УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ, СИСТЕМА СВЯЗИ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАТОРАМИ И ПРОГРАММА
CONTROL DEVICE, COMMUNICATION SYSTEM, METHOD FOR CONTROLLING SWITCHES AND PROGRAM

Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
(Ссылка на родственную заявку)
Настоящее изобретение основывается на японской патентной заявке, номер 2013-037510, поданной 27-го февраля 2013, раскрытие которой включается сюда в его полноте по ссылке на нее.
Настоящее изобретение относится к устройству управления, системе связи, способу управления коммутаторами, и программе, и, конкретно, к устройству управления, системе связи, способу управления коммутаторами, и программе, которые пересылают пакет посредством установки информации управления для коммутатора.
Уровень техники
[0002] В последние годы сети, в которых функция пересылки пакетов сетевого устройства отделена от функций управления, таких как управление путем, получили много внимания. В такой сети сетевое устройство отвечает за функцию пересылки пакетов, и контроллер, внешним образом отделенный от сетевого устройства, отвечает за функции управления. Такая конфигурация обеспечивает возможность построения гибкой сети, которой легко можно управлять.
[0003] Непатентные источники 1 и 2 предлагают технологию, называемую OpenFlow, которая реализует центрально-управляемую сеть, описанную выше. OpenFlow рассматривает связь как поток между конечными пунктами и выполняет управление путями, восстановление после отказов, балансировку нагрузки и оптимизацию для каждого потока. Коммутатор OpenFlow, определенный в непатентном источнике 2, содержит защищенный канал для осуществления связи с контроллером OpenFlow и работает согласно таблице потоков, добавление в которую или перезапись которой подходящим образом инструктируется контроллером OpenFlow. В таблице потоков, для каждого потока определяется набор из правил сопоставления (полей сопоставления), подлежащих сопоставлению с заголовком пакета, статистик потока (счетчиков) и инструкций, определяющих обработку содержимого (см. раздел "5.2 Flow Table" в непатентном источнике 2).
[0004] Например, при приеме пакета коммутатор OpenFlow осуществляет поиск записи, имеющей правило сопоставления (см. "5.3 Matching" в непатентном источнике 2), которое соответствует информации заголовка принятого пакета в таблице потоков. Когда запись, соответствующая принятому пакету, находится как результат поиска, коммутатор OpenFlow обновляет статистики потока (счетчики) и выполняет обработку содержимого (передачу пакета из назначенного порта, лавинную маршрутизацию, отбрасывание, и т.д.), записанную в поле инструкции записи, над принятым пакетом. С другой стороны, когда никакая запись, соответствующая принятому пакету, не находится как результат поиска, коммутатор OpenFlow запрашивает контроллер OpenFlow установить запись через защищенный канал, передавая запрос (сообщение Packet-In) на информацию управления для обработки принятого пакета. Коммутатор OpenFlow принимает запись потока, которая определяет обработку содержимого, и обновляет таблицу потоков. Как описано, коммутатор OpenFlow пересылает пакеты с использованием записей, сохраненных в таблице потоков в качестве информации управления. Как описано, коммутатор OpenFlow пересылает пакет с использованием записи, сохраненной в таблице потоков в качестве информации управления.
[0005] Дополнительно, раздел "5.1 Pipeline Processing" в непатентном источнике 2 описывает гибридный коммутатор OpenFlow, который содержит функции коммутации слоя 2 Ethernet (зарегистрированный товарный знак) и маршрутизации слоя 3, в дополнение к функции в качестве коммутатора OpenFlow, описанного выше.
[0006]
Непатентный источник 1:
Nick McKeown и др., "OpenFlow: Enabling Innovation in Campus Networks", [в сети], [найдено 18-го февраля 2013], сеть Интернет <URL: http://www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf>
Непатентный источник 2:
"OpenFlow Switch Specification" Версия 1.3.1 (Wire Protocol 0x04), [в сети], [найдено 18-го февраля 2013], сеть Интернет <URL: https://www.opennetworking.org/images/stories/downloads/specification/openflow-spec-v1.3.1.pdf>
Сущность изобретения
[0007] Раскрытие каждого непатентного источника, процитированного выше, включается сюда в его полноте по ссылке на него. Последующий анализ дается настоящим изобретением. Как описано выше, в центрально-управляемой сети, представленной посредством OpenFlow, для каждого потока может достигаться обстоятельное и централизованное управление. В то же время, чтобы реализовывать обстоятельное высокоскоростное управление, требуется CAM (ассоциативная память) с достаточным объемом для хранения записей потоков. Конкретно, когда количество подсоединенных терминалов увеличивается, тем самым увеличивая масштаб сети, также увеличивается количество набора записей потоков для каждого коммутатора.
[0008] Устройства, такие как CAM, однако, не могут встраиваться в недорогие коммутаторы в больших количествах вследствие различных причин, таких как цена, производительность, и потребление энергии. Это стало узким местом в реализации центрально-управляемой сети в сети, составленной с использованием недорогих коммутаторов.
[0009] Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства управления, системы связи, способа управления коммутаторами, и программы, способных содействовать облегчению реализации центрально-управляемой сети.
[0010] Согласно первому аспекту, обеспечивается устройство управления. Устройство управления содержит блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов, включающих в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета. Дополнительно, устройство управления содержит блок установки информации управления, который устанавливает информацию управления, инструктирующую первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов. Более того, устройство управления содержит блок вычисления пути, который вычисляет путь пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов. Дополнительно, устройство управления содержит блок установки VLAN (виртуальной локальной сети), который устанавливает VLAN ID (идентификатор VLAN), предварительно определенный для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов.
[0011] Согласно второму аспекту, обеспечивается система связи. Система связи содержит: множество коммутаторов; и устройство управления. Множество коммутаторов включают в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета. Устройство управления содержит блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов. Дополнительно, устройство управления содержит блок установки информации управления, который устанавливает информацию управления, инструктирующую первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов. Более того, устройство управления содержит блок вычисления пути, который вычисляет путь пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов. Дополнительно, устройство управления содержит блок установки VLAN (виртуальной локальной сети), который устанавливает VLAN ID (идентификатор VLAN), предварительно определенный для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов.
[0012] Согласно третьему аспекту, обеспечивается способ управления коммутаторами, выполняемый посредством устройства управления, содержащего блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов, включающих в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета. Способ управления коммутаторами содержит, посредством устройства управления, установку информации управления, инструктирующей первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов. Дополнительно, способ управления коммутаторами содержит, посредством устройства управления, вычисление пути пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов. Более того, способ управления коммутаторами содержит, посредством устройства управления, установку VLAN ID (идентификатора виртуальной локальной сети), предварительно определенного для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов. Представленный способ привязан к конкретной машине, которая является устройством управления, которое управляет группой коммутаторов.
[0013] Согласно четвертому аспекту, обеспечивается программа для компьютера, содержащего блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов, включающих в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета. Программа предписывает компьютеру выполнять установку информации управления, инструктирующей первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов. Дополнительно, программа предписывает компьютеру выполнять вычисление пути пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов. Более того, программа предписывает компьютеру выполнять установку VLAN ID (идентификатора виртуальной локальной сети), предварительно определенного для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов. Отметим, что программа может сохраняться в машиночитаемом (нетранзиторном) запоминающем носителе. Другими словами, настоящее изобретение может реализовываться как компьютерный программный продукт.
[0014] Согласно настоящему изобретению, становится возможным содействовать облегчению реализации центрально-управляемой сети.
Краткое описание чертежей
[0015] Фиг. 1 является чертежом, показывающим конфигурацию системы связи первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 является чертежом, показывающим схематическую сетевую конфигурацию для описания системы связи первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций для описания работы устройства управления первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 является чертежом, соответствующим операции на этапе S11 из фиг. 3.
Фиг. 5 является чертежом, соответствующим операции на этапе S12 из фиг. 3.
Фиг. 6 является чертежом, соответствующим операции на этапе S13 из фиг. 3.
Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций для описания работы коммутатора первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций для описания операции коммутации пути устройства управления первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 9 является чертежом, соответствующим операции на этапе S41 из фиг. 8.
Фиг. 10 является чертежом, соответствующим операциям на этапах S42 и S43 из фиг. 8.
Фиг. 11 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 12 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 13 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 14 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 15 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 16 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 17 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 18 является чертежом для описания изменений в информации, хранящейся посредством таблиц коммутаторов первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 19 является блок-схемой последовательности операций для описания работы устройства управления второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 20 является чертежом для описания работы системы связи второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 21 является чертежом для описания работы системы связи второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 22 является чертежом для описания работы системы связи второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 23 является чертежом для описания работы системы связи второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления
[0016] Сначала будет дано краткое изложение одного иллюстративного варианта осуществления со ссылкой на чертежи. Отметим, что ссылочные позиции на чертежах в кратком изложении даны каждому элементу единственно в качестве примера, чтобы облегчать понимание для удобства, и не предназначены, чтобы ограничивать настоящее изобретение вариантами, показанными на чертежах.
[0017] Как показано на фиг. 1, настоящее изобретение в его одном иллюстративном варианте осуществления может реализовываться посредством конфигурации, включающей в себя коммутатор 10, который содержит первую функцию 101 пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию 102 пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета, и устройство 20 управления.
[0018] Более конкретно устройство 20 управления может реализовываться посредством устройства управления, которое содержит блок 201 связи, который осуществляет связь с коммутатором 10; блок 202 установки информации управления, который устанавливает информацию управления, которая инструктирует первую функцию 101 пересылки пакетов коммутатора 10 пересылать пакет с использованием второй функции 102 пересылки пакетов; блок 203 вычисления пути, который вычисляет путь пересылки пакетов на основе отношений соединения среди коммутаторов; и блок 204 установки VLAN, который устанавливает предварительно определенный VLAN ID (ID виртуальной локальной сети) пакета для портов ввода/вывода пакета в коммутаторах на пути пересылки пакетов.
[0019] Устройство 20 управления устанавливает VLAN ID для портов коммутаторов на предполагаемом пути при установке информации управления, которая инструктирует коммутатор 10 пересылать пакет с использованием второй функции 102 пересылки пакетов. Как результат, при приеме пакета коммутатор 10 пересылает пакет с использованием второй функции 102 пересылки пакетов согласно информации управления, установленной для первой функции пересылки пакетов. Более конкретно, коммутатор 10 начинает пересылать пакет на основе результатов, определенных второй функцией 102 пересылки пакетов. Между тем, так как VLAN ID был установлен на предполагаемом пути, является возможным достигать управление потоком, по меньшей мере, на уровне слоя 2 без установки большого объема информации управления.
[0020]
(Первый иллюстративный вариант осуществления)
Далее будет подробно описываться первый иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Фиг. 1 является чертежом, показывающим конфигурацию системы связи первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 показывает конфигурацию, в которой коммутатор 10 соединен с устройством 20 управления через канал управления. Пример на фиг. 1 показывает один коммутатор 10, соединенный с одним устройством 20 управления, но может быть множество коммутаторов 10 и множество устройств 20 управления.
[0021] Коммутатор 10 содержит первую функцию 101 пересылки пакетов, которая обрабатывает принятый пакет на основе информации управления, установленной посредством устройства 20 управления, и вторую функцию 102 пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета. Этот коммутатор 10 может реализовываться посредством установки информации управления (записи потока), которая инструктирует пересылку из зарезервированного порта для гибридного коммутатора OpenFlow в непатентном источнике 2.
[0022] Устройство 20 управления содержит блок 201 связи, который осуществляет связь с коммутатором 10 с использованием, например, протокола OpenFlow; блок 202 установки информации управления, который устанавливает информацию управления, которая инструктирует первую функцию 101 пересылки пакетов коммутатора 10 пересылать пакет с использованием второй функции 102 пересылки пакетов; блок 203 вычисления пути, который вычисляет путь пересылки пакетов на основе отношений соединения среди коммутаторов; и блок 204 установки VLAN, который устанавливает предварительно определенный VLAN ID пакета для портов ввода/вывода пакета в коммутаторах на пути пересылки пакетов.
[0023] Дополнительно, каждый блок (средство обработки) устройства 20 управления и коммутатора 10, показанных на фиг. 1, могут реализовываться посредством компьютерной программы, которая предписывает компьютеру, составляющему эти устройства, выполнять каждую обработку, описанную выше, с использованием его аппаратного обеспечения.
[0024] Далее, операции устройства 20 управления и коммутатора 10 настоящего иллюстративного варианта осуществления будут описываться подробно со ссылкой на чертежи. Описание ниже предполагает, что устройство 20 управления и четыре коммутатора (сконфигурированные идентично коммутатору 10 из фиг. 1) соединены, как показано на фиг. 2. Сплошные линии на фиг. 2 показывают физические линии связи среди терминалов A 50 и B 60 и коммутаторов 11 по 14, и пунктирные линии показывают каналы управления между устройством 20 управления и коммутаторами 11 по 14. В описании ниже устройство 20 управления управляет путем связи между терминалами A 50 и B 60 посредством управления коммутаторами 11 по 14.
[0025] Фиг. 3 является блок-схемой последовательности операций для описания работы устройства 20 управления первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения. На фиг. 3 устройство 20 управления сначала устанавливает информацию управления (запись потока) для пересылки из нормального порта для управляемых коммутаторов 11 по 14 (этап S11 из фиг. 3). Например, эта обработка может запускаться посредством приема уведомления приема пакета (сообщения Packet-In) от коммутаторов 11 по 14 или может выполняться как начальная обработка установки сетевым администратором.
[0026] Фиг. 4 является чертежом, соответствующим этапу S11 из фиг. 3. В примере из фиг. 4 устройство 20 управления устанавливает информацию управления (запись потока) для пересылки из нормального порта для коммутаторов 11 по 14. Пример на фиг. 4 может реализовываться посредством ассоциирования правила сопоставления (ANY), которое устанавливает безразличный символ во все поля, с действием (Вывод из нормального, OUTPUT NORMAL), которое выполняет пересылку из нормального порта, определенного в непатентном источнике 2. Дополнительно, нет необходимости устанавливать безразличный символ в каждом поле правила сопоставления, и, например, может использоваться правило сопоставления, которое определяет только порт ввода, или правило сопоставления, которое предназначено только для пакета, имеющего конкретное поле, помеченное флагом в качестве объекта управления.
[0027] Далее устройство 20 управления вычисляет путь пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60 (этап S12 из фиг. 3). Вычисление пути может выполняться каждый раз на основе топологии сети, не показана на чертеже, и информации местоположения терминалов A 50 и B 60 (информации коммутатора соединения), или путь между терминалами A 50 и B 60 может выбираться из группы предварительно вычисленных путей (например, дерева кратчайших путей). Здесь, как показано на фиг. 5, предполагается, что вычислен путь, идущий через коммутаторы 11, 12, и 14.
[0028] Далее устройство 20 управления устанавливает VLAN ID, определенный для пакета между терминалами A 50 и B 60 для портов коммутаторов на пути пересылки пакетов, которые служат в качестве портов ввода/вывода пакета между терминалами A 50 и B 60 (этап S13 из фиг. 3). VLAN ID, присоединенный к пакету, принятому от коммутатора с уведомлением приема пакета (сообщением Packet-In), может использоваться в качестве установленного VLAN ID. Дополнительно, может использоваться сообщение управления для добавленных функций, как, например, сообщение Experimenter в непатентном источнике 2, когда устройство 20 управления устанавливает VLAN ID для коммутаторов 11 по 14. Дополнительно, может использоваться протокол настройки сети, такой как NETCONF, или способ, который устанавливает VLAN ID посредством внешней системы.
[0029] Фиг. 6 является чертежом, показывающим состояние, в котором VLAN ID, равный 10, был установлен для портов на пути пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60. В этом состоянии, при приеме пакета от терминала A 50 в терминал B 60, коммутаторы 11, 12, и 14 определяют их порты вывода. Затем, при приеме пакета от терминала B 60 в терминал A 50 в следующий раз, они пересылают пакет из определенных портов. Как показано на фиг. 6, так как соответствующий VLAN ID был установлен для порта на пути, пакет не будет отбрасываться или посылаться из ненужного порта на пути.
[0030] Далее работа коммутатора, который выполняет вышеизложенную пересылку пакетов, будет описываться со ссылкой на чертежи. Фиг. 7 является блок-схемой последовательности операций для описания работы коммутатора первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения. На фиг. 7, при приеме пакета с предварительно определенным тэгом VLAN ID, присоединенным к нему, коммутаторы 11 по 14 осуществляют поиск информации управления (записи потока), имеющей правило сопоставления, которое соответствует принятому пакету, с использованием первой функции 101 пересылки пакетов (этап S21 из фиг. 7).
[0031] Когда никакая информация управления (запись потока), имеющая правило сопоставления, которое соответствует принятому пакету, не находится как результат поиска ("Нет" на этапе S22 из фиг. 7), то есть информация управления, устанавливаемая на этапе S11 из фиг. 3, не была установлена, коммутаторы 11 по 14 пересылают пакет в устройство 20 управления и запрашивают, чтобы информация управления (запись потока) была установлена (этап S23 из фиг. 7).
[0032] Когда информация управления (запись потока), имеющая правило сопоставления, которое соответствует принятому пакету, находится ("Да" на этапе S22 из фиг. 7), то есть информация управления, устанавливаемая на этапе S11 из фиг. 3, была установлена, коммутаторы 11 по 14 пересылают пакет во вторую функцию 102 пересылки пакетов. Как и коммутатор слоя 2, вторая функция 102 пересылки пакетов сначала ссылается на ее таблицу MAC (управления доступом к среде передачи) (таблицу адресов MAC), чтобы подтвердить, был ли или нет адрес MAC источника (Src MAC) определен (этап S24 из фиг. 7). Когда адрес MAC источника не был определен ("Нет" на этапе S25 из фиг. 7), вторая функция 102 пересылки пакетов регистрирует набор из адреса MAC источника, порта приема, и VLAN ID принятого пакета в таблице MAC (этап S26 из фиг. 7).
[0033] Далее вторая функция 102 пересылки пакетов ссылается на таблицу MAC (таблицу адресов MAC), чтобы подтверждать, был ли или нет адрес MAC назначения (Dst MAC) определен (этап S27 из фиг. 7). Когда адрес MAC назначения был определен ("Да" на этапе S28 из фиг. 7), вторая функция 102 пересылки пакетов передает принятый пакет из порта, определенного посредством соответствующей записи в таблице MAC (этап S29 из фиг. 7).
[0034] Когда адрес MAC назначения не был определен ("Нет" на этапе S28 из фиг. 7), вторая функция 102 пересылки пакетов осуществляет лавинную маршрутизацию пакета (передачу пакета из всех портов, для которых установлен один и тот же VLAN ID, за исключением порта приема) (этап S30 из фиг. 7).
[0035] Как описано выше, коммутаторы 11 по 14, для которых была установлена информация управления (запись потока) для пересылки из нормального порта, могут осуществлять операцию пересылки пакетов, эквивалентную операции коммутатора слоя 2.
[0036] Далее будет описываться операция, когда происходит отказ на пути пересылки пакетов, через который терминалы A 50 и B 60 способны осуществлять связь друг с другом. Фиг. 8 является блок-схемой последовательности операций для описания операции коммутации пути устройства управления первого иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения. На фиг. 8, устройство 20 управления обнаруживает отказ на пути пересылки пакетов (этап S41 из фиг. 8). Примеры способов (средств обнаружения отказов) для устройства 20 управления, чтобы обнаруживать отказ на пути пересылки пакетов, включают в себя прием уведомления изменений конфигурации портов, как, например, сообщения "Port-status" от коммутаторов 11 по 14, и прием уведомления отказа линии связи на основе обменов сигналами подтверждения активности среди коммутаторов 11 по 14.
[0037] Фиг. 9 является чертежом, показывающим, что происходит отказ в коммутаторе 12 в состоянии, в котором была установлена возможная связь как на фиг. 6. Так как коммутатор 12 располагается на пути пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60, устройство 20 управления определяет, что путь должен быть изменен.
[0038] Устройство 20 управления вычисляет путь пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60 (этап S42 из фиг. 8). Здесь предполагается, что вычисляется путь, идущий через коммутаторы 11, 13, и 14, как показано на фиг. 10.
[0039] Далее устройство 20 управления устанавливает VLAN ID, предварительно определенный для пакета между терминалами A 50 и B 60, для портов коммутатора 13 на новом пути пересылки пакетов, которые будут служить в качестве портов ввода/вывода пакета между терминалами A 50 и B 60. Дополнительно, устройство 20 управления удаляет VLAN ID, установленный для коммутатора 12 (этап S43 из фиг. 8). В это время устройство 20 управления удаляет запись, определенную второй функцией 102 пересылки пакетов коммутатора 11, расположенного непосредственно перед коммутатором 12 на пути пересылки пакетов, который пересылает пакет, адресованный терминалу B 60, в порт соединения коммутатора 12, то есть запись, в которой установлен адрес MAC терминала B 60. Аналогично устройство 20 управления удаляет запись, определенную второй функцией 102 пересылки пакетов коммутатора 14, который пересылает пакет, адресованный терминалу A 50, в порт соединения коммутатора 12.
[0040] Фиг. 10 является чертежом, показывающим состояние, в котором VLAN ID, равный 10, устанавливается для портов на заново установленном пути пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60. В этом состоянии, связь между терминалами A 50 и B 60 может достигаться через путь, идущий через коммутаторы 11, 13, и 14.
[0041] Далее, установка информации управления (записи потока) для пересылки из нормального порта, описанной выше, и обработка обеспечения возможности связи посредством второй функции пересылки пакетов коммутаторов будут описываться вместе с изменениями содержимого в двух таблицах коммутаторов.
[0042] Фиг. 11 является чертежом, схематически показывающим конфигурацию коммутатора 10A, соединенного с терминалом A 50 и коммутаторами 10B и 10C. Первая функция пересылки пакетов коммутатора 10A хранит первую таблицу (таблицу потоков) 101A, которая хранит информацию управления, ассоциирующую правило сопоставления с действием. Вторая функция пересылки пакетов коммутатора 10A хранит таблицу 102A MAC, которая ассоциирует VLAN ID (VID) с DMAC (адресом MAC назначения) и портом.
[0043] Фиг. 12 является чертежом, показывающим состояние, в котором обработки из этапов S11 по S13 из фиг. 3 были выполнены, и устройство 20 управления установило информацию управления (запись потока) для пересылки из нормального порта в первой таблице (таблице потоков) 101A коммутатора 10A и установило VLAN ID для соответствующих портов коммутатора 10A. В этой точке, таблица 102A MAC коммутатора 10A является пустой, так как никакой пакет между терминалами A 50 и B 60 не был принят.
[0044] Фиг. 13 является чертежом, показывающим состояние, в котором коммутатор 10A принял пакет от терминала A 50 в терминал B 60. Как в работе коммутаторов, описанной выше, при приеме пакета, имеющего тэг VLAN ID, равный 10, коммутатор 10A осуществляет поиск в первой таблице (таблице потоков) 101A и применяет действие, выводящее пакет из нормального порта, согласно записи, имеющей правило сопоставления "Все ANY". С использованием второй функции 102 пересылки пакетов, коммутатор 10A регистрирует набор из адреса MAC источника, порта приема, и VLAN ID принятого пакета в таблице 102A MAC (см. область внутри пунктирной линии на фиг. 13). Так как таблица 102A MAC, однако, не имеет какой-либо записи, которая соответствует адресу MAC назначения принятого пакета, коммутатор 10A осуществляет лавинную маршрутизацию принятого пакета.
[0045] Как результат, пакет от терминала A 50 в терминал B 60 пересылается в коммутатор 10B. Коммутатор 10B выполняет такую же обработку, что и коммутатор 10A, и пакет от терминала A 50 в терминал B 60 достигает терминал B 60.
[0046] Затем, как показано на фиг. 14, когда терминал B 60 передает пакет в терминал A 50, коммутатор 10B обрабатывает пакет с использованием второй функции пересылки пакетов согласно установкам информации управления (записи потока) для пересылки из нормального порта. Коммутатор 10B определяет адрес MAC терминала B 60 и его информацию порта. Дополнительно, так как адрес MAC терминала A 50 был уже определен, коммутатор 10B пересылает пакет в коммутатор 10A.
[0047] Коммутатор 10A обрабатывает пакет с использованием второй функции пересылки пакетов согласно установкам информации управления (записи потока) для пересылки из нормального порта. Коммутатор 10A регистрирует адрес MAC терминала B60 и его информацию порта в таблице 102A MAC (см. область внутри пунктирной линии в таблице 102A MAC на фиг. 14). Так как адрес MAC терминала A 50 был определен, коммутатор 10A ссылается на соответствующую запись в таблице 102A MAC и пересылает пакет в терминал A 50 из порта P1.
[0048] В этом состоянии коммутаторы 10A и 10B определили назначения передачи пакетов от обоих терминалов A 50 и B 60, и терминалы A 50 и B 60 будут обмениваться пакетами без осуществления лавинной маршрутизации после этого.
[0049] Затем предположим, что произошел отказ на линии связи между портом P2 коммутатора 10A и коммутатором 10B, как показано на фиг. 15. В этом случае, устройство 20 управления выполняет обработку этапов S41 по S43 из фиг. 8. Фиг. 16 является чертежом, показывающим состояние, в котором устройство 20 управления выполнило обработку этапов S41 по S43 из фиг. 8. Более конкретно, устройство 20 управления изменяет путь пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60 на путь, который не использует линию связи между портом P2 коммутатора 10A и коммутатором 10B (порт P1 коммутатора 10A - порт P3 коммутатора 10A - коммутатор 10C - коммутатор 10B), и устанавливает и удаляет VLAN ID, как необходимо. Дополнительно, устройство 20 управления удаляет запись, определяющую назначение вывода пакета, имеющего адрес MAC терминала B 60, из таблицы 102A MAC коммутатора 10A при изменении установок VLAN ID. Аналогично, устройство 20 управления удаляет запись, определяющую назначение вывода пакета, имеющего адрес MAC терминала A 50, из таблицы 102A MAC коммутатора 10B (не показано на чертежах).
[0050] Фиг. 17 является чертежом, показывающим состояние, в котором коммутатор 10A принял пакет от терминала A 50 в терминал B 60. Как в работе коммутаторов, описанной выше, при приеме пакета, коммутатор 10A осуществляет поиск в первой таблице (таблице потоков) 101A и применяет действие, выводящее пакет из нормального порта, согласно записи, имеющей правило сопоставления "Все ANY". С использованием второй функции 102 пересылки пакетов, коммутатор 10A подтверждает, зарегистрирован ли или нет набор из адреса MAC источника, порта приема и VLAN ID принятого пакета в таблице 102A MAC. Так как адрес MAC терминала A 50 был зарегистрирован в таблице MAC, определение пропускается (см. таблицу 102A MAC на фиг. 17). Между тем, так как таблица 102A MAC не имеет какой-либо записи, которая соответствует адресу MAC назначения принятого пакета, коммутатор 10A осуществляет лавинную маршрутизацию принятого пакета.
[0051] Как результат, пакет от терминала A 50 в терминал B 60 пересылается в коммутатор 10C. Коммутатор 10C выполняет такую же обработку, что и коммутатор 10A, и пакет от терминала A 50 в терминал B 60 пересылается в коммутатор 10B посредством осуществления лавинной маршрутизации. В заключение, пакет от терминала A 50 в терминал B 60 достигает терминал B 60 через коммутатор 10B, который уже определил адрес MAC терминала B 60.
[0052] Затем, когда терминал B 60 передает пакет в терминал A 50, как показано на фиг. 18, коммутатор 10B обрабатывает пакет с использованием второй функции пересылки пакетов согласно установкам информации управления (записи потока) для пересылки из нормального порта. Коммутатор 10B подтверждает, зарегистрирован ли или нет набор из адреса MAC терминала B 60 и его информации порта в таблице 102A MAC. Так как адрес MAC терминала B 60 был зарегистрирован в таблице MAC, определение пропускается. Между тем, так как адрес MAC терминала A 50 уже был определен, коммутатор 10B ссылается на соответствующую запись в таблице 102A MAC и пересылает пакет в коммутатор 10C.
[0053] После определения набора из адреса MAC терминала B 60 и его информации порта, коммутатор 10C ссылается на запись, ассоциированную с адресом MAC терминала A 50 в таблице 102A MAC, и пересылает пакет в коммутатор 10A. Аналогично, после определения набора из адреса MAC терминала B 60 и его информации порта (порт P3; см. область внутри пунктирной линии в таблице 102A MAC на фиг. 18), коммутатор 10A ссылается на запись, ассоциированную с адресом MAC терминала A 50 в таблице 102A MAC, и пересылает пакет в терминал A 50.
[0054] В этом состоянии коммутаторы 10A по 10C определили назначения передачи пакетов от обоих терминалов A 50 и B 60 снова, и терминалы A 50 и B 60 будут обмениваться пакетами без осуществления лавинной маршрутизации после этого.
[0055]
(Второй иллюстративный вариант осуществления)
Далее будет описываться второй иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения, в котором работа устройства 20 управления первого иллюстративного варианта осуществления изменена. Базовые конфигурации устройства управления и коммутаторов являются такими же как в первом иллюстративном варианте осуществления, но блок 202 установки информации управления устройства 20 управления устанавливает информацию управления, которая назначает назначение пересылки принятого пакета для некоторых из коммутаторов, вместо информации управления (записи потока) для пересылки из нормального порта. Поэтому, это различие будет главным образом описываться ниже.
[0056] Фиг. 19 является блок-схемой последовательности операций для описания работы устройства управления второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения. Операция из этапов S31 по S32 является такой же как операция из этапов S11 по S12 первого иллюстративного варианта осуществления на фиг. 3. Устройство 20A управления второго иллюстративного варианта осуществления настоящего изобретения устанавливает информацию управления (запись потока) для пересылки пакета для конкретных коммутаторов на пути пересылки пакетов, вычисленном на этапе S32 (этап S33).
[0057] Далее, устройство 20A управления устанавливает VLAN ID, предварительно определенный для пакета между терминалами A 50 и B 60 для портов, которые служат в качестве портов ввода/вывода пакета между терминалами A 50 и B 60, коммутаторов, для которых информация управления (запись потока) для пересылки пакета не была установлена на этапе S33 (этап S34 из фиг. 19).
[0058] Коммутаторы, для которых информация управления (запись потока) для пересылки пакета установлена, могут определяться, например, на основе количества частей информации управления (записи потока), которые каждый коммутатор способен хранить. Например, если количество частей информации управления (записи потока), которые коммутатор может хранить, больше, чем предварительно определенное пороговое значение (или не меньше, чем предварительно определенное пороговое значение), информация управления (запись потока) для пересылки пакета будет устанавливаться для коммутатора. Информация управления (запись потока) для пересылки из нормального порта устанавливается только для коммутаторов, которые могут хранить меньшее количество частей информации управления (записи потока), чем предварительно определенное пороговое значение (или количество частей информации управления (записи потока), не большее, чем предварительно определенное пороговое значение). Иначе, коммутаторы, для которых информация управления (запись потока) для пересылки пакета устанавливается, могут выбираться посредством учета местоположения коммутатора (например, является ли он опорным коммутатором или граничным коммутатором), или того, имеет ли он или нет вторую функцию 102 пересылки пакетов.
[0059] Фиг. 20 и 21 являются чертежами, показывающими состояние, в котором информация управления (запись потока) для пересылки пакета была установлена для коммутатора 12 на пути пересылки пакетов между терминалами A 50 и B 60, и VLAN ID, равный 10, был установлен для портов других коммутаторов 11 и 14. В этом состоянии, коммутаторы 11 и 14 пересылают пакет как в первом иллюстративном варианте осуществления. Дополнительно, коммутатор 12 имеет первую функцию 101 пересылки пакетов, ссылающуюся на информацию управления (запись потока) для пересылки пакета, и выводит принятый пакет в порт, назначенный устройством 20A управления.
[0060] Как описано, настоящее изобретение может изменяться на вариант осуществления, в котором информация управления (запись потока) для пересылки пакета устанавливается для некоторых коммутаторов на пути. Как результат, наступление лавинной маршрутизации, выполняемой коммутаторами на пути, может уменьшаться, по сравнению с первым иллюстративным вариантом осуществления. Дополнительно, настоящий иллюстративный вариант осуществления может осуществляться, даже если коммутаторы, для которых информация управления (запись потока) для пересылки пакета устанавливается, не имеют вторую функцию 102 пересылки пакетов.
[0061] Дополнительно, как в первом иллюстративном варианте осуществления, является возможным гибко коммутировать путь, решая проблему отказа в коммутаторе на пути, в настоящем иллюстративном варианте осуществления также. Например, когда происходит отказ в коммутаторе 12 на пути как в первом иллюстративном варианте осуществления, устройство 20A управления повторно вычисляет другой путь между терминалами A 50 и B 60, как показано на фиг. 22.
[0062] Затем устройство 20A управления устанавливает информацию управления (запись потока) для пересылки пакета для коммутатора 13 на новый путь пересылки пакетов. Дополнительно устройство 20A управления устанавливает предварительно определенный VLAN ID для порта коммутатора 11, соединенного с коммутатором 13, и порта коммутатора 14, соединенного с коммутатором 13. Более того, устройство 20A управления удаляет VLAN ID из портов коммутаторов 11 и 14, соединенных с коммутатором 12. Затем устройство 20A управления удаляет запись, определенную второй функцией 102 пересылки пакетов коммутатора 11, расположенного непосредственно перед коммутатором 12 на пути пересылки пакетов, пересылающую пакет, адресованный терминалу B 60, в порт, соединенный с коммутатором 12. Аналогично, устройство 20A управления удаляет запись, определенную второй функцией пересылки пакетов коммутатора 14, пересылающую пакет, адресованный терминалу A 50, в порт, соединенный с коммутатором 12.
[0063] В конфигурации, описанной выше, становится возможным легко коммутировать путь согласно отказам и состоянию сети в режиме, в котором информация управления (запись потока) для пересылки пакета устанавливается для некоторых коммутаторов на пути.
[0064] Дополнительно во втором иллюстративном варианте осуществления, информация управления (запись потока) для пересылки пакета устанавливается после того, как вычисление пути выполняется на этапе S32 из фиг. 19, однако, информация управления (запись потока) для пересылки пакета может устанавливаться для предварительно определенных коммутаторов заранее, как показано на фиг. 23. В этом случае установка информации управления для коммутаторов 12 и 13 во время коммутации пути может пропускаться.
[0065] В заключение, подытоживаются предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.
(Вариант 1 осуществления)
Устройство управления, содержащее:
блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов, включающих в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета;
блок установки информации управления, который устанавливает информацию управления, инструктирующую первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов;
блок вычисления пути, который вычисляет путь пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов; и
блок установки VLAN (виртуальной локальной сети), который устанавливает VLAN ID (идентификатор VLAN), предварительно определенный для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов.
(Вариант 2 осуществления)
В устройстве управления по варианту 1 осуществления
блок установки VLAN устанавливает VLAN ID посредством передачи предварительно определенного сообщения управления в первую функцию пересылки пакетов коммутатора (коммутаторов).
(Вариант 3 осуществления)
Устройство управления по варианту 1 или 2 осуществления, дополнительно содержащее:
средство для обнаружения отказа на пути пересылки, при этом блок вычисления пути повторно вычисляет путь пересылки пакетов и блок установки VLAN заменяет VLAN ID, когда отказ обнаруживается на пути пересылки.
(Вариант 4 осуществления)
В устройстве управления по любому из вариантов 1 по 3 осуществления
блок установки информации управления устанавливает информацию управления, которая назначает назначение пересылки принятого пакета для, по меньшей мере, одного из множества коммутаторов, вместо информации управления, которая инструктирует, чтобы пакет пересылался посредством второй функции пересылки пакетов.
(Вариант 5 осуществления)
В устройстве управления по варианту 4 осуществления
блок установки информации управления определяет, устанавливать ли или нет информацию управления, которая назначает назначение пересылки принятого пакета для одного из множества коммутаторов на основе количества частей информации управления, которые упомянутый один коммутатор способен хранить.
(Вариант 6 осуществления)
Система связи, содержащая:
множество коммутаторов; и
устройство управления, при этом
множество коммутаторов включают в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета, и
устройство управления содержит:
блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов;
блок установки информации управления, который устанавливает информацию управления, инструктирующую первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов;
блок вычисления пути, который вычисляет путь пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов; и
блок установки VLAN (виртуальной локальной сети), который устанавливает VLAN ID (идентификатор VLAN), предварительно определенный для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов.
(Вариант 7 осуществления)
Способ управления коммутаторами, содержащий:
посредством устройства управления, содержащего блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов, включающих в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета, установку информации управления, инструктирующей первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов;
вычисление пути пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов; и
установку VLAN ID (идентификатора виртуальной локальной сети), предварительно определенного для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов.
(Вариант 8 осуществления)
Программа, предписывающая компьютеру, содержащему блок связи, который осуществляет связь с множеством коммутаторов, включающих в себя первую функцию пересылки пакетов, которая обрабатывает пакет на основе информации управления, установленной внешним образом, и вторую функцию пересылки пакетов, которая определяет отношение между адресом источника передачи и портом приема принятого пакета и определяет порт вывода пакета, выполнять:
установку информации управления, инструктирующей первую функцию пересылки пакетов множества коммутаторов пересылать пакет с использованием второй функции пересылки пакетов;
вычисление пути пересылки пакетов на основе отношения соединения среди множества коммутаторов; и
установку VLAN ID (идентификатора виртуальной локальной сети), предварительно определенного для пакета, для портов ввода/вывода пакета в коммутаторе (коммутаторах) на пути пересылки пакетов.
Дополнительно, варианты 6 по 8 осуществления могут развиваться в варианты 2 по 5 осуществления как для варианта 1 осуществления.
[0066] Дополнительно, раскрытие каждого непатентного источника, процитированного выше, включается сюда во всей его полноте по ссылке на него. Следует отметить, что другие объекты, признаки и аспекты настоящего изобретения должны стать ясными в полном раскрытии и что модификации могут осуществляться без отхода от сущности и объема настоящего изобретения, как здесь раскрыто и заявлено в формуле изобретения, которая здесь приложена. Также следует отметить, что любая комбинация раскрытых и/или заявленных элементов, сущностей и/или предметов может попадать под вышеупомянутые модификации. Конкретно, диапазоны числовых значений, использованные в представленном описании, должны интерпретироваться как конкретное числовое значение или малый диапазон, включенные в диапазоны, даже в случаях, когда это так не указано.
[0067]
10, 11 по 14: коммутатор
20, 20A: устройство управления.