控制裝置、控制系統(tǒng)、交換機控制方法和程序的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001](相關(guān)申請的交叉引用)
[0002]本發(fā)明基于2013年2月27日遞交的日本專利申請N0.2013-037510的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容以引用方式并入于此。
[0003]本發(fā)明涉及控制裝置、通信系統(tǒng)、交換機控制方法和程序，并具體涉及通過設(shè)置交換機的控制信息來轉(zhuǎn)發(fā)分組的控制裝置、通信系統(tǒng)、交換機控制方法和程序。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，具有與控制功能(例如控制路徑)相分離的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的分組轉(zhuǎn)發(fā)功能的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)得到了廣泛關(guān)注。在這種網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備負責(zé)分組轉(zhuǎn)發(fā)功能，并且與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備外部分離的控制器負責(zé)控制功能。這種配置使能能夠容易地控制的靈活網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架。
[0005]非專利文獻I和2提出了一種實現(xiàn)上述集中控制的網(wǎng)絡(luò)的所謂的開放流(OpenFlow)的技術(shù)。開放流將通信當(dāng)作端到端的流并執(zhí)行針對每個流的路徑控制、故障恢復(fù)、負載平衡和優(yōu)化。非專利文獻2中指出的開放流交換機包括用于與開放流控制器通信的和根據(jù)流表操作的安全通道，通過開放流控制器適當(dāng)?shù)刂甘緦α鞅淼奶砑踊蛑貙?。在流表中，針對每個流定義一組要與分組頭匹配的匹配規(guī)則(匹配字段)、流統(tǒng)計數(shù)據(jù)(計數(shù)器)和定義處理內(nèi)容的指令(參見非專利文獻2中的“5.2Flow Table”的章節(jié))。
[0006]例如，開放流交換機在接收到分組之后，在流表中搜索具有與接收分組頭信息相匹配的匹配規(guī)則(參見非專利文獻2中的“5.3Matching”章節(jié))的條目。當(dāng)作為搜索的結(jié)果找到了與接收分組相匹配的條目時，開放流交換機更新流統(tǒng)計數(shù)據(jù)(計數(shù)器)并執(zhí)行在接收分組上條目的指令字段中書寫的處理內(nèi)容(來自指定端口的分組傳輸、泛濫、丟棄等)。另一方面，當(dāng)作為搜索的結(jié)果沒有找到與接收分組相匹配的條目時，開放流交換機請求開放流控制器經(jīng)由安全通道設(shè)置條目，發(fā)送對用于處理接收分組的控制信息的請求(Packet-Ιη消息)。開放流接收機接收定義處理內(nèi)容的流條目并更新流表。如上所述，開放流交換機使用流表中所存儲的條目作為控制信息來轉(zhuǎn)發(fā)分組。如上所述，開放流交換機使用流表中所存儲的條目作為控制信息來轉(zhuǎn)發(fā)分組。
[0007]此外，除上述開放流交換機的功能以外，非專利文獻2中的“5.1PipelineProcessing”的部分描述了包括層2以太網(wǎng)(注冊商標(biāo))交換和層3路由的功能的開放流混合交換機。
[0008]引用列表
[0009]非專利文獻
[0010]非專利文獻1:
[0011]Nick McKeown 等〃OpenFlow:Enabling Innovat1n in Campus Networks, 〃[在線]，[2013 年 2 月 18 日搜索]，因特網(wǎng)〈URL:http://www.0penflow.0rg/documents/openflow-wp-latest.pdf>
[0012]非專利文獻2:
[0013]〃0penFlow Switch Specificat1n^Vers1n 1.3.1 (Wire Protocol 0x04)，[在線]，[2013 年 2 月 18 日搜索]，因特網(wǎng)〈URL:https://www.0pennetworking.0rg/images/stories/downloads/specificat1n/openflow-spec-vl.3.1.pdf>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]技術(shù)問題
[0015]以上所引用的每一個非專利文獻的公開的全部內(nèi)容通過引用方式并入本文。本發(fā)明給出了以下分析。如上所述，在通過開放流表示的集中控制網(wǎng)絡(luò)中，可以針對每個流實現(xiàn)詳細的和集中的控制。同時，為了實現(xiàn)詳細的高速控制，需要具有用于存儲流條目的充足容量的CAM(內(nèi)容可尋址存儲器)。具體地，當(dāng)連接終端的數(shù)量增加時，從而增加了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，當(dāng)針對每個交換機設(shè)置的流條目的數(shù)量增加時，同樣增加了網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。
[0016]然而，由于諸如價格、性能和功耗等多個原因，不能在廉價的交換機中大量建立諸如CAM的設(shè)備。這已經(jīng)成為在通過使用廉價交換機構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)集中控制網(wǎng)絡(luò)的瓶頸。
[0017]本發(fā)明的目的是提供能夠促進集中控制網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的控制裝置、通信系統(tǒng)、交換機控制方法和程序。
[0018]問題的解決方案
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種控制裝置。所述控制裝置包括:通信單元，所述通信單元與多個交換機通信，所述多個交換機包括第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能和第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能，所述第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能基于外部設(shè)置的控制信息來處理分組，所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能學(xué)習(xí)接收分組的發(fā)送源地址和接收端口之間的關(guān)系并確定分組的輸出端口。此外，控制裝置包括控制信息設(shè)置單元，所述控制信息設(shè)置單元設(shè)置指示所述多個交換機的所述第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能使用所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能來轉(zhuǎn)發(fā)分組的控制信息。另外，控制裝置包括路徑計算單元，所述路徑計算單元基于所述多個交換機之間的連接關(guān)系來計算分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑。此外，控制裝置包括VLAN(虛擬局域網(wǎng))設(shè)置單元，所述VLAN(虛擬局域網(wǎng))設(shè)置單元設(shè)置為所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的交換機中的所述分組的輸入/輸出端口設(shè)置針對所述分組預(yù)定的VLAN標(biāo)識符VLAN ID。
[0020]根據(jù)第二方面，提供了一種通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括:多個交換機和控制裝置。所述多個交換機包括第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能和第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能，所述第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能基于外部設(shè)置的控制信息來處理分組，所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能學(xué)習(xí)接收分組的發(fā)送源地址和接收端口之間的關(guān)系并確定分組的輸出端口。所述控制單元包括:通信單元，所述通信單元與多個交換機通信。此外，控制裝置包括控制信息設(shè)置單元，所述控制信息設(shè)置單元設(shè)置指示多個交換機的第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能使用所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能來轉(zhuǎn)發(fā)分組的控制信息。此夕卜，控制裝置包括路徑計算單元，所述路徑計算單元基于所述多個交換機之間的連接關(guān)系來計算分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑。此外，控制裝置包括:VLAN(虛擬局域網(wǎng))設(shè)置單元，所述VLAN(虛擬局域網(wǎng))設(shè)置單元為所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的交換機中的所述分組的輸入/輸出端口設(shè)置針對所述分組預(yù)定的VLAN標(biāo)識符VLAN ID。
[0021]根據(jù)第三方面，提供了一種通過包括通信單元的控制裝置執(zhí)行交換機控制方法，所述通信單元與多個交換機通信，所述多個交換機包括第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能和第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能，所述第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能基于外部設(shè)置的控制信息來處理分組，所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能學(xué)習(xí)接收分組的發(fā)送源地址和接收端口之間的關(guān)系并確定分組的輸出端口。所述交換機控制方法包括:由所述控制裝置設(shè)置指示多個交換機的第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能使用所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能來轉(zhuǎn)發(fā)分組的控制信息。此外，交換機控制方法包括:由所述控制裝置基于所述多個交換機之間的連接關(guān)系來計算分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑。此外，交換機控制方法包括:由所述控制裝置為所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的交換機中的所述分組的輸入/輸出端口設(shè)置針對所述分組預(yù)定的虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識符VLAN ID0本方法與特定機器綁定，該特定機器是對交換機組進行控制的控制裝置。
[0022]根據(jù)第四方面，提供了一種程序，使計算機執(zhí)行以下步驟，所述計算機包括通信單元，所述通信單元與多個交換機通信，所述多個交換機包括第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能和第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能，所述第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能基于外部設(shè)置的控制信息來處理分組，所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能學(xué)習(xí)接收分組的發(fā)送源地址和接收端口之間的關(guān)系并確定分組的輸出端口。該程序使計算機執(zhí)行:設(shè)置指示所述多個交換機的所述第一分組轉(zhuǎn)發(fā)功能使用所述第二分組轉(zhuǎn)發(fā)功能來轉(zhuǎn)發(fā)分組的控制信息。此外，該程序使計算機執(zhí)行:基于所述多個交換機之間的連接關(guān)系來計算分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑。此外，該程序使計算機執(zhí)行:為所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的交換機中的所述分組的輸入/輸出端口設(shè)置針對所述分組預(yù)定的虛擬局域網(wǎng)標(biāo)識符VLAN ID0應(yīng)該注意的是，可以在計算機可讀(非瞬時性)存儲介質(zhì)中存儲程序。換言之，本發(fā)明可以被實現(xiàn)為計算機程序產(chǎn)品。
[0023]發(fā)明的有益效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，使得有助于促進集中控制網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)。
【附圖說明】
[0025]圖1是示出本發(fā)明的第一示例性實施例的通信系統(tǒng)的配置。
[0026]圖2是示出用于解釋本發(fā)明的第一示例性實施例的通信系統(tǒng)的示意性網(wǎng)絡(luò)配置的示意圖。
[0027]圖3是用于解釋本發(fā)明的第一示例性實施例的控制裝置的操作的流程圖。
[0028]圖4是與圖3中的步驟Sll中的操作相對應(yīng)的示意圖。
[0029]圖5是與圖3中的步驟S12中的操作相對應(yīng)的示意圖。
[0030]圖6是與圖3中的步驟S13中的操作相對應(yīng)的示意圖。
[0031]圖7是用于解釋本發(fā)明的第一示例性實施例的交換機的操作的流程圖。
[0032]圖8是用于解釋本發(fā)明的第一示例性實施例的控制裝置的路徑切換操作的流程圖。
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