(57)【要約】【課題】仮想ネットワークの収容替えを実施する際にユーザトラフィックの通信遮断時間を削減すること。【解決手段】制御装置は、両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、変更後のパケット転送経路を第２ドメインに所属する中継装置に設定するドメイン内経路計算部と、第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリ、および、第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加すると共に、第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加し、第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを第２中継装置に追加する収容替え制御部と、を備える。【選択図】図１
2017005405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、前記両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、変更後のパケット転送経路を前記第２ドメインに所属する中継装置に設定するドメイン内経路計算部と、
前記第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）変換エントリ、および、前記第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置のうちの前記第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加すると共に、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加し、前記第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを前記第２中継装置に追加する収容替え制御部と、を備える、
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記収容替え制御部は、前記仮想ネットワークに係るＭＡＣ（Media Access Control）アドレスの学習を停止するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記収容替え制御部は、前記仮想ネットワークに係る学習済みのＭＡＣアドレス情報を削除するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記収容替え制御部は、前記第１ドメインから入力するパケットおよび前記第１ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを、前記第１中継装置から削除する、
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記収容替え制御部は、前記第２中継装置に追加された、前記第１中継装置への転送を禁止するエントリを削除する、
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記収容替え制御部は、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加された、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを削除する、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記収容替え制御部は、前記仮想ネットワークに係るＭＡＣアドレスの学習を再開するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する、
請求項２または３に記載の制御装置。
【請求項８】
前記第１ドメインおよび前記第２ドメイン、ならびに、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置と、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の制御装置と、を備える、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項９】
両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、前記両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、制御装置が、変更後のパケット転送経路を前記第２ドメインに所属する中継装置に設定するステップと、
前記第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）変換エントリ、および、前記第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置のうちの前記第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加するステップと、
前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加するとともに、前記第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを前記第２中継装置に追加するステップと、を含む、
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、前記両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、変更後のパケット転送経路を前記第２ドメインに所属する中継装置に設定する処理と、
前記第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）変換エントリ、および、前記第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置のうちの前記第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加する処理と、
前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加するとともに、前記第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを前記第２中継装置に追加する処理と、をコンピュータに実行させる、
ことを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、通信システム、制御方法、および、プログラムに関し、特に、複数のドメインに跨る中継装置を制御して仮想ネットワークの収容替えを行う制御装置、通信システム、制御方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１、２において、オープンフロー（OpenFlow）という技術が提案されている。OpenFlowは、コントローラ（OpenFlow Controller）がスイッチ（OpenFlow Switch）を制御するネットワークアーキテクチャである。オープンフローでは、パケット転送機能と経路制御機能とをフロー制御プロトコルにより分離し、コントローラが異種のスイッチに対して、統一されたＡＰＩ（Application Program Interface）を用いた制御を行う。また、オープンフローでは、データパスを高速にするとともに、制御コストを低く抑えるため、粒度をフロー単位としたパケット制御を行う。オープンフローにおけるスイッチは、コントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、コントローラから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。スイッチとコントローラとは、オープンフロープロトコルを使用して、オープンフローチャネル上で通信を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】"Software-Defined Networking: The New Norm for Networks"、［online］、［平成２７年５月１９日検索］、インターネット〈URL：https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/white-papers/wp-sdn-newnorm.pdf〉
【非特許文献２】"OpenFlow Switch Specification Version 1.3.4. (Protocol version 0x04)"、［online］、 ［平成２７年５月１９日検索］、インターネット〈URL：https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/sdn-resources/onf-specifications/openflow/openflow-switch-v1.3.4.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下の分析は、本発明者によってなされたものである。
【０００５】
互いに接続された中継装置群に仮想ネットワークを収容した場合、一部の中継装置群の負荷集中やリソース不足等が発生することがある。このとき、当該一部の中継装置群を新規の中継装置群へと経路変更するために、仮想ネットワークの収容替えをする必要性が生じる。
【０００６】
しかしながら、仮想ネットワークを収容する中継装置群のパケット配送経路構築にスパニングツリープロトコル（ＳＴＰ：Spanning Tree Protocol）またはマルチプルスパニングツリープロトコル（ＭＳＴＰ：Multiple Spanning Tree Protocol）を用いる方法においては、ユーザトラフィックの通信中に仮想ネットワークの収容替えを行う際、次の処理が必要となる。すなわち、パケット配送経路で構築済みのスパニングツリー（Spanning Tree）を１度削除した後、仮想ネットワークの収容替えに関係する中継装置群を含むスパニングツリーを再構築する必要がある。このとき、ユーザトラフィックの通信遮断がおよそ十数秒発生してしまい、ユーザへのサービス提供中の仮想ネットワーク収容替え作業が困難となる。
【０００７】
そこで、仮想ネットワークの収容替えを実施する際にユーザトラフィックの通信遮断時間を削減することが課題となる。本発明の目的は、かかる課題解決に寄与する制御装置、通信システム、制御方法、および、プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係る制御装置は、両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、前記両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、変更後のパケット転送経路を前記第２ドメインに所属する中継装置に設定するドメイン内経路計算部と、前記第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）変換エントリ、および、前記第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置のうちの前記第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加すると共に、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加し、前記第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを前記第２中継装置に追加する収容替え制御部と、を備えている。
【０００９】
本発明の第２の態様に係る通信システムは、前記第１ドメインおよび前記第２ドメイン、ならびに、前記複数のターミナルドメインに所属する中継装置と、上記の制御装置と、を備えている。
【００１０】
本発明の第３の態様に係る制御方法は、両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、前記両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、制御装置が、変更後のパケット転送経路を前記第２ドメインに所属する中継装置に設定するステップと、前記第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリ、および、前記第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置のうちの前記第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加するステップと、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加するとともに、前記第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを前記第２中継装置に追加するステップと、を含む。
【００１１】
本発明の第４の態様に係るプログラムは、両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第１ドメインに所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、前記両端のターミナルドメインとこれらに挟まれた第２ドメインに所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、変更後のパケット転送経路を前記第２ドメインに所属する中継装置に設定する処理と、前記第２ドメインから受信したパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリ、および、前記第１ドメインとのゲートウェイに相当する第１中継装置への転送を禁止するエントリを、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置のうちの前記第２ドメインとのゲートウェイに相当する第２中継装置に追加する処理と、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加するとともに、前記第２ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを前記第２中継装置に追加する処理と、をコンピュータに実行させる。なお、プログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体（non-transitory computer-readable storage medium）に記録されたプログラム製品として提供することもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る制御装置、通信システム、制御方法、および、プログラムによると、仮想ネットワークの収容替えを実施する際にユーザトラフィックの通信遮断時間を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る制御装置の構成を例示するブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る通信システムの構成を例示する図である。
【図３】第１の実施形態に係る通信システムの構成を例示する図である。
【図４】第１の実施形態に係る通信システムにおける制御装置の構成を例示するブロック図である。
【図５】第１の実施形態に係る通信システムの動作を例示するシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
はじめに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記する図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る制御装置２００の構成を例示するブロック図である。図１を参照すると、制御装置２００は、ドメイン内経路計算部２０６および収容替え制御部２０９を備えている。
【００１６】
ドメイン内経路計算部２０６は、両端のターミナルドメイン（図２の１２０、１３０）とこれらに挟まれた第１ドメイン（例えば、図２のバックボーンドメイン１１０）に所属する中継装置に収容された仮想ネットワークを、両端のターミナルドメイン（１２０、１３０）とこれらに挟まれた第２ドメイン（図３のバックボーンドメイン１４０）に所属する中継装置に収容される仮想ネットワークに変更する際、変更後のパケット転送経路を第２ドメイン（１４０）に所属する中継装置（１１１）に設定する。
【００１７】
収容替え制御部２０９は、第２ドメイン（１４０）から受信したパケットに対するＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）変換エントリ、および、第１ドメイン（１１０）とのゲートウェイに相当する第１中継装置（１１１Ａ、１１１Ｂ）への転送を禁止するエントリを、両端のターミナルドメイン（１２０、１３０）に所属する中継装置のうちの第２ドメイン（１４０）とのゲートウェイに相当する第２中継装置（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に追加する。また、収容替え制御部２０９は、第２中継装置（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に向けてパケットを配信するエントリを両端のターミナルドメイン（１２０、１３０）に所属する中継装置（１１１）に追加する。さらに、収容替え制御部２０９は、第２ドメイン（１４０）に出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを第２中継装置（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に追加する。
【００１８】
かかる制御装置２００によると、第１ドメイン（１１０）を経由してターミナルドメイン（１２０、１３０）に跨る仮想ネットワークを、第２ドメイン（１４０）を経由して複数のターミナルドメイン（１２０、１３０）に跨る仮想ネットワークに変更（収容替え）する際に、ユーザトラフィックの通信遮断時間を削減することが可能となる。
【００１９】
なぜなら、変更後のパケット転送経路を第２ドメイン（１４０）に所属する中継装置（１１１）に設定し、第２ドメイン（１４０）から受信したパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリ、および、第１中継装置（１１１Ａ、１１１Ｂ）への転送を禁止するエントリを第２中継装置（１１１Ｃ、１１１Ｄ）へ追加する作業は、端末３０１、３０２間のユーザトラフィックに影響を与えることがなく、さらに、第２中継装置（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に向けてパケットを配信するエントリをターミナルドメイン（１２０、１３０）に所属する中継装置（１１１）に追加し、第２ドメイン（１４０）に出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを第２中継装置（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に追加することにより、仮想ネットワーク内のフラッディング転送経路変更が完了する。このとき、端末３０１、３０２間のユーザトラフィックへの影響を瞬断程度にとどめることができるからである。
【００２０】
次に、図２および図３を参照しつつ、一実施形態に係る制御装置２００についてさらに説明する。
【００２１】
ここでは、端末３０１と端末３０２は、バックボーンドメイン１１０とターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群から成る構成（図２）に跨って収容されている仮想ネットワークを介して通信を行うものとする。この場合に、バックボーンドメイン１４０とターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群から成る構成（図３）に収容される仮想ネットワークへと仮想ネットワークの収容替えを実行する。この際、制御装置２００は、フラッディング転送経路の変更に関するパケット転送処理制御を局所化する。
【００２２】
このように、制御装置２００がユーザトラフィックの通信遮断に直接影響を与えうるフラッディング転送経路の変更制御を局所化することにより、端末３０１と端末３０２間で通信中のユーザトラフィックに対して、仮想ネットワーク収容替えに起因する通信遮断時間を抑制することが可能となる。
【００２３】
一実施形態によると、互いに接続された中継装置群を、ユーザトラフィックの入出力口を担うターミナルドメイン１２０、１３０に属する中継装置群と、複数のターミナルドメイン１２０、１３０間を接続するバックボーンドメイン１１０に属する中継装置群により構成し、さらに、複数のターミナルドメイン１２０、１３０とバックボーンドメイン１１０上に収容される仮想ネットワークを介してユーザ端末３０１、３０２間での通信を実現するネットワーク環境において、使用中のバックボーンドメイン１１０に属する中継装置群の負荷集中やリソース不足等が発生した際に、新規バックボーンドメイン１４０用に中継装置群を追加して、バックボーンドメイン１４０とターミナルドメイン１２０、１３０間のパケット転送処理変更を制御する。これにより、既存ターミナルドメイン１２０、１３０と新規バックボーンドメイン１４０上へ仮想ネットワークの収容替えを実施する方法を提供する。
【００２４】
図２および図３は、一実施形態に係る制御装置２００を備えた通信システムの構成を例示する図である。図２において、制御装置２００が管理対象ネットワーク（ＮＷ：Network）１００上で経路制御を集中管理する互いに接続された中継装置群と、制御装置２００の管理対象外にある端末３０１、３０２とでネットワークを構築し、端末３０１と端末３０２の間で通信を行う。管理対象ＮＷ１００上において、制御装置２００が管理および制御を行う。中継装置群に含まれる各中継装置１１１は、バックボーンドメイン１１０またはターミナルドメイン１２０、１３０のいずれかに所属する。端末３０１と端末３０２の間での通信を実現するために、ターミナルドメイン１２０、１３０がバックボーンドメイン１１０を経由する構成で、各ドメイン間に跨る仮想ネットワークを収容している。
【００２５】
図３を参照すると、バックボーンドメイン１１０に関して、負荷の集中やリソース不足を検知した後、新規バックボーンドメイン１４０を追加し、ターミナルドメイン１２０、１３０およびバックボーンドメイン１１０上に収容されていた仮想ネットワークを、ターミナルドメイン１２０、１３０およびバックボーンドメイン１４０上へと収容替えを行う。これにより、端末３０１と端末３０２との間の通信は、ターミナルドメイン１２０、１３０およびバックボーンドメイン１４０に所属する中継装置群を経由する通信へと引き継がれる。
【００２６】
制御装置２００は、バックボーンドメイン１１０に属する中継装置群の負荷状況およびリソースを監視する。また、制御装置２００は、ユーザトラフィックの通信遮断時間に影響を及ぼす処理区間を抑制するように、ユーザトラフィックの通信経路を、現在使用しているバックボーンドメイン１１０に所属する中継装置群を経由したものから、新規に追加したバックボーンドメイン１４０に所属する中継装置群経由へと変更する。このため、制御装置２００は、ターミナルドメイン１２０、１３０とバックボーンドメイン間に跨る仮想ネットワークの収容替えを制御する。
【００２７】
図２および図３に示す例では、バックボーンドメイン１１０に所属する中継装置群に負荷集中が発生し、ターミナルドメイン１２０、１３０およびバックボーンドメイン１１０に跨って収容されている仮想ネットワークを、ターミナルドメイン１２０、１３０およびバックボーンドメイン１４０に跨るように仮想ネットワークを収容替えする。このとき、制御装置２００は、バックボーンドメイン１４０に所属する中継装置群とターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群間の接続処理に対して、フラッディング転送経路の変更に関するパケット転送処理制御を局所化して設定変更をする。これにより、端末３０１と端末３０２間で通信中のユーザトラフィックの通信遮断時間の増大を防ぐことが可能となる。
【００２８】
＜実施形態１＞
次に、第１の実施形態に係る通信システムについて、図面を参照して説明する。
【００２９】
［構成］
図２および図３は、本実施形態に係る通信システムの構成を例示する図である。図２および図３を参照すると、本実施形態の通信システムは、制御装置２００と制御装置２００によって管理される複数の中継装置１１１を備えている。オープンフローのアーキテクチャを採用した場合、制御装置はコントローラ（OpenFlow Controller）に相当し、一方、中継装置１１１はスイッチ（OpenFlow Switch）に相当する。ただし、本発明の適用対象は、オープンフローに限定されない。
【００３０】
図２を参照すると、制御装置２００は、管理対象ＮＷ１００内に配置されている中継装置１１１間の経路制御を集中管理する。中継装置１１１は、互いに接続されている。また、各中継装置１１１は、バックボーンドメイン１１０またはターミナルドメイン１２０、１３０のいずれかに所属する。バックボーンドメイン１１０、および、ターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群は、単一の仮想ネットワークを収容している。
【００３１】
ここでは、図３に示すように、制御装置２００の管理対象外にある端末３０１、３０２が通信中に、管理対象ＮＷ１００に中継装置群を追加配備してバックボーンドメイン１４０に所属させる。さらに、現在使用中のバックボーンドメイン１１０とターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群に跨って収容された仮想ネットワークを、バックボーンドメイン１４０とターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群に跨って収容される仮想ネットワークへと、仮想ネットワークの収容替えを行う。
【００３２】
なお、図２および図３に示す中継装置、ターミナルドメイン、バックボーンドメインの個数や、接続構成は例示に過ぎず、本発明は図示の態様に限定されない。
【００３３】
図４は、本実施形態における制御装置２００の構成を例示するブロック図である。図４を参照すると、制御装置２００は、中継装置通信部２０１、トポロジ情報取得部２０２、トポロジ情報管理部２０３、仮想ＮＷ管理部２０４、経路制御コマンド生成部２０５、ドメイン内経路計算部２０６、ドメイン情報管理部２０７、リソース監視部２０８、収容替え制御部２０９、および、ドメイン情報取得部２１０を備えている。
【００３４】
中継装置通信部２０１は、中継装置群のそれぞれとの間を管理対象ＮＷ１００上で接続されるオープンフローチャネルを介して、制御用セッションの確立、制御用コマンドの送受信を行う。具体的には、中継装置通信部２０１は、トポロジ情報取得部２０２、経路制御コマンド生成部２０５、および、リソース監視部２０８のそれぞれにおいて生成された制御用コマンドを中継装置群に送信する。また、中継装置通信部２０１は、中継装置群からの応答を、トポロジ情報取得部２０２、経路制御コマンド生成部２０５、および、リソース監視部２０８のそれぞれに通知する。
【００３５】
トポロジ情報取得部２０２は、中継装置通信部２０１を介して中継装置群と通信を行い、中継装置群の接続関係を示すトポロジ情報を収集し、トポロジ情報管理部２０３へ通知する。トポロジ情報取得部２０２は、トポロジ情報を収集するために、一例として、隣接する中継装置間のインタフェース情報を定期的に検出するＬＬＤＰ（Link Layer Discovery Protocol）というＬ２（レイヤ２）プロトコルを使用することができる。
【００３６】
トポロジ情報管理部２０３は、トポロジ情報取得部２０２で収集したトポロジ情報を保存および管理し、適宜、ドメイン内経路計算部２０６に通知する。
【００３７】
仮想ＮＷ管理部２０４は、ドメイン情報管理部２０７から仮想ネットワークを収容する各中継装置１１１の情報と、中継装置１１１の所属ドメイン種別を取得し、バックボーンドメインとターミナルドメイン間の仮想ネットワーク収容関係を保存および管理する。
【００３８】
経路制御コマンド生成部２０５は、ドメイン内経路計算部２０６より通知された経路情報から制御用コマンドを生成し、経路上の各中継装置１１１に対して、中継装置通信部２０１を介して送信し、各中継装置１１１が管理する転送テーブルにユニキャストパケットやブロードキャストパケット等を適切に配送するための転送エントリを設定する。また、経路制御コマンド生成部２０５は、収容替え制御部２０９から通知されたバックボーンドメインとターミナルドメイン間の接続切り替え情報に基づいて、バックボーンドメインの仮想ネットワーク収容替えの際に、ドメイン接続切り替えに該当する各中継装置１１１に対して、各中継装置１１１が管理する転送テーブルにバックボーンドメインを移設するのに必要とする転送エントリを、中継装置通信部２０１を介して送信して設定する。
【００３９】
ドメイン内経路計算部２０６は、トポロジ情報管理部２０３が保持するトポロジ情報を参照するとともに、ドメイン情報管理部２０７が保持する各中継装置１１１が所属するドメイン情報を参照し、バックボーンドメインまたはターミナルドメイン単位での所属するすべての中継装置群へ配信できるようなループのない配信ツリー、および、端末３０１と端末３０２との間に接続している中継装置間の経路計算を行い、経路制御コマンド生成部２０５に対して、経路情報を通知する。
【００４０】
ドメイン情報管理部２０７は、ドメイン情報取得部２１０から各中継装置１１１の所属ドメイン設定情報を取得し、各中継装置１１１と所属ドメインの関係情報を保存および管理し、仮想ＮＷ管理部２０４へと各ドメイン（バックボーンドメイン１１０、１４０およびターミナルドメイン１２０、１３０）の情報を、適宜、通知するとともに、バックボーンドメイン１１０、１４０およびターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群の構成作成および変更にともなう経路情報更新情報をドメイン内経路計算部２０６に通知する。
【００４１】
リソース監視部２０８は、仮想ネットワークを収容している現在稼働中のバックボーンドメイン１１０に所属する中継装置群の負荷状況やリソース消費状況を、中継装置通信部２０１を介して中継装置群から取得し、バックボーンドメイン１１０からバックボーンドメイン１４０への移設が必要か否かを判断し、移設が必要と判断された場合に、収容替え制御部２０９に通知する。
【００４２】
収容替え制御部２０９は、リソース監視部２０８からバックボーンドメイン移設タイミングの通知を受け取ると、ドメイン情報取得部２１０から移設先のバックボーンドメイン１４０に関する情報を取得し、仮想ネットワークを収容しているバックボーンドメイン１１０と、ターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群それぞれの情報に関して、移設先のバックボーンドメイン１４０に対して仮想ネットワーク収容替えに必要となる経路制御用エントリを順次計算し、経路制御コマンド生成部２０５と中継装置通信部２０１を経由して、バックボーンドメイン１４０とターミナルドメイン１２０、１３０間のパケット転送先変更のための再設定処理を中継装置群に対して行う。
【００４３】
ドメイン情報取得部２１０は、各ドメイン（バックボーンドメイン１１０、１４０またはターミナルドメイン１２０、１３０）情報、およびドメインに所属させる中継装置１１１の情報を取得し、ドメイン情報管理部２０７へと通知する。また、ドメイン情報取得部２１０は、収容替え制御部２０９からの通知を受けて、移設先のバックボーンドメイン１４０に関する中継装置群を検索し、バックボーンドメイン１４０に関する中継装置群それぞれの情報を収容替え制御部２０９に通知する。なお、これらのドメイン情報は、制御装置２００にドメイン情報登録用の専用ＵＩ（User Interface）を設け、ユーザが設定情報を入力する方法でもよいし、または、制御装置２００内にデータベースを配備し、このデータベースに登録されたドメイン情報を読み出す方法でもよい。
【００４４】
以上のように、本実施形態の通信システムでは、制御装置２００が管理対象ＮＷ１００内に配置されている中継装置群間の経路制御を集中管理し、互いに接続された中継装置群のそれぞれを、バックボーンドメイン１１０またはターミナルドメイン１２０、１３０のいずれかに所属させ、単一の仮想ネットワークを収容することにより、端末３０１と端末３０２間での通信を可能とする。かかるネットワーク構成例において、リソース監視部２０８がバックボーンドメイン１１０に所属する中継装置群の負荷状況およびリソース消費状況を監視し、リソース枯渇等の発生によりバックボーンドメイン１１０に所属する中継装置群の仮想ネットワーク収容替えタイミングを検知した場合、収容替え制御部２０９がドメイン情報を取得し、バックボーンドメインとターミナルドメイン１２０、１３０間の各中継装置１１１の転送エントリ情報設定・変更処理を実施する。これにより、仮想ネットワークの削除および再設定処理を伴わずに、フラッディング転送経路の変更に関するパケット転送処理制御を局所化することが可能となる。したがって、端末３０１と端末３０２間のユーザトラフィックの通信遮断時間を抑制しつつ仮想ネットワークの収容替えを実現することができる。
【００４５】
［動作］
次に、図２ないし図４および図５を参照して、本実施形態の動作について説明する。図５は、制御装置２００と各ドメインに所属する中継装置１１１との間でやり取りされる操作内容を表すシーケンス図である。
【００４６】
まず、制御装置２００が管理対象ＮＷ１００内に配置されている中継装置群とオープンフローチャネル上で中継装置通信部２０１を介して通信を行い、中継装置群の経路情報を集中管理する。制御装置２００により、各中継装置１１１は、バックボーンドメイン１１０またはターミナルドメイン１２０、１３０のいずれかに所属し、単一の仮想ネットワークを収容する。端末３０１と端末３０２は、この仮想ネットワークを使用して通信を行う。仮想ネットワーク上で端末３０１、３０２間のユーザトラフィックは、双方向に（すなわち、ターミナルドメイン１２０からバックボーンドメイン１１０を経由してターミナルドメイン１３０へ、ターミナルドメイン１３０からバックボーンドメイン１１０を経由してターミナルドメイン１２０へ）流れる。
【００４７】
かかるネットワーク構成において、リソース監視部２０８は、バックボーンドメイン１１０に所属する中継装置群の負荷増大やリソース枯渇等を検出する（ステップＳ１）。
【００４８】
リソース監視部２０８がバックボーンドメインの移設が必要と判断すると、収容替え制御部２０９はドメイン情報取得部２１０から移設用バックボーンドメインを選出する（ステップＳ２）。ドメイン内経路計算部２０６は、選出されたバックボーンドメイン１４０に所属する中継装置群の情報を、ドメイン情報管理部２０７から取得する。ドメイン内経路計算部２０６は、バックボーンドメイン１４０内のループのないパケット配信ツリーを計算する。
【００４９】
経路制御コマンド生成部２０５は、ドメイン内経路計算部２０６により計算されたパケット配信ツリーに従って、バックボーンドメイン１４０に所属する中継装置群に転送エントリを設定する（ステップＳ３）。
【００５０】
次に、仮想ネットワーク収容替え先であるバックボーンドメイン１４０に所属する各中継装置１１１から入力されるパケット処理準備を行う。具体的には、収容替え制御部２０９は、ターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群に対して、次の２つの転送エントリを追加設定する。
【００５１】
すなわち、収容替え制御部２０９は、バックボーンドメイン１４０に所属する各中継装置１１１から入力を受けるＧＷ（すなわち、ターミナルドメイン１２０または１３０に所属する中継装置のうちのバックボーンドメイン１４０からの入口に相当する中継装置１１１Ｃ、１１１Ｄ、以下、「新ＧＷ」という。）への入力ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）変換エントリを追加する（ステップＳ４）。ここで、入力ＶＬＡＮ変換エントリとは、バックボーンドメイン１４０から入力した、バックボーンドメイン１４０に対するＶＬＡＮ  ＩＤを含むパケットに関して、バックボーンドメイン１４０に対するＶＬＡＮ  ＩＤをターミナルドメイン１２０または１３０に対するＶＬＡＮ  ＩＤに変更する処理を中継装置１１１Ｃ、１１１Ｄに実行させるエントリをいう。また、収容替え制御部２０９は、バックボーンドメイン１４０に所属する各中継装置１１１からの入力パケットをループさせないよう、バックボーンドメイン１１０との接続口となるＧＷ（すなわち、中継装置１１１Ａ、１１１Ｂ、以下、「旧ＧＷ」という。）への転送禁止エントリを新ＧＷ（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に追加する（ステップＳ５）。
【００５２】
この時点で、端末３０１と端末３０２間で通信中のユーザトラフィックに影響を与えることはない。
【００５３】
次に、仮想ネットワーク内のフラッディング転送経路の変更を行う。具体的には、収容替え制御部２０９は、ターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群に対して、次の２つの転送エントリを追加設定する。
【００５４】
すなわち、収容替え制御部２０９は、新ＧＷ（１１１Ｃ、１１１Ｄ）方向のみに出力制御するパケット配信エントリを、ターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置１１１に追加する（ステップＳ６）。また、収容替え制御部２０９は、移設先のバックボーンドメイン１４０への出力ＶＬＡＮ変換エントリを新ＧＷ（１１１Ｃ、１１１Ｄ）に追加する（ステップＳ７）。ここで、出力ＶＬＡＮ変換エントリとは、バックボーンドメイン１４０に向けて出力される、ターミナルドメイン１２０または１３０に対するＶＬＡＮ  ＩＤを含むパケットについて、ターミナルドメイン１２０または１３０に対するＶＬＡＮ  ＩＤをバックボーンドメイン１４０に対するＶＬＡＮ  ＩＤに変更する処理を中継装置１１１Ｃ、１１１Ｄに実行させるエントリをいう。
【００５５】
ここまでの転送エントリ設定が完了すると、仮想ネットワーク内のフラッディング転送経路変更が完了する。このとき、端末３０１と端末３０２との間で通信中のユーザトラフィックへの影響を瞬断程度に抑制することができる。
【００５６】
さらに、仮想ネットワーク上を流れる通信の転送経路変更を行う。具体的には、収容替え制御部２０９は、ターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置１１１に対して、次の２つの設定変更をする。
【００５７】
すなわち、収容替え制御部２０９は、該当ＶＬＡＮのＭＡＣ（Media Access Control）アドレスの学習を停止するように設定を変更する（ステップＳ８）。また、収容替え制御部２０９は、該当ＶＬＡＮの学習済みＭＡＣアドレス情報を削除する（ステップＳ９）。
【００５８】
ここまでの処理が完了すると、仮想ネットワーク上のすべての転送処理がフラッディング転送のみとなり、ユーザトラフィック通信の転送経路変更が完了となる。
【００５９】
次に、仮想ネットワーク上を流れるユーザトラフィック通信を定常状態へと復帰させる処理を行う。具体的には、収容替え制御部２０９は、ターミナルドメイン１２０およびターミナルドメイン１３０に所属する中継装置群に対して、次の３つの転送エントリを削除設定するとともに、１つの設定変更をする。
【００６０】
すなわち、収容替え制御部２０９は、移設元のバックボーンドメイン１１０との入出力を担う旧ＧＷ（１１１Ａ、１１１Ｂ）から入出力ＶＬＡＮ変換エントリを削除する（ステップＳ１０）。また、収容替え制御部２０９は、ステップＳ５で追加設定した、バックボーンドメイン１１０との接続口となる旧ＧＷ（１１１Ａ、１１１Ｂ）への転送禁止エントリを新ＧＷ（１１１Ｃ、１１１Ｄ）から削除する（ステップＳ１１）。さらに、収容替え制御部２０９は、ステップＳ６で追加設定した、新ＧＷ（１１１Ｃ、１１１Ｄ）方向のみに出力制御するパケット配信エントリをターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置１１１から削除する（ステップＳ１２）。また、収容替え制御部２０９は、ステップＳ８で停止設定した、該当ＶＬＡＮのＭＡＣアドレス学習の再開を設定する（ステップＳ１３）。
【００６１】
ここまでの処理が完了すると、端末３０１と端末３０２間で通信中のユーザトラフィックは、徐々にユニキャスト化されて定常状態の通信へと収束する。
【００６２】
以上のように、本実施形態では、端末３０１と端末３０２間の通信中に、それまで通信で使用していたバックボーンドメイン１１０（旧バックボーンドメイン）に所属する中継装置群とは別に、新規バックボーンドメイン１４０に所属する中継装置群を配備し、旧バックボーンドメイン１１０経由の転送経路から新規バックボーンドメイン１４０経由の転送経路となるよう、バックボーンドメイン１４０およびターミナルドメイン１２０、１３０に所属する中継装置群に対して仮想ネットワーク収容替えを行う。この場合、本実施形態によると、制御装置２００がフラッディング転送経路変更に関するパケット転送処理制御を局所化することによって、端末３０１と端末３０２との間のユーザトラフィックの通信遮断時間を抑制することが可能となる。
【００６３】
［効果］
本実施形態によると、次の効果がもたらされる。すなわち、仮想ネットワークを収容したバックボーンドメインに所属する中継装置群を、新規追加したバックボーンドメインに属する中継装置群に対して、仮想ネットワークの収容替えを実施する際に発生するユーザトラフィックの通信遮断への影響を低減することができる。
【００６４】
その理由は、仮想ネットワークを収容したバックボーンドメインに所属する中継装置群と、同じ仮想ネットワークを収容したターミナルドメインに所属する中継装置群に関する設定情報を、全削除および再構成するのではなく、バックボーンドメインとターミナルドメイン間のパケット転送処理の変更のうち、制御装置でユーザトラフィックの通信遮断に影響を与える処理区間を局所化して、仮想ネットワークの収容替えを制御できるからである。
【００６５】
本発明は、特に限定されないが、以下の環境において適用が可能である。すなわち、オープンフロー（OpenFlow）に代表される、中継装置群で構築されたネットワーク内の通信経路を集中管理するコントローラを有するアーキテクチャに対して適用が可能である。特に、ユーザトラフィックの入出力口を担うターミナルドメインに属する中継装置群と、ターミナルドメイン間を接続するバックボーンドメインに属する中継装置群により構成する仮想ネットワーク環境において、本発明を好適に適用することができる。
【００６６】
なお、本発明において、下記の形態が可能である。
［形態１］
上記第１の態様に係る制御装置のとおりである。
［形態２］
前記収容替え制御部は、前記仮想ネットワークに係るＭＡＣ（Media Access Control）アドレスの学習を停止するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する、
形態１に記載の制御装置。
［形態３］
前記収容替え制御部は、前記仮想ネットワークに係る学習済みのＭＡＣアドレス情報を削除するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する、
形態２に記載の制御装置。
［形態４］
前記収容替え制御部は、前記第１ドメインから入力するパケットおよび前記第１ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを、前記第１中継装置から削除する、
形態１ないし３のいずれか一に記載の制御装置。
［形態５］
前記収容替え制御部は、前記第２中継装置に追加された、前記第１中継装置への転送を禁止するエントリを削除する、
形態１ないし４のいずれか一に記載の制御装置。
［形態６］
前記収容替え制御部は、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加された、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを削除する、
形態１ないし５のいずれか一に記載の制御装置。
［形態７］
前記収容替え制御部は、前記仮想ネットワークに係るＭＡＣアドレスの学習を再開するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する、
形態２または３に記載の制御装置。
［形態８］
上記第２の態様に係る通信システムのとおりである。
［形態９］
上記第３の態様に係る制御方法のとおりである。
［形態１０］
前記制御装置が、前記仮想ネットワークに係るＭＡＣ（Media Access Control）アドレスの学習を停止するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示するステップを含む、
形態９に記載の制御方法。
［形態１１］
前記制御装置が、前記仮想ネットワークに係る学習済みのＭＡＣアドレス情報を削除するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示するステップを含む、
形態１０に記載の制御方法。
［形態１２］
前記制御装置が、前記第１ドメインから入力するパケットおよび前記第１ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを、前記第１中継装置から削除するステップを含む、
形態９ないし１１のいずれか一に記載の制御方法。
［形態１３］
前記制御装置が、前記第２中継装置に追加された、前記第１中継装置への転送を禁止するエントリを削除するステップを含む、
形態９ないし１２のいずれか一に記載の制御方法。
［形態１４］
前記制御装置が、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加された、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを削除するステップを含む、
形態９ないし１３のいずれか一に記載の制御方法。
［形態１５］
前記制御装置が、前記仮想ネットワークに係るＭＡＣアドレスの学習を再開するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示するステップを含む、
形態１０または１１に記載の制御方法。
［形態１６］
上記第４の態様に係るプログラムのとおりである。
［形態１７］
前記仮想ネットワークに係るＭＡＣ（Media Access Control）アドレスの学習を停止するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する処理を前記コンピュータに実行させる、
形態１６に記載のプログラム。
［形態１８］
前記仮想ネットワークに係る学習済みのＭＡＣアドレス情報を削除するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する処理を前記コンピュータに実行させる、
形態１７に記載のプログラム。
［形態１９］
前記第１ドメインから入力するパケットおよび前記第１ドメインに出力するパケットに対するＶＬＡＮ変換エントリを、前記第１中継装置から削除する処理を前記コンピュータに実行させる、
形態１６ないし１８のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２０］
前記第２中継装置に追加された、前記第１中継装置への転送を禁止するエントリを削除する処理を前記コンピュータに実行させる、
形態１６ないし１９のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２１］
前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に追加された、前記第２中継装置に向けてパケットを配信するエントリを削除する処理を前記コンピュータに実行させる、
形態１６ないし２０のいずれか一に記載のプログラム。
［形態２２］
前記仮想ネットワークに係るＭＡＣアドレスの学習を再開するように、前記両端のターミナルドメインに所属する中継装置に指示する処理を前記コンピュータに実行させる、
形態１７または１８に記載のプログラム。
【００６７】
なお、上記非特許文献の全開示内容は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００６８】
１００    管理対象ネットワーク
１１０、１４０    バックボーンドメイン
１１１    中継装置
１１１Ａ〜１１１Ｄ    中継装置（ゲートウェイ）
１２０、１３０    ターミナルドメイン
２００    制御装置
２０１    中継装置通信部
２０２    トポロジ情報取得部
２０３    トポロジ情報管理部
２０４    仮想ＮＷ管理部
２０５    経路制御コマンド生成部
２０６    ドメイン内経路計算部
２０７    ドメイン情報管理部
２０８    リソース監視部
２０９    収容替え制御部
２１０    ドメイン情報取得部
３０１、３０２    端末
【図１】
2017005405.tif 000003
【図２】
2017005405.tif 000004
【図３】
2017005405.tif 000005
【図４】
2017005405.tif 000006
【図５】
2017005405.tif 000007