，[2010年10 月6 曰搜索]，Internet <URL:http://www.0penflowswitch.0rg/documents/openflow-wp-latest.p df>
[0011]NPL 2 /7OpenFlow Switch Specificat1n〃版本I.0.0.(Wire Protocol OxOl)[2010年10 月6 日搜索]，Int erne t<URL: http: //www.0penf lowswitch.0rg/documents/openflow-spec-vl.0.0.pdf>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明給出以下分析。
[0013]如使用圖20和21所描述的，在例如開放流的集中控制系統(tǒng)中，來自許多OFS的新流檢測(cè)通知(Packet-1n)消息可能聚集，增加例如開放流控制器的集中控制器的負(fù)荷。此外，當(dāng)控制器的負(fù)荷增加并且處理規(guī)則的設(shè)置延遲時(shí)，迫使已經(jīng)接收到隨后分組的OFS發(fā)出新流檢測(cè)通知(Packet-1n)消息，這可能產(chǎn)生所增加的負(fù)荷維持的情形。
[0014]已經(jīng)在考慮到上述境況后實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明，其目的是提供用于控制分組流的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的通信系統(tǒng)、通信設(shè)備、控制器和方法以及程序，能夠緩解集中控制通信系統(tǒng)中(例如上述開放流技術(shù))的單獨(dú)的通信設(shè)備發(fā)出的路徑解決請(qǐng)求的集中度。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提供了一種通信系統(tǒng)，包括控制分組轉(zhuǎn)發(fā)的至少一個(gè)通信設(shè)備和根據(jù)來自通信設(shè)備的請(qǐng)求設(shè)置用于分組轉(zhuǎn)發(fā)的第一表?xiàng)l目的控制器，并且所述通信設(shè)備基于用于識(shí)別所接收分組的規(guī)則，確定是根據(jù)所述第一表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組還是根據(jù)所述通信設(shè)備設(shè)置的第二表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，提供了一種通信設(shè)備，包括用于請(qǐng)求控制通信設(shè)備的控制器設(shè)置用于分組轉(zhuǎn)發(fā)的第一表?xiàng)l目的裝置，以及用于基于用于識(shí)別所接收分組的規(guī)則，確定是根據(jù)所述第一表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組還是根據(jù)由所述通信設(shè)備設(shè)置的第二表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組的裝置。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第三方案，提供了一種通信方法，包括:使控制分組轉(zhuǎn)發(fā)的通信設(shè)備基于用于識(shí)別所接收分組的規(guī)則，確定是根據(jù)由控制所述通信設(shè)備的控制器設(shè)置的第一表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組，還是根據(jù)由所述通信設(shè)備設(shè)置的第二表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組；當(dāng)所述通信設(shè)備確定根據(jù)所述第一表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組時(shí)，使通信設(shè)備請(qǐng)求所述控制器設(shè)置所述第一表?xiàng)l目。本方法與特定的機(jī)器(即，控制分組轉(zhuǎn)發(fā)的通信設(shè)備)捆綁在一起。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第四方案，提供了一種程序，使安裝在控制分組轉(zhuǎn)發(fā)的通信設(shè)備上的計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下處理:基于用于識(shí)別所接收分組的規(guī)則，確定是根據(jù)由控制所述通信設(shè)備的控制器設(shè)置的第一表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組，還是根據(jù)由所述通信設(shè)備設(shè)置的第二表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組；當(dāng)確定根據(jù)所述第一表?xiàng)l目轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組時(shí)，請(qǐng)求所述控制器設(shè)置所述第一表?xiàng)l目。此外，此程序可以存儲(chǔ)在非臨時(shí)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中。換句話說，可以以計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品體現(xiàn)本發(fā)明。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，使通信設(shè)備能夠承擔(dān)控制器的控制負(fù)荷的一部分并減少其負(fù)荷。
【附圖說明】
[0020]圖1是示出了本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)的配置示例的示意圖。
[0021 ]圖2是示出了本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的表的配置示例的示意圖。
[0022]圖3是用于解釋本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的操作示例的示意圖。
[0023]圖4是用于解釋本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的操作示例的示意圖。
[0024]圖5是示出了本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的通信設(shè)備210的配置示例的示意圖。
[0025]圖6示出了本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的控制器100的配置示例的示意圖。
[0026]圖7示出了本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)的配置示例的示意圖。
[0027]圖8示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的通信系統(tǒng)的配置示例的示意圖。
[0028]圖9示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的控制器的配置示例的示意圖。
[0029]圖10示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的中間控制器的配置示例的示意圖。
[0030]圖11示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的操作示例(授權(quán)范圍的通知)的序列圖。
[0031]圖12是示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的控制器向中間控制器授予權(quán)利的范圍的示例的示意圖。
[0032]圖13是示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的控制器向中間控制器授予權(quán)利的范圍的另一示例的示意圖。
[0033]圖14示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的操作示例(在授權(quán)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)分組)的序列圖。
[0034]圖15示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的中間控制器的操作示例的流程圖。
[0035]圖16示出了本發(fā)明的第二示例性實(shí)施例的操作示例(在授權(quán)范圍之外轉(zhuǎn)發(fā)分組)的序列圖。
[0036]圖17是用于解釋本發(fā)明的第三示例性實(shí)施例的示意圖。
[0037]圖18是用于解釋本發(fā)明的第四示例性實(shí)施例的示意圖。
[0038]圖19是示出了非專利文獻(xiàn)2中描述的流條目的配置示例的示意圖。
[0039]圖20是用于解釋非專利文獻(xiàn)I和2的通信系統(tǒng)的配置示例的示意圖。
[0040]圖21是用于解釋非專利文獻(xiàn)I和2的通信系統(tǒng)的操作示例的序列圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041 ](第一示例性實(shí)施例)
[0042]將描述本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例。圖1示出了通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括控制分組的轉(zhuǎn)發(fā)路徑的控制器100和多個(gè)通信設(shè)備210至240。在此通信系統(tǒng)中，每個(gè)通信設(shè)備基于用于識(shí)別分組的規(guī)則識(shí)別所接收分組，并確定其是根據(jù)控制器設(shè)置的規(guī)則轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組，還是根據(jù)控制器沒有設(shè)置的另一規(guī)則轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組。應(yīng)當(dāng)注意，為了簡潔和便于理解的目的，將在此概述中使用的附圖標(biāo)記加入元件中，它們不將本發(fā)明限于所示出的實(shí)施例。
[0043]在圖1中，通信設(shè)備210保存用于轉(zhuǎn)發(fā)所接收的分組的表2000。表2000保存至少兩種條目:控制器設(shè)置的條目A和通信設(shè)備設(shè)置的條目B。
[0044]控制器100根據(jù)來自通信設(shè)備210的請(qǐng)求產(chǎn)生條目A，并將所產(chǎn)生的條目A設(shè)置到通信設(shè)備210保存的表2000中。例如，當(dāng)接收到表2000不能識(shí)別轉(zhuǎn)發(fā)方法的新分組時(shí)，通信設(shè)備210請(qǐng)求控制器設(shè)置與針對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)此新分組的方法相對(duì)應(yīng)的條目。
[0045]此外，通信設(shè)備210自主地將條目B設(shè)置到表2000中。例如，通信設(shè)備210通過基于例如RIP(路由信息協(xié)議)和OSPF(開放最短路徑優(yōu)先)的路由協(xié)議與相鄰?fù)ㄐ旁O(shè)備220和240交換信息，將條目B設(shè)置到表2000中。此外，例如，通信設(shè)備210通過得知所接收分組的源MAC地址和已經(jīng)接收到該分組的端口之間的聯(lián)系，產(chǎn)生條目B并將條目B設(shè)置在表2000中。其他通信設(shè)備220至240使用類似的方法設(shè)置條目B。然而，通信設(shè)備210至240用來設(shè)置條目B所使用的方法不限于這些。
[0046]圖1示出了將條目A和條目B設(shè)置到表2000中的示例。將兩個(gè)條目設(shè)置到一個(gè)單個(gè)的表2000中促進(jìn)了實(shí)現(xiàn)。在由硬件執(zhí)行查閱表2000的分組處理的情況下，通過以將條目A和B設(shè)置到單個(gè)的表2000中的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，可以有效地執(zhí)行參考表2000的處理。
[0047]然而，如圖2所示，每個(gè)通信設(shè)備可以保存由控制器設(shè)置的條目A表2000-1和由通信設(shè)備210至240設(shè)置的條目B表2000-2。應(yīng)當(dāng)注意，表的配置不限于圖1和2中所示出的配置。
[0048]通信設(shè)備210基于用于識(shí)別所接收分組的識(shí)別規(guī)則，確定是根據(jù)表2000中的條目A轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組還是根據(jù)表2000中的條目B轉(zhuǎn)發(fā)所接收分組。
[0049]根據(jù)本發(fā)明所應(yīng)用的系統(tǒng)、如何向控制器和通信設(shè)備分配角色以及是否需要寬區(qū)域集中控制，可以通過合適地合并分組的源/目的地和分組的類型來設(shè)置識(shí)別規(guī)則。
[0050]例如，識(shí)別規(guī)則可以被配置為使得認(rèn)識(shí)到應(yīng)當(dāng)將所接收分組在預(yù)定的網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)還是跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)域轉(zhuǎn)發(fā)