JP5483149B2 - Communication system, management computer, stacked switch, flow path determination method - Google Patents
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Description
本発明は、通信システムやスタックドスイッチにおけるフロー経路を決定するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for determining a flow path in a communication system or a stacked switch.
複数のスイッチ（ノード）を含む通信ネットワークを通してフロー通信を行う通信システムが知られている。そのような通信システムにおいては、システム性能の観点から適切なフロー経路を決定することが重要である。 A communication system that performs flow communication through a communication network including a plurality of switches (nodes) is known. In such a communication system, it is important to determine an appropriate flow path from the viewpoint of system performance.
また、内部に複数のスイッチを有するが、外部からは１台の大きなスイッチとして見える「スタックドスイッチ（Stacked Switch）」が知られている（例えば特許文献１参照）。スタックドスイッチの内部では、それら複数のスイッチにより内部ネットワークが構成される。このようなスタックドスイッチの場合も、内部ネットワークにおいて適切なフロー経路を決定することが重要である。 Further, there is known a “Stacked Switch” that has a plurality of switches inside but appears as one large switch from the outside (see, for example, Patent Document 1). Inside the stacked switch, an internal network is constituted by the plurality of switches. Even in such a stacked switch, it is important to determine an appropriate flow path in the internal network.
特許文献２には、代表的なルーティングプロトコルである「ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）」が記載されている。ＯＳＰＦでは、ダイクストラ法と呼ばれる最短経路探索アルゴリズムを用いることによりルーティングテーブルが作成される。ダイクストラ法は、ある始点ノードから他の全てのノードまでの最短経路を求めるアルゴリズムである。 Patent Document 2 describes “Open Shortest Path First (OSPF)”, which is a typical routing protocol. In OSPF, a routing table is created by using a shortest path search algorithm called a Dijkstra method. The Dijkstra method is an algorithm for obtaining the shortest path from a certain starting node to all other nodes.
特許文献３には、通信状態を統計的に分析して、帯域が空いているところにトラフィックを通す「ＴＥ（Traffic Engineering）」が開示されている。非特許文献１には、中継ノードをランダムに選択し、帯域を負荷分散する「ＶＬＢ（Valiant Load Balancing）」が開示されている。
Patent Document 3 discloses “TE (Traffic Engineering)” that statistically analyzes a communication state and passes traffic to a place where a bandwidth is available. Non-patent
通信ネットワークでは、多数のフローの通信が同時に行われる。この時、通信ネットワーク上のある１つのスイッチは、複数のフロー（パス）を管理することとなる。１つのスイッチが管理しているフロー（パス）の数は、以下「使用エントリ数」と参照される。また、あるスイッチにおいて使用エントリ数が所定の閾値（閾値エントリ数）を超える現象は、「エントリあふれ」と参照される。あるスイッチにおいてエントリあふれが発生すると、当該スイッチのスループットが極端に低下してしまう。従って、通信ネットワーク上のスイッチにおけるエントリあふれの発生を抑制することが重要である。 In the communication network, communication of many flows is performed simultaneously. At this time, one switch on the communication network manages a plurality of flows (paths). The number of flows (paths) managed by one switch is hereinafter referred to as “number of used entries”. Further, a phenomenon in which the number of entries used in a certain switch exceeds a predetermined threshold value (threshold entry number) is referred to as “entry overflow”. When entry overflow occurs in a switch, the throughput of the switch is extremely reduced. Therefore, it is important to suppress the occurrence of entry overflow in switches on the communication network.
しかしながら、上述の関連技術では、経路選択に際して、通信ネットワーク上の各スイッチの使用エントリ数は考慮されていなかった。上述の関連技術では、リンクコストや帯域に基づいて経路が決定されるため、あるスイッチにフローが集中する恐れがある。その場合、当該スイッチでエントリあふれが発生する。 However, in the related technology described above, the number of used entries of each switch on the communication network is not considered when selecting a route. In the related art described above, since the route is determined based on the link cost and the bandwidth, the flow may be concentrated on a certain switch. In that case, entry overflow occurs in the switch.
本発明の１つの目的は、通信ネットワーク上のスイッチにおけるエントリあふれの発生を抑制することができる技術を提供することにある。 One object of the present invention is to provide a technique capable of suppressing the occurrence of entry overflow in a switch on a communication network.
フロー通信が行われるネットワーク上の各スイッチに関して、次の量が定義される。使用エントリ数は、１つのスイッチに管理されているフロー（パス）の数である。パラメータは、使用エントリ数に依存する量であり、スイッチコストは、そのパラメータに依存する量である。 For each switch on the network where flow communication takes place, the following quantities are defined: The number of entries used is the number of flows (paths) managed by one switch. The parameter is an amount that depends on the number of entries used, and the switch cost is an amount that depends on the parameter.
本発明の第１の観点において、通信システムが提供される。その通信システムは、通信ネットワーク上に配置された複数のスイッチと、それら複数のスイッチに接続された管理計算機とを備える。管理計算機は、記憶部と制御部とを備える。記憶部には、複数のスイッチの各々における上記パラメータを示すエントリ状態情報が格納される。制御部は、通信ネットワークにおける送信元から送信先へのフローを制御する。具体的には、制御部は、エントリ状態情報を参照することによって、通信ネットワークにおける送信元から送信先への各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストを算出する。そして、制御部は、算出されたスイッチコストに基づいて、経路候補のうち１つを送信元から送信先へのフローの経路として決定する。 In a first aspect of the present invention, a communication system is provided. The communication system includes a plurality of switches arranged on a communication network and a management computer connected to the plurality of switches. The management computer includes a storage unit and a control unit. The storage unit stores entry state information indicating the parameters in each of the plurality of switches. The control unit controls the flow from the transmission source to the transmission destination in the communication network. Specifically, the control unit calculates the switch cost of each switch belonging to each route candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the entry state information. Then, the control unit determines one of the route candidates as a flow route from the transmission source to the transmission destination based on the calculated switch cost.
本発明の第２の観点において、通信ネットワーク上に配置された複数のスイッチに接続された管理計算機が提供される。その管理計算機は、記憶部と制御部とを備える。記憶部には、複数のスイッチの各々における上記パラメータを示すエントリ状態情報が格納される。制御部は、通信ネットワークにおける送信元から送信先へのフローを制御する。具体的には、制御部は、エントリ状態情報を参照することによって、通信ネットワークにおける送信元から送信先への各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストを算出する。そして、制御部は、算出されたスイッチコストに基づいて、経路候補のうち１つを送信元から送信先へのフローの経路として決定する。 In a second aspect of the present invention, a management computer connected to a plurality of switches arranged on a communication network is provided. The management computer includes a storage unit and a control unit. The storage unit stores entry state information indicating the parameters in each of the plurality of switches. The control unit controls the flow from the transmission source to the transmission destination in the communication network. Specifically, the control unit calculates the switch cost of each switch belonging to each route candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the entry state information. Then, the control unit determines one of the route candidates as a flow route from the transmission source to the transmission destination based on the calculated switch cost.
本発明の第３の観点において、スタックドスイッチが提供される。そのスタックドスイッチは、外部ネットワークに接続された外部入力ポート及び外部出力ポートと、外部入力ポートと外部出力ポートとの間の内部ネットワーク上に配置された複数のスイッチと、複数のスイッチに接続されたスタック管理部と、を備える。スタック管理部は、記憶部と制御部とを備える。記憶部には、複数のスイッチの各々における上記パラメータを示すエントリ状態情報が格納される。制御部は、内部ネットワークにおける外部入力ポートから外部出力ポートへのフローを制御する。具体的には、制御部は、エントリ状態情報を参照することによって、内部ネットワークにおける外部入力ポートから外部出力ポートへの各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストを算出する。そして、制御部は、算出されたスイッチコストに基づいて、経路候補のうち１つを外部入力ポートから外部出力ポートへのフローの経路として決定する。 In a third aspect of the present invention, a stacked switch is provided. The stacked switch is connected to an external input port and an external output port connected to an external network, a plurality of switches arranged on the internal network between the external input port and the external output port, and a plurality of switches. A stack management unit. The stack management unit includes a storage unit and a control unit. The storage unit stores entry state information indicating the parameters in each of the plurality of switches. The control unit controls the flow from the external input port to the external output port in the internal network. Specifically, the control unit calculates the switch cost of each switch belonging to each route candidate from the external input port to the external output port in the internal network by referring to the entry status information. Then, the control unit determines one of the route candidates as a flow route from the external input port to the external output port based on the calculated switch cost.
本発明の第４の観点において、複数のスイッチが配置された通信ネットワークにおける送信元から送信先へのフローの経路を決定するフロー経路決定方法が提供される。そのフロー経路決定方法は、（Ａ）複数のスイッチの各々における上記パラメータを示すエントリ状態情報を記憶装置から読み出すステップと、（Ｂ）エントリ状態情報を参照することによって、通信ネットワークにおける送信元から送信先への各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストを算出するステップと、（Ｃ）算出されたスイッチコストに基づいて、経路候補のうち１つを送信元から送信先へのフローの経路として決定するステップと、を含む。 In a fourth aspect of the present invention, there is provided a flow route determination method for determining a flow route from a transmission source to a transmission destination in a communication network in which a plurality of switches are arranged. In the flow path determination method, (A) a step of reading entry status information indicating the parameter in each of a plurality of switches from a storage device, and (B) transmission from a transmission source in a communication network by referring to the entry status information. A step of calculating a switch cost of each switch belonging to each route candidate to the destination, and (C) determining one of the route candidates as a flow route from the transmission source to the transmission destination based on the calculated switch cost. Including the steps of:
本発明の第５の観点において、スタックドスイッチ内の内部ネットワークにおけるフローの経路を決定するフロー経路決定方法が提供される。スタックドスイッチは、内部ネットワーク上に配置された複数のスイッチと、外部ネットワークに接続された外部入力ポート及び外部出力ポートと、を備える。フロー経路決定方法は、（ａ）複数のスイッチの各々における上記パラメータを示すエントリ状態情報を記憶装置から読み出すステップと、（ｂ）エントリ状態情報を参照することによって、内部ネットワークにおける外部入力ポートから外部出力ポートへの各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストを算出するステップと、（ｃ）算出されたスイッチコストに基づいて、経路候補のうち１つを外部入力ポートから外部出力ポートへのフローの経路として決定するステップと、を含む。 In a fifth aspect of the present invention, a flow path determination method for determining a flow path in an internal network in a stacked switch is provided. The stacked switch includes a plurality of switches arranged on the internal network, and an external input port and an external output port connected to the external network. In the flow path determination method, (a) a step of reading entry state information indicating the above parameters in each of a plurality of switches from a storage device, and (b) referring to the entry state information, an external input port in the internal network A step of calculating a switch cost of each switch belonging to each route candidate to the output port; and (c) based on the calculated switch cost, one of the route candidates is transferred from the external input port to the external output port. Determining as a route.
本発明の第６の観点において、上記フロー経路決定方法をコンピュータに実行させるフロー経路決定プログラムが提供される。 In a sixth aspect of the present invention, there is provided a flow route determination program for causing a computer to execute the flow route determination method.
本発明によれば、通信ネットワーク上のスイッチにおけるエントリあふれの発生を抑制することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of entry overflow in a switch on a communication network.
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
１．第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る通信システムの一例を概略的に示している。図１に示される通信システムは、管理ホスト１、端末２、３、及び複数のスイッチ５〜８を備えており、それらによって通信ネットワークＮＥＴが構成されている。端末２、３は、パソコン、サーバ、ワークステーション等の通信端末である。
1. First Embodiment FIG. 1 schematically shows an example of a communication system according to a first embodiment of the present invention. The communication system shown in FIG. 1 includes a
図１の例で示される通信ネットワークＮＥＴは、次のような構成（トポロジ）を有している。端末２はスイッチ５のポートＰ２と接続されており、端末２とスイッチ５とは双方向に通信可能である。端末３はスイッチ８のポートＰ３と接続されており、端末３とスイッチ８とは双方向に通信可能である。スイッチ５のポートＰ１６とスイッチ６のポートＰ１５とは互いに接続されており、スイッチ５とスイッチ６とは双方向に通信可能である。スイッチ５のポートＰ１７とスイッチ７のポートＰ１５とは互いに接続されており、スイッチ５とスイッチ７とは双方向に通信可能である。スイッチ８のポートＰ１６とスイッチ６のポートＰ１８とは互いに接続されており、スイッチ８とスイッチ６とは双方向に通信可能である。スイッチ８のポートＰ１７とスイッチ７のポートＰ１８とは互いに接続されており、スイッチ８とスイッチ７とは双方向に通信可能である。このようにして、通信ネットワークＮＥＴが構成されている。
The communication network NET shown in the example of FIG. 1 has the following configuration (topology). The terminal 2 is connected to the port P2 of the
通信ネットワークＮＥＴでは、フロー通信が行われる。通信ネットワークＮＥＴ上に配置されているスイッチ５〜８は、フローの通信データを処理する。具体的には、各スイッチは、他のスイッチあるいは端末から受け取ったフローの通信データを、更に他のスイッチあるいは端末に転送する機能を有する。ある１つのスイッチには、複数のフローの処理が割り当てられ得る。
In the communication network NET, flow communication is performed. The
ここで、通信ネットワークＮＥＴ上の各スイッチに関して、「使用エントリ数ＮＡ」、「閾値エントリ数ＮＭ」、及び「空きエントリ数ＮＢ」が定義され得る。使用エントリ数ＮＡとは、ある１つのスイッチに管理（管轄）されているフローの数であり、当該スイッチに現在割り当てられているフローの数である。閾値エントリ数ＮＭは、ある１つのスイッチにおける使用エントリ数ＮＡに関する所定の閾値である。各スイッチの閾値エントリ数ＮＭは、任意に設定可能であるが、典型的には当該スイッチにおいて“エントリあふれ”が発生しない上限の使用エントリ数ＮＡに設定される。そのような使用エントリ数ＮＡの上限は、当該スイッチのメモリ容量に依存する。空きエントリ数ＮＢは、閾値エントリ数ＮＭと使用エントリ数ＮＡとの差分であり、式：ＮＢ＝ＮＭ−ＮＡで与えられる。あるスイッチに関して、使用エントリ数ＮＡはエントリ消費量を表し、空きエントリ数ＮＢはエントリ残量を表すと言える。すなわち、使用エントリ数ＮＡや空きエントリ数ＮＢは、スイッチにおけるエントリ状態を表している。 Here, for each switch on the communication network NET, “number of used entries NA”, “threshold entry number NM”, and “empty entry number NB” may be defined. The used entry number NA is the number of flows managed (managed) by a certain switch, and is the number of flows currently allocated to the switch. The threshold entry number NM is a predetermined threshold related to the used entry number NA in a certain switch. The threshold entry number NM of each switch can be arbitrarily set. Typically, the threshold entry number NM is set to the upper limit used entry number NA in which “entry overflow” does not occur in the switch. The upper limit of the number of used entries NA depends on the memory capacity of the switch. The free entry number NB is the difference between the threshold entry number NM and the used entry number NA, and is given by the formula: NB = NM−NA. Regarding a certain switch, it can be said that the used entry number NA represents the amount of entry consumption, and the free entry number NB represents the remaining amount of entries. That is, the used entry number NA and the free entry number NB represent the entry state in the switch.
また、通信ネットワークＮＥＴ上の各スイッチに関して、「スイッチコストＳＣ」が定義される。ある１つのスイッチのスイッチコストＳＣは、使用エントリ数ＮＡや空きエントリ数ＮＢに依存する量である。具体的には、スイッチコストＳＣは、当該スイッチにおける空きエントリ数ＮＢが減少するにつれて増加する。言い換えれば、スイッチコストＳＣは、当該スイッチにおける使用エントリ数ＮＡが増加するにつれて増加する。スイッチコストＳＣとしては、以下に示されるような様々な例が考えられる。 A “switch cost SC” is defined for each switch on the communication network NET. The switch cost SC of a certain switch is an amount depending on the number of used entries NA and the number of free entries NB. Specifically, the switch cost SC increases as the number of free entries NB in the switch decreases. In other words, the switch cost SC increases as the number of used entries NA in the switch increases. As the switch cost SC, various examples as shown below can be considered.
（例１）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ１／空きエントリ数ＮＢ
（例２）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ２／空きエントリ率（＝ＮＢ／ＮＭ）
（例３）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ３×使用エントリ数ＮＡ
（例４）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ４×使用エントリ率（＝ＮＡ／ＮＭ）
(Example 1) Switch cost SC = coefficient C1 / number of empty entries NB
(Example 2) Switch cost SC = coefficient C2 / free entry rate (= NB / NM)
(Example 3) Switch cost SC = coefficient C3 × number of entries used NA
(Example 4) Switch cost SC = coefficient C4 × used entry rate (= NA / NM)
例１と例２の場合、スイッチコストＳＣは、空きエントリ数ＮＢの逆数に比例する量であると言える。例３と例４の場合、スイッチコストＳＣは、使用エントリ数ＮＡに比例する量であると言える。但し、使用エントリ数ＮＡと空きエントリ数ＮＢとは、一方が増えれば他方が減るという密接な関係を有している。従って、例１〜例４のいずれが用いられる場合であっても、スイッチコストＳＣの意味は同じである。また、スイッチコストＳＣは、上記例１〜例４に限られず、空きエントリ数ＮＢが減少するにつれて（使用エントリ数ＮＡが増加するにつれて）増加する量であれば何でもよい。 In the case of Example 1 and Example 2, it can be said that the switch cost SC is an amount proportional to the reciprocal of the number of free entries NB. In the case of Example 3 and Example 4, it can be said that the switch cost SC is an amount proportional to the number of entries used NA. However, the number of used entries NA and the number of free entries NB have a close relationship that when one increases, the other decreases. Therefore, even if any of Examples 1 to 4 is used, the meaning of the switch cost SC is the same. Further, the switch cost SC is not limited to the above-described examples 1 to 4, and may be any amount as long as the number of free entries NB decreases (as the number of used entries NA increases).
管理ホスト１（管理計算機、制御計算機）は、通信ネットワークＮＥＴ上に配置されている複数のスイッチ５〜８と接続されており、それぞれのスイッチ５〜８と双方向通信が可能である。この管理ホスト１は、スイッチ５〜８の動作を制御することによって、通信ネットワークＮＥＴにおけるフロー通信を制御する。
The management host 1 (management computer, control computer) is connected to a plurality of
より詳細には、図１に示されるように、管理ホスト１は、制御部１０１と記憶部１０２を備えている。制御部１０１は、通信ネットワークＮＥＴにおけるフロー通信を制御する機能を有し、演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。そのコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。記憶部１０２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の記憶装置である。記憶部１０２には、トポロジ情報ＴＰＬ及びエントリ状態情報ＥＮＴが格納される。
More specifically, as shown in FIG. 1, the
トポロジ情報ＴＰＬは、通信ネットワークＮＥＴに関する上述の構成を示す。つまり、トポロジ情報ＴＰＬは、通信ネットワークＮＥＴにおけるスイッチや端末間の接続状況を示す。 The topology information TPL indicates the above-described configuration related to the communication network NET. That is, the topology information TPL indicates the connection status between switches and terminals in the communication network NET.
エントリ状態情報ＥＮＴは、スイッチ５〜８の各々の「コストパラメータ」を示す。コストパラメータとは、上述のスイッチコストＳＣを算出するために用いられるパラメータであり、各スイッチにおけるエントリ状態（空きエントリ数ＮＢ、使用エントリ数ＮＡ）に関連している。スイッチコストＳＣを算出できるものであれば、コストパラメータは何であってもよい。例えば、コストパラメータは空きエントリ数ＮＢである。コストパラメータは、使用エントリ数ＮＡ、空きエントリ率、あるいは、使用エントリ率であってもよい。更にあるいは、コストパラメータはスイッチコストＳＣそのものであってもよい。いずれの場合であっても、コストパラメータは、空きエントリ数ＮＢ（すなわち、使用エントリ数ＮＡ）に関連していると言える。
The entry state information ENT indicates the “cost parameter” of each of the
本実施の形態に係る管理ホスト１は、通信ネットワークＮＥＴにおいてあるフロー通信が要求された際、当該フローの通信ネットワークＮＥＴにおける経路を決定する。この時、管理ホスト１は、通信ネットワークＮＥＴ上の各スイッチのエントリ状態を考慮し、“エントリあふれ”の発生が抑制されるようにフロー経路を決定する。例として、端末３（送信端末、送信元）から端末２（受信端末、送信先）へのフローを考える。この場合、管理ホスト１は、通信ネットワークＮＥＴにおける送信端末３から受信端末２へのフロー経路を決定する。
When a flow communication is requested in the communication network NET, the
トポロジ情報ＴＰＬ及びエントリ状態情報ＥＮＴは、制御部１０１によって記憶部１０２に予め格納されており、また、制御部１０１によって記憶部１０２から読み出される。まず、制御部１０１は、記憶部１０２に格納されているトポロジ情報ＴＰＬを参照することによって、通信ネットワークＮＥＴにおける送信端末３から受信端末２への経路候補を抽出する。図１で示される例では、「端末３−スイッチ８−スイッチ６−スイッチ５−端末２」と「端末３−スイッチ８−スイッチ７−スイッチ５−端末２」の２種類の経路候補が抽出される。あるいは、通信ネットワークＮＥＴにおける送信端末３から受信端末２への経路候補は、予め情報として管理ホスト１に与えられていてもよい。
The topology information TPL and entry state information ENT are stored in advance in the
続いて、制御部１０１は、記憶部１０２に格納されているエントリ状態情報ＥＮＴを参照することによって、各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストＳＣを算出する。各スイッチのスイッチコストＳＣは、エントリ状態情報ＥＮＴで与えられるコストパラメータから算出可能である。第１の経路候補「端末３−スイッチ８−スイッチ６−スイッチ５−端末２」に関しては、スイッチ８、６及び５の各々のスイッチコストＳＣが算出される。第２の経路候補「端末３−スイッチ８−スイッチ７−スイッチ５−端末２」に関しては、スイッチ８、７及び５の各々のスイッチコストＳＣが算出される。
Subsequently, the
次に、制御部１０１は、各経路候補に関して算出されたスイッチコストＳＣに基づいて、経路候補のうち１つを、通信ネットワークＮＥＴにおける当該フローの経路として決定する。上述の通り、スイッチコストＳＣは、空きエントリ数ＮＢが多いほど（使用エントリ数ＮＡが少ないほど）、小さくなる量である。そして、“エントリあふれ”は、空きエントリ数ＮＢが多いほど発生しにくい。従って、制御部１０１は、算出されたスイッチコストＳＣに基づいて、“エントリあふれ”の発生が抑制されるようにフロー経路を決定することができる。そのようなフロー経路の決定アルゴリズムとしては、様々考えられる。
Next, the
（第１のアルゴリズム）
例えば、制御部１０１は、経路候補毎に、スイッチコストＳＣの総和あるいは積を算出する。すなわち、制御部１０１は、各経路候補に属するスイッチのそれぞれのスイッチコストＳＣの総和あるいは積を算出する。第１の経路候補に関しては、スイッチ８、６、５のそれぞれのスイッチコストＳＣの総和あるいは積が算出される。一方、第２の経路候補に関しては、スイッチ８、７、５のそれぞれのスイッチコストＳＣの総和あるいは積が算出される。算出された総和あるいは積は、以下「総コスト」と参照される。総コストが比較的小さい経路は、空きエントリ数ＮＢが比較的多い経路に相当すると考えられる。従って、制御部１０１は、経路候補のうち総コストが最小である１つを、当該フローの経路として決定する。その結果、エントリあふれの発生が抑制される。
(First algorithm)
For example, the
（第２のアルゴリズム）
あるいは、制御部１０１は、各経路候補に属するスイッチのうち、最大のスイッチコストＳＣを有する１つのスイッチ（クリティカルスイッチ）を抽出してもよい。例えば、第１の経路候補ではスイッチ６がクリティカルスイッチであり、第２の経路候補ではスイッチ７がクリティカルスイッチであるとする。その場合、スイッチ６は、第１の経路候補に属するスイッチのうち最大のスイッチコストＳＣを有し、スイッチ７は、第２の経路候補に属するスイッチのうち最大のスイッチコストＳＣを有する。次に、制御部１０１は、それぞれの経路候補のクリティカルスイッチのスイッチコストＳＣ（最大スイッチコスト）同士の比較を行う。最大スイッチコストが比較的大きい経路候補は、他の経路候補と比べて空きエントリ数ＮＢが比較的少ないスイッチを含んでおり、そのスイッチにおいてエントリあふれが発生しやすいと考えられる。従って、制御部１０１は、経路候補のうち最大スイッチコストが最小である１つを、当該フローの経路として決定する。その結果、エントリあふれの発生が抑制される。
(Second algorithm)
Or the
（第３のアルゴリズム）
あるいは、制御部１０１は、各経路候補に属するスイッチのうち、最小のスイッチコストＳＣを有する１つのスイッチを抽出してもよい。抽出されたスイッチのスイッチコストＳＣは、最小スイッチコストである。そして、制御部１０１は、それぞれの経路候補の最小スイッチコスト同士の比較を行う。最小スイッチコストが比較的大きい経路候補は、他の経路候補と比べて空きエントリ数ＮＢが比較的少ないスイッチを含んでおり、そのスイッチにおいてエントリあふれが発生しやすいと考えられる。従って、制御部１０１は、経路候補のうち最小スイッチコストが最小である１つを、当該フローの経路として決定する。その結果、エントリあふれの発生が抑制される。
(Third algorithm)
Alternatively, the
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、管理ホスト１は、フロー経路の決定に際して、通信ネットワークＮＥＴ上の各スイッチのエントリ状態を考慮する。そして、管理ホスト１は、空きエントリ数ＮＢが極端に少なくなるスイッチの発生をなるべく回避するように、フロー経路を決定する。これは、通信ネットワークＮＥＴ上の各スイッチにおけるエントリ消費を平滑化することに相当する。結果として、通信ネットワークＮＥＴ上のスイッチにおけるエントリあふれの発生が抑制される。それにより、通信ネットワークＮＥＴ上のあるスイッチのスループットが大幅に劣化することが防止される。また、本実施の形態によれば、エントリあふれの発生が抑制されるため、通信システム全体としてより多くのフロー（パス）を収容することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the
２．第２の実施の形態
本発明は、スタックドスイッチ内部におけるフロー経路の決定にも適用することが可能である。以下、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。尚、第１の実施の形態と重複する説明は、適宜省略される。
2. Second Embodiment The present invention can also be applied to determination of a flow path inside a stacked switch. Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted suitably.
図２は、スタックドスイッチを含む通信システムを概略的に示している。図２に示される通信システムは、管理ホスト１、端末２、３、スイッチ４、及びスタックドスイッチ９を備えており、それらによって通信ネットワークＮＥＴが構成されている。管理ホスト１（管理計算機、制御計算機）は、通信ネットワークＮＥＴ上に配置されているスイッチ４及びスタックドスイッチ９と接続されており、それぞれのスイッチと双方向通信が可能である。この管理ホスト１の機能は、第１の実施の形態と同様である。すなわち、管理ホスト１は、スイッチ４及びスタックドスイッチ９の動作を制御することによって、通信ネットワークＮＥＴにおけるフロー通信を制御する。
FIG. 2 schematically shows a communication system including stacked switches. The communication system shown in FIG. 2 includes a
スタックドスイッチ９は、内部に複数のスイッチを有するが、管理ホスト１からは１つの大きなスイッチとして見える。つまり、管理ホスト１は、２以上のスイッチを仮想的に１つのスタックドスイッチ９として扱う。図２の例では、スタックドスイッチ９は、内部に４個のスイッチ５〜８を有している。スイッチ５〜８の各々が２２個のポートＰ１〜Ｐ２２を有している場合、管理ホスト１からは、スタックドスイッチ９は８８個のポートＡＰ１〜ＡＰ８８を有する１つの大きなスイッチに見える。
The stacked switch 9 has a plurality of switches inside, but it appears to the
図２の例において、端末２は、スイッチ４のポートＰ２と接続されており、スイッチ４と双方向通信可能である。端末３は、スタックドスイッチ９のポートＡＰ６９と接続されており、スタックドスイッチ９と双方向通信可能である。スイッチ４のポートＰ９とスタックドスイッチ９のポートＡＰ４とは互いに接続されており、スイッチ４とスタックドスイッチ９とは双方向に通信可能である。尚、第１の実施の形態と同様に、スイッチ４〜８の各々に関して、「使用エントリ数ＮＡ」、「閾値エントリ数ＮＭ」、「空きエントリ数ＮＢ」、及び「スイッチコストＳＣ」が定義される。 In the example of FIG. 2, the terminal 2 is connected to the port P <b> 2 of the switch 4, and can communicate bidirectionally with the switch 4. The terminal 3 is connected to the port AP 69 of the stacked switch 9 and can communicate bidirectionally with the stacked switch 9. The port P9 of the switch 4 and the port AP4 of the stacked switch 9 are connected to each other, and the switch 4 and the stacked switch 9 can communicate bidirectionally. As in the first embodiment, “usage entry number NA”, “threshold entry number NM”, “free entry number NB”, and “switch cost SC” are defined for each of the switches 4 to 8. The
図３は、本実施の形態に係るスタックドスイッチ９の内部構成例を示している。図３に示されるように、スタックドスイッチ９は、複数のスイッチ（内部スイッチ）５〜８及びスタック管理部１０を備えており、それらによって内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴが構成されている。内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴは、スタックドスイッチ９内部の通信ネットワークである。その意味で、図２で示された通信ネットワークＮＥＴは、外部ネットワークである。 FIG. 3 shows an internal configuration example of the stacked switch 9 according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the stacked switch 9 includes a plurality of switches (internal switches) 5 to 8 and a stack management unit 10, and an internal network INT-NET is configured by them. The internal network INT-NET is a communication network inside the stacked switch 9. In that sense, the communication network NET shown in FIG. 2 is an external network.
内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上に配置されているスイッチ５〜８の各々は、通常のスイッチであり、例えば２２個のポート（実ポート）Ｐ１〜Ｐ２２を有する。各スイッチのポートＰ１〜Ｐ２２には、スタックドスイッチ９としてのポートが一意的に割り当てられる。例えば、スイッチ５のポートＰ１〜Ｐ２２にはポートＡＰ１〜ＡＰ２２が割り当てられ、スイッチ６のポートＰ１〜Ｐ２２にはポートＡＰ２３〜ＡＰ４４が割り当てられ、スイッチ７のポートＰ１〜Ｐ２２にはポートＡＰ４５〜ＡＰ６６が割り当てられ、スイッチ８のポートＰ１〜Ｐ２２にはポートＡＰ６７〜ＡＰ８８が割り当てられる。以下の説明において、ポートＰ１〜Ｐ２２は「実ポート」と参照され、ポートＡＰ１〜ＡＰ８８は「割当ポート」と参照される場合がある。
Each of the
スイッチ５の実ポートＰ４（割当ポートＡＰ４）及びスイッチ８の実ポートＰ３（割当ポートＡＰ６９）は、外部ネットワークＮＥＴに接続された外部ポートである。内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴは、それら外部ポート間の通信ネットワークであると言える。
The real port P4 (assignment port AP4) of the
より詳細には、図３の例で示される内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴは、次のような構成（トポロジ）を有している。スイッチ５のポートＰ１６とスイッチ６のポートＰ１５とは互いに接続されており、スイッチ５とスイッチ６とは双方向に通信可能である。スイッチ５のポートＰ１７とスイッチ７のポートＰ１５とは互いに接続されており、スイッチ５とスイッチ７とは双方向に通信可能である。スイッチ８のポートＰ１６とスイッチ６のポートＰ１８とは互いに接続されており、スイッチ８とスイッチ６とは双方向に通信可能である。スイッチ８のポートＰ１７とスイッチ７のポートＰ１８とは互いに接続されており、スイッチ８とスイッチ７とは双方向に通信可能である。このようにして、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴが構成されている。
More specifically, the internal network INT-NET shown in the example of FIG. 3 has the following configuration (topology). The port P16 of the
スタックドスイッチ９のスタック管理部１０は、管理ホスト１と接続されており、管理ホスト１と双方向通信が可能である。スタック管理部１０は、管理ホスト１に対して各種通知を送信し、また、管理ホスト１から各種命令を受け取る。また、スタック管理部１０は、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上に配置されている複数のスイッチ５〜８と接続されており、それぞれのスイッチ５〜８と双方向通信が可能である。スタック管理部１０は、スイッチ５〜８の動作を制御することによって、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおけるフロー通信を制御する。その制御方法は、第１の実施の形態における管理ホスト１による制御方法と同様である。すなわち、スタックドスイッチ９のスタック管理部１０は、第１の実施の形態において管理ホスト１が通信ネットワークＮＥＴに対して果たした役割と同様の役割を、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴに対して果たす。
The stack management unit 10 of the stacked switch 9 is connected to the
より詳細には、図３に示されるように、スタック管理部１０は、制御部１１と記憶部１２を備えている。制御部１１は、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおけるフロー通信を制御する機能を有し、演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。そのコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されていてもよい。記憶部１２は、ＲＡＭ等の記憶装置である。記憶部１２には、トポロジ情報ＴＰＬ及びエントリ状態情報ＥＮＴが格納される。トポロジ情報ＴＰＬは、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴに関する上述の構成を示す。つまり、トポロジ情報ＴＰＬは、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおけるスイッチ間の接続状況を示す。エントリ状態情報ＥＮＴは、スイッチ５〜８の各々のコストパラメータを示す。コストパラメータは、第１の実施の形態と同様である。
More specifically, as illustrated in FIG. 3, the stack management unit 10 includes a
図２及び図３で示された例において、端末３（送信端末）からスタックドスイッチ９及びスイッチ４を経由して端末２（受信端末）へ、あるフロー通信が行われる場合を考える。このとき、スタックドスイッチ９は、スイッチ８のポートＰ３（外部入力ポート）から入力される当該フローの通信データを、スイッチ５のポートＰ４（外部出力ポート）から出力する必要がある。従って、スタック管理部１０は、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおける外部入力ポートから外部出力ポートへの当該フローの経路（内部経路）を決定する。ここで、第１の実施の形態と同様に、スタック管理部１０は、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上の各スイッチのエントリ状態を考慮し、“エントリあふれ”の発生が抑制されるようにフロー経路を決定する。
In the example shown in FIGS. 2 and 3, consider a case where a certain flow communication is performed from the terminal 3 (transmission terminal) to the terminal 2 (reception terminal) via the stacked switch 9 and the switch 4. At this time, the stacked switch 9 needs to output the communication data of the flow input from the port P3 (external input port) of the
トポロジ情報ＴＰＬ及びエントリ状態情報ＥＮＴは、制御部１１によって記憶部１２に予め格納されており、また、制御部１１によって記憶部１２から読み出される。まず、制御部１１は、記憶部１２に格納されているトポロジ情報ＴＰＬを参照することによって、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおける外部入力ポート（スイッチ８のポートＰ３）から外部出力ポート（スイッチ５のポートＰ４）への経路候補を抽出する。図３で示される例では、「スイッチ８−スイッチ６−スイッチ５」と「スイッチ８−スイッチ７−スイッチ５」の２種類の経路候補が抽出される。あるいは、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおける外部入力ポートから外部出力ポートへの経路候補は、予め情報としてスタック管理部１０に与えられていてもよい。
The topology information TPL and the entry state information ENT are stored in advance in the
続いて、制御部１１は、記憶部１２に格納されているエントリ状態情報ＥＮＴを参照することによって、各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストＳＣを算出する。各スイッチのスイッチコストＳＣは、エントリ状態情報ＥＮＴで与えられるコストパラメータから算出可能である。第１の経路候補「スイッチ８−スイッチ６−スイッチ５」に関しては、スイッチ８、６及び５の各々のスイッチコストＳＣが算出される。第２の経路候補「スイッチ８−スイッチ７−スイッチ５」に関しては、スイッチ８、７及び５の各々のスイッチコストＳＣが算出される。
Subsequently, the
次に、制御部１１は、各経路候補に関して算出されたスイッチコストＳＣに基づいて、経路候補のうち１つを、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおける当該フローの経路として決定する。上述の通り、スイッチコストＳＣは、空きエントリ数ＮＢが多いほど（使用エントリ数ＮＡが少ないほど）、小さくなる量である。そして、“エントリあふれ”は、空きエントリ数ＮＢが多いほど発生しにくい。従って、制御部１１は、算出されたスイッチコストＳＣに基づいて、“エントリあふれ”の発生が抑制されるようにフロー経路を決定することができる。そのようなフロー経路の決定アルゴリズムは、第１の実施の形態と同様である。
Next, the
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、スタック管理部１０は、フロー経路の決定に際して、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上の各スイッチのエントリ状態を考慮する。そして、スタック管理部１０は、空きエントリ数ＮＢが極端に少なくなるスイッチの発生をなるべく回避するように、フロー経路を決定する。これは、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上の各スイッチにおけるエントリ消費を平滑化することに相当する。結果として、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上のスイッチにおけるエントリあふれの発生が抑制される。それにより、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上のあるスイッチのスループットが大幅に劣化することが防止される。また、本実施の形態によれば、エントリあふれの発生が抑制されるため、スタックドスイッチ９全体としてより多くのフロー（パス）を収容することが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, the stack management unit 10 considers the entry state of each switch on the internal network INT-NET when determining the flow path. Then, the stack management unit 10 determines a flow path so as to avoid the occurrence of a switch in which the number of free entries NB is extremely small. This corresponds to smoothing the entry consumption at each switch on the internal network INT-NET. As a result, the occurrence of entry overflow in the switch on the internal network INT-NET is suppressed. This prevents the throughput of a certain switch on the internal network INT-NET from being significantly deteriorated. Further, according to the present embodiment, the occurrence of entry overflow is suppressed, so that it is possible to accommodate more flows (paths) as a whole of the stacked switch 9.
３．具体例
以下、具体例を挙げて、本発明の実施の形態を更に詳しく説明する。例として、図２及び図３で示された第２の実施の形態の場合を詳しく説明する。但し、第１の実施の形態の場合であっても同様の議論が適用され得ることは、当業者にとって容易に理解されよう。
3. Specific Examples Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in more detail with specific examples. As an example, the case of the second embodiment shown in FIGS. 2 and 3 will be described in detail. However, it will be easily understood by those skilled in the art that the same argument can be applied even in the case of the first embodiment.
以下に説明される通信システムは、Ｏｐｅｎｆｌｏｗ（http://www.openflowswitch.org/を参照）に基づいている。その場合、“Ｏｐｅｎｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ”が管理ホスト１となり、“Ｏｐｅｎｆｌｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ”が各スイッチ４〜８となる。
The communication system described below is based on Openflow (see http://www.openflowswitch.org/). In this case, “Openflow Controller” is the
また、以下に説明される例において、各スイッチには識別子として「ＤＰＩＤ（Data Path ID）」が付与される。例えば、スイッチ４〜８のそれぞれのＤＰＩＤは、「００−００−４ｃ−００−４４−４４」、「００−００−４ｃ−００−５５−５５」、「００−００−４ｃ−００−６６−６６」、「００−００−４ｃ−００−７７−７７」、「００−００−４ｃ−００−８８−８８」である。また、スタックドスイッチ９のＤＰＩＤは、「００−００−４ｃ−００−９９−９９」である。 Further, in the example described below, “DPID (Data Path ID)” is given to each switch as an identifier. For example, the DPID of each of the switches 4 to 8 is “00-00-4c-00-44-44”, “00-00-4c-00-55-55”, “00-00-4c-00-66”. -66 "," 00-00-4c-00-77-77 ", and" 00-00-4c-00-88-88 ". The DPID of the stacked switch 9 is “00-00-4c-00-99-99”.
３−１．スイッチの構成
図４は、スイッチ４の構成例を示すブロック図である。スイッチ４は、Ｏｐｅｎｆｌｏｗスイッチであり、テーブル記憶部４０、転送処理部４１、ホスト通信部４３、及びテーブル設定部４４を備えている。テーブル記憶部４０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＣＡＭ（Content Addressable Memory）等の記憶装置である。転送処理部４１、ホスト通信部４３、及びテーブル設定部４４は、演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
3-1. Configuration of Switch FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the switch 4. The switch 4 is an Openflow switch, and includes a
テーブル記憶部４０には、転送テーブル４２が格納される。転送テーブル４２は、フローの通信データ（パケット、フレーム等）の入力元と転送先との対応関係を示すテーブルであり、フロー毎にエントリを有する。
A transfer table 42 is stored in the
図５は、本実施の形態における転送テーブルの一例を示している。転送テーブルは複数のエントリを有しており、１つのエントリには１つのフローが割り当てられる。すなわち、使用エントリ数ＮＡは、転送テーブルに記録されているエントリの数である。スイッチに割り当てられるフローが１増加すると、その新たなフローに対応する新たなエントリが転送テーブルに追加され、使用エントリ数ＮＡが１増加し、空きエントリ数ＮＢが１減少する。逆に、スイッチに割り当てられるフローが１減少すると、そのフローに対応するエントリが転送テーブルから削除され、使用エントリ数ＮＡが１減少し、空きエントリ数ＮＢが１増加する。尚、使用エントリ数ＮＡの閾値である閾値エントリ数ＮＭは、スイッチ毎に予め決まっている。各スイッチの閾値エントリ数ＮＭは、任意に設定可能であるが、典型的には当該スイッチにおいて“エントリあふれ”が発生しない上限の使用エントリ数ＮＡに設定される。そのような使用エントリ数ＮＡの上限は、当該スイッチのテーブル記憶部の容量に依存する。 FIG. 5 shows an example of the transfer table in the present embodiment. The forwarding table has a plurality of entries, and one flow is assigned to one entry. That is, the used entry number NA is the number of entries recorded in the transfer table. When the flow allocated to the switch increases by 1, a new entry corresponding to the new flow is added to the forwarding table, the used entry number NA increases by 1, and the free entry number NB decreases by 1. Conversely, when the flow allocated to the switch is decreased by 1, the entry corresponding to the flow is deleted from the forwarding table, the used entry number NA is decreased by 1, and the free entry number NB is increased by 1. Note that the threshold entry number NM, which is the threshold value of the used entry number NA, is predetermined for each switch. The threshold entry number NM of each switch can be arbitrarily set. Typically, the threshold entry number NM is set to the upper limit used entry number NA in which “entry overflow” does not occur in the switch. The upper limit of the number of used entries NA depends on the capacity of the table storage unit of the switch.
図５で示される例において、１つのエントリは複数のフィールド：「入力ポート」、「宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ）」、「送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＳＡ）」、「出力ポート」、及び「カウント」を含んでいる。ＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡは、自エントリに対応付けられているフローを特定するためのフィールドであり、対応するフローの通信データ（パケット、フレーム等）に含まれるＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡと同じに設定される。入力ポートは、該当フローの通信データが入力される入力元（いずれかのポートあるいは管理ホスト１）を示すフィールドである。出力ポートは、該当フローの通信データが転送される転送先（いずれかのポートあるいは管理ホスト１）を示すフィールドである。この出力ポートには、複数の転送先が記載されていてもよい。このように、１つのエントリは、ＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡにより特定されるフローに関して、入力元と転送先との対応関係を示している。すなわち、スイッチは、通信データの入力元とその通信データに含まれるＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡを検索キーとして用いることによって、その通信データの転送先を認識することができる。尚、「カウント」は、該当フローの通信データが転送される度にインクリメントされ、自エントリのエージングに利用される（詳細は後述される）。 In the example shown in FIG. 5, one entry has a plurality of fields: “input port”, “destination MAC address (MAC-DA)”, “source MAC address (MAC-SA)”, “output port”, and Includes "count". MAC-DA and MAC-SA are fields for specifying a flow associated with the entry, and MAC-DA and MAC-SA included in communication data (packet, frame, etc.) of the corresponding flow. Set to the same. The input port is a field indicating an input source (any port or management host 1) into which communication data of the corresponding flow is input. The output port is a field indicating a transfer destination (any port or management host 1) to which communication data of the corresponding flow is transferred. A plurality of transfer destinations may be described in this output port. Thus, one entry indicates the correspondence between the input source and the transfer destination with respect to the flow specified by MAC-DA and MAC-SA. That is, the switch can recognize the transfer destination of the communication data by using the input source of the communication data and the MAC-DA and MAC-SA included in the communication data as a search key. The “count” is incremented every time the communication data of the corresponding flow is transferred, and is used for aging the entry (details will be described later).
再度図４を参照して、ホスト通信部４３は、管理ホスト１と双方向通信を行う機能を有する。スイッチ４は、ホスト通信部４３を通して、管理ホスト１と双方向通信を行うことができる。
Referring to FIG. 4 again, the
転送処理部４１は、スイッチ４に入力された通信データを転送する機能を有する。具体的には、転送処理部４１は、ポート（実ポート）Ｐ１〜Ｐ２２を有しており、いずれかのポートあるいはホスト通信部４３から通信データを受け取る。そして、転送処理部４１は、テーブル記憶部４０に格納されている転送テーブル４２を参照することによって、その入力元（ポートあるいはホスト通信部４３）に対応する転送先を把握し、受け取った通信データをその転送先に転送（送信）する。図５で示された転送テーブルの場合、転送処理部４１は、通信データの入力元とその通信データに含まれるＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡを検索キーとして用い、その検索キーが記述されているエントリを転送テーブルの中から検索する。そして、転送処理部４１は、検索されたエントリ（ヒットエントリ）の出力ポートに記述されている転送先に、受け取った通信データを転送する。出力ポートに複数の転送先が記述されている場合、転送処理部４１は、受け取った通信データをコピーした上で、それぞれの転送先に通信データを転送する。また、転送処理部４１は、通信データを転送する度に、ヒットエントリ中の「カウント」を１ずつ増加させる。
The
テーブル設定部４４は、管理ホスト１からの指示に従って、テーブル記憶部４０に格納されている転送テーブル４２の内容を設定する機能を有する。より詳細には、テーブル設定部４４は、ホスト通信部４３を通して管理ホスト１から指示を受け取り、その指示に従って、転送テーブル４２中のエントリを作成、削除、あるいは変更する。また、テーブル設定部４４は、転送テーブル４２中の各エントリの「カウント」を監視し、「カウント」が所定の条件を満たすエントリを削除する機能も有する（詳細は後述される）。
The
３−２．スタックドスイッチの構成
図６は、スタックドスイッチ９の構成例を示すブロック図である。スタックドスイッチ９は、複数のスイッチ（内部スイッチ）５〜８及びスタック管理部１０を備えており、それらによって内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴが構成されている。
3-2. Stacked Switch Configuration FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration example of the stacked switch 9. The stacked switch 9 includes a plurality of switches (internal switches) 5 to 8 and a stack management unit 10, and an internal network INT-NET is configured by them.
内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴ上のスイッチ５〜８の各々は、Ｏｐｅｎｆｌｏｗスイッチであり、図４で示された構成と同様の構成を有している。すなわち、スイッチ５は、テーブル記憶部５０、転送処理部５１、ホスト通信部５３、及びテーブル設定部５４を備えており、テーブル記憶部５０には転送テーブル５２が格納される。スイッチ６は、テーブル記憶部６０、転送処理部６１、ホスト通信部６３、及びテーブル設定部６４を備えており、テーブル記憶部６０には転送テーブル６２が格納される。スイッチ７は、テーブル記憶部７０、転送処理部７１、ホスト通信部７３、及びテーブル設定部７４を備えており、テーブル記憶部７０には転送テーブル７２が格納される。スイッチ８は、テーブル記憶部８０、転送処理部８１、ホスト通信部８３、及びテーブル設定部８４を備えており、テーブル記憶部８０には転送テーブル８２が格納される。但し、各スイッチのホスト通信部（５３、６３、７３、８３）の通信相手は、管理ホスト１ではなく、スタックドスイッチ９内のスタック管理部１０である。
Each of the
各スイッチの転送処理部（５１、６１、７１、８１）は、ポートＰ１〜Ｐ２２を有している。図６の例では、スイッチ５のポートＰ１６とスイッチ６のポートＰ１５は互いに接続されており、スイッチ５とスイッチ６は双方向に通信可能である。また、スイッチ５のポートＰ１７とスイッチ７のポートＰ１５は互いに接続されており、スイッチ５とスイッチ７は双方向に通信可能である。また、スイッチ８のポートＰ１６とスイッチ６のポートＰ１８は互いに接続されており、スイッチ８とスイッチ６は双方向に通信可能である。また、スイッチ８のポートＰ１７とスイッチ７のポートＰ１８は互いに接続されており、スイッチ８とスイッチ７は双方向に通信可能である。尚、スイッチ５のポートＰ４及びスイッチ８のポートＰ３は、外部ネットワークＮＥＴに接続された外部ポートである。スタックドスイッチ９は、それら外部ポート及び外部ネットワークＮＥＴを通して、スイッチ４や端末３と通信可能である（図２参照）。
The transfer processing unit (51, 61, 71, 81) of each switch has ports P1 to P22. In the example of FIG. 6, the port P16 of the
スタック管理部１０は、スイッチ５〜８と双方向に通信可能に接続されている。このスタック管理部１０は、制御部１１、記憶部１２、ノード通信部１３、及びホスト通信部１４を備えている。記憶部１２は、ＲＡＭ等の記憶装置である。制御部１１、ノード通信部１３及びホスト通信部１４は、演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
The stack management unit 10 is connected to the
ノード通信部１３は、各スイッチ（５、６、７、８）のホスト通信部（５３、６３、７３、８３）と双方向通信を行う機能を有する。スタック管理部１０は、ノード通信部１３を通して、スイッチ５〜８の各々と双方向通信を行うことができる。ホスト通信部１４は、管理ホスト１と双方向通信を行う機能を有する。スタック管理部１０は、ホスト通信部１４を通して、管理ホスト１と双方向通信を行うことができる。
The
制御部１１は、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおけるフロー通信を制御する機能を有する。より詳細には、制御部１１は、メッセージ処理部１５とコマンド処理部１６を含んでいる。メッセージ処理部１５は、ノード通信部１３を通してスイッチから受け取る各種メッセージ（例：後述されるパケット到着通知ＭＰ及びエントリ消去通知ＭＥ）を処理する機能を有する。コマンド処理部１６は、ホスト通信部１４を通して管理ホスト１から受け取る各種命令（例：後述されるテーブル設定命令ＣＴ及びパケット送信命令ＣＰ）を処理する機能を有する。
The
記憶部１２には、ポート情報ＰＯＲ、トポロジ情報ＴＰＬ、及びエントリ状態情報ＥＮＴが格納される。
The
図７は、ポート情報ＰＯＲの一例を示している。上述の通り、スタックドスイッチ９に含まれる各スイッチの実ポートＰ１〜Ｐ２２には、スタックドスイッチ９としての割当ポートが一意的に割り当てられる。ポート情報ＰＯＲはその“割当関係”を示している。より詳細には、図７に示されるように、ポート情報ＰＯＲは複数のエントリを含んでおり、１つのエントリは、あるスイッチのＤＰＩＤ、そのスイッチの実ポート、及びその実ポートに割り当てられた割当ポートを示している。本例では、スイッチ５の実ポートＰ１〜Ｐ２２には割当ポートＡＰ１〜ＡＰ２２が割り当てられ、スイッチ６の実ポートＰ１〜Ｐ２２には割当ポートＡＰ２３〜ＡＰ４４が割り当てられ、スイッチ７の実ポートＰ１〜Ｐ２２には割当ポートＡＰ４５〜ＡＰ６６が割り当てられ、スイッチ８の実ポートＰ１〜Ｐ２２には割当ポートＡＰ６７〜ＡＰ８８が割り当てられている。尚、このような割当関係は、スタックドスイッチ９の構成時にあらかじめ決定されてもよい。
FIG. 7 shows an example of the port information POR. As described above, an assigned port as the stacked switch 9 is uniquely assigned to the real ports P1 to P22 of each switch included in the stacked switch 9. The port information POR indicates the “allocation relationship”. More specifically, as shown in FIG. 7, the port information POR includes a plurality of entries, and one entry includes a DPID of a switch, a real port of the switch, and an assigned port assigned to the real port. Is shown. In this example, the assigned ports AP1 to AP22 are assigned to the real ports P1 to P22 of the
図８は、トポロジ情報ＴＰＬの一例を示している。トポロジ情報ＴＰＬは、図６で示された内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴの構成を示す。より詳細には、図８に示されるように、トポロジ情報ＴＰＬは複数のエントリを含んでおり、１つのエントリは、一組のスイッチ間の接続状況を示す。一組のスイッチ間の接続状況は、起点スイッチのＤＰＩＤ、その起点スイッチの起点ポート、終点スイッチのＤＰＩＤ、及びその終点スイッチの終点ポートにより規定される。一組のスイッチ間で双方向通信が可能な場合、片方向毎にエントリが作成される。例えば、双方向通信が可能な一組のスイッチ５、７に関して、２つのエントリ：「起点スイッチ＝００−００−４ｃ−００−５５−５５、起点ポート＝Ｐ１７、終点スイッチ＝００−００−４ｃ−００−７７−７７、終点ポート＝Ｐ１５」及び「起点スイッチ＝００−００−４ｃ−００−７７−７７、起点ポート＝Ｐ１５、終点スイッチ＝００−００−４ｃ−００−５５−５５、終点ポート＝Ｐ１７」が作成されている。尚、このような接続状況は、スタックドスイッチ９の構成時にあらかじめ決定されてもよい。
FIG. 8 shows an example of the topology information TPL. The topology information TPL indicates the configuration of the internal network INT-NET shown in FIG. More specifically, as shown in FIG. 8, the topology information TPL includes a plurality of entries, and one entry indicates a connection state between a set of switches. The connection status between a set of switches is defined by the DPID of the start switch, the start port of the start switch, the DPID of the end switch, and the end port of the end switch. If bidirectional communication is possible between a set of switches, an entry is created for each direction. For example, for a set of
図９は、エントリ状態情報ＥＮＴの一例を示している。上述の通り、エントリ状態情報ＥＮＴは、スイッチ５〜８の各々における空きエントリ数ＮＢに関連する「コストパラメータ」を示す。図９で示される例では、エントリ状態情報ＥＮＴは、スイッチ５〜８の各々に関して、ＤＰＩＤ、空きエントリ数ＮＢ、及びスイッチコストＳＣを示している。すなわち、空きエントリ数ＮＢ及びスイッチコストＳＣがコストパラメータとして示されている。尚、本例では、スイッチコストＳＣは、「空きエントリ数ＮＢの逆数の１００倍」で与えられるとする（ＳＣ＝１００／ＮＢ）。
FIG. 9 shows an example of the entry status information ENT. As described above, the entry state information ENT indicates the “cost parameter” related to the number of free entries NB in each of the
３−３．動作
例として、図２で示された通信システムにおいて、端末３（送信端末）から端末２（受信端末）に向けてあるフロー通信が行われる場合を考える。端末３は、スタックドスイッチ９の外部入力ポートである割当ポートＡＰ６９（スイッチ８のポートＰ３）に接続されている。端末２は、スイッチ４のポートＰ２に接続されている。スイッチ４のポートＰ９は、スタックドスイッチ９の外部出力ポートである割当ポートＡＰ４（スイッチ５のポートＰ４）に接続されている。また、端末２のＭＡＣアドレスは「００−００−４ｃ−００−ａａ−００」であり、端末３のＭＡＣアドレスは「００−００−４ｃ−００−１２−３４」である。ポート情報ＰＯＲ、トポロジ情報ＴＰＬ及びエントリ状態情報ＥＮＴは、それぞれ図７、図８及び図９で示された通りである。また、スイッチ４〜８の各々の転送テーブル（４２、５２、６２、７２、８２）には、当該フローに対応するエントリは未だ記述されていないとする。
3-3. As an operation example, let us consider a case in which a certain flow communication is performed from the terminal 3 (transmission terminal) to the terminal 2 (reception terminal) in the communication system shown in FIG. The terminal 3 is connected to an allocation port AP69 (port P3 of the switch 8) that is an external input port of the stacked switch 9. The terminal 2 is connected to the port P2 of the switch 4. The port P9 of the switch 4 is connected to the allocation port AP4 (port P4 of the switch 5) that is an external output port of the stacked switch 9. The MAC address of the terminal 2 is “00-00-4c-00-aa-00”, and the MAC address of the terminal 3 is “00-00-4c-00-12-34”. The port information POR, topology information TPL, and entry state information ENT are as shown in FIGS. 7, 8, and 9, respectively. In addition, it is assumed that an entry corresponding to the flow is not yet described in each transfer table (42, 52, 62, 72, 82) of the switches 4-8.
図１０は、送信端末３から受信端末２へのフローが確立するまでの処理を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing processing until a flow from the transmission terminal 3 to the reception terminal 2 is established.
ステップＳ１０：
送信端末３は、スタックドスイッチ９へ最初のパケット（第１パケット）を送出する。図１１は、第１パケットの一例を示している。図１１に示されるように、第１パケットは、宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＤＡ）、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ−ＳＡ）、及びデータ本体（ＤＡＴＡ）を含んでいる。ＭＡＣ−ＤＡは、受信端末２のＭＡＣアドレス「００−００−４ｃ−００−ａａ−００」である。一方、ＭＡＣ−ＳＡは、送信端末３のＭＡＣアドレス「００−００−４ｃ−００−１２−３４」である。
Step S10:
The transmission terminal 3 sends the first packet (first packet) to the stacked switch 9. FIG. 11 shows an example of the first packet. As shown in FIG. 11, the first packet includes a destination MAC address (MAC-DA), a source MAC address (MAC-SA), and a data body (DATA). MAC-DA is the MAC address “00-00-4c-00-aa-00” of the receiving terminal 2. On the other hand, the MAC-SA is the MAC address “00-00-4c-00-12-34” of the transmission terminal 3.
ステップＳ２０：
スタックドスイッチ９のスイッチ８は、送信端末３に接続されているポートＰ３（外部入力ポート）から、第１パケットを受け取る。スイッチ８の転送処理部８１は、第１パケットを受け取ると、その入力元（ポートＰ３）及び第１パケットに含まれるＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡを検索キーとして用いることにより、テーブル記憶部８０に格納されている転送テーブル８２から該当エントリの検索を行う。しかしながら、現在、転送テーブル８２には該当エントリは存在していない。その場合、転送処理部８１は、ホスト通信部８３へ第１パケットを送る。ホスト通信部８３は、スイッチ８が新たなフローのパケットを受信したことを示す「パケット到着通知ＭＰａ」を生成し、そのパケット到着通知ＭＰａをスタック管理部１０に送信する。
Step S20:
The
図１２Ａは、パケット到着通知ＭＰａを示している。このパケット到着通知ＭＰａは、ヘッダ情報及び受信した第１パケットを含んでいる。ヘッダ情報は、自スイッチのＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−８８−８８）、パケット到着通知を識別するための種別（ＯｐｅｎＦｌｏｗの場合は“ＰＡＣＫＥＴ＿ＩＮ”）、及び第１パケットが入力された入力ポート番号（Ｐ３）を含んでいる。 FIG. 12A shows the packet arrival notification MPa. This packet arrival notification MPa includes header information and the received first packet. The header information includes the DPID (00-00-4c-00-88-88) of the own switch, the type for identifying the packet arrival notification (“PACKET_IN” in the case of OpenFlow), and the input in which the first packet is input The port number (P3) is included.
スタック管理部１０のノード通信部１３は、スイッチ８からパケット到着通知ＭＰａを受け取る。ノード通信部１３は、種別（ＰＡＣＫＥＴ＿ＩＮ）から、受け取った情報がパケット到着通知であることを認識する。その場合、ノード通信部１３は、受け取ったパケット到着通知ＭＰａをメッセージ処理部１５に送る。メッセージ処理部１５は、ノード通信部１３からパケット到着通知ＭＰａを受け取る。そして、メッセージ処理部１５は、種別（ＰＡＣＫＥＴ＿ＩＮ）から、受け取った情報がパケット到着通知であることを認識する。その場合、メッセージ処理部１５は、次の処理を行う。
The
メッセージ処理部１５は、パケット到着通知ＭＰａを、スタックドスイッチ９が新たなフローのパケットを受信したことを示すパケット到着通知ＭＰｂに書き換える。具体的には、メッセージ処理部１５は、パケット到着通知ＭＰａに含まれるスイッチ８のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−８８−８８）を、スタックドスイッチ９のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−９９−９９）に書き換える。更に、メッセージ処理部１５は、記憶部１２に格納されているポート情報ＰＯＲを参照することによって、パケット到着通知ＭＰａに含まれるスイッチ８の入力ポートＰ３を、スタックドスイッチ９としての割当ポートＡＰ６９に書き換える。図１２Ｂは、結果として得られるパケット到着通知ＭＰｂを示している。
The
そして、メッセージ処理部１５は、図１２Ｂで示されたパケット到着通知ＭＰｂをホスト通信部１４に送る。ホスト通信部１４は、種別（ＰＡＣＫＥＴ＿ＩＮ）から、受け取った情報がパケット到着通知であることを認識する。その場合、ホスト通信部１４は、受け取ったパケット到着通知ＭＰｂを管理ホスト１に送信する。
Then, the
ステップＳ３０：
管理ホスト１は、スタックドスイッチ９からパケット到着通知ＭＰｂを受け取る。管理ホスト１は、パケット到着通知ＭＰｂに含まれる第１パケットのＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡ（図１１参照）から、端末３（送信元）から端末２（送信先）へのフロー通信が要求されていることを認識する。
Step S30:
The
次に、管理ホスト１は、通信ネットワークＮＥＴにおける端末３から端末２への当該フローの経路（パケットの伝達経路）を決定する。第１の実施の形態で説明されたように、管理ホスト１は、通信ネットワークＮＥＴの構成を示すトポロジ情報ＴＰＬを有している。従って、管理ホスト１は、そのトポロジ情報ＴＰＬを参照することによって、通信ネットワークＮＥＴにおける端末３から端末２へのフロー経路を決定することができる。本例では、そのフロー経路は、「端末３−スタックドスイッチ９のポートＡＰ６９−スタックドスイッチ９のポートＡＰ４−スイッチ４のポートＰ９−スイッチ４のポートＰ２−端末２」である。
Next, the
次に、管理ホスト１は、決定されたフロー経路に属する各スイッチ４，９に対して、当該フローのパケットを決定されたフロー経路に沿って転送するように指示する。より詳細には、管理ホスト１は、決定されたフロー経路に属する各スイッチ４，９に対して、当該フローのパケットが決定されたフロー経路に沿って転送されるように各転送テーブルの内容を設定するよう指示を行う。そのために、管理ホスト１は、決定されたフロー経路上の各スイッチ４，９に対して、「テーブル設定命令ＣＴ」を送信する。テーブル設定命令ＣＴは、各スイッチが設定すべき転送テーブルの内容を示す。
Next, the
図１３Ａは、スイッチ４に送信されるテーブル設定命令ＣＴ４を示している。このテーブル設定命令ＣＴ４は、ヘッダ情報及びエントリ記述内容を含んでいる。ヘッダ情報は、送信先であるスイッチ４のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−４４−４４）、及びテーブル設定命令を識別するための種別（ＯｐｅｎＦｌｏｗの場合は“ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ”あるいは“ＭＯＤ＿ＳＴＡＴＥ”）を含んでいる。エントリ記述内容は、スイッチ４が転送テーブル４２に追加すべきエントリの内容を示している。具体的には、エントリ記述内容は、入力ポート、ＭＡＣ−ＤＡ、ＭＡＣ−ＳＡ、及び出力ポートを含んでいる。ＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡは、上記パケット到着通知ＭＰｂに含まれる第１パケットのＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡ（図１１参照）と同じである。入力ポート及び出力ポートは、上記決定されたフロー経路に応じて設定される。上記決定されたフロー経路によれば、スイッチ４は、ポートＰ９から入力されるパケットをポートＰ２から出力するように要求されている。従って、入力ポート及び出力ポートは、それぞれ“Ｐ９”及び“Ｐ２”に設定される。 FIG. 13A shows a table setting command CT4 transmitted to the switch 4. This table setting command CT4 includes header information and entry description contents. The header information includes the DPID (00-00-4c-00-44-44) of the switch 4 that is the transmission destination and the type for identifying the table setting command (“MODIFY_STATE” or “MOD_STATE” in the case of OpenFlow). Contains. The entry description content indicates the content of the entry that the switch 4 should add to the transfer table 42. Specifically, the entry description content includes an input port, MAC-DA, MAC-SA, and output port. MAC-DA and MAC-SA are the same as the MAC-DA and MAC-SA (see FIG. 11) of the first packet included in the packet arrival notification MPb. The input port and the output port are set according to the determined flow path. According to the determined flow path, the switch 4 is requested to output a packet input from the port P9 from the port P2. Therefore, the input port and the output port are set to “P9” and “P2”, respectively.
図１３Ｂは、スタックドスイッチ９に送信されるテーブル設定命令ＣＴ９を示している。テーブル設定命令ＣＴ９の形式は、図１３Ａで示されたテーブル設定命令ＣＴ４と同様である。ヘッダ情報中のＤＰＩＤは、送信先であるスタックドスイッチ９のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−９９−９９）に設定される。また、上記決定されたフロー経路によれば、スタックドスイッチ９は、割当ポートＡＰ６９から入力されるパケットを割当ポートＡＰ４から出力するように要求されている。従って、エントリ記述内容中の入力ポート及び出力ポートは、それぞれ“ＡＰ６９”及び“ＡＰ４”に設定される。 FIG. 13B shows a table setting command CT9 transmitted to the stacked switch 9. The format of the table setting command CT9 is the same as the table setting command CT4 shown in FIG. 13A. The DPID in the header information is set to the DPID (00-00-4c-00-99-99) of the stacked switch 9 that is the transmission destination. Further, according to the determined flow path, the stacked switch 9 is requested to output a packet input from the allocation port AP69 from the allocation port AP4. Therefore, the input port and the output port in the entry description content are set to “AP69” and “AP4”, respectively.
ステップＳ４０：
次に、決定されたフロー経路上の各スイッチ（４、９）において、各転送テーブルの設定が行われる。
Step S40:
Next, each transfer table is set in each switch (4, 9) on the determined flow path.
（スイッチ４）
スイッチ４のホスト通信部４３は、管理ホスト１から、図１３Ａで示されたテーブル設定命令ＣＴ４を受け取る。ホスト通信部４３は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部４３は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ４をテーブル設定部４４に送る。テーブル設定部４４は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ４からエントリ記述内容を読み出し、そのエントリ記述内容を新たなエントリとして転送テーブル４２に追加する。尚、追加エントリにおける「カウント」は、初期値（例：０）に設定される。図１４は、転送テーブル４２に新たに追加されたエントリを示している。図１４に示されるように、図１３Ａで示されたテーブル設定命令ＣＴ４の内容が転送テーブル４２に反映されている。このように、スイッチ４は、管理ホスト１からの指示に従って、当該フローのパケットが上記決定された経路に沿って転送されるように転送テーブル４２の内容を設定する。
(Switch 4)
The
（スタックドスイッチ９）
スタックドスイッチ９は、図１３Ｂで示されたテーブル設定命令ＣＴ９を管理ホスト１から受け取る。スタックドスイッチ９は、そのテーブル設定命令ＣＴ９に応答して、次の処理を行う。図１５は、スタックドスイッチ９における処理を示すフローチャートである。
(Stacked switch 9)
The stacked switch 9 receives the table setting command CT9 shown in FIG. 13B from the
ステップＳ４１：
まず、スタック管理部１０のホスト通信部１４は、管理ホスト１から、図１３Ｂで示されたテーブル設定命令ＣＴ９を受け取る。ホスト通信部１４は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部１４は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ９をコマンド処理部１６に送る。
Step S41:
First, the
コマンド処理部１６は、ホスト通信部１４からテーブル設定命令ＣＴ９を受け取る。コマンド処理部１６は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、コマンド処理部１６は、記憶部１２に格納されているポート情報ＰＯＲを参照することによって、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ９のエントリ記述内容に含まれる入力ポート（ＡＰ６９）及び出力ポート（ＡＰ４）を実ポートに変換する。本例では、入力ポートＡＰ６９はスイッチ８のポートＰ３に変換され、出力ポートＡＰ４はスイッチ５のポートＰ４に変換される。このようにして、コマンド処理部１６は、当該フローのパケットの入出力に用いられる外部入力ポート（スイッチ８のポートＰ３）及び外部出力ポート（スイッチ５のポートＰ４）を認識することができる。
The
ステップＳ４２：
次に、コマンド処理部１６は、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおける外部入力ポート（スイッチ８のポートＰ３）から外部出力ポート（スイッチ５のポートＰ４）への経路候補を抽出する。このとき、コマンド処理部１６は、記憶部１２に格納されているトポロジ情報ＴＰＬ（図８参照）を用いることによって、経路候補を抽出することができる。本例では、次の２種類の経路候補が抽出される。
Step S42:
Next, the
第１の経路候補：スイッチ８のポートＰ３−スイッチ８のポートＰ１６−スイッチ６のポートＰ１８−スイッチ６のポートＰ１５−スイッチ５のポートＰ１６−スイッチ５のポートＰ４
第２の経路候補：スイッチ８のポートＰ３−スイッチ８のポートＰ１７−スイッチ７のポートＰ１８−スイッチ７のポートＰ１５−スイッチ５のポートＰ１７−スイッチ５のポートＰ４
First route candidate: port P3 of
Second path candidate: port P3 of
ステップＳ４３：
次に、コマンド処理部１６は、記憶部１２に格納されているエントリ状態情報ＥＮＴを参照することによって、各経路候補に属する各スイッチのスイッチコストＳＣを算出する。各スイッチのスイッチコストＳＣは、エントリ状態情報ＥＮＴで与えられるコストパラメータから算出可能である。図９で示されたように、本例のエントリ状態情報ＥＮＴは、各スイッチのスイッチコストＳＣそのものをコストパラメータとして示している。従って、コマンド処理部１６は、各スイッチのスイッチコストＳＣを即座に取得することができる。第１の経路候補に関しては、スイッチ８、６及び５の各々のスイッチコストＳＣが得られる。第２の経路候補に関しては、スイッチ８、７及び５の各々のスイッチコストＳＣが得られる。
Step S43:
Next, the
ステップＳ４４：
次に、コマンド処理部１６は、ステップＳ４３で得られたスイッチコストＳＣに基づいて、経路候補のうち１つを、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおける当該フローの経路として決定する。上述の通り、スイッチコストＳＣは、空きエントリ数ＮＢが多いほど小さくなる量である。そして、“エントリあふれ”は、空きエントリ数ＮＢが多いほど発生しにくい。従って、コマンド処理部１６は、スイッチコストＳＣに基づいて、“エントリあふれ”の発生が抑制されるようにフロー経路を決定することができる。
Step S44:
Next, the
本例では、上述の第１のアルゴリズムに従ってフロー経路が決定される。すなわち、コマンド処理部１６は、経路候補毎に、スイッチコストＳＣの総和である「総コスト」を算出する。そして、コマンド処理部１６は、経路候補のうち総コストが最小である１つを、当該フローの経路として決定する。第１の経路候補の総コストは、スイッチ８、６、５のそれぞれのスイッチコストＳＣの総和であり、“７．３５９６（＝０．１１３８＋７．１４２９＋０．１０２９）”と算出される。一方、第２の経路候補の総コストは、スイッチ８、７、５のそれぞれのスイッチコストＳＣの総和であり、“０．３８６５（＝０．１１３８＋０．１６９８＋０．１０２９）”と算出される。従って、コマンド処理部１６は、第２の経路候補を、内部ネットワークＩＮＴ−ＮＥＴにおけるフロー経路（パケットの伝達経路）として決定する。
In this example, the flow path is determined according to the first algorithm described above. That is, the
ステップＳ４５：
次に、コマンド処理部１６は、エントリ状態情報ＥＮＴを更新する。具体的には、コマンド処理部１６は、上記決定されたフロー経路に属する各スイッチ（５、７、８）に関して、空きエントリ数ＮＢを１ずつ減少させ、また、スイッチコストＳＣを再計算する。その結果、エントリ状態情報ＥＮＴは、図９で示されたものから、図１６に示されるものに変わる。
Step S45:
Next, the
尚、本例のエントリ状態情報ＥＮＴでは、空きエントリ数ＮＢとスイッチコストＳＣがコストパラメータとして示されていたが、その他の場合でも同様である。例えば、空きエントリ数ＮＢだけがコストパラメータとして示される場合、コマンド処理部１６は、決定されたフロー経路に属する各スイッチの空きエントリ数ＮＢを１ずつ減少させる。また例えば、使用エントリ数ＮＡがコストパラメータとして示される場合、コマンド処理部１６は、決定されたフロー経路に属する各スイッチの使用エントリ数ＮＡを１ずつ増加させる。要するに、コマンド処理部１６は、空きエントリ数ＮＢが１減少することに相当する変更を、決定されたフロー経路に属する各スイッチに関するコストパラメータに加え、それによりエントリ状態情報ＥＮＴを更新する。
In the entry status information ENT of this example, the number of empty entries NB and the switch cost SC are shown as cost parameters, but the same applies to other cases. For example, when only the free entry number NB is indicated as the cost parameter, the
ステップＳ４６：
また、コマンド処理部１６は、決定されたフロー経路に属する各スイッチ（５、７、８）に対して、当該フローのパケットを決定されたフロー経路に沿って転送するように指示する。より詳細には、コマンド処理部１６は、決定されたフロー経路に属する各スイッチ（５、７、８）に対して、当該フローのパケットが決定されたフロー経路に沿って転送されるように各転送テーブル（５２、７２、８２）の内容を設定するよう指示を行う。そのために、コマンド処理部１６は、決定されたフロー経路上の各スイッチ（５、７、８）に対する「テーブル設定命令ＣＴ」を生成する。各テーブル設定命令ＣＴの形式は、既出の図１３Ａで示されたものと同様である。
Step S46:
Further, the
図１７Ａは、スイッチ５に送信されるテーブル設定命令ＣＴ５を示している。ヘッダ情報中のＤＰＩＤは、送信先であるスイッチ５のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−５５−５５）に設定される。エントリ記述内容中のＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡは、コマンド処理部１６が先に受け取ったテーブル設定命令ＣＴ９（図１３Ｂ参照）中のものと同じである。入力ポート及び出力ポートは、上記決定されたフロー経路に応じて設定される。上記決定されたフロー経路によれば、スイッチ５は、ポートＰ１７から入力されるパケットをポートＰ４から出力するように要求されている。従って、入力ポート及び出力ポートは、それぞれ“Ｐ１７”及び“Ｐ４”に設定される。
FIG. 17A shows a table setting command CT5 transmitted to the
図１７Ｂは、スイッチ７に送信されるテーブル設定命令ＣＴ７を示している。ヘッダ情報中のＤＰＩＤは、送信先であるスイッチ７のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−７７−７７）に設定される。また、上記決定されたフロー経路によれば、スイッチ７は、ポートＰ１８から入力されるパケットをポートＰ１５から出力するように要求されている。従って、入力ポート及び出力ポートは、それぞれ“Ｐ１８”及び“Ｐ１５”に設定される。
FIG. 17B shows a table setting command CT7 transmitted to the
図１７Ｃは、スイッチ８に送信されるテーブル設定命令ＣＴ８を示している。ヘッダ情報中のＤＰＩＤは、送信先であるスイッチ８のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−８８−８８）に設定される。また、上記決定されたフロー経路によれば、スイッチ８は、ポートＰ３から入力されるパケットをポートＰ１７から出力するように要求されている。従って、入力ポート及び出力ポートは、それぞれ“Ｐ３”及び“Ｐ１７”に設定される。
FIG. 17C shows a table setting command CT8 transmitted to the
コマンド処理部１６は、生成したテーブル設定命令ＣＴ５、ＣＴ７及びＣＴ８を、ノード通信部１３に送る。ノード通信部１３は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、ノード通信部１３は、受け取ったテーブル設定命令のヘッダ情報中のＤＰＩＤを参照し、そのＤＰＩＤで指定されるスイッチにテーブル設定命令を送信する。すなわち、ノード通信部１３は、テーブル設定命令ＣＴ５、ＣＴ７及びＣＴ８を、それぞれスイッチ５、７及び８に送信する。
The
ステップＳ４７：
次に、決定されたフロー経路上の各スイッチ（５、７、８）において、各転送テーブル（５２、７２、８２）の設定が行われる。
Step S47:
Next, each transfer table (52, 72, 82) is set in each switch (5, 7, 8) on the determined flow path.
スイッチ５のホスト通信部５３は、ノード通信部１３から、図１７Ａで示されたテーブル設定命令ＣＴ５を受け取る。ホスト通信部５３は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部５３は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ５をテーブル設定部５４に送る。テーブル設定部５４は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ５からエントリ記述内容を読み出し、そのエントリ記述内容を新たなエントリとして転送テーブル５２に追加する。尚、追加エントリにおける「カウント」は、初期値（例：０）に設定される。図１８Ａは、転送テーブル５２に新たに追加されたエントリを示している。図１８Ａに示されるように、図１７Ａで示されたテーブル設定命令ＣＴ５の内容が転送テーブル５２に反映されている。
The
スイッチ７のホスト通信部７３は、ノード通信部１３から、図１７Ｂで示されたテーブル設定命令ＣＴ７を受け取る。ホスト通信部７３は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＡＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部７３は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ７をテーブル設定部７４に送る。テーブル設定部７４は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ７からエントリ記述内容を読み出し、そのエントリ記述内容を新たなエントリとして転送テーブル７２に追加する。尚、追加エントリにおける「カウント」は、初期値（例：０）に設定される。図１８Ｂは、転送テーブル７２に新たに追加されたエントリを示している。図１８Ｂに示されるように、図１７Ｂで示されたテーブル設定命令ＣＴ７の内容が転送テーブル７２に反映されている。
The
スイッチ８のホスト通信部８３は、ノード通信部１３から、図１７Ｃで示されたテーブル設定命令ＣＴ８を受け取る。ホスト通信部８３は、種別（ＭＯＤＩＦＹ＿ＳＴＣＴＥ）から、受け取った情報がテーブル設定命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部８３は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ８をテーブル設定部８４に送る。テーブル設定部８４は、受け取ったテーブル設定命令ＣＴ８からエントリ記述内容を読み出し、そのエントリ記述内容を新たなエントリとして転送テーブル８２に追加する。尚、追加エントリにおける「カウント」は、初期値（例：０）に設定される。図１８Ｃは、転送テーブル８２に新たに追加されたエントリを示している。図１８Ｃに示されるように、図１７Ｃで示されたテーブル設定命令ＣＴ８の内容が転送テーブル８２に反映されている。
The
このように、スイッチ５、７、８の各々は、スタック管理部１０からの指示に従って、当該フローのパケットが上記決定された経路に沿って転送されるように各転送テーブルの内容を設定する。以上により、ステップＳ４０が完了する。
As described above, each of the
ステップＳ５０：
各スイッチにおける転送テーブルの設定が完了した頃合に、管理ホスト１は、図１９Ａに示されるパケット送信命令ＣＰａを生成する。このパケット送信命令ＣＰａは、ヘッダ情報と第１パケットを含んでいる。ヘッダ情報は、パケット送信命令の送信先のスイッチを示すＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−９９−９９）、パケット送信命令を識別するための種別（ＯｐｅｎＦｌｏｗの場合は“ＳＥＮＤ＿ＰＡＣＫＥＴ”）、及び第１パケットが出力される出力ポート番号（ＡＰ４）を含んでいる。
Step S50:
When the setting of the forwarding table in each switch is completed, the
送信先のスイッチは、既出のステップＳ３０で受け取ったパケット到着通知ＭＰｂ（図１２Ｂ）の送信元、すなわち、スタックドスイッチ９である。第１パケットが出力されるスタックドスイッチ９の出力ポートＡＰ４は、既出のステップＳ３０で決定された通信ネットワークＮＥＴにおけるフロー経路から認識可能である。また、パケット送信命令ＣＰａに格納される第１パケットは、既出のステップＳ３０で受け取ったパケット到着通知ＭＰｂ（図１２Ｂ）に格納されていたものと同じである。管理ホスト１は、ヘッダ情報中のＤＰＩＤを参照して、このパケット送信命令ＣＰａをスタックドスイッチ９に送信する。
The transmission destination switch is the transmission source of the packet arrival notification MPb (FIG. 12B) received in step S30, that is, the stacked switch 9. The output port AP4 of the stacked switch 9 to which the first packet is output can be recognized from the flow path in the communication network NET determined in the above-described step S30. Further, the first packet stored in the packet transmission command CPa is the same as that stored in the packet arrival notification MPb (FIG. 12B) received in step S30. The
ステップＳ６０：
スタックドスイッチ９のスタック管理部１０のホスト通信部１４は、管理ホスト１から、図１９Ａで示されたパケット送信命令ＣＰａを受け取る。ホスト通信部１４は、種別（ＳＥＮＤ＿ＰＡＣＫＥＴ）から、受け取った情報がパケット送信命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部１４は、受け取ったパケット送信命令ＣＰａをコマンド処理部１６に送る。そして、コマンド処理部１６は、種別（ＳＥＮＤ＿ＰＡＣＫＥＴ）から、受け取った情報がパケット送信命令であることを認識する。この場合、コマンド処理部１６は、次の処理を行う。
Step S60:
The
コマンド処理部１６は、パケット送信命令ＣＰａを、スタックドスイッチ９内部用のパケット送信命令ＣＰｂに書き換える。具体的には、コマンド処理部１６は、記憶部１２に格納されているポート情報ＰＯＲを参照することによって、パケット送信命令ＣＰａで示される出力ポート（割当ポート）ＡＰ４に対応するスイッチ及び実ポートを調べる。本例では、割当ポートＡＰ４に対応するのは、スイッチ５の実ポートＰ４である。従って、コマンド処理部１６は、パケット送信命令ＣＰａに含まれるスタックドスイッチ９のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−９９−９９）及び出力ポート（ＡＰ４）を、それぞれ、スイッチ５のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−５５−５５）及び出力ポート（Ｐ４）に書き換える。図１９Ｂは、結果として得られるパケット送信命令ＣＰｂを示している。
The
コマンド処理部１６は、図１９Ｂに示されるパケット送信命令ＣＰｂを、ノード通信部１３に送る。ノード通信部１３は、種別（ＳＥＮＤ＿ＰＡＣＫＥＴ）から、受け取った情報がパケット送信命令であることを認識する。その場合、ノード通信部１３は、パケット送信命令ＣＰｂのヘッダ情報中のＤＰＩＤを参照し、そのＤＰＩＤで指定されるスイッチ５にそのパケット送信命令ＣＰｂを送信する。
The
スイッチ５のホスト通信部５３は、ノード通信部１３からパケット送信命令ＣＰｂを受け取る。ホスト通信部５３は、種別（ＳＥＮＤ＿ＰＡＣＫＥＴ）から、受け取った情報がパケット送信命令であることを認識する。その場合、ホスト通信部５３は、受け取ったパケット送信命令ＣＰｂから第１パケットを取り出し、その第１パケットを転送処理部５１に送る。更に、ホスト通信部５３は、転送処理部５１に対して、その第１パケットをパケット送信命令ＣＰｂで指定される出力ポートＰ４から出力するよう指示する。転送処理部５１は、第１パケットをポートＰ４から出力する。スイッチ５のポートＰ４は、スイッチ４に接続されており、第１パケットはスイッチ４に転送される。このようにして、第１パケットの転送が再開される。
The
ステップＳ７０：
スイッチ４は、スタックドスイッチ９に接続されているポートＰ９から、第１パケットを受け取る。スイッチ４の転送処理部４１は、テーブル記憶部４０に格納されている転送テーブル４２を参照して、第１パケットの転送を行う。具体的には、転送処理部４１は、第１パケットを受け取ると、その入力元（ポートＰ９）及び第１パケットに含まれるＭＡＣ−ＤＡ及びＭＡＣ−ＳＡを検索キーとして用いることにより、転送テーブル４２から該当エントリの検索を行う。図１４に示されるように、現在、転送テーブル４２は、該当エントリを含んでいる。従って、転送テーブル４２は、該当エントリの出力ポートＰ２に、第１パケットを転送する。スイッチ４のポートＰ２は、端末２に接続されており、第１パケットは端末２に転送される。
Step S70:
The switch 4 receives the first packet from the port P9 connected to the stacked switch 9. The
ステップＳ８０：
端末２は、スイッチ４から第１パケットを受信する。第１パケットに含まれるＭＡＣ−ＤＡ（００−００−４ｃ−００−ａａ−００）は自身のＭＡＣアドレスと一致するため、端末２は、受信した第１パケットに関して適切な処理を行う。例えば、端末２は、受信パケットをＯＳやアプリケーションに渡す。
Step S80:
The terminal 2 receives the first packet from the switch 4. Since the MAC-DA (00-00-4c-00-aa-00) included in the first packet matches its own MAC address, the terminal 2 performs an appropriate process on the received first packet. For example, the terminal 2 passes the received packet to the OS or application.
以上の処理により、送信端末３から受信端末２へのフローが確立する。送信端末３は、第１パケットに続いて、当該フローのパケットを順次送信する。そのパケットの形式は、図１１で示されたものと同じである。当該フローのパケットは、上記決定された経路に沿って、送信端末３から受信端末２へ伝送される。 Through the above processing, a flow from the transmission terminal 3 to the reception terminal 2 is established. The transmission terminal 3 sequentially transmits the packets of the flow following the first packet. The format of the packet is the same as that shown in FIG. The packet of the flow is transmitted from the transmission terminal 3 to the reception terminal 2 along the determined path.
具体的には、送信端末３は、スタックドスイッチ９にパケットを送信する。スタックドスイッチ９のスイッチ８は、ポートＰ３からパケットを受け取る。スイッチ８の転送処理部８１は、図１８Ｃで示される転送テーブル８２を参照することにより、そのパケットを出力ポートＰ１７に転送する。この時、転送処理部８１は、転送テーブル８２中のヒットエントリに含まれる「カウント」を１だけインクリメントする。パケットは、スイッチ８のポートＰ１７から、スイッチ７へ転送される。
Specifically, the transmission terminal 3 transmits a packet to the stacked switch 9. The
スイッチ７は、ポートＰ１８からパケットを受け取る。スイッチ７の転送処理部７１は、図１８Ｂで示される転送テーブル７２を参照することにより、そのパケットを出力ポートＰ１５に転送する。この時、転送処理部７１は、転送テーブル７２中のヒットエントリに含まれる「カウント」を１だけインクリメントする。パケットは、スイッチ７のポートＰ１５から、スイッチ５へ転送される。
The
スイッチ５は、ポートＰ１７からパケットを受け取る。スイッチ５の転送処理部５１は、図１８Ａで示される転送テーブル５２を参照することにより、そのパケットを出力ポートＰ４に転送する。この時、転送処理部５１は、転送テーブル５２中のヒットエントリに含まれる「カウント」を１だけインクリメントする。パケットは、スイッチ５のポートＰ４から、スイッチ４へ転送される。
The
スイッチ４は、ポートＰ９からパケットを受け取る。スイッチ４の転送処理部４１は、図１８Ａで示される転送テーブル４２を参照することにより、そのパケットを出力ポートＰ２に転送する。この時、転送処理部４１は、転送テーブル４２中のヒットエントリに含まれる「カウント」を１だけインクリメントする。パケットは、スイッチ４のポートＰ２から、端末２へ転送される。このようにして、当該フローのパケットが、上記決定された経路に沿って、送信端末３から受信端末２へ伝送される。
The switch 4 receives a packet from the port P9. The
次に、転送テーブルからのエントリ消去に関連する動作を説明する。図２０は、エントリ消去動作を示すフローチャートである。 Next, operations related to erasing entries from the transfer table will be described. FIG. 20 is a flowchart showing the entry erasing operation.
ステップＳ１１０：
各スイッチにおいて、テーブル設定部は、転送テーブルに含まれる各エントリの「カウント」をモニタする。すなわち、各スイッチにおいて、テーブル設定部は、転送テーブル中の各エントリのヒット状況をモニタする。そして、テーブル設定部は、所定の期間毎に、カウントが前回から変化したか否かを調べる。
Step S110:
In each switch, the table setting unit monitors the “count” of each entry included in the transfer table. That is, in each switch, the table setting unit monitors the hit status of each entry in the transfer table. Then, the table setting unit checks whether the count has changed from the previous time every predetermined period.
ステップＳ１２０：
あるスイッチにおいて、あるエントリのカウントが所定の期間内に変化していなかったとする（ステップＳ１２０；無）。すなわち、当該スイッチにおいて、所定の期間中に当該エントリがヒットしなかったとする。これは、当該スイッチにおいて、当該エントリに対応したフローの通信が所定の期間途絶えたことを意味する。その場合、処理は、ステップＳ１３０へ進む。
Step S120:
It is assumed that the count of a certain entry has not changed within a predetermined period in a certain switch (step S120; no). That is, it is assumed that the entry does not hit during the predetermined period in the switch. This means that the communication of the flow corresponding to the entry has been interrupted for a predetermined period in the switch. In that case, the process proceeds to step S130.
ステップＳ１３０：
例えば、スイッチ８のテーブル設定部８４が、図１８Ｃで示されるエントリのカウントが所定の期間変化しなかったことを検出したとする。その場合、テーブル設定部８４は、転送テーブル８２から当該エントリを消去（削除）する。更に、テーブル設定部８４は、スイッチ８から１つのエントリが消去されたことを示す「エントリ消去通知ＭＥ８」を生成する。
Step S130:
For example, it is assumed that the
図２１は、エントリ消去通知ＭＥ８を示している。このエントリ消去通知ＭＥ８は、ヘッダ情報及びエントリ記述内容を含んでいる。ヘッダ情報は、自スイッチのＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−８８−８８）、及びエントリ消去通知を識別するための種別（ＯｐｅｎＦｌｏｗの場合は“ＦＬＯＷ＿ＥＸＰＩＲＡＴＩＯＮ”）を含んでいる。エントリ記述内容は、転送テーブル８２から消去されたエントリの内容（「カウント」を除く）を含んでいる。 FIG. 21 shows the entry deletion notification ME8. The entry deletion notification ME8 includes header information and entry description contents. The header information includes the DPID (00-00-4c-00-88-88) of the switch itself and the type for identifying entry deletion notification (“FLOW_EXPIRATION” in the case of OpenFlow). The entry description contents include the contents of the entries deleted from the transfer table 82 (excluding “count”).
テーブル設定部８４は、生成したエントリ消去通知ＭＥ８をホスト通信部８３に送る。ホスト通信部８３は、種別（ＦＬＯＷ＿ＥＸＰＩＲＡＴＩＯＮ）から、受け取った情報がエントリ消去通知であることを認識する。その場合、ホスト通信部８３は、エントリ消去通知ＭＥ８をスタック管理部１０に送信する。
The
ステップＳ１４０：
スタック管理部１０のノード通信部１３は、スイッチ８からエントリ消去通知ＭＥ８を受け取る。ノード通信部１３は、種別（ＦＬＯＷ＿ＥＸＰＩＲＡＴＩＯＮ）から、受け取った情報がエントリ消去通知であることを認識する。その場合、ノード通信部１３は、受け取ったエントリ消去通知ＭＥ８をメッセージ処理部１５へ送る。メッセージ処理部１５は、ノード通信部１３からエントリ消去通知ＭＥ８を受け取る。そして、メッセージ処理部１５は、種別（ＦＬＯＷ＿ＥＸＰＩＲＡＴＩＯＮ）から、受け取った情報がエントリ消去通知であることを認識する。その場合、メッセージ処理部１５は、次の処理を行う。
Step S140:
The
メッセージ処理部１５は、エントリ消去通知ＭＥ８に応答して、エントリ状態情報ＥＮＴを更新する。具体的には、メッセージ処理部１５は、受け取ったエントリ消去通知ＭＥ８に含まれるＤＰＩＤを参照し、スイッチ８からエントリが消去されたことを認識する。そして、メッセージ処理部１５は、エントリ状態情報ＥＮＴ中のスイッチ８に関して、空きエントリ数ＮＢを１だけ増加させ、また、スイッチコストＳＣを再計算する。これにより、エントリ状態情報ＥＮＴが更新される。
The
尚、本例のエントリ状態情報ＥＮＴでは、空きエントリ数ＮＢとスイッチコストＳＣがコストパラメータとして示されていたが、その他の場合でも同様である。例えば、空きエントリ数ＮＢだけがコストパラメータとして示される場合、メッセージ処理部１５は、該当スイッチの空きエントリ数ＮＢを１だけ増加させる。また例えば、使用エントリ数ＮＡがコストパラメータとして示される場合、メッセージ処理部１５は、該当スイッチの使用エントリ数ＮＡを１だけ減少させる。要するに、メッセージ処理部１５は、空きエントリ数ＮＢが１増加することに相当する変更を、該当スイッチに関するコストパラメータに加え、それによりエントリ状態情報ＥＮＴを更新する。
In the entry status information ENT of this example, the number of empty entries NB and the switch cost SC are shown as cost parameters, but the same applies to other cases. For example, when only the number of free entries NB is indicated as the cost parameter, the
ステップＳ１５０：
メッセージ処理部１５は、管理ホスト１にエントリ消去を報告するように要求されているか否かを確認する。管理ホスト１がエントリ消去の報告を要求していない場合（ステップＳ１５０；Ｎｏ）、処理は終了する。一方、管理ホスト１がエントリ消去の報告を要求している場合（ステップＳ１５０；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１６０に進む。
Step S150:
The
ステップＳ１６０：
スタックドスイッチ９は管理ホスト１からは１つのスイッチとして見える。そのため、スタックドスイッチ９から管理ホスト１へのエントリ消去の通知は、１回だけ行われることが好ましい。そこで、ステップＳ１６０において、メッセージ処理部１５は、管理ホスト１へエントリ消去を通知するか否かを判定する。本例では、消去されたエントリが「外部入力ポート」に関連している場合にのみ、スタックドスイッチ９から管理ホスト１へエントリ消去通知ＭＥが送られるとする。
Step S160:
The stacked switch 9 appears to the
今、メッセージ処理部１５は、図２１で示されたエントリ消去通知ＭＥ８を受け取っている。そのエントリ消去通知ＭＥ８からは、エントリが消去されたスイッチがスイッチ８（ＤＰＩＤ＝００−００−４ｃ−００−８８）であり、消去されたエントリの入力ポートがそのスイッチ８のポートＰ３であることが分かる。そこで、メッセージ処理部１５は、記憶部１２に格納されているトポロジ情報ＴＰＬを参照し、そのスイッチ８のポートＰ３が内部接続用ポートか外部接続用ポートかを判定する。具体的には、メッセージ処理部１５は、スイッチ８のポートＰ３がトポロジ情報ＴＰＬ（図８参照）に記述されているか否かを判定する。
Now, the
図８から明らかなように、スイッチ８のポートＰ３は、トポロジ情報ＴＰＬに記述されていない。従って、メッセージ処理部１５は、スイッチ８のポートＰ３は、内部接続用ポートではなく、外部接続用ポートであると判断する。すなわち、メッセージ処理部１５は、エントリ消去通知ＭＥ８で示される入力ポートＰ３は、外部入力ポートであると判断する。その場合、メッセージ処理部１５は、管理ホスト１に対してエントリ消去を通知することを決定する（ステップＳ１６０；Ｙｅｓ）。
As apparent from FIG. 8, the port P3 of the
ステップＳ１７０：
メッセージ処理部１５は、エントリ消去通知ＭＥ８を、スタックドスイッチ９からエントリが消去されたことを示すエントリ消去通知ＭＥ９に書き換える。具体的には、メッセージ処理部１５は、エントリ消去通知ＭＥ８に含まれるスイッチ８のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−８８−８８）を、スタックドスイッチ９のＤＰＩＤ（００−００−４ｃ−００−９９−９９）に書き換える。更に、メッセージ処理部１５は、記憶部１２に格納されているポート情報ＰＯＲを参照することによって、エントリ消去通知ＭＥ８に含まれるスイッチ８の入力ポートＰ３を、スタックドスイッチ９としての割当ポートＡＰ６９（外部入力ポート）に書き換える。尚、エントリ消去通知ＭＥ８に含まれるスイッチ８の出力ポートＰ１７（内部接続用ポート）は、管理ホスト１によって認識されていない。従って、メッセージ処理部１５は、その出力ポートＰ１７を“特殊なポートＰ０（ポート不明を示す番号）”に書き換える。図２２は、結果として得られるエントリ消去通知ＭＥ９を示している。
Step S170:
The
そして、メッセージ処理部１５は、図２２で示されたエントリ消去通知ＭＥ９をホスト通信部１４に送る。ホスト通信部１４は、種別（ＦＬＯＷ＿ＥＸＰＩＲＡＴＩＯＮ）から、受け取った情報がエントリ消去通知であることを認識する。その場合、ホスト通信部１４は、受け取ったエントリ消去通知ＭＥ９を管理ホスト１に送信する。
Then, the
ステップＳ１８０：
管理ホスト１は、スタックドスイッチ９からエントリ消去通知ＭＥ９を受け取る。このエントリ消去通知ＭＥ９に応答して、管理ホスト１は、所定の処理を行う。
Step S180:
The
エントリ消去通知ＭＥは、スイッチ８だけでなく、その他のスイッチによっても生成され得る。図２３は、スイッチ７によって生成されるエントリ消去通知ＭＥ７を示している。また、図２４は、スイッチ５によって生成されるエントリ消去通知ＭＥ５を示している。それらの形式は、図２１で示されたものと同様である。
The entry deletion notification ME can be generated not only by the
スタック管理部１０のメッセージ処理部１５は、エントリ消去通知ＭＥ７、ＭＥ５のそれぞれに応答して、エントリ状態情報ＥＮＴ中のスイッチ７、５に関するコストパラメータを変更し、それによりエントリ状態情報ＥＮＴを更新する（ステップＳ１４０）。また、ステップＳ１６０において、メッセージ処理部１５は、管理ホスト１へエントリ消去を通知するか否かを判定する。図２３に示されるように、エントリ消去通知ＭＥ７で示される入力ポートは、スイッチ７のポートＰ１８である。また、図２４に示されるように、エントリ消去通知ＭＥ５で示される入力ポートは、スイッチ５のポートＰ１７である。図８から明らかなように、スイッチ７のポートＰ１８とスイッチ５のポートＰ１７は、トポロジ情報ＴＰＬに記述されている内部接続用ポートである。この場合、メッセージ処理部１５は、管理ホスト１に対してエントリ消去を通知しない（ステップＳ１６０；Ｎｏ）。
In response to each of the entry deletion notifications ME7 and ME5, the
上記例では、第２の実施の形態の場合が示されたが、図１で示された第１の実施の形態の場合も同様である。第１の実施の形態の場合、管理ホスト１が、スタックドスイッチ９のスタック管理部１０と同様の役割を果たす。但し、スタック管理部１０が行った、各種通知や各種命令の書き換えは不要である。
In the above example, the case of the second embodiment is shown, but the same applies to the case of the first embodiment shown in FIG. In the case of the first embodiment, the
３−４．変形例
スイッチコストＳＣは、空きエントリ数ＮＢが減少するにつれて増加する量であれば何でもよい。上述の通り、スイッチコストＳＣの例としては、様々考えられる。
（例１）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ１／空きエントリ数ＮＢ
（例２）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ２／空きエントリ率（＝ＮＢ／ＮＭ）
（例３）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ３×使用エントリ数ＮＡ
（例４）スイッチコストＳＣ＝係数Ｃ４×使用エントリ率（＝ＮＡ／ＮＭ）
3-4. Modification The switch cost SC may be anything as long as it increases as the number of free entries NB decreases. As described above, various examples of the switch cost SC are conceivable.
(Example 1) Switch cost SC = coefficient C1 / number of empty entries NB
(Example 2) Switch cost SC = coefficient C2 / free entry rate (= NB / NM)
(Example 3) Switch cost SC = coefficient C3 × number of entries used NA
(Example 4) Switch cost SC = coefficient C4 × used entry rate (= NA / NM)
また、エントリ状態情報ＥＮＴによって与えられる「コストパラメータ」は、上記スイッチコストＳＣを算出できるものであれば何でもよい。図９で示された例では、コストパラメータは、空きエントリ数ＮＢとスイッチコストＳＣであったが、それに限られない。 The “cost parameter” given by the entry status information ENT may be anything as long as it can calculate the switch cost SC. In the example shown in FIG. 9, the cost parameters are the number of free entries NB and the switch cost SC, but are not limited thereto.
図２５は、エントリ状態情報ＥＮＴの変形例を示している。図２５では、エントリ状態情報ＥＮＴは、各スイッチの空きエントリ数ＮＢだけを示している。この場合、空きエントリ数ＮＢが変更されても、スイッチコストＳＣの再計算は行われない。フロー経路決定時に、空きエントリ数ＮＢに基づいて、各スイッチのスイッチコストＳＣが算出されればよい。 FIG. 25 shows a modification of the entry state information ENT. In FIG. 25, the entry status information ENT indicates only the number of free entries NB of each switch. In this case, even if the number of free entries NB is changed, the switch cost SC is not recalculated. When the flow path is determined, the switch cost SC of each switch may be calculated based on the number of free entries NB.
図２６は、エントリ状態情報ＥＮＴの他の例を示している。図２６では、エントリ状態情報ＥＮＴは、各スイッチの閾値エントリ数ＮＭ及び使用エントリ数ＮＡを示している。この場合、空きエントリ数ＮＢを１減少（あるいは増加）させる操作は、使用エントリ数ＮＡを１増加（あるいは減少）させる操作で置き換えられる。いずれの操作も、空きエントリ数ＮＢを１減少（あるいは増加）させることに相当することに変わりはない。また、図２６の例の場合、閾値エントリ数ＮＭと使用エントリ数ＮＡから空きエントリ数ＮＢを算出し、更に、その空きエントリ数ＮＢを用いてスイッチコストＳＣを算出することができる。あるいは、使用エントリ数ＮＡを用いることによって、上記（例３）のようなスイッチコストＳＣを算出することも可能である。あるいは、閾値エントリ数ＮＭを併用することによって、上記（例２）、（例４）のようなスイッチコストＳＣを算出することもできる。 FIG. 26 shows another example of the entry status information ENT. In FIG. 26, the entry status information ENT indicates the threshold entry number NM and the used entry number NA of each switch. In this case, the operation of decreasing (or increasing) the number of free entries NB by 1 is replaced with the operation of increasing (or decreasing) the number of used entries NA by 1. Either operation is equivalent to reducing (or increasing) the number of free entries NB by one. In the example of FIG. 26, the free entry number NB can be calculated from the threshold entry number NM and the used entry number NA, and the switch cost SC can be calculated using the free entry number NB. Alternatively, it is also possible to calculate the switch cost SC as described above (example 3) by using the used entry number NA. Alternatively, the switch cost SC as in the above (Example 2) and (Example 4) can be calculated by using the threshold entry number NM together.
図２７は、エントリ状態情報ＥＮＴの更に他の例を示している。図２７では、エントリ状態情報ＥＮＴは、各スイッチの使用エントリ数ＮＡだけを示している。この場合、使用エントリ数ＮＡが変更されても、スイッチコストＳＣの再計算は行われない。フロー経路決定時に、使用エントリ数ＮＡに基づいて、各スイッチのスイッチコストＳＣが算出されればよい。 FIG. 27 shows still another example of the entry status information ENT. In FIG. 27, the entry status information ENT indicates only the used entry number NA of each switch. In this case, even if the used entry number NA is changed, the switch cost SC is not recalculated. When determining the flow path, the switch cost SC of each switch may be calculated based on the number of entries used NA.
図２８は、エントリ状態情報ＥＮＴの更に他の例を示している。図２８では、エントリ状態情報ＥＮＴは、各スイッチの使用エントリ数ＮＡ及びスイッチコストＳＣを示している。スイッチコストＳＣは、ＳＣ＝０．１×ＮＡで算出されている。この場合、エントリ数ＮＡが変更されると、それに伴ってスイッチコストＳＣも再計算される。 FIG. 28 shows still another example of the entry status information ENT. In FIG. 28, the entry status information ENT indicates the used entry number NA and the switch cost SC of each switch. The switch cost SC is calculated as SC = 0.1 × NA. In this case, when the entry number NA is changed, the switch cost SC is recalculated accordingly.
尚、上記説明ではＯｐｅｎｆｌｏｗが例示されたが、本発明はそれに限られない。本発明は、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）にも適用可能である。その場合、管理ホスト１が、ＧＭＰＬＳスイッチに対して転送テーブルの設定を指示する。また、本発明は、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）にも適用可能である。その場合、管理ホスト１は、ＭＩＢ（Management Information Base）インターフェイスを用いることによって、各スイッチのＶＬＡＮ設定を操作することができる。
In the above description, Openflow is exemplified, but the present invention is not limited thereto. The present invention is also applicable to GMPLS (Generalized Multi-Protocol Label Switching). In this case, the
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
１ 管理ホスト
２、３ 端末
４ スイッチ
５〜８ スイッチ
９ スタックドスイッチ
１０ スタック管理部
１１、１０１ 制御部
１２、１０２ 記憶部
１３ ノード通信部
１４ ホスト通信部
１５ メッセージ処理部
１６ コマンド処理部
４０，５０，６０，７０，８０ テーブル記憶部
４１，５１，６１，７１，８１ 転送処理部
４２，５２，６２，７２，８２ 転送テーブル
４３，５３，６３，７３，８３ ホスト通信部
４４，５４，６４，７４，８４ テーブル設定部
ＣＰ パケット送信命令
ＣＴ テーブル設定命令
ＭＥ エントリ消去通知
ＭＰ パケット到着通知
ＮＡ 使用エントリ数
ＮＢ 空きエントリ数
ＮＭ 閾値エントリ数
ＳＣ スイッチコスト
ＰＯＲ ポート情報
ＴＰＬ トポロジ情報
ＥＮＴ エントリ状態情報
ＮＥＴ 通信ネットワーク
ＩＮＴ−ＮＥＴ 内部ネットワーク
DESCRIPTION OF
Claims (25)
前記複数のスイッチに接続された管理計算機と
を備え、
使用エントリ数は、１つのスイッチに管理されているフローの数であり、
パラメータは、前記使用エントリ数に依存し、
スイッチコストは、前記パラメータに依存し、
前記管理計算機は、
前記複数のスイッチの各々における前記パラメータを示すエントリ状態情報が格納される記憶部と、
前記通信ネットワークにおける送信元から送信先へのフローを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記複数のスイッチのいずれかが新規フローの第１パケットを含むパケットを受信した際に前記管理計算機に向けて送るパケット到着通知に応答して、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定するフロー経路決定処理を行い、
前記フロー経路決定処理において、前記制御部は、前記エントリ状態情報を参照することによって、前記通信ネットワークにおける前記送信元から前記送信先への各経路候補に属する各スイッチの前記スイッチコストを算出し、更に、前記算出されたスイッチコストに基づいて、前記経路候補のうち１つを前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定し、その後、前記管理計算機は、前記第１パケットを含む前記パケットの送信命令を、前記パケット到着通知の送信元である前記いずれかのスイッチに送り、前記いずれかのスイッチは、前記第１パケットを転送する
通信システム。 A plurality of switches arranged on a communication network;
A management computer connected to the plurality of switches,
The number of entries used is the number of flows managed by one switch.
The parameter depends on the number of entries used,
The switch cost depends on the parameters,
The management computer is
A storage unit storing entry state information indicating the parameter in each of the plurality of switches;
A control unit that controls a flow from a transmission source to a transmission destination in the communication network, and
The control unit responds to a packet arrival notification sent to the management computer when any of the plurality of switches receives a packet including a first packet of a new flow, from the transmission source to the transmission destination. A flow route determination process for determining the route of the new flow of
In the flow route determination process, the control unit calculates the switch cost of each switch belonging to each route candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the entry state information, Further, based on the calculated switch cost, one of the route candidates is determined as a route of the new flow from the transmission source to the transmission destination, and then the management computer determines the first packet as A packet transmission command including the packet arrival notification, and the switch forwards the first packet .
閾値エントリ数は、前記使用エントリ数の閾値であり、
空きエントリ数は、前記閾値エントリ数と前記使用エントリ数との差分であり、
前記スイッチコストは、前記空きエントリ数が減少するにつれて増加する量である
通信システム。 The communication system according to claim 1,
The threshold entry number is a threshold value of the used entry number,
The number of free entries is the difference between the threshold entry number and the used entry number,
The switch cost is an amount that increases as the number of empty entries decreases.
前記各経路候補に属するスイッチの前記スイッチコストの総和あるいは積は、総コストであり、
前記制御部は、前記経路候補のうち前記総コストが最小である１つを、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定する
通信システム。 A communication system according to claim 2,
The sum or product of the switch costs of the switches belonging to each of the route candidates is the total cost,
The control unit determines one of the route candidates having the smallest total cost as a route of the new flow from the transmission source to the transmission destination.
前記各経路候補に属するスイッチの前記スイッチコストのうち最大のものは、最大スイッチコストであり、
前記制御部は、前記経路候補のうち前記最大スイッチコストが最小である１つを、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定する
通信システム。 A communication system according to claim 2,
Of the switch costs of the switches belonging to each of the route candidates, the largest one is the maximum switch cost,
The control unit determines one of the route candidates having the smallest maximum switch cost as the route of the new flow from the transmission source to the transmission destination.
前記各経路候補に属するスイッチの前記スイッチコストのうち最小のものは、最小スイッチコストであり、
前記制御部は、前記経路候補のうち前記最小スイッチコストが最小である１つを、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定する
通信システム。 A communication system according to claim 2,
The smallest one of the switch costs of the switches belonging to each of the route candidates is a minimum switch cost,
The control unit determines one of the route candidates having the smallest minimum switch cost as a route of the new flow from the transmission source to the transmission destination.
前記スイッチコストは、前記空きエントリ数の逆数に比例する量である
通信システム。 A communication system according to any one of claims 2 to 5,
The switch cost is an amount proportional to the reciprocal of the number of empty entries.
前記制御部は、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定した後、前記空きエントリ数が１減少することに相当する変更を、前記決定された経路に属する各スイッチに関する前記パラメータに加えることによって、前記エントリ状態情報を更新する
通信システム。 The communication system according to any one of claims 2 to 6,
After determining the route of the new flow from the transmission source to the transmission destination, the control unit performs a change corresponding to a decrease in the number of empty entries by 1 for each switch belonging to the determined route. A communication system that updates the entry state information by adding to a parameter.
前記決定された経路に属する第１スイッチは、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの通信が所定の期間途絶えた場合、エントリ消去通知を前記管理計算機に送信し、
前記制御部は、前記エントリ消去通知に応答して、前記空きエントリ数が１増加することに相当する変更を前記第１スイッチに関する前記パラメータに加えることによって、前記エントリ状態情報を更新する
通信システム。 The communication system according to any one of claims 2 to 7,
The first switch belonging to the determined path transmits an entry deletion notification to the management computer when communication of the new flow from the transmission source to the transmission destination is interrupted for a predetermined period,
In response to the entry deletion notification, the control unit updates the entry status information by adding a change corresponding to an increase in the number of empty entries by 1 to the parameter relating to the first switch.
前記記憶部には、更に、前記通信ネットワークの構成を示すトポロジ情報が格納され、
前記制御部は、前記トポロジ情報を参照することによって、前記通信ネットワークにおける前記送信元から前記送信先への前記経路候補を抽出する
通信システム。 A communication system according to any one of claims 1 to 8,
The storage unit further stores topology information indicating a configuration of the communication network,
The control unit extracts the route candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the topology information.
前記管理計算機は、前記決定された経路に属する各スイッチに対して、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの通信データを前記決定された経路に沿って転送するように指示する
通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 9,
The management computer instructs each switch belonging to the determined route to transfer communication data of the new flow from the transmission source to the transmission destination along the determined route. .
前記複数のスイッチの各々は、通信データの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブルを有し、前記転送テーブルを参照することによって前記入力元から受け取った通信データを前記転送先に転送し、
前記管理計算機は、前記決定された経路に属する各スイッチに対して、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの通信データが前記決定された経路に沿って転送されるように前記転送テーブルの内容を設定するよう指示し、
前記決定された経路に属する各スイッチは、前記管理計算機からの指示に応答して、前記転送テーブルの内容を設定する
通信システム。 The communication system according to claim 10, wherein
Each of the plurality of switches has a transfer table indicating a correspondence relationship between an input source and a transfer destination of communication data, and transfers the communication data received from the input source to the transfer destination by referring to the transfer table And
The management computer, to each switch belonging to the determined path, the transfer table so that communication data of the new flow from the transmission source to the transmission destination is transferred along the determined path To set the content of
Each switch belonging to the determined route sets the contents of the forwarding table in response to an instruction from the management computer.
使用エントリ数は、１つのスイッチに管理されているフローの数であり、
パラメータは、前記使用エントリ数に依存し、
スイッチコストは、前記パラメータに依存し、
前記管理計算機は、
前記複数のスイッチの各々における前記パラメータを示すエントリ状態情報が格納される記憶部と、
前記通信ネットワークにおける送信元から送信先へのフローを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記複数のスイッチのいずれかが新規フローの第１パケットを含むパケットを受信した際に前記管理計算機に向けて送るパケット到着通知に応答して、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定するフロー経路決定処理を行い、
前記フロー経路決定処理において、前記制御部は、前記エントリ状態情報を参照することによって、前記通信ネットワークにおける前記送信元から前記送信先への各経路候補に属する各スイッチの前記スイッチコストを算出し、更に、前記算出されたスイッチコストに基づいて、前記経路候補のうち１つを前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定し、その後、前記管理計算機は、前記第１パケットを含む前記パケットの送信命令を、前記パケット到着通知の送信元である前記いずれかのスイッチに送り、前記いずれかのスイッチは、前記第１パケットを転送する
管理計算機。 A management computer connected to a plurality of switches arranged on a communication network,
The number of entries used is the number of flows managed by one switch.
The parameter depends on the number of entries used,
The switch cost depends on the parameters,
The management computer is
A storage unit storing entry state information indicating the parameter in each of the plurality of switches;
A control unit that controls a flow from a transmission source to a transmission destination in the communication network, and
The control unit responds to a packet arrival notification sent to the management computer when any of the plurality of switches receives a packet including a first packet of a new flow, from the transmission source to the transmission destination. A flow route determination process for determining the route of the new flow of
In the flow route determination process, the control unit calculates the switch cost of each switch belonging to each route candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the entry state information, Further, based on the calculated switch cost, one of the route candidates is determined as a route of the new flow from the transmission source to the transmission destination, and then the management computer determines the first packet as A management computer that sends the packet transmission command to the one of the switches that is the transmission source of the packet arrival notification, and the switch transfers the first packet .
前記外部入力ポートと前記外部出力ポートとの間の内部ネットワーク上に配置された複数のスイッチと、
前記複数のスイッチに接続されたスタック管理部と
を備え、
使用エントリ数は、１つのスイッチに管理されているフローの数であり、
パラメータは、前記使用エントリ数に依存し、
スイッチコストは、前記パラメータに依存し、
前記スタック管理部は、
前記複数のスイッチの各々における前記パラメータを示すエントリ状態情報が格納される記憶部と、
前記内部ネットワークにおける前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへのフローを制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記複数のスイッチのいずれかが新規フローの第１パケットを含むパケットを受信した際に前記スタック管理部に向けて送るパケット到着通知に応答して、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの経路を決定するフロー経路決定処理を行い、
前記フロー経路決定処理において、前記制御部は、前記エントリ状態情報を参照することによって、前記内部ネットワークにおける前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの各経路候補に属する各スイッチの前記スイッチコストを算出し、更に、前記算出されたスイッチコストに基づいて、前記経路候補のうち１つを前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの経路として決定し、その後、前記スタック管理部は、前記第１パケットを含む前記パケットの送信命令を、前記パケット到着通知の送信元である前記いずれかのスイッチに送り、前記いずれかのスイッチは、前記第１パケットを転送する
スタックドスイッチ。 An external input port and an external output port connected to an external network;
A plurality of switches arranged on an internal network between the external input port and the external output port;
A stack management unit connected to the plurality of switches,
The number of entries used is the number of flows managed by one switch.
The parameter depends on the number of entries used,
The switch cost depends on the parameters,
The stack management unit
A storage unit storing entry state information indicating the parameter in each of the plurality of switches;
A control unit for controlling a flow from the external input port to the external output port in the internal network,
The control unit responds to a packet arrival notification sent to the stack management unit when any one of the plurality of switches receives a packet including a first packet of a new flow, from the external input port to the external Perform a flow route determination process to determine the route of the new flow to the output port,
In the flow route determination process, the control unit calculates the switch cost of each switch belonging to each route candidate from the external input port to the external output port in the internal network by referring to the entry state information. Further, based on the calculated switch cost, one of the path candidates is determined as a path of the new flow from the external input port to the external output port, and then the stack management unit A stacked switch that sends a transmission command of the packet including the first packet to any one of the switches that is a transmission source of the packet arrival notification, and the any one of the switches transfers the first packet .
閾値エントリ数は、前記使用エントリ数の閾値であり、
空きエントリ数は、前記閾値エントリ数と前記使用エントリ数との差分であり、
前記スイッチコストは、前記空きエントリ数が減少するにつれて増加する量である
スタックドスイッチ。 The stacked switch according to claim 13, wherein
The threshold entry number is a threshold value of the used entry number,
The number of free entries is the difference between the threshold entry number and the used entry number,
The switch cost is an amount that increases as the number of empty entries decreases. Stacked switch.
前記各経路候補に属するスイッチの前記スイッチコストの総和あるいは積は、総コストであり、
前記制御部は、前記経路候補のうち前記総コストが最小である１つを、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの経路として決定する
スタックドスイッチ。 The stacked switch according to claim 14, wherein
The sum or product of the switch costs of the switches belonging to each of the route candidates is the total cost,
The control unit determines one of the route candidates having the smallest total cost as a route of the new flow from the external input port to the external output port. Stacked switch.
前記各経路候補に属するスイッチの前記スイッチコストのうち最大のものは、最大スイッチコストであり、
前記制御部は、前記経路候補のうち前記最大スイッチコストが最小である１つを、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの経路として決定する
スタックドスイッチ。 The stacked switch according to claim 14, wherein
Of the switch costs of the switches belonging to each of the route candidates, the largest one is the maximum switch cost,
The control unit determines one of the route candidates having the smallest maximum switch cost as a route of the new flow from the external input port to the external output port. Stacked switch.
前記各経路候補に属するスイッチの前記スイッチコストのうち最小のものは、最小スイッチコストであり、
前記制御部は、前記経路候補のうち前記最小スイッチコストが最小である１つを、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの経路として決定する
スタックドスイッチ。 The stacked switch according to claim 14, wherein
The smallest one of the switch costs of the switches belonging to each of the route candidates is a minimum switch cost,
The control unit determines one of the route candidates having the smallest minimum switch cost as a route of the new flow from the external input port to the external output port. Stacked switch.
前記スイッチコストは、前記空きエントリ数の逆数に比例する量である
スタックドスイッチ。 A stacked switch according to any one of claims 14 to 17, comprising:
The switch cost is an amount proportional to the reciprocal of the number of empty entries. Stacked switch.
前記制御部は、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの経路を決定した後、前記空きエントリ数が１減少することに相当する変更を、前記決定された経路に属する各スイッチに関する前記パラメータに加えることによって、前記エントリ状態情報を更新する
スタックドスイッチ。 A stacked switch according to any one of claims 14 to 18, comprising:
After the controller determines the path of the new flow from the external input port to the external output port, a change corresponding to a decrease in the number of empty entries by 1 is made for each switch belonging to the determined path. Updating the entry state information by adding to the parameter with respect to the stacked switch.
前記決定された経路に属する第１スイッチは、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの通信が所定の期間途絶えた場合、エントリ消去通知を前記スタック管理部に送信し、
前記制御部は、前記エントリ消去通知に応答して、前記空きエントリ数が１増加することに相当する変更を前記第１スイッチに関する前記パラメータに加えることによって、前記エントリ状態情報を更新する
スタックドスイッチ。 A stacked switch according to any one of claims 14 to 19, comprising:
The first switch belonging to the determined path, when communication of the new flow from the external input port to the external output port is interrupted for a predetermined period, transmits an entry erase notification to the stack management unit,
In response to the entry deletion notification, the control unit updates the entry status information by adding a change corresponding to the increase in the number of empty entries to the parameter relating to the first switch. Stacked switch .
前記記憶部には、更に、前記内部ネットワークの構成を示すトポロジ情報が格納され、
前記制御部は、前記トポロジ情報を参照することによって、前記内部ネットワークにおける前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記経路候補を抽出する
スタックドスイッチ。 A stacked switch according to any one of claims 13 to 20, comprising:
The storage unit further stores topology information indicating a configuration of the internal network,
The control unit extracts the route candidate from the external input port to the external output port in the internal network by referring to the topology information. Stacked switch.
前記制御部は、前記決定された経路に属する各スイッチに対して、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの通信データを前記決定された経路に沿って転送するように指示する
スタックドスイッチ。 The stacked switch according to any one of claims 13 to 21,
The control unit instructs each switch belonging to the determined path to transfer the communication data of the new flow from the external input port to the external output port along the determined path. Stacked switch.
前記複数のスイッチの各々は、通信データの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブルを有し、前記転送テーブルを参照することによって前記入力元から受け取った通信データを前記転送先に転送し、
前記制御部は、前記決定された経路に属する各スイッチに対して、前記外部入力ポートから前記外部出力ポートへの前記新規フローの通信データが前記決定された経路に沿って転送されるように前記転送テーブルの内容を設定するよう指示し、
前記決定された経路に属する各スイッチは、前記制御部からの指示に応答して、前記転送テーブルの内容を設定する
スタックドスイッチ。 A stacked switch according to claim 22, wherein
Each of the plurality of switches has a transfer table indicating a correspondence relationship between an input source and a transfer destination of communication data, and transfers the communication data received from the input source to the transfer destination by referring to the transfer table And
The control unit is configured so that communication data of the new flow from the external input port to the external output port is transferred along the determined path to each switch belonging to the determined path. Instructed to set the contents of the forwarding table,
Each switch belonging to the determined route sets the contents of the forwarding table in response to an instruction from the control unit. Stacked switch.
使用エントリ数は、１つのスイッチに管理されているフローの数であり、
パラメータは、前記使用エントリ数に依存し、
スイッチコストは、前記パラメータに依存し、
前記フロー経路決定方法は、前記複数のスイッチのいずれかが新規フローの第１パケットを含むパケットを受信した際に管理計算機またはスタック管理部に向けて送るパケット到着通知に応答して、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定するステップを含み、
前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定するステップは、
前記複数のスイッチの各々における前記パラメータを示すエントリ状態情報を記憶装置から読み出すステップと、
前記エントリ状態情報を参照することによって、前記通信ネットワークにおける前記送信元から前記送信先への各経路候補に属する各スイッチの前記スイッチコストを算出するステップと、
前記算出されたスイッチコストに基づいて、前記経路候補のうち１つを前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定するステップと、
前記第１パケットを含む前記パケットの送信命令を、前記パケット到着通知の送信元である前記いずれかのスイッチに送るステップと、
前記いずれかのスイッチが、前記第１パケットを転送するステップと
を含む
フロー経路決定方法。 A flow path determination method for determining a flow path from a transmission source to a transmission destination in a communication network in which a plurality of switches are arranged,
The number of entries used is the number of flows managed by one switch.
The parameter depends on the number of entries used,
The switch cost depends on the parameters,
In response to a packet arrival notification sent to a management computer or a stack management unit when any of the plurality of switches receives a packet including a first packet of a new flow, Determining the route of the new flow from the destination to the destination;
Determining the path of the new flow from the source to the destination,
Reading entry status information indicating the parameter in each of the plurality of switches from a storage device;
Calculating the switch cost of each switch belonging to each path candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the entry status information;
Determining one of the path candidates as the path of the new flow from the source to the destination based on the calculated switch cost ;
Sending a packet transmission instruction including the first packet to any one of the switches that is a transmission source of the packet arrival notification;
A flow path determination method including: a step in which any one of the switches forwards the first packet .
使用エントリ数は、１つのスイッチに管理されているフローの数であり、
パラメータは、前記使用エントリ数に依存し、
スイッチコストは、前記パラメータに依存し、
前記フロー経路決定処理は、前記複数のスイッチのいずれかが新規フローの第１パケットを含むパケットを受信した際に管理計算機またはスタック管理部に向けて送るパケット到着通知に応答して、前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定するステップを含み、
前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路を決定するステップは、
前記複数のスイッチの各々における前記パラメータを示すエントリ状態情報を記憶装置から読み出すステップと、
前記エントリ状態情報を参照することによって、前記通信ネットワークにおける前記送信元から前記送信先への各経路候補に属する各スイッチの前記スイッチコストを算出するステップと、
前記算出されたスイッチコストに基づいて、前記経路候補のうち１つを前記送信元から前記送信先への前記新規フローの経路として決定するステップと、
前記第１パケットを含む前記パケットの送信命令を、前記パケット到着通知の送信元である前記いずれかのスイッチに送るステップと、
前記いずれかのスイッチが、前記第１パケットを転送するステップと
を含む
フロー経路決定プログラム。 A flow path determination program for causing a computer to execute a flow path determination process for determining a flow path from a transmission source to a transmission destination in a communication network in which a plurality of switches are arranged,
The number of entries used is the number of flows managed by one switch.
The parameter depends on the number of entries used,
The switch cost depends on the parameters,
In response to a packet arrival notification sent to a management computer or a stack management unit when any of the plurality of switches receives a packet including a first packet of a new flow, the flow path determination process Determining the route of the new flow from the destination to the destination;
Determining the path of the new flow from the source to the destination,
Reading entry status information indicating the parameter in each of the plurality of switches from a storage device;
Calculating the switch cost of each switch belonging to each path candidate from the transmission source to the transmission destination in the communication network by referring to the entry status information;
Determining one of the path candidates as the path of the new flow from the source to the destination based on the calculated switch cost ;
Sending a packet transmission instruction including the first packet to any one of the switches that is a transmission source of the packet arrival notification;
A flow path determination program comprising the step of any one of the switches transferring the first packet .
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