(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記エッジスイッチは、
当該エッジスイッチに接続されている端末の増減を検知した場合には、前記NW制御手段に通知する手段を有し、
前記NW制御手段は、
前記端末の増減を前記端末情報記憶手段に反映させる手段と、
前記端末情報記憶手段の情報のうち、該当するクラウドを通す端末のIPアドレスと契約サービス情報のみを前記クラウドコントローラに通知する手段を含むことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携システム。
【請求項２】
ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記NW機能サーバは、
前記仮想マシンの増減を検知した場合には、増減のあった仮想マシンのID、NW機能及びリソースを前記クラウドコントローラに通知する手段を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記仮想マシンの増減を前記NW機能情報記憶手段に反映させる手段と、
前記NW機能情報記憶手段の情報のうち、前記クラウド内にあるNW機能と全体のリソース情報のみを前記WANコントローラに通知する手段を含むことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携システム。
【請求項３】
前記WAN側の前記エッジスイッチは、
フローエントリを保持する第１のフローテーブルと、
前記第１のフローテーブルのフローエントリに基づいてパケットを処理する第１のパケット処理手段と、
前記WANコントローラから受信したフローエントリをフローテーブルに書き込む第１のセキュアチャネルと、
を有し、
前記NW機能クラウド側の前記ゲートウェイスイッチは、
フローエントリを保持する第２のフローテーブルと、
前記第２のフローテーブルのフローエントリに基づいてパケットを処理する第２のパケット処理手段と、
前記クラウドコントローラから受信したフローエントリを前記第２のフローテーブルに書き込む第２のセキュアチャネルと、
を有し、
前記NW機能クラウド側の前記NW機能サーバは、
フローエントリを保持する第３のフローテーブルと、
前記第３のフローテーブルのフローエントリに基づいて前記仮想マシンが通信するパケットを処理し、該仮想マシンの増減、NW機能や性能に関する情報を前記クラウドコントローラに通知する仮想スイッチ手段と、
前記クラウドコントローラから受信したフローエントリを前記第３のフローテーブルに書き込む第３のセキュアチャネルと、
を有する
請求項１又は２記載の通信ネットワークの経路制御連携システム。
【請求項４】
ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携方法であって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、を有するシステムにおいて、
前記WANの端末に接続されるエッジスイッチが、該端末のIPアドレスを前記WANコントローラに通知するステップと、
前記WANコントローラが、前記端末のIPアドレスを端末情報記憶手段に格納し、該端末のIPアドレス及び契約サービス情報を、前記クラウドコントローラに通知するステップと、
フローエントリを生成して前記エッジスイッチに通知するステップと、
前記クラウドコントローラが、前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能及びリソースをNW機能情報記憶手段に格納し、前記WANコントローラから取得した前記端末のIPアドレス及び前記契約サービス情報をフロー管理情報記憶手段に格納し、フローエントリを生成して、該フローエントリをゲートウェイスイッチ及びNW機能サーバに通知するステップと、
前記NW機能サーバが、前記クラウドコントローラから受信した前記フローエントリをフローテーブルに格納するステップと、
前記WAN側のエッジスイッチが、当該エッジスイッチに接続されている端末の増減を検知した場合には、前記WANコントローラに通知するステップと、
前記WANコントローラが、前記端末の増減を前記端末情報記憶手段に反映させ、該端末情報記憶手段の情報のうち、該当するクラウドを通す端末のIPアドレスと契約サービス情報のみを前記クラウドコントローラに通知するステップと、
を行うことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携方法。
【請求項５】
ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携方法であって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、を有するシステムにおいて、
前記WANの端末に接続されるエッジスイッチが、該端末のIPアドレスを前記WANコントローラに通知するステップと、
前記WANコントローラが、前記端末のIPアドレスを端末情報記憶手段に格納し、該端末のIPアドレス及び契約サービス情報を、前記クラウドコントローラに通知するステップと、
フローエントリを生成して前記エッジスイッチに通知するステップと、
前記クラウドコントローラが、前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能及びリソースをNW機能情報記憶手段に格納し、前記WANコントローラから取得した前記端末のIPアドレス及び前記契約サービス情報をフロー管理情報記憶手段に格納し、フローエントリを生成して、該フローエントリをゲートウェイスイッチ及びNW機能サーバに通知するステップと、
前記NW機能サーバが、前記クラウドコントローラから受信した前記フローエントリをフローテーブルに格納するステップと、
前記クラウド側の前記NW機能サーバが、前記仮想マシンの増減を検知した場合には、増減のあった仮想マシンのID、NW機能及びリソースを前記クラウドコントローラに通知するステップと、
前記クラウドコントローラが、前記仮想マシンの増減を前記NW機能情報記憶手段に反映させ、該NW機能情報記憶手段の情報のうち、前記クラウド内にあるNW機能と全体のリソース情報のみを前記WANコントローラに通知するステップと、
を行うことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークの経路制御連携システム及び方法に係り、特に、広域ネットワーク（WAN）と、ネットワーク(NW)機能を一箇所のサーバ群やデータセンタに集約するNW機能クラウドを別個のネットワークとして管理し、かつ、双方のネットワーク制御を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のキャリア網、特に、固定網においては、インターネットアクセスやIPTV、VPN(Virtual Private Network)などのネットワークサービスを提供するための機能（NW機能）がエッジルータや専用のアプライアンスといった形態で実装されている。
【０００３】
近年では、このようなNW機能を仮想化して汎用サーバ上で動作させ、ネットワークサービスを提供できるようにするNFV(Network Function Virtualization)が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
NFVが実現されると、NW機能を仮想マシン(VM)上に実装して管理することで、リソースの柔軟な割り当てや他の物理サーバへの移動(マイグレーション)などが可能になる。
【０００５】
一方、ユーザの通信に対してNW機能を適用する際、現在のキャリア網はIPネットワークとして構成されているため、IPルーティングによって通信経路を制御している。
【０００６】
一般に、IPのルーティングプロトコルでは、複数のユーザのトラフィックをまとめたフローに対して経路制御を実施する。そのため、全てのユーザに一律に同じサービスを提供する場合には、このような経路制御で問題はない。
【０００７】
しかし、インターネットユーザの増加により、ユーザ層が幅広くなり、個々のユーザのニーズが多様化してきていることを鑑みると、ユーザごとにカスタマイズされたサービスを提供することが求められている。
【０００８】
そのためには、ユーザごとに異なる経路制御が必要になるが、全国規模のネットワークでは、数百万単位のユーザを収容する必要があり、既存のIPルーティングプロトコルでユーザ毎の経路制御を実施することは困難であると考えられる。
【０００９】
このような状況において、データセンタでの利用が始まっている。例えば、OpenFlow(例えば、非特許文献２参照)のようなSDN(software Defined Network)の技術を、キャリア網に適用する検討がされている。
【００１０】
OpenFlowは、予め定義したフローの単位で経路制御を実現することができるため、ユーザごとのトラフィックをフローとして定義することで、前述のようにユーザごとに経路制御を柔軟に変えることができる。
【００１１】
しかしながら、現在のOpenFlowは、まず、データセンタをターゲットに開発された技術であり、キャリア網規模でのユーザ数(数百万〜数千万)規模に適用しようとすると、フローの情報を保持するハードウェアの制約がある。
【００１２】
そのため、現在のキャリアのIP網を全てOpenFlowで置き換えることは現実的でない。
【００１３】
こうした課題に対し、キャリアの広域ネットワークへの入口にあたるエッジルータにおいて、ユーザ単位やサービス単位に定義されたフローを、その宛先に応じて、エッジルータ間に確立されたトンネルに転送する技術が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】"Network Functions Virtualisation." NFV White Paper, Oct. 22. 2012. http://portal.etsi.org.NFV/NFV_White_Paper.pdf
【非特許文献２】"Software-Defined Networking: The New Norm for Networks,"ONF White Paper, Open Network Foundation, April 13, 2012.  http://www.opennetworking.org/images /stories/downloads/wihtepapers/wp-sdn-newnorm.pdf
【非特許文献３】小島久史，北田裕之，高谷直樹，松林泰則，"NWサービス機能の仮想化を考慮した経路制御方式の検討."2013信学総大，分冊通信2,B-6-114, p. 114, March 2013.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
NFVが実現されると、NW機能を一カ所のサーバ群やデータセンタに集約することで設備効率の向上というメリットを享受できると考えられる。
【００１６】
前述の非特許文献３の技術では、エンド−エンド間でトンネルを張り、ユーザの通信をIPネットワークから抽象化することで、NW機能の位置に依存しない柔軟なネットワーク制御を実現しているが、NW機能がクラウドとして提供された環境を想定していないため、次のような問題が生じると考えられる。
【００１７】
まず、全てのNW機能の種類やリソース、ロケーションの情報をネットワークのコントローラが一元的に把握している必要があるため、大規模なサーバ群において大量のVMによるＮＷ機能が提供される場合、トンネルの管理対象が膨大になる。
【００１８】
また、同一拠点内で、VMの追加や削除、移動などが行われたとしても、異なるエッジルータに収容されている場合は、トンネルの張り直しが行われるため、クラウドのメリットであるリソース位置の抽象化が効果的に作用しない。
【００１９】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、広域ネットワーク（WAN）とNW機能クラウドを別個のネットワークとして管理し、かつ双方のネットワーク制御を連携させることで、NW機能がクラウド化された環境において、ユーザやサービス単位で所望のNW機能を適用することが可能な通信ネットワークの経路制御連携システム及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
一態様によれば、ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、を有し、
前記エッジスイッチは、
当該エッジスイッチに接続されている端末の増減を検知した場合には、前記NW制御手段に通知する手段を有し、
前記NW制御手段は、
前記端末の増減を前記端末情報記憶手段に反映させる手段と、
前記端末情報記憶手段の情報のうち、該当するクラウドを通す端末のIPアドレスと契約サービス情報のみを前記クラウドコントローラに通知する手段を含む。
また、一態様によれば、ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記NW機能サーバは、
前記仮想マシンの増減を検知した場合には、増減のあった仮想マシンのID、NW機能及びリソースを前記クラウドコントローラに通知する手段を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記仮想マシンの増減を前記NW機能情報記憶手段に反映させる手段と、
前記NW機能情報記憶手段の情報のうち、前記クラウド内にあるNW機能と全体のリソース情報のみを前記WANコントローラに通知する手段を含む。
【発明の効果】
【００２１】
一態様によれば、NW機能がクラウドとして提供されている環境において、ユーザやサービス単位で所望のNW機能を適用することが可能になる。
【００２２】
また、WANとクラウドを別々のコントローラで制御することで、互いのネットワークを抽象化し、スケーラビリティの向上が見込める。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態におけるシステムの全体構成図である。
【図２】本発明の一実施の形態におけるWANコントローラの機能構成図である。
【図３】本発明の一実施の形態における端末DBの例である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるクラウドDBの例である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるエッジスイッチの機能構成図である。
【図６】本発明の一実施の形態におけるクラウドコントローラの機能構成図である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるNW機能DBの例である。
【図８】本発明の一実施の形態におけるフロー管理DBの例である。
【図９】本発明の一実施の形態におけるゲートウェイスイッチの機能構成図である。
【図１０】本発明の一実施の形態におけるNW機能サーバの機能構成図である。
【図１１】本発明の一実施の形態における連携方式（１）のシーケンスである。
【図１２】本発明の一実施の形態における連携方式（２）のシーケンスである。
【図１３】本発明の第１の実施例のネットワーク構成図である。
【図１４】本発明の第１の実施例におけるフローエントリの例である。
【図１５】本発明の第１の実施例のシーケンスである。
【図１６】本発明の第２の実施例のネットワーク構成図である。
【図１７】本発明の第２の実施例における第１の実施例とのフローエントリの差分である。
【図１８】本発明の第２の実施例のシーケンスである。
【図１９】本発明の第３の実施例のネットワーク構成図である。
【図２０】本発明と従来技術の比較である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施の形態におけるシステムの全体構成図を示す。
【００２６】
同図では、NW機能クラウドが二つある場合を示しているが、この例に限定されることなく、１つでも３つ以上でもよい。
【００２７】
同図に示すシステムは、インターネット１、複数の端末２、IPネットワーク１００、NW機能クラウド２００，３００を有する。
【００２８】
IPネットワーク１００は、WANコントローラ１１０、複数エッジスイッチ１２０、複数のルータ１３０を有しており、エッジスイッチ１２０は、インターネット１、端末２、NWクラウド２００，３００のゲートウェイスイッチ２２０，３２０に接続されている。
【００２９】
これらの各構成を説明する。
【００３０】
＜WANコントローラ１１０＞
WANコントローラ１１０は、図２に示すように、端末DB１１１、クラウドDB１１２、NW制御部１１３、インタフェース１１４、エッジスイッチIPアドレスDB１１５を有する。
【００３１】
端末DB１１１は、図３に示すように、IPネットワーク１００に接続している端末２のID、IPアドレス、契約サービス情報が格納されている。
【００３２】
クラウドDB１１２は、図４に示すように、クラウドネットワークを識別するID(クラウドID)と、クラウドネットワークに接続しているエッジスイッチのIPアドレス、そのクラウドに含まれるNW機能情報とリソース情報を保持する。
【００３３】
NW制御部１１３は、クラウドDB１１２と、端末DB１１１にある情報をもとに、フローエントリを作成し、インタフェース１１４を介してエッジスイッチ１２０を制御する機能、クラウドDB１１２と端末DB１１１にある情報を、インタフェース１１４を介してクラウドコントローラ２１０に通知する機能、エッジスイッチ１２０、及びクラウドコントローラ２１０から通知された情報をもとにクラウドDB１１２と端末DB１１１の情報を更新する機能を有する。
【００３４】
エッジスイッチIPアドレスDB１１５は、表１に示すように、エッジスイッチのIPがクラウドIDと１対１に対応する情報が格納されている。なお、エッジスイッチIPアドレスDB１１５は、データセンタを新設、閉鎖するなど、クラウド自体が増減する場合に追記・削除等の更新が行われるが、本明細書では、クラウドの増減に関する部分については範囲外とする。
【００３５】
【表１】
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＜エッジスイッチ１２０＞
エッジスイッチ１２０は、図５に示すように、フローテーブル１２１、パケット処理部１２２、セキュアチャネル１２３、IPネットワーク１００に接続されるインタフェース１２４Ａ，クラウドネットワークや外部NW、端末２に接続されるインタフェース１２４Ｂ，WANコントローラ１１０に接続されるインタフェース１２３Ｃを有する。
【００３６】
フローテーブル１２１は、パケット処理のルールが記述されたフローエントリを保持する。
【００３７】
パケット処理部１２２は、フローテーブル１２１のフローエントリの処理ルールを参照し、パケットを処理し、インタフェース１２４Ａ、１２４Ｂを介して、IPネットワーク１００やクラウドネットワークや外部NW、端末２間でパケットを受信、転送する。
【００３８】
セキュアチャネル１２３は、WANコントローラ１１０とインタフェース１２４Ｃを介して通信し、WANコントローラ１１０から受信したフローエントリをフローテーブル１２１に書き込む。
【００３９】
＜クラウドコントローラ２１０＞
次に、NW機能クラウド２００，３００のクラウドコントローラ２１０，３１０について説明する。以下では、クラウドコントローラ２１０についてのみ記載するが、クラウドコントローラ３１０についても同様である。
【００４０】
図６は、本発明の一実施の形態におけるクラウドコントローラの機能構成図を示す。
【００４１】
クラウドコントローラ２１０は、NW機能DB２１１、フロー管理DB２１２、NW制御部２１３、複数のインタフェース２１４を有する。
【００４２】
NW機能DB２１１は、図７に示すように、クラウドにある仮想マシンVMのID、仮想スイッチのIPアドレス、VMに含まれるNW機能の情報、リソース情報を保持する。
【００４３】
フロー管理DB２１２は、図８に示すように、クラウドネットワーク内のフロー制御に必要となるユーザIPアドレス、契約サービス情報を保持する。
【００４４】
NW制御部２１３は、NW機能DB２１１とフロー管理DB２１２にある情報をもとに、フローエントリを作成し、インタフェース２１４Ａを介してゲートウェイスイッチ２２０、及びインタフェース２１４Ｂ〜２１４Xを介してNW機能サーバ２３０の仮想スイッチを制御する機能、NW機能DB２１１にある情報をインタフェース２１４ａを介してWANコントローラ１１０に通知する機能、NW機能サーバ２３０の仮想スイッチ部、及び、WANコントローラ１１０から通知された情報をもとに、NW機能DB２１１とフロー管理DB２１２の情報を更新する機能を有する。
【００４５】
＜ゲートウェイスイッチ２２０＞
図９は、本発明の一実施の形態におけるゲートウェイスイッチの機能構成図を示す。
【００４６】
NW機能クラウド２００のゲートウェイスイッチ２２０は、フローテーブル２２１、パケット処理部２２２、セキュアチャネル２２３、複数のインタフェース２２４を有する。
【００４７】
フローテーブル２２１は、パケットの処理ルールが記載されたフローエントリを保持する。
【００４８】
パケット処理部２２２は、フローテーブル２２１のあるフローエントリを参照し、インタフェース２２４Ａを介してIPネットワーク１００と、２２４Ｂを介してNW機能クラウド２００のNW機能サーバ２３０と、パケットの受信、転送等の処理を行う。
【００４９】
セキュアチャネル２２３は、クラウドコントローラ２１０とインタフェース２２４Ｃを介して通信し、クラウドコントローラ２１０から受信したフローエントリをフローテーブル２２１に書き込む。
【００５０】
＜NW機能サーバ２３０＞
図１０は、本発明の一実施の形態におけるNW機能サーバの機能構成図を示す。
【００５１】
NW機能サーバ２３０は、フローテーブル２３１、仮想スイッチ部２３２、セキュアチャネル２３３、複数のインタフェース２３４を有する。
【００５２】
フローテーブル２３１は、パケットの処理のルールが記載されたフローエントリを保持する。
【００５３】
仮想スイッチ部２３２は、フローテーブル２３１のあるフローエントリを参照し、VMが通信するパケットを処理するほか、VMの増減やNW機能、性能に関する情報をクラウドコントローラ２１０にインタフェース２３４Ａを介して通知する。
【００５４】
セキュアチャネル２３３は、インタフェース２３４Ｂを介して、クラウドコントローラ２１０から受信したフローエントリをフローテーブル２３１に書き込む。
【００５５】
次に、上記の構成のシステムにおけるWANとNW機能クラウドとの連携方法を説明する。
【００５６】
＜連携方式（１）＞
図１１は、本発明の一実施の形態における連携方式（１）のシーケンスを示す。
【００５７】
WANコントローラ１１０が端末２の増減を検知した場合は、以下の処理を行う。
【００５８】
WANコントローラ１１０からクラウドコントローラ２１０(３１０)に通知する方法として、WAN内の全ての端末の情報(IPアドレス、契約サービス)は通知せず、最低限必要となる、該当クラウドを通す端末のIPアドレスと、該当アドレスで適用すべき契約サービス名のみを通知する。
【００５９】
ステップ１０１）IPネットワーク１００の端末２に接続されるエッジスイッチ１２０は、端末２のIPアドレスをインタフェース１２４Ｃを介してWANコントローラ１1０に通知する。
【００６０】
ステップ１０２）WANコントローラ１１０は、受信した端末２のIPアドレスを端末DB１１１に追加書き込みをする。
【００６１】
ステップ１０３）WANコントローラ１１０は、インタフェース１１４aを介して端末のIPアドレス及び契約サービスをクラウドコントローラ２１０に通知する。なお、ユーザガサービス契約をしていない場合には、契約サービスは通知されない。
【００６２】
ステップ１０４）WANコントローラ１１０のNW制御部１１３において、さらに、端末DB１１１の情報の端末のIPアドレス及び契約サービス情報からフローエントリを生成する。
【００６３】
ステップ１０５）クラウドコントローラ２１０は、受信した端末のIPアドレス及び契約サービスをフロー管理DB２１２に追加書き込みをする。
【００６４】
ステップ１０６）  クラウドコントローラ２１０のNW制御部２１３において、NW機能DB２１１とフロー管理DB２１２にある情報を組み合わせて、各フローを適切なVMにながすようにフローエントリを作成する。
【００６５】
ステップ１０７）  クラウドコントローラ２１０のNW制御部２１３において、作成されたフローエントリをゲートウェイスイッチ２２０に送信する。
【００６６】
ステップ１０８）  更に、NW制御部２１３は、フローエントリをNW機能サーバ２３０に送信する。
【００６７】
ステップ１０９）  NW機能サーバ２３０は、インタフェース２３４Ｂを介して、ステップ１０６で生成されたフローエントリを受信すると、セキュアチャネル２３３において、フローエントリをフローテーブル２３１に書き込む。フローエントリの内容は、クラウド内のネットワークから受信したフローを、どのVMに転送するか、また、VMを通って戻ってきたフローを次にどこに（別のVM、別のNW機能サーバ、ゲートウェイスイッチ）に転送するかという制御を含む。
【００６８】
＜連携方式（２）＞
図１２は、本発明の一実施の形態における連携方式（２）のシーケンスを示す。
【００６９】
同図では、クラウドコントローラ２１０がVM(ＮW機能)の増減を検知した場合の制御を示す。
【００７０】
クラウドコントローラ２１０からWANコントローラ１１０に通知する情報として、クラウド内の個々のVMの情報（NW機能、リソース）は通知せず、クラウド内にあるNW機能と全体のリソースの情報のみを通知する。
【００７１】
ステップ２０１）NW機能サーバ２３０は、仮想スイッチ部２３２において、増減のあったVMのID、NW機能、リソースを、クラウドコントローラ２１０にインタフェース２３４Ａを介して通知する。
【００７２】
ステップ２０２）クラウドコントローラ２１０は、NW機能サーバ２３０から取得した情報を、NW機能DB２１１に追記する。
【００７３】
ステップ２０３）クラウドコントローラ２１０は、NW制御部２１３において、インタフェース２１４１を介して、NW機能、リソース、クラウドIDをWANコントローラ１１０に通知する。
【００７４】
ステップ２０４）  WANコントローラ１１０のNW制御部１１３は、クラウドコントローラ２１０から取得したNW機能、リソース、クラウドIDをクラウドDB１１２に追記する。さらに、前述の表１に示すエッジスイッチIPアドレスDB１１５からクラウドIDに対応したエッジスイッチのIPアドレスを取得してクラウドDB１１２に追加する。
【実施例】
【００７５】
以下に、上記の実施の形態の動作を具体的に説明する。
【００７６】
［第１の実施例］
本実施例では、端末２ＡがDPI(Deep Packet Inspection)とFW（Fire Wall）を契約し、Webサーバと通信する例を説明する。
【００７７】
図１３は、本発明の第１の実施例のネットワーク構成を示す。
【００７８】
同図において、図１と同一構成要素には同一符号を付す。
【００７９】
同図のネットワーク構成において、インターネット１にWebサーバ４００が設けられている。
【００８０】
IPネットワーク１００は、WANコントローラ１１０、端末２Ａと接続されるエッジスイッチ１２０１、クラウド２００と通信を行うエッジスイッチ１２０２、クラウド３００と通信を行うエッジスイッチ１２０３、インターネット１と通信を行うエッジスイッチ１２０４、各エッジスイッチと接続されるルータ１３０を有する。
【００８１】
各クラウド２００，３００は、クラウドコントローラ２１０、クラウドコントローラ３１０、エッジスイッチ１２０２と通信を行うゲートウェイスイッチ２２０、エッジスイッチ１２０３と通信を行うゲートウェイスイッチ３２０、NW機能サーバ２３０、NW機能サーバ３３０を有する。
【００８２】
図１４は、本発明の第１の実施例におけるフローエントリ例である。当該フローエントリは、コントローラにより設定される。
【００８３】
図１５は、本発明の第１の実施例のシーケンスを示す。
【００８４】
図１３の括弧内の数字と図１５の括弧内の数字は処理順序を表し、それぞれ対応している。
【００８５】
（１）端末２ＡがWebサーバ４００宛てにパケットを送ると、エッジスイッチ１２０１においてカプセル化され、DPI２４０のNW機能を有するクラウド２００に接続するエッジスイッチ１２０２に送信される。
【００８６】
（２）エッジスイッチ１２０２では、カプセル化を解除し、ゲートウェイスイッチ２２０が接続するポートへ、パケットを転送する。
【００８７】
（３）ゲートウェイスイッチ２２０がパケットを受け取ると、パケットをカプセル化し、DPI２４０のNW機能を有するNW機能サーバ２３０に送信する。
【００８８】
（４）NW機能サーバ２３０の仮想スイッチ部２３２がパケットを受け取ると、カプセル化を解除し、DPI２４０のNW機能を有するVMにパケットを転送する。
【００８９】
（５）DPI２４０は、パケットを処理した後、NW機能サーバ２３０にパケットを戻し、更に、NW機能サーバ２３０は、パケットをカプセル化してゲートウェイスイッチ２２０に送信する。
【００９０】
（６）ゲートウェイスイッチ２２０は、NW機能サーバ２３０からのパケットを受け取ると、カプセル化を解除し、エッジスイッチ１２０２が接続するポートへパケットを転送する。
【００９１】
（７）ゲートウェイスイッチ１２０２は、受信したパケットをカプセル化し、FWのNW機能を有するクラウド３００に接続するエッジスイッチ１２０３にルータ１３０を介して送信する。
【００９２】
（８）エッジスイッチ１２０３では、カプセル化を解除し、ゲートウェイスイッチ３２０が接続するポートへ、パケットを転送する。以後、（３）〜（６）と同様の処理を行い、FWのNW機能を適用する。
【００９３】
（９）エッジスイッチ１２０３、は、ゲートウェイスイッチ３２０から受信したパケットをカプセル化し、エッジスイッチ１２０４に送信する。
【００９４】
（10）エッジスイッチ１２０４は、カプセル化を解除し、インターネット１に接続するポートへ、パケットを転送する。
【００９５】
以上の動作により、端末２Ａからインターネット１のWebサーバ４００に向かうパケットに対してNW機能（DPI、FW）を適用することができる。
【００９６】
［第２の実施例］
本実施例では、前述の第１の実施例を実施後、端末２Aがクラウド３００内のNW機能(キャッシュ)を契約した場合について説明する。
【００９７】
図１６は、本発明の第２の実施例のネットワーク構成図を示す。図１３と同一構成部分には同一符号を付す。
【００９８】
本実施例では、クラウド３００にキャッシュ３５０との情報の送受信を行うNW機能サーバ３３０２を付加した構成である。
【００９９】
図１７は、本発明の第２の実施例における第１の実施例とのフローエントリの差分を示す。同図中の取り消し線は、第１の実施例より削除するフローエントリを示している。
【０１００】
図１８は、本発明の第２の実施例のシーケンスである。
【０１０１】
同図において、図１５と同一処理については同一番号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施例では、図１８の点線で囲んだ処理が付加される。
【０１０３】
（20）ゲートウェイスイッチ３２０は、NW機能サーバ３３０１から受信したパケットをカプセル化してNW機能サーバ３３０２に送信する。
【０１０４】
（21）NW機能サーバ３３０２は、内部のキャッシュ処理を行う。
【０１０５】
（22）NW機能サーバ３３０２は、パケットをカプセル化してゲートウェイスイッチ３２０に送信する。
【０１０６】
（23)ゲートウェイスイッチ３２０は、パケットのカプセル化を解除してエッジスイッチ１２０３に送信する。
【０１０７】
本実施例では、既にパケットが経由しているNW機能クラウド内での経路変更はWAN側へ影響しないため、エンド−エンド間でトンネルを張る方式と比較して、スケーラビリティを向上させることができる。
【０１０８】
［第３の実施例］
本実施例では、第２の実施例を実施後、FWがクラウド２００のNW機能サーバ２３０に移動した場合の例を示す。
【０１０９】
図１９は、本発明の第３の実施例のネットワーク構成図を示す。
【０１１０】
同図に示すネットワークは、第２の実施例では、クラウド３００に存在したFWをクラウド２００に移動させた例である。
【０１１１】
この場合、既にパケットが経由しているNW機能クラウド２００，３００間でNW機能が移動した場合でも、WAN側への影響はない。
【０１１２】
図２０は、本発明と従来方式の比較を示す。
【０１１３】
従来方式とは、非特許文献３に示す技術であり、WANとクラウドの間のゲートウェイスイッチにおいて、WAN側とクラウド側のトンネルをマッピングする方式である。
【０１１４】
同図において、ユーザ数をｎ、クラウド数x、クラウド内のVM数をmとしたとき、従来方式のコントローラの管理対象数は、n+xmであるが、本発明では、WANとクラウドを別々のコントローラで制御することで、WANコントローラの管理対象数はn+xであり、クラウドコントローラの管理対象数はVMと同数のｍとなり、コントローラ１台が管理するステート数を削減できることがわかる。
【０１１５】
なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１  インターネット
２  端末
１００  ＩＰネットワーク
１１０  WANコントローラ
１１１  端末DB
１１２  クラウドDB
１１３  ＮＷ制御部
１１４  インタフェース
１１５  エッジスイッチIPアドレスDB
１２０  エッジスイッチ
１２１  フローテーブル
１２２  パケット処理部
１２３  セキュアチャネル
１２４  インタフェース
１３０  ルータ
２００，３００  NW機能クラウド
２１０，３１０  クラウドコントローラ
２１１  NW機能DB
２１２  フロー管理DB
２１３  NW制御部
２１４  インタフェース
２２０，３２０  ゲートウェイスイッチ
２２１  フローテーブル
２２２  パケット処理部
２２３  セキュアチャネル
２２４  インタフェース
２３０，３３０  NW機能サーバ
２３１  フローテーブル
２３２  仮想スイッチ部
２３３  セキュアチャネル
２３４  インタフェース
２３５  VM（仮想マシン）
２４０  DPI
３５０  キャッシュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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