(57)【要約】  ネットワークデバイス（１７０〜２４０）とソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラ（１５０）との間をインターフェース接続するためのインターフェースデバイス（１００）であって、インターフェースデバイス（１００）は、インターフェースデバイス（１００）をＳＤＮコントローラ（１５０）に接続するための第１のインターフェース（１４０）と、インターフェースデバイス（１００）をネットワークデバイス（１７０〜２４０）に接続するための第２のインターフェース（１６０）と、ネットワークデバイスのネイティブ制御およびメッセージデータプロトコルで、ネットワークデバイス（１７０〜２４０）に制御データおよびメッセージデータを送信し、ネットワークデバイス（１７０〜２４０）から制御データおよびメッセージデータを受信するように動作するベンダおよび技術固有のレイヤモジュール（１１０）と、ネットワークデバイス（１７０〜２４０）の機能を表すデバイス抽象化モデル（４００）を生成するように動作するデバイス抽象化レイヤモジュール（１２０）と、ネットワークデバイス（１７０〜２４０）によって使用される制御データおよびメッセージデータをデバイス抽象化モデル（４００）にマッピングするように動作するプロトコルマッピングレイヤモジュール（１３０）であって、その結果、ＳＤＮコントローラ（１５０）によってネイティブメッセージフォーマットで発行されたメッセージを、ネットワークデバイス（１７０〜２４０）のネイティブメッセージフォーマットでネットワークデバイス（に送信することができ、ネットワークデバイス（１７０〜２４０）によってネイティブメッセージフォーマットで発行されたメッセージを、ＳＤＮコントローラ（１５０）のネイティブメッセージフォーマットでＳＤＮコントローラ（１５０）に送信することができる、プロトコルマッピングレイヤモジュール（１３０）とを備える。
2019520778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークデバイスとソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラとの間をインターフェース接続するためのインターフェースデバイスであって、
前記インターフェースデバイスを前記ＳＤＮコントローラに接続するための第１のインターフェースと、
前記インターフェースデバイスを前記ネットワークデバイスに接続するための第２のインターフェースと、
前記ネットワークデバイスのネイティブ制御およびメッセージデータプロトコルで、前記ネットワークデバイスに制御データおよびメッセージデータを送信し、前記ネットワークデバイスから制御データおよびメッセージデータを受信するように動作するベンダおよび技術固有のレイヤモジュールと、
前記ネットワークデバイスの機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作するデバイス抽象化レイヤモジュールと、
前記ネットワークデバイスによって使用される制御データおよびメッセージデータを前記デバイス抽象化モデルにマッピングするように動作するプロトコルマッピングレイヤモジュールであって、この結果、前記ＳＤＮコントローラによってネイティブメッセージフォーマットで発行されたメッセージを、前記ネットワークデバイスの前記ネイティブメッセージフォーマットで前記ネットワークデバイスに送信することができ、前記ネットワークデバイスによってネイティブメッセージフォーマットで発行されたメッセージを、前記ＳＤＮコントローラの前記ネイティブメッセージフォーマットで前記ＳＤＮコントローラに送信することができる、プロトコルマッピングレイヤモジュールと
を備える、インターフェースデバイス。
【請求項２】
前記ＳＤＮコントローラがＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルに準拠する、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項３】
前記デバイス抽象化レイヤモジュールが、時間領域、空間領域、および周波数領域のうちの１つまたは複数における前記ネットワークデバイスのスイッチング機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作する、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項４】
前記デバイス抽象化レイヤモジュールが、時間領域、空間領域、および周波数領域のうちの１つまたは複数における前記ネットワークデバイスのスイッチング、伝送、およびデータ収集の機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作する、請求項１に記載のインターフェースデバイス。
【請求項５】
前記ベンダおよび技術固有のレイヤモジュールが、前記ネットワークデバイスの機能を取り込むように動作し、前記デバイス抽象化レイヤモジュールが、前記取り込まれた機能に基づいて前記デバイス抽象化モデルを生成するように動作する、請求項４または５に記載のインターフェースデバイス。
【請求項６】
前記第１のインターフェースがイーサネットソケットレイヤを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載のインターフェースデバイス。
【請求項７】
前記ネットワークデバイスが、
光ファイバスイッチ、
光波長分割多重化スイッチ、
光フレキシ波長分割多重化スイッチ、
光固定グリッド波長選択切替えスイッチ、
光フレキシグリッド波長選択切替えスイッチ、
無線アクセスポイントコントローラ、
ＷｉＦｉコントローラ、
ＬＴＥネットワークまたはＬＴＥ−ＡネットワークのｅノードＢ、
無線アクセスポイント、
ＩｏＴ（Internet of Things）ゲートウェイ
のうちの１つまたは複数を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載のインターフェースデバイス。
【請求項８】
前記第２のインターフェースが、以下のインターフェースおよびプロトコル：
イーサネット、
セキュアシェル、
Ｔｅｌｎｅｔ、
トランザクション言語１、
簡易ネットワーク管理プロトコル、
無線アクセスポイントの制御およびプロビジョニング、
インターネット制御メッセージプロトコル
のうちの１つまたは複数をサポートする、請求項に記載のインターフェースデバイス。
【請求項９】
前記デバイス抽象化モデルが、以下のフィールド：
前記ネットワークデバイスによってサポートされる空間スイッチング機能に関するポートまたは空間フィールド、
前記ネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされる周波数チャネルまたは波長チャネルの数に関する波長（ラムダ）または中心周波数フィールド、
前記ネットワークデバイス１７０〜２４０によって周波数または波長ごとにサポートされる最大帯域幅および最小帯域幅に関する帯域幅フィールド、
前記ネットワークデバイスがタイムスロットスイッチングをサポートする場合、前記ネットワークデバイスによってサポートされるタイムスロットの数およびそれらの継続時間に関するタイムスロットフィールド、
前記ネットワークデバイスによってサポートされるデータビットレート範囲に関するビットレートフィールド、
前記ネットワークデバイスによってサポートされる信号電力範囲に関する電力フィールド、
前記ネットワークデバイスによってサポートされる信号フォーマットおよび変調タイプに関する信号タイプフィールド、
前記ネットワークデバイスのデバイス固有の機能を収容するために使用される機能フィールド、
前記ネットワークデバイスによって使用されるネットワーク名に関するネットワーク名フィールド、
前記ネットワークデバイスによって使用されるＩＰまたはイーサネットのヘッダを取り込むために使用されるＩＰ／イーサネットヘッダフィールド
のうちの１つまたは複数を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１０】
前記インターフェースデバイスがプラグアンドプレイ互換である、請求項１から９のいずれか一項に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１１】
前記ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール、前記デバイス抽象化レイヤモジュール、ならびに前記プロトコルマッピングレイヤモジュールが、前記インターフェースデバイスの処理ハードウェア上で実行するように構成されたソフトウェアモジュールとして実装
される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のインターフェースデバイス。
【請求項１２】
前記ネットワークデバイスとソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラとの間をインターフェース接続するためのネットワークデバイスで使用するためのソフトウェアモジュールであって、
前記ネットワークデバイスの前記ネイティブ制御およびメッセージデータプロトコルで、前記ネットワークデバイスに制御データおよびメッセージデータを送信し、前記ネットワークデバイスから制御データおよびメッセージデータを受信するように動作するベンダおよび技術固有のレイヤモジュールと、
前記ネットワークデバイスの機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作するデバイス抽象化レイヤモジュールと
を備える、ソフトウェアモジュール。
【請求項１３】
前記ネットワークデバイスと前記ソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラとの間をインターフェース接続するためのソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラのネットワークオペレーティングシステムで使用するためのソフトウェアモジュールであって、
前記ネットワークデバイスによって使用される制御データおよびメッセージデータをデバイス抽象化モデルにマッピングするように動作するプロトコルマッピングレイヤモジュールであって、その結果、前記ＳＤＮコントローラによってネイティブメッセージフォーマットで発行されたメッセージを、前記ネットワークデバイスの前記ネイティブメッセージフォーマットで前記ネットワークデバイスに送信することができ、前記ネットワークデバイスによってネイティブメッセージフォーマットで発行されたメッセージを、前記ＳＤＮコントローラの前記ネイティブメッセージフォーマットで前記ＳＤＮコントローラに送信することができる、プロトコルマッピングレイヤモジュール
を備える、ソフトウェアモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、ソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）の分野に関し、詳細には、ネットワークデバイスとＳＤＮコントローラとの間をインターフェース接続するためのインターフェースデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日の電気通信業界における最も緊急の問題の１つは、スマートフォン、クラウドサービス、およびビッグデータのますます高まる人気、ならびにさらに最近ではＩｏＴ（Internet of Things、すなわち、接続された冷蔵庫からスマートエネルギーメータおよびウェアラブルエレクトロニクスにわたる、数十億の接続デバイス）の出現によって引き起こされたデータに対する需要の高まりである。データに対する需要は今後５年間で着実に増加し、平均年間成長率はほぼ６０％になると推定されている。
【０００３】
従来のネットワークアーキテクチャは期待される要求を満たすのに適していないので、既存の情報通信（ＩＣＴ）ネットワークはこのデータに対する需要の高まりに対処するのに苦労している。たとえば、既存のネットワークアーキテクチャは、異なる技術プラットフォームにまたがるデータトラフィックに対処することができず、新しいアプリケーションによって必要とされる容量および待ち時間に対する要求を満たすことができない。さらに、ネットワークを構築、起動、および拡張することは非常に高価である。
【０００４】
これらの問題に対処しようと、ソフトウェア定義ネットワーク（ＳＤＮ）の概念に基づいて、ネットワークを設計、運用、および管理する新しい手法が開発された。従来のネットワーク機器ベンダによって提供される高価で閉鎖的なソリューションの代わりに、ＳＤＮは、制御プレーン（すなわち、「ネットワークオペレーティングシステム」または「ネットワークＯＳ」と呼ばれることがある制御ソフトウェア）がデータプレーン（すなわち、転送ハードウェア）から分離されるネットワーク設計において、よりシンプルで、安価で、柔軟性がある手法を提供する。図１は、（図１の右側に示された）従来のネットワークアーキテクチャと（図１の左側に示された）ＳＤＮアーキテクチャとの間の違いを示している。
【０００５】
ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）（ＯＦ）は、Ｏｐｅｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ（ＯＮＦ）によって開発されたオープンな国際標準であり、それにより、データプレーンと制御プレーンとの間のベンダおよび技術に依存しないプロトコルおよびインターフェースを定義することによるＳＤＮネットワークアーキテクチャの実現が可能になる。それは、データパスの外側のコントローラからソフトウェア／ユーザ定義のルーティング、制御、および管理を実行する機能を有するフロースイッチングに基づいている。ＯＦプロトコルでは、フローはネットワーク内の基本スイッチングエンティティであり、標準パケット内のヘッダフィールドの任意の組合せとして定義される。そのため、ＯＦ対応パケット交換ネットワークにおけるフローは、それらのヘッダフィールドがフロー定義と一致する任意のパケットを備える。
【０００６】
この手法（すなわち、ＯＦプロトコルに基づくＳＤＮ）は、本来デジタルであるパケット交換ネットワークデバイス（たとえば、イーサネットスイッチ）に対しては良好に機能するが、データの転送がもともとアナログ（すなわち波長または周波数）であり、デジタルパケットの概念が存在しない光ネットワークまたは無線ネットワークに適用することができない。
【０００７】
ＯＦに基づく市販のＳＤＮ対応ネットワークデバイスの大部分は、パケット交換式である。ほんの一握りの光ネットワークデバイスおよび無線ネットワークデバイスのみが、ＯＦに基づくＳＤＮをサポートする。
【０００８】
そのようなデバイスは、通常、以下のカテゴリのうちの１つに属する。
【０００９】
１．光スイッチ
・デジタルＳＤＮ対応光スイッチ：これらは、ＯＴＮ（光伝送ネットワーク）またはＳＤＨ（同期デジタル階層）などの光電子スイッチング技術を使用する、基本的にタイムスロット型のパケット交換デバイスである。
・全光ＳＤＮ対応スイッチ：これらは、通常、電力管理、隣接波長間の干渉などのいかなる特定の光学的機能なしに、標準ポートおよび／またはファイバスイッチングをサポートする。
・上述された技術アーキテクチャの組合せ。
最新の光スイッチング技術、たとえば、フレキシＷＤＭ（波長分割多重化）スイッチのためのＳＤＮソリューションは存在しない。
【００１０】
２．無線スイッチ／ルータ
・現在のＳＤＮ対応ソリューションはＷｉ−Ｆｉデバイスのみをサポートする（すなわち、ＬＴＥ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅなどの他の一般向け無線技術に対するサポートは存在しない）。
・既存のソリューションは、実際の無線伝送のいかなる制御もなしに、Ｗｉ−Ｆｉルータ／スイッチまたはＷｉ−Ｆｉアクセスポイントコントローラを単純なレイヤ２パケットスイッチとして抽象化する。
すべての既存のＳＤＮ対応ネットワークソリューションはベンダ固有であり、ベンダのハードウェアコントローラ（光または無線）と緊密に統合されている。
【００１１】
３．ＩｏＴゲートウェイデバイス
ＩｏＴデバイスをネットワークに相互接続するための新しいタイプのネットワーキングデバイスが出現している。これらのデバイスは、通常、ＩｏＴゲートウェイと呼ばれる。現在、ＩｏＴゲートウェイデバイスのためのＳＤＮソリューションは存在しない。
【００１２】
前述のデバイスまでＳＤＮの利益を拡大するために、図２に示されたように、光スイッチまたは無線ルータ／スイッチ／アクセスポイントまたはＩｏＴゲートウェイと、ＳＤＮ対応ネットワーク（およびより正確にはその「ＳＤＮコントローラ」モジュール）のネットワークＯＳとの間に位置する（「ミドルボックス」と呼ばれることがある）中間アダプタまたはインターフェースデバイスに対するニーズが存在し、そのため、それらのデバイスはＯＦプロトコルインターフェースを介して目に見えるようになり、プログラム可能になることができる。
【発明の概要】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、ネットワークデバイスとソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラとの間をインターフェース接続するためのインターフェースデバイスが提供され、インターフェースデバイスは、インターフェースデバイスをＳＤＮコントローラに接続するための第１のインターフェースと、インターフェースデバイスをネットワークデバイスに接続するための第２のインターフェースと、ネットワークデバイスのネイティブ制御およびメッセージデータプロトコルで、ネットワークデバイスに制御データおよびメッセージデータを送信し、ネットワークデバイスから制御データおよびメッセージデータを受信するように動作するベンダおよび技術固有のレイヤモジュールと、ネットワークデバイスの機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作するデバ
イス抽象化レイヤモジュールと、ネットワークデバイスによって使用される制御データおよびメッセージデータをデバイス抽象化モデルにマッピングするように動作するプロトコルマッピングレイヤモジュールであって、その結果、そのネイティブメッセージフォーマットでＳＤＮコントローラによって発行されたメッセージを、ネットワークデバイスのネイティブメッセージフォーマットでネットワークデバイスに送信することができ、そのネイティブメッセージフォーマットでネットワークデバイスによって発行されたメッセージを、ＳＤＮコントローラのネイティブメッセージフォーマットでＳＤＮコントローラに送信することができる、プロトコルマッピングレイヤモジュールとを備える。
【００１４】
ＳＤＮコントローラは、たとえば、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルに準拠することができる。
【００１５】
したがって、本発明のインターフェースデバイスは、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）標準プロトコルを介してＳＤＮネットワーク内の無線デバイス、光デバイス、およびＩｏＴゲートウェイデバイスのアクセス、制御、および監視を提供するためだけでなく、レガシー非ＳＤＮ準拠製品がＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）を介してプログラム可能になることを可能にするためにも使用することができる。
【００１６】
デバイス抽象化レイヤモジュールは、時間領域、空間領域、および周波数領域のうちの１つまたは複数におけるネットワークデバイスのスイッチング機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作することができる。
【００１７】
デバイス抽象化レイヤモジュールは、時間領域、空間領域、および周波数領域のうちの１つまたは複数におけるネットワークデバイスのスイッチング、伝送、およびデータ収集の機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作することができる。
【００１８】
ベンダおよび技術固有のレイヤモジュールは、ネットワークデバイスの機能を取り込むように動作することができ、デバイス抽象化レイヤモジュールは、取り込まれた機能に基づいてデバイス抽象化モデルを生成するように動作することができる。
【００１９】
第１のインターフェースは、イーサネットソケットレイヤを備えてもよい。
【００２０】
ネットワークデバイスは、たとえば、光ファイバスイッチ、光波長分割多重化スイッチ、光フレキシ波長分割多重化スイッチ、光固定グリッド波長選択切替えスイッチ、光フレキシグリッド波長選択切替えスイッチ、無線アクセスポイントコントローラ、ＷｉＦｉコントローラ、ＬＴＥネットワークまたはＬＴＥ−ＡネットワークのｅノードＢ、無線アクセスポイント、およびＩｏＴゲートウェイのうちの１つまたは複数を備えてもよい。
【００２１】
第２のインターフェースは、以下のインターフェースおよびプロトコル：イーサネット、セキュアシェル、Ｔｅｌｎｅｔ、トランザクション言語１、簡易ネットワーク管理プロトコル、無線アクセスポイントの制御およびプロビジョニング、ならびにインターネット制御メッセージプロトコルのうちの１つまたは複数をサポートすることができる。
【００２２】
デバイス抽象化モデルは、以下のフィールド：ネットワークデバイスによってサポートされる空間スイッチング機能に関するポートまたは空間フィールド、ネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされる周波数チャネルまたは波長チャネルの数に関する波長（ラムダ）または中心周波数フィールド、ネットワークデバイス１７０〜２４０によって周波数または波長ごとにサポートされる最大帯域幅および最小帯域幅に関する帯域幅フィールド、ネットワークデバイスがタイムスロットスイッチングをサポートする場合、ネットワークデバイスによってサポートされるタイムスロットの数およびそれらの継続
時間に関するタイムスロットフィールド、ネットワークデバイスによってサポートされるデータビットレート範囲に関するビットレートフィールド、ネットワークデバイスによってサポートされる信号電力範囲に関する電力フィールド、ネットワークデバイスによってサポートされる信号フォーマットおよび変調タイプに関する信号タイプフィールド、ネットワークデバイスのデバイス固有の機能を収容するために使用される機能フィールド、ネットワークデバイスによって使用されるネットワーク名に関するネットワーク名フィールド、ネットワークデバイスによって使用されるＩＰまたはイーサネットのヘッダを取り込むために使用されるＩＰ／イーサネットヘッダフィールドのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００２３】
インターフェースデバイスは、好ましくはプラグアンドプレイ互換である。
【００２４】
ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール、デバイス抽象化レイヤモジュール、およびプロトコルマッピングレイヤモジュールは、インターフェースデバイスの処理ハードウェア上で実行するように構成されたソフトウェアモジュールとして実装されてもよい。
【００２５】
本発明の第２の態様によれば、ネットワークデバイスとソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラとの間をインターフェース接続するためのネットワークデバイスで使用するためのソフトウェアモジュールが提供され、ソフトウェアモジュールは、ネットワークデバイスのネイティブ制御およびメッセージデータプロトコルで、ネットワークデバイスに制御データおよびメッセージデータを送信し、ネットワークデバイスから制御データおよびメッセージデータを受信するように動作するベンダおよび技術固有のレイヤモジュールと、ネットワークデバイスの機能を表すデバイス抽象化モデルを生成するように動作するデバイス抽象化レイヤモジュールとを備える。
【００２６】
本発明の第３の態様によれば、ネットワークデバイスとソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラとの間をインターフェース接続するためのソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）コントローラのネットワークオペレーティングシステムで使用するためのソフトウェアモジュールが提供され、ソフトウェアモジュールは、ネットワークデバイスによって使用される制御データおよびメッセージデータをデバイス抽象化モデルにマッピングするように動作するプロトコルマッピングレイヤモジュールであって、その結果、そのネイティブメッセージフォーマットでＳＤＮコントローラによって発行されたメッセージを、ネットワークデバイスのネイティブメッセージフォーマットでネットワークデバイスに送信することができ、そのネイティブメッセージフォーマットでネットワークデバイスによって発行されたメッセージを、ＳＤＮコントローラのネイティブメッセージフォーマットでＳＤＮコントローラに送信することができる、プロトコルマッピングレイヤモジュールを備える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
添付の図面を参照して、厳密に単なる例として、本発明の実施形態が次に記載される。
【００２８】
【図１】従来のネットワークアーキテクチャとソフトウェア定義ネットワーキング（ＳＤＮ）アーキテクチャとの間の違いを示す概略図である。
【図２】ＳＤＮコントローラと様々な異なるネットワークデバイスとの間にインターフェースデバイスを組み込むＳＤＮアーキテクチャの概略図である。
【図３】本発明によるＳＤＮインターフェースデバイスを示す概略図である。
【図４】図３のＳＤＮインターフェースデバイスによって使用されるＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）抽象化モデルの概略図である。
【図５】図３のＳＤＮインターフェースデバイスによって構成された帯域幅抽象化モデルの図式表現である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
まず図３を参照すると、ソフトウェア定義ネットワークで使用するためのインターフェースデバイス（または「ミドルボックス」）が１００において全体的に示されている。インターフェースデバイス１００は、下記で説明されるように、ＳＤＮコントローラと１つまたは複数のネットワークデバイスとの間に位置し、ＳＤＮコントローラによるネットワークデバイスの制御および監視を可能にするように構成される（事前構成または一度インストールされる）。
【００３０】
インターフェースデバイス１００は、たとえば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）プラットフォーム、ＡＲＭによって提供される半導体ＩＰに基づくプラットフォーム、専用ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）に基づくプラットフォーム、汎用プロセッサを使用するサーバおよび組込み型プラットフォーム（たとえば、インテル社またはＡＭＤによるサーバまたはプラットフォーム）を含むプラットフォームであってもよいハードウェアプラットフォームを備える。
【００３１】
ハードウェアプラットフォームは、ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）ベースのデバイス抽象化レイヤモジュール１２０、ならびにプロトコルマッピングレイヤモジュール１３０をホストする。モジュール１１０、１２０、１３０は、インターフェースデバイス１００の処理ハードウェアによって実行されるソフトウェアモジュールとして実装されてもよい。
【００３２】
インターフェースデバイス１００はまた、インターフェースデバイス１００がそれを介してＳＤＮコントローラ１５０に接続することができる第１のインターフェース１４０と、インターフェースデバイス１００が、それを介して、光ファイバスイッチ１７０、光ＷＤＭ（波長分割多重化）スイッチ１８０、光フレキシＷＤＭスイッチ１９０、光固定グリッドＷＳＳ（波長選択切替え）スイッチ２００、光フレキシグリッドＷＳＳスイッチ２１０、無線アクセスポイントコントローラ（たとえば、ＷｉＦｉコントローラまたはＬＴＥ（ロングタームエボリューション）ネットワークもしくはＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥアドバンスト）ネットワークのｅノードＢ）２２０、無線アクセスポイント２３０、あるいはＩｏＴ（Internet of Things）ゲートウェイ２４０などのネットワークデバイスの制御および管理インターフェースに接続することができる第２のインターフェース１６０とを有する。
【００３３】
インターフェースデバイス１００とＳＤＮコントローラ１５０との間の通信を可能にするために、第１のインターフェース１４０はイーサネットソケットレイヤ上でサポートされる。
【００３４】
インターフェースデバイス１００と様々な異なるネットワークデバイス１７０〜２４０との間の通信を可能にするために、第２のインターフェース１６０は、以下のインターフェースおよびプロトコル：イーサネット、ＳＳＨ（セキュアシェル）、Ｔｅｌｎｅｔ、ＴＬ１（トランザクション言語１）、ＳＮＭＰ（簡易ネットワーク管理プロトコル）、ＣＡＰＷＡＰ（無線アクセスポイントの制御およびプロビジョニング）、ならびにＩＣＭＰ（インターネット制御メッセージプロトコル）の任意の組合せをサポートする。
【００３５】
ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０は、（ネットワークデバイス１７０〜２４０に接続された制御および管理インターフェースを介して）インターフェースデバイス１００が接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０に制御データおよびメッセージデータを送信し、ネットワークデバイス１７０〜２４０から制御データおよびメッセージデータを受信するように構成される。これらの制御データおよびメッセージデータは、接続されたネットワークデバイスのネイティブフォーマット（すなわち、接続されたネッ
トワークデバイス１７０〜２４０がその下で動作する制御およびメッセージデータプロトコルに準拠するフォーマット）で送受信される。
【００３６】
ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０はまた、（たとえば、接続されたネットワークデバイスがスイッチングデバイスである場合）接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０のスイッチング機能、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０のデータ伝送機能、および（たとえば、接続されたネットワークデバイスがＩｏＴゲートウェイまたはデバイスである場合）マシンデータまたはセンサデータを収集する接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０の機能などの、時間領域、空間領域、および周波数領域におけるネットワークデバイスの物理的属性および機能を特定するために、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０に質問するように構成される。
【００３７】
ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０は、デバイス抽象化レイヤモジュール１２０が接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０のためのデバイス抽象化モデルを作成することを可能にするために、デバイス抽象化レイヤモジュール１２０にこの質問の結果を報告する。このデバイス抽象化モデルは、ＳＤＮコントローラ１５０が、一様に同じ方法で、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０を制御および監視することを可能にするために、ＳＤＮコントローラ１５０によって発行されたＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）準拠のコマンドおよびデータメッセージの、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０がその下で動作するコマンドおよびデータメッセージプロトコルに準拠するデバイス固有のコマンドおよびデータメッセージへの「変換」を可能にする。したがって、インターフェースデバイス１００は、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０の物理的属性および機能をレンダリングし、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）プロトコルのデータモデルおよび通信メッセージへの拡張を使用してこの情報をＳＤＮコントローラ１５０に抽象化する。
【００３８】
たとえば、最新の全光スイッチングデバイスおよび無線デバイスは、時間流域、周波数領域、もしくは空間領域（または時間領域、周波数領域、および空間領域の任意の組合せ）におけるアナログ帯域幅のスイッチングおよび伝送に効果がある。したがって、従来のパケットベースのＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）準拠のスイッチとは異なり、ＳＤＮコントローラの制御下でのフローベーススイッチングの概念は、最新のスイッチングデバイスおよび無線デバイスに直接適用することはできない。それに応じて、ＳＤＮコントローラのフローベーススイッチングモデルと、時間領域、周波数領域、および／または空間領域におけるアナログ帯域幅のスイッチングおよび伝送との間の何らかの「変換」が必要とされる。
【００３９】
同様に、最新のＩｏＴゲートウェイデバイスは、時間、時間流域、周波数領域、もしくは空間領域（または時間領域、周波数領域、および空間領域の任意の組合せ）において、マシンからのデータのスイッチング、収集、および伝送に効果がある。再び、したがって、従来のパケットベースのＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）準拠のスイッチとは異なり、ＳＤＮコントローラの制御下でのフローベーススイッチングの概念は、そのような最新のＩｏＴゲートウェイデバイスに直接適用することができず、ＳＤＮコントローラのフローベースモデルと、時間領域、周波数領域、および／または空間領域におけるマシンからのデータのスイッチング、収集、および伝送との間の何らかの「変換」が必要とされる。
【００４０】
この問題に対処するために、デバイス抽象化レイヤモジュール１２０は、ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０から受け取った属性および機能の情報に基づいて、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０のための図４の４００で全体的に示された種類のフローベースデバイス抽象化モデルを作成するように構成されたレンダリングロジックを含む。抽象化モデルは、図５に図式的に表されたように、接続されたネットワーク
デバイス１７０〜２４０の時間領域、周波数領域、および空間領域における帯域幅、スイッチング、および接続の機能を考慮に入れる。
【００４１】
フローベースデバイス抽象化モデル４００は、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０に適合している図４に示されたフィールドの任意の組合せを含む。したがって、特定の接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０のためのデバイス抽象化モデル４００は、以下のフィールドの任意の組合せ、または実際にはすべてのフィールドを含んでもよい。
【００４２】
ポートまたは空間４１０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０がサポートする空間スイッチング機能を指す。光デバイスの場合、このフィールドは光ポートの数を反映するが、無線デバイスの場合、このフィールドは、アンテナの数もしくはアンテナ方向の数、または両方を反映する。したがって、無線デバイスの場合、このフィールドは空間領域におけるデバイスの機能を反映する。
【００４３】
波長（ラムダ）または中心周波数４２０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされる周波数チャネルまたは波長チャネルの数、およびそれらの正確な周波数または波長の値を指す。したがって、このフィールドは周波数領域におけるデバイスの機能を反映する。
【００４４】
帯域幅４３０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされる周波数または波長ごとにサポートされる最大帯域幅および最小帯域幅、ならびに帯域幅調整精度を指す。
【００４５】
タイムスロット４４０：このフィールドは、タイムスロットスイッチングをサポートする接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０用のタイムスロットの数およびそれらの継続時間を指す。したがって、このフィールドは時間領域におけるデバイスの機能を反映する。
【００４６】
ビットレート４５０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされるデータビットレート範囲を指す。
【００４７】
電力４６０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされるポートごとの信号電力範囲を指す。
【００４８】
信号タイプ４７０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によってサポートされる信号フォーマットおよび変調タイプを指す。
【００４９】
機能４８０：このフィールドは、電力感度などの接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０のデバイス固有の機能を収容するために使用される。
【００５０】
ネットワーク名４９０：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によって使用されるネットワーク名（たとえば、ＳＳＩＤまたは論理ネットワーク）を指す。
【００５１】
ＩＰ／イーサネットヘッダ５００：このフィールドは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０によって使用されるＩＰまたはイーサネットのヘッダを取り込むために使用される。
【００５２】
したがって、フローベースデバイス抽象化モデル４００は、時間領域、周波数領域、お
よび空間領域における接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０の機能、動作範囲、および次元を定義することができる。上記で示されたように、デバイス抽象化モデル４００はデバイス固有であり、したがって、上述されたフィールド４１０〜５００のすべてを含む必要はなく、代わりに、特定の接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０に関連するフィールドのみを必要とする。さらに、フィールド４１０〜５００自体は、（フィールド当たりのビットに関して）あらかじめ決められたサイズをもたない。代わりに、フィールド当たりのビット数は、デバイスごとに動的に選択しプログラムすることができる。
【００５３】
フローベースデバイス抽象化モデル４００の関連フィールドは、（接続されたネットワークデバイスが光デバイスであるか、無線デバイスであるか、ＩｏＴデバイスであるかに応じて）単一の光、無線、またはＩｏＴのデータフローを定義するために、各々固有の値で埋め込むことができる。あるいは、フローベースデバイス抽象化モデル４００の関連フィールドは、フローの範囲またはフロー空間または１組の接続を定義するために、ある範囲の値で埋め込むことができる。さらに、接続されたネットワークデバイス１４０〜１７０（すなわち、光デバイス、無線デバイス、またはＩｏＴゲートウェイデバイス）は、その入力および出力の動作範囲および特性がフローベースデバイス抽象化モデルによって定義されるようにエンティティとしてモデル化することができ、一方、そのスイッチング関数は入力フロー空間と出力フロー空間との間のマッピングとしてモデル化される。
【００５４】
プロトコルマッピングレイヤモジュール１３０は、ＳＤＮコントローラ１５０からのコマンドおよびメッセージを、接続されたデバイス１７０〜２４０のネイティブフォーマットのコマンドおよびメッセージ（すなわち、接続されたデバイス１７０〜２４０がその下で動作する制御およびメッセージデータプロトコルの要件に適合するコマンドおよびメッセージ）に「変換」するように動作する。同様に、反対方向では、プロトコルマッピングレイヤモジュール１３０は、接続されたデバイス１７０〜２４０から受け取ったコマンドおよびデータを、ＳＤＮコントローラ１５０によって理解され得るＳＤＮコントローラ１５０のネイティブフォーマットのコマンドおよびメッセージ（すなわち、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）プロトコル準拠のコマンドおよびメッセージデータ）に変換する。
【００５５】
このマッピングは、デバイス抽象化レイヤモジュール１２０によって作成されたデバイス抽象化モデル４００を使用して実現される。プロトコルマッピングレイヤモジュール１３０は、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０の制御、構成、監視、および動作のためのデバイス抽象化モジュール４００を、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）プロトコル（ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）標準で規定された、バージョン１．０、補遺０．３、巻４以上）に準拠する標準およびベンダ固有のメッセージにマッピングする。このようにして、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０を制御、構成、または監視するために、ＳＤＮコントローラ１５０がＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）準拠のメッセージを発行するとき、コマンドまたはデータメッセージは、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０がその下で動作するプロトコルに準拠するコマンドまたはデータメッセージに「変換」される。この「変換」されたメッセージは、ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０によって接続されたネットワークデバイスに送信され、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０は、それに応答して適切なアクションをとることができる。同様に、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０が、たとえばその状態または構成を報告するためにメッセージを発行するとき、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０は、接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０がその下で動作するプロトコルに準拠したフォーマットでメッセージを発行する。メッセージはベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０に送信され、ベンダおよび技術固有のレイヤモジュール１１０はそれをプロトコルマッピングレイヤモジュール１３０に渡し、メッセージは、デバイス抽象化モデル４００を使用して、ＳＤＮコントローラ１５０によって理解および作用さ
れ得るＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）準拠のメッセージに変換される。
【００５６】
インターフェースデバイス１００は、ＳＤＮコントローラ１５０と接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０との間に位置するハードウェアデバイスとして上述されたが、インターフェースデバイス１００の機能は、ＳＤＮコントローラ１５０と接続されたネットワークデバイスとの間に分散されたソフトウェアモジュールまたはファームウェアモジュールによって同じように実現される可能性がある。したがって、インターフェースデバイス１００のＳＤＮ固有の部分、すなわち、プロトコルマッピングレイヤモジュール１３０は、ＳＤＮコントローラのネットワークオペレーティングシステムの一部を形成するソフトウェアモジュールとして実装される可能性があり、一方、インターフェースデバイス１００のデバイス固有の部分は、ネットワークデバイス１７０〜２４０のデバイスファームウェアに統合するためのソフトウェアモジュールとして実装される可能性がある。
【００５７】
インターフェースデバイス１００はプラグアンドプレイ互換であり、いかなる追加のセットアップまたは構成なしに標準のＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）メッセージまたはベンダ固有のメッセージを使用して、ＳＤＮコントローラによるネットワークデバイス１７０〜２４０の構成および動作の制御および監視を可能にするために、ネットワークデバイス１７０〜２４０およびＳＤＮコントローラ１５０にインターフェースデバイス１００を簡単に接続できることを意味する。インターフェースデバイス１００は、たとえば、光ファイバスイッチ、光ＷＤＭスイッチ、光フレキシＷＤＭスイッチ、光固定グリッドＷＤＭスイッチ、光固定グリッドＷＳＳスイッチ、光フレキシグリッドＷＳＳスイッチ、（ＷｉＦｉコントローラおよびＬＴＥネットワークまたはＬＴＥ−ＡネットワークのｅノードＢを含む）無線アクセスポイントコントローラ、無線アクセスポイント、ならびにＩｏＴゲートウェイを含む（が、それらに限定されない）多種多様なネットワークデバイスをサポートすることができる。実際には、インターフェースデバイス１００は、ＳＤＮコントローラ１５０によって接続されたネットワークデバイスの制御および監視を可能にするために、時間、周波数、および空間の次元の任意の組合せでデータの接続性、帯域幅、またはフローを制御する任意のネットワークデバイスに接続することができる。したがって、インターフェースデバイス１００は、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）をネイティブにサポートせず、そのようなデバイスのベンダ固有の機能をサポートする、最新および従来のネットワークデバイスでＳＤＮおよびＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）の原理を使用することを可能にする。
【００５８】
インターフェースデバイス１００は、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）準拠のＳＤＮコントローラ１５０と接続されたネットワークデバイス１７０〜２４０との間の相互運用性を可能にするものとして記載されたが、本発明の原理は他のソフトウェア定義ネットワーキングプロトコルおよび方法にも同じように適用可能であることが理解されよう。
【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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【国際調査報告】
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