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JP7469699B2 - Packet forwarding system and packet forwarding method - Google Patents

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JP7469699B2 JP2022522116A JP2022522116A JP7469699B2 JP 7469699 B2 JP7469699 B2 JP 7469699B2 JP 2022522116 A JP2022522116 A JP 2022522116A JP 2022522116 A JP2022522116 A JP 2022522116A JP 7469699 B2 JP7469699 B2 JP 7469699B2
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/42Centralised routing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

本発明は、パケット転送システム及びパケット転送方法に関する。 The present invention relates to a packet forwarding system and a packet forwarding method.

非特許文献1に開示される技術の概要を、図9を参照しつつ説明する。図9は、OpenFlowプロトコルが動作する通信ネットワークシステム100を示すブロック図である。通信ネットワークシステム100は、OpenFlowコントローラ101、OpenFlowスイッチ110,111,112及びDHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバ120を備える。The technology disclosed in Non-Patent Document 1 will be outlined with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a block diagram showing a communication network system 100 in which the OpenFlow protocol operates. The communication network system 100 includes an OpenFlow controller 101, OpenFlow switches 110, 111, and 112, and a DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server 120.

OpenFLowスイッチ110,111は、接続しており、各々が予めOpenFlowコントローラ101との間でコネクションを確立している。OpenFlowスイッチ111は、DHCPサーバ120と接続している。この状態において、OpenFlowスイッチ110に、新たにOpenFlowスイッチ112が接続したとする。The OpenFlow switches 110 and 111 are connected, and each has already established a connection with the OpenFlow controller 101. The OpenFlow switch 111 is connected to the DHCP server 120. In this state, assume that the OpenFlow switch 112 is newly connected to the OpenFlow switch 110.

OpenFlowスイッチ112は、OpenFlowスイッチ110に接続する際、マネジメント用ポートではなく、データ転送用ポートを利用してOpenFlowスイッチ110に接続する。OpenFlowスイッチ112では、DHCPクライアントが動作しており、以下のような手順でOpenFlowスイッチ112が、OpenFlowコントローラ101によって認識される。When connecting to the OpenFlow switch 110, the OpenFlow switch 112 uses a data transfer port, not a management port, to connect to the OpenFlow switch 110. A DHCP client is running in the OpenFlow switch 112, and the OpenFlow switch 112 is recognized by the OpenFlow controller 101 in the following procedure.

(1)OpenFlowスイッチ112は、OpenFlowスイッチ110にDHCPメッセージを送信する。OpenFlowスイッチ110,111は、OpenFlowスイッチ112が送信したDHCPメッセージをDHCPサーバ120に転送する。 (1) OpenFlow switch 112 sends a DHCP message to OpenFlow switch 110. OpenFlow switches 110 and 111 forward the DHCP message sent by OpenFlow switch 112 to DHCP server 120.

(2)DHCPサーバ120は、OpenFlowコントローラ101のIP(Internet Protocol)アドレスとポート番号をOpenFlowスイッチ112に送信する。OpenFlowスイッチ110,111は、DHCPサーバ120が送信したOpenFlowコントローラ101のIPアドレスとポート番号をOpenFlowスイッチ112に転送する。 (2) The DHCP server 120 sends the IP (Internet Protocol) address and port number of the OpenFlow controller 101 to the OpenFlow switch 112. The OpenFlow switches 110 and 111 forward the IP address and port number of the OpenFlow controller 101 sent by the DHCP server 120 to the OpenFlow switch 112.

(3)OpenFlowスイッチ112において動作するOpenFlowエージェントが、OpenFlowコントローラ101のIPアドレスとポート番号を取り込む。OpenFlowエージェントは、取り込んだIPアドレスとポート番号に基づいて、OpenFlowコントローラ101に接続する。OpenFlowコントローラ101は、LLDP(Link Layer Discovery Protocol)等により、OpenFlowスイッチ110,111,112の間の接続関係を検出する。 (3) The OpenFlow agent running in the OpenFlow switch 112 retrieves the IP address and port number of the OpenFlow controller 101. The OpenFlow agent connects to the OpenFlow controller 101 based on the retrieved IP address and port number. The OpenFlow controller 101 detects the connection relationship between the OpenFlow switches 110, 111, and 112 using LLDP (Link Layer Discovery Protocol) or the like.

このようにして、新たに接続するOpenFlowスイッチ112は、マネジメント用のポート及びネットワークを使用することなく、データ用のネットワークに重畳する形で、OpenFlowコントローラ101との間でコネクションを確立する。OpenFlowコントローラ101は、OpenFlowスイッチ110,111,112の間の接続関係を検出することができる。そのため、マネジメント用のポートやネットワークの設置や管理に要するコストを削減することができることになる。In this way, the newly connected OpenFlow switch 112 establishes a connection with the OpenFlow controller 101 by superimposing it on the data network without using the management ports and network. The OpenFlow controller 101 can detect the connection relationship between the OpenFlow switches 110, 111, and 112. This makes it possible to reduce the costs required for installing and managing the management ports and network.

S. Sharma et al, “In-Band Control, Queuing, and Failure Recovery Functionalities for OpenFlow”, IEEE Network, 30(1), pp.106-112, 2016S. Sharma et al., “In-Band Control, Queuing, and Failure Recovery Functionalities for OpenFlow”, IEEE Network, 30(1), pp.106-112, 2016

非特許文献1に開示される技術では、新たに接続するOpenFlowスイッチ112においてDHCPクライアント及びOpenFlowエージェントが動作している必要がある。さらに、非特許文献1に開示される技術では、これらを動作させるためのCPU(Central Processing Unit)等をOpenFlowスイッチ112に備えていることが前提になっている。The technology disclosed in Non-Patent Document 1 requires that a DHCP client and an OpenFlow agent are running in the newly connected OpenFlow switch 112. Furthermore, the technology disclosed in Non-Patent Document 1 is premised on the OpenFlow switch 112 being equipped with a CPU (Central Processing Unit) and the like for running these.

ここで、OpenFlowスイッチ110に接続する装置が、モジュール型の通信装置であるとする。このようなモジュール型の通信装置は、マネジメント専用のポートを備えていないこともある。さらに、サイズやコストの面からOpenFlowエージェントやDHCPクライアントを動作させるためのCPU等を備えていないこともある。そのため、このようなモジュール型の通信装置では、OpenFlowコントローラ101に接続することができない場合があった。 Here, it is assumed that the device connected to the OpenFlow switch 110 is a modular communication device. Such modular communication devices may not have a port dedicated to management. Furthermore, due to size and cost considerations, they may not have a CPU for operating an OpenFlow agent or DHCP client. For this reason, such modular communication devices may not be able to connect to the OpenFlow controller 101.

上記事情に鑑み、本発明は、OpenFlowエージェントやDHCPクライアント等を動作させることができない通信装置であっても、簡易な方法でコントローラに接続することができる技術の提供を目的としている。In view of the above circumstances, the present invention aims to provide technology that enables a communication device that is unable to run an OpenFlow agent, a DHCP client, etc., to connect to a controller in a simple manner.

本発明の一態様は、パケットの転送制御を行う転送制御装置と、前記転送制御装置が定義する転送規則に基づいて前記パケットを転送する転送装置と、前記転送装置に新たに接続される通信装置とを備えるパケット転送システムであって、前記通信装置は、制御パケットを前記転送装置に送出し、前記転送装置は、前記通信装置から送出された前記制御パケットに対して、前記制御パケットを受信した物理ポートを特定する物理ポート識別情報と、自装置の識別情報とを付与して前記転送制御装置に転送し、前記転送制御装置は、前記制御パケットに付与されている前記転送装置の識別情報及び前記物理ポート識別情報を取得する、パケット転送システム。 One aspect of the present invention is a packet forwarding system comprising a forwarding control device that controls the forwarding of packets, a forwarding device that forwards the packets based on forwarding rules defined by the forwarding control device, and a communication device that is newly connected to the forwarding device, wherein the communication device sends a control packet to the forwarding device, the forwarding device assigns physical port identification information that identifies the physical port that received the control packet and identification information of its own device to the control packet sent from the communication device, and forwards the control packet to the forwarding control device, and the forwarding control device obtains the identification information of the forwarding device and the physical port identification information assigned to the control packet.

本発明の一態様は、パケットの転送制御を行う転送制御装置と、前記転送制御装置が定義する転送規則に基づいて前記パケットを転送する転送装置と、前記転送装置に新たに接続される通信装置とを備えるパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、前記通信装置が、制御パケットを前記転送装置に送出し、前記転送装置が、前記通信装置から送出された前記制御パケットに対して、前記制御パケットを受信した物理ポートを特定する物理ポート識別情報と、自装置の識別情報とを付与して前記転送制御装置に転送し、前記転送制御装置が、前記制御パケットに付与されている前記転送装置の識別情報及び前記物理ポート識別情報を取得する、パケット転送方法である。 One aspect of the present invention is a packet forwarding method in a packet forwarding system comprising a forwarding control device that controls the forwarding of packets, a forwarding device that forwards the packets based on forwarding rules defined by the forwarding control device, and a communication device that is newly connected to the forwarding device, in which the communication device sends a control packet to the forwarding device, and the forwarding device assigns physical port identification information that identifies the physical port that received the control packet and identification information of its own device to the control packet sent from the communication device, and forwards the control packet to the forwarding control device, and the forwarding control device obtains the identification information of the forwarding device and the physical port identification information assigned to the control packet.

この発明によれば、OpenFlowエージェントやDHCPクライアント等を動作させることができない通信装置であっても、簡易な方法でコントローラに接続することが可能になる。 According to this invention, even a communication device that cannot run an OpenFlow agent, a DHCP client, etc. can connect to a controller in a simple manner.

第1の実施形態におけるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a packet forwarding system according to a first embodiment. 第1の実施形態の具体例であるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a packet forwarding system which is a specific example of a first embodiment. 第1の実施形態におけるパケット転送システムによる接続構成収集処理の流れを示すシーケンス図である。10 is a sequence diagram showing the flow of a connection configuration collection process performed by the packet forwarding system according to the first embodiment. FIG. 第1の実施形態において転送制御装置が記録する接続構成の情報を示す図である。4A and 4B are diagrams illustrating connection configuration information recorded by a transfer control device in the first embodiment. 第2の実施形態におけるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a packet forwarding system according to a second embodiment. 第2の実施形態におけるパケット転送システムによる接続構成収集処理の一部の流れを示すシーケンス図である。FIG. 11 is a sequence diagram showing a part of the flow of a connection configuration collection process performed by the packet forwarding system according to the second embodiment. 第3の実施形態におけるパケット転送システムの構成を示すブロック図である。FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a packet forwarding system according to a third embodiment. 第3の実施形態におけるパケット転送システムによる接続構成収集処理の一部の流れを示すシーケンス図である。FIG. 13 is a sequence diagram showing a partial flow of a connection configuration collection process performed by the packet forwarding system according to the third embodiment. 非特許文献1に開示される技術を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the technique disclosed in Non-Patent Document 1.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(概要)
まず本発明のパケット転送システムの概要について説明する。
本発明におけるパケット転送システムでは、転送制御装置に対して1又は複数の転送装置が接続される。1又は複数の転送装置は、複数のポートを有し、複数のポートには転送制御装置を根とするスパニング木状の論理パスが事前に設定される。スパニング木状の論理パスは、転送制御装置が各転送装置に設定してもよいし、転送制御装置からの指示に応じて各転送装置で設定してもよい。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(overview)
First, an overview of the packet transfer system of the present invention will be described.
In the packet forwarding system of the present invention, one or more forwarding devices are connected to a forwarding control device. The one or more forwarding devices have multiple ports, and spanning tree-like logical paths with the forwarding control device as the root are set in advance on the multiple ports. The spanning tree-like logical paths may be set in each forwarding device by the forwarding control device, or may be set in each forwarding device in response to an instruction from the forwarding control device.

いずれかの転送装置に新たに通信装置が接続されると、通信装置は論理パスを通じて転送制御装置に対して制御パケットを送信する。通信装置は、電源が投入されて起動した時点から一定の間隔で制御パケットを送信、又は、外部(例えば、転送制御装置)からの指示に応じて制御パケットを送信する。なお、論理パスは、スパニング木状に構成されているため、制御パケットのループ等は発生しない。制御パケットは、必ず根に相当する転送装置のポートを介して転送制御装置に到達する。 When a new communications device is connected to one of the transfer devices, the communications device sends a control packet to the transfer control device through the logical path. The communications device sends control packets at regular intervals from the time it is powered on and started up, or sends control packets in response to instructions from outside (for example, the transfer control device). Note that since the logical path is configured in the shape of a spanning tree, no control packet loops occur. Control packets always reach the transfer control device through a port on the transfer device that corresponds to the root.

通信装置が接続された転送装置は、論理パスを通じて制御パケットを受信する。通信装置が接続された転送装置は、制御パケットを受信した物理ポートの識別情報及び転送装置(自装置)の識別情報を制御パケットに付与して、制御パケットを転送制御装置に転送する。The forwarding device to which the communication device is connected receives the control packet through the logical path. The forwarding device to which the communication device is connected assigns to the control packet the identification information of the physical port that received the control packet and the identification information of the forwarding device (its own device), and forwards the control packet to the forwarding control device.

転送制御装置は、転送装置から転送された制御パケットに付与されている情報に基づいて、新たに接続した通信装置を特定するとともに、通信装置が新たに接続した転送装置及びその物理ポートを特定する。このように、1又は複数の転送装置に対してスパニング木状の論理パスが設定されることにより、通信装置が新たに接続された転送装置及びその物理ポートを特定することができる。これにより、新たに接続した通信装置が転送制御装置と接続することができる。そのため、OpenFlowエージェントやDHCPクライアント等を動作させることができない通信装置であっても、簡易な方法でコントローラに接続することができる。
以下、上記のパケット転送システムを構成する実施形態について説明する。
The transfer control device identifies the newly connected communication device based on information attached to the control packet transferred from the transfer device, and also identifies the transfer device to which the communication device is newly connected and its physical port. In this way, a spanning tree-shaped logical path is set for one or more transfer devices, so that the communication device can identify the newly connected transfer device and its physical port. This allows the newly connected communication device to connect to the transfer control device. Therefore, even a communication device that cannot operate an OpenFlow agent, a DHCP client, or the like can be connected to the controller in a simple manner.
An embodiment constituting the above-mentioned packet forwarding system will be described below.

(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態におけるパケット転送システム1の構成を示すブロック図である。パケット転送システム1は、転送制御装置2、OpenFlowスイッチ3、自律型転送装置4及び通信装置5を備える。
First Embodiment
1 is a block diagram showing the configuration of a packet forwarding system 1 according to the first embodiment. The packet forwarding system 1 includes a forwarding control device 2, an OpenFlow switch 3, an autonomous forwarding device 4, and a communication device 5.

転送制御装置2は、パケットの経路制御を行う。転送制御装置2は、転送制御装置2において定義する転送規則を示す情報(以下「転送規則情報」という。)をOpenFlowスイッチ3に対して送信する。転送制御装置2は、例えば、SDN(Software Designed Network)におけるコントローラである。以下の説明では、転送制御装置2が、OpenFlowコントローラであるとする。The transfer control device 2 controls the path of packets. The transfer control device 2 transmits information indicating the transfer rules defined in the transfer control device 2 (hereinafter referred to as "transfer rule information") to the OpenFlow switch 3. The transfer control device 2 is, for example, a controller in a Software Designed Network (SDN). In the following description, it is assumed that the transfer control device 2 is an OpenFlow controller.

転送規則情報とは、例えば、OpenFlowのフローエントリーである。転送規則情報には、転送対象のパケットを特定するための情報と、特定したパケットに対する処理を示す情報とが含まれる。特定したパケットに対する処理とは、例えば、パケットを特定の経路に転送させる処理、パケットのデータの一部を書き替えたり削除したりする処理、パケットを破棄する処理等である。 The forwarding rule information is, for example, an OpenFlow flow entry. The forwarding rule information includes information for identifying the packet to be forwarded and information indicating the processing to be performed on the identified packet. The processing to be performed on the identified packet is, for example, a process of forwarding the packet to a specific route, a process of rewriting or deleting part of the packet's data, a process of discarding the packet, etc.

転送制御装置2は、OpenFlowスイッチ3が送信するOpenFlowプロトコルのPacket-Inメッセージを受信する。転送制御装置2は、OpenFlowプロトコルのPacket-OutメッセージをOpenFlowスイッチ3に送信する。転送制御装置2は、OpenFlowスイッチ3及び自律型転送装置4に対して論理パスの設定を指示する。なお、転送制御装置2は、OpenFlowスイッチ3及び自律型転送装置4に対して論理パスを設定してもよい。The transfer control device 2 receives a Packet-In message of the OpenFlow protocol sent by the OpenFlow switch 3. The transfer control device 2 sends a Packet-Out message of the OpenFlow protocol to the OpenFlow switch 3. The transfer control device 2 instructs the OpenFlow switch 3 and the autonomous transfer device 4 to set a logical path. The transfer control device 2 may also set a logical path for the OpenFlow switch 3 and the autonomous transfer device 4.

OpenFlowスイッチ3は、自律型転送装置送受信部31、探索用論理パス生成部32、転送規則記憶部34、転送処理部35、転送制御装置送受信部36及び外部送受信部37を備える。The OpenFlow switch 3 comprises an autonomous transfer device transceiver unit 31, a search logical path generation unit 32, a transfer rule memory unit 34, a transfer processing unit 35, a transfer control device transceiver unit 36 and an external transceiver unit 37.

転送制御装置送受信部36は、転送制御装置2と接続する物理ポートである。転送制御装置送受信部36は、物理回線7を介して転送制御装置2に接続する。転送制御装置送受信部36は、転送制御装置2との間で、セキュアチャネルのコネクションを確立し、OpenFlowプロトコルにしたがってデータの送受信を行う。
外部送受信部37は、OpenFlowスイッチ3に他のOpenFlowスイッチ、インターネット等の通信ネットワーク等が接続するポートである。外部送受信部37に、通信装置5が直接接続してもよい。外部送受信部37は、単一または複数の物理ポートであってもよい。
The transfer control device transceiver unit 36 is a physical port that connects to the transfer control device 2. The transfer control device transceiver unit 36 connects to the transfer control device 2 via a physical line 7. The transfer control device transceiver unit 36 establishes a secure channel connection with the transfer control device 2, and transmits and receives data in accordance with the OpenFlow protocol.
The external transmission/reception unit 37 is a port that connects the OpenFlow switch 3 to another OpenFlow switch, a communication network such as the Internet, or the like. The communication device 5 may be directly connected to the external transmission/reception unit 37. The external transmission/reception unit 37 may be a single or multiple physical ports.

自律型転送装置送受信部31は、自律型転送装置4と接続する物理ポートである。図1では、自律型転送装置送受信部31は、物理回線6-nを介して自律型転送装置4と接続する例を示している。OpenFlowスイッチ3が、複数の自律型転送装置4と接続する場合、複数の自律型転送装置4の各々に対応する自律型転送装置送受信部31を備えることになる。The autonomous transfer device transceiver unit 31 is a physical port that connects to the autonomous transfer device 4. In FIG. 1, the autonomous transfer device transceiver unit 31 is shown as being connected to the autonomous transfer device 4 via a physical line 6-n. When the OpenFlow switch 3 is connected to multiple autonomous transfer devices 4, it is provided with an autonomous transfer device transceiver unit 31 corresponding to each of the multiple autonomous transfer devices 4.

自律型転送装置送受信部31、転送制御装置送受信部36及び外部送受信部37は、説明の便宜上、異なる名称にしているが、いずれもOpenFlowスイッチ3が備える物理ポートである。転送制御装置2が接続する物理ポートが転送制御装置送受信部36になり、自律型転送装置4が接続する物理ポートが自律型転送装置送受信部31になり、それ以外の物理ポートが外部送受信部37になる。For ease of explanation, the autonomous transfer device transceiver unit 31, the transfer control device transceiver unit 36, and the external transceiver unit 37 are given different names, but they are all physical ports provided in the OpenFlow switch 3. The physical port to which the transfer control device 2 is connected becomes the transfer control device transceiver unit 36, the physical port to which the autonomous transfer device 4 is connected becomes the autonomous transfer device transceiver unit 31, and the other physical ports become the external transceiver unit 37.

転送規則記憶部34は、転送制御装置2がOpenFlowスイッチ3に対して送信する転送規則情報を記憶する。なお、転送規則情報は、以下のようにして転送規則記憶部34に書き込まれる。転送制御装置送受信部36は、転送制御装置2から転送規則情報を受信する。転送制御装置送受信部36は、受信した転送規則情報を転送処理部35に出力する。転送処理部35は、転送制御装置送受信部36が出力する転送規則情報を転送規則記憶部34に書き込む。The forwarding rule memory unit 34 stores the forwarding rule information that the forwarding control device 2 transmits to the OpenFlow switch 3. The forwarding rule information is written to the forwarding rule memory unit 34 as follows. The forwarding control device transceiver unit 36 receives the forwarding rule information from the forwarding control device 2. The forwarding control device transceiver unit 36 outputs the received forwarding rule information to the forwarding processing unit 35. The forwarding processing unit 35 writes the forwarding rule information output by the forwarding control device transceiver unit 36 to the forwarding rule memory unit 34.

探索用論理パス生成部32は、転送制御装置2の指示に応じて、転送処理部35を節とするスパニング木で構成される論理パスを生成する。なお、スパニング木は転送装置間(例えば、OpenFlowスイッチ3と自律型転送装置4との間)の物理的なリンクを枝とし、転送制御装置に直接接続した転送装置の転送処理部を根として、ただし、ループが発生しないように構成される。ここでは、論理パスの生成に、例えば、タグVLAN(Virtual Local Area Network)を適用する。探索用論理パス生成部32は、生成した論理パスを示すVLAN-ID(Identifier)と、自律型転送装置送受信部31を特定する識別情報(以下「物理ポート識別情報」という。)とを関連付けて転送規則記憶部34が記憶する転送規則情報に書き加える。転送規則情報には、制御パケットをPacket-Inするための規則が予め設定されていてもよい。例えば、制御パケットが受信されると、Packet-Inメッセージを転送制御装置2に転送する規則が転送規則情報に予め設定されていてもよい。 In response to an instruction from the transfer control device 2, the search logical path generation unit 32 generates a logical path consisting of a spanning tree with the transfer processing unit 35 as a node. The spanning tree is configured such that the physical links between the transfer devices (for example, between the OpenFlow switch 3 and the autonomous transfer device 4) are the branches, and the transfer processing unit of the transfer device directly connected to the transfer control device is the root, but no loop occurs. Here, for example, a tag VLAN (Virtual Local Area Network) is applied to generate the logical path. The search logical path generation unit 32 associates a VLAN-ID (identifier) indicating the generated logical path with identification information (hereinafter referred to as "physical port identification information") that specifies the autonomous transfer device transmission/reception unit 31, and adds it to the transfer rule information stored in the transfer rule storage unit 34. The transfer rule information may have a rule for Packet-In of a control packet set in advance. For example, a rule for transferring a Packet-In message to the transfer control device 2 when a control packet is received may be set in advance in the transfer rule information.

転送処理部35は、転送規則記憶部34が記憶する転送規則情報に基づいて、受信したパケットに対する処理を選択し、選択した処理を当該パケットに対して行う。The forwarding processing unit 35 selects an operation to be performed on the received packet based on the forwarding rule information stored in the forwarding rule memory unit 34, and performs the selected operation on the packet.

自律型転送装置4は、例えばLayer2スイッチに相当する装置である。自律型転送装置4は、物理ポート41-1~41-N、自律型探索用論理パス生成部42、自律型転送処理部44及び自律型転送規則記憶部45を備える。物理ポート41-1~41-Nの各々には、物理回線6-1~6-Nが接続される。なお、Nは2以上の整数であり、nは1~Nの任意の整数である。図1において、物理回線6-nは、物理回線6-1~6-Nの中の任意の1つの回線を示すものとする。 The autonomous forwarding device 4 is, for example, a device equivalent to a Layer 2 switch. The autonomous forwarding device 4 comprises physical ports 41-1 to 41-N, an autonomous search logical path generation unit 42, an autonomous forwarding processing unit 44, and an autonomous forwarding rule storage unit 45. Physical lines 6-1 to 6-N are connected to each of the physical ports 41-1 to 41-N. Note that N is an integer of 2 or more, and n is any integer from 1 to N. In FIG. 1, physical line 6-n refers to any one of the physical lines 6-1 to 6-N.

自律型転送規則記憶部45は、予め定められる自律型転送規則情報を記憶する。自律型転送規則情報は、一般的なLayer2スイッチが行う転送処理の規則を示した情報である。例えば、自律型転送規則情報には、転送対象のパケットを特定するための情報と、特定したパケットに対する処理を示す情報とが含まれる。特定したパケットに対する処理とは、例えば、宛先のMAC(Media Access Control)アドレスを有する装置が接続する物理ポート41-1~41-Nにパケットを転送する処理である。例えば、自律型転送規則情報には、以下の情報も登録されているものとする。スパニング木の論理パスでは、スパニング木の根から遠い節(すなわち木構造における子)と接続された物理ポートで受信したパケットおよびスパニング木の葉に相当する物理ポートで受信したパケットは、根に近い節(すなわち木構造における親)と接続された物理ポートへ送信される。The autonomous forwarding rule storage unit 45 stores predetermined autonomous forwarding rule information. The autonomous forwarding rule information is information indicating the rules of forwarding processing performed by a general Layer 2 switch. For example, the autonomous forwarding rule information includes information for identifying a packet to be forwarded and information indicating processing for the identified packet. The processing for the identified packet is, for example, a process of forwarding the packet to physical ports 41-1 to 41-N to which a device having a destination MAC (Media Access Control) address is connected. For example, the autonomous forwarding rule information also includes the following information: In the logical path of the spanning tree, a packet received at a physical port connected to a node far from the root of the spanning tree (i.e., a child in the tree structure) and a packet received at a physical port corresponding to a leaf of the spanning tree are transmitted to a physical port connected to a node close to the root (i.e., a parent in the tree structure).

自律型探索用論理パス生成部42は、転送制御装置2の指示に応じて、物理ポート41-1~41-Nに対して、OpenFlowスイッチ3を根とし、通信装置5に接続を許可する。すなわち、自律型探索用論理パス生成部42は、通信装置5が接続する可能性がある物理ポート41-1~41-Nを葉とするスパニング木を構成する論理パスを生成する。In response to an instruction from the transfer control device 2, the autonomous search logical path generation unit 42 permits the physical ports 41-1 to 41-N to connect to the communication device 5, with the OpenFlow switch 3 as the root. In other words, the autonomous search logical path generation unit 42 generates a logical path that constitutes a spanning tree with the physical ports 41-1 to 41-N to which the communication device 5 may be connected as leaves.

自律型探索用論理パス生成部42は、生成した論理パスに対して、OpenFlowスイッチ3の探索用論理パス生成部32が論理パスに対して付与したVLAN-IDと同一のVLAN-IDを付与する。自律型探索用論理パス生成部42は、VLAN-IDを付与した物理ポート41-1~41-Nを特定する識別情報(以下「物理ポート識別情報」という。)と、付与したVLAN-IDとを関連付けて自律型転送規則記憶部45が記憶する自律型転送規則情報に書き込む。The autonomous search logical path generation unit 42 assigns to the generated logical path a VLAN-ID that is the same as the VLAN-ID that was assigned to the logical path by the search logical path generation unit 32 of the OpenFlow switch 3. The autonomous search logical path generation unit 42 writes to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45, in association with identification information (hereinafter referred to as "physical port identification information") that identifies the physical ports 41-1 to 41-N to which the VLAN-ID was assigned and the assigned VLAN-ID.

自律型転送処理部44は、自律型転送規則記憶部45が記憶する自律型転送規則情報に基づいて、受信したパケットに対する処理を選択し、選択した処理を当該パケットに対して行う。自律型転送処理部44は、通信装置5が送信する制御パケットを取り込んだ場合、以下の処理を行う。具体的には、自律型転送処理部44は、取り込んだ制御パケットに他の自律型転送装置4に関する付与情報が付与されていない場合、予め内部の記憶領域に記憶させている自装置の識別情報と、制御パケットを受信した物理ポート識別情報とを含む付与情報を制御パケットに付与した上で制御パケットの転送を行う。The autonomous forwarding processing unit 44 selects the processing for the received packet based on the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45, and performs the selected processing on the packet. When the autonomous forwarding processing unit 44 captures a control packet transmitted by the communication device 5, it performs the following processing. Specifically, when the captured control packet does not have any additional information regarding other autonomous forwarding devices 4, the autonomous forwarding processing unit 44 adds additional information to the control packet, including the identification information of its own device that is stored in advance in an internal memory area, and the physical port identification information that received the control packet, and then forwards the control packet.

通信装置5は、例えば、IPによる通信機能を備えたモジュール型の通信装置である。ここで、モジュール型の通信装置とは、例えば、マネジメント専用のポートを備えず、OpenFlowエージェントやDHCPクライアントが動作するCPUを備えていないような、機能が限られている通信装置である。なお、図1では、説明の便宜上、通信装置5は、物理回線6-1を介して自律型転送装置4の物理ポート41-1に接続されているが、このようなモジュール型の通信装置は、物理ポート41-1に、物理回線6-1を用いずにそのまま接続されるような形態もある。 The communication device 5 is, for example, a modular communication device equipped with IP communication capabilities. Here, a modular communication device is a communication device with limited functionality, for example, one that does not have a dedicated management port and does not have a CPU on which an OpenFlow agent or DHCP client runs. Note that, for convenience of explanation, in FIG. 1, the communication device 5 is connected to the physical port 41-1 of the autonomous transfer device 4 via the physical line 6-1, but such a modular communication device may also be connected directly to the physical port 41-1 without using the physical line 6-1.

通信装置5は、電源が投入されて起動すると、自装置の識別情報を含む制御パケットを一定の間隔で送出する。自装置の識別情報は、例えば、MACアドレス、IPアドレス等の情報である。When the communication device 5 is powered on and starts up, it sends out a control packet including its own device identification information at regular intervals. The identification information of the own device is, for example, information such as a MAC address or an IP address.

図2は、第1の実施形態の具体例であるパケット転送システム1aの構成を示すブロック図である。なお、図2において、図1と同一の構成については同一の符号を付している。パケット転送システム1aは、転送制御装置2、OpenFlowスイッチ3、自律型転送装置4a,4b及び通信装置5a,5bを備える。以下の説明において、自律型転送装置4a,4bの内部の機能部の各々を示す場合、それぞれの機能部の符号に「a」、「b」を付して示すものとする。 Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a packet forwarding system 1a, which is a specific example of the first embodiment. In Figure 2, the same components as those in Figure 1 are given the same reference numerals. The packet forwarding system 1a comprises a forwarding control device 2, an OpenFlow switch 3, autonomous forwarding devices 4a, 4b, and communication devices 5a, 5b. In the following description, when referring to each of the internal functional parts of the autonomous forwarding devices 4a, 4b, the reference numerals of the respective functional parts are indicated by adding "a" and "b".

自律型転送装置4aは、4つの物理ポート41a-1,41a-2,41a-3を備える。自律型転送装置4bは、4つの物理ポート41b-1,41b-2,41b-3を備える。 The autonomous transfer device 4a has four physical ports 41a-1, 41a-2, and 41a-3. The autonomous transfer device 4b has four physical ports 41b-1, 41b-2, and 41b-3.

自律型転送装置4aの物理ポート41a-1と、OpenFlowスイッチ3の自律型転送装置送受信部31とは、物理回線6a-1により接続されている。自律型転送装置4aの物理ポート41a-3と、自律型転送装置4bの物理ポート41b-1とは、物理回線6a-3により接続されている。自律型転送装置4bの物理ポート41b-2には物理回線6b-2を介して通信装置5aが接続し、自律型転送装置4aの物理ポート41a-2には物理回線6a-2を介して通信装置5bが接続する。 The physical port 41a-1 of the autonomous transfer device 4a and the autonomous transfer device transceiver unit 31 of the OpenFlow switch 3 are connected by a physical line 6a-1. The physical port 41a-3 of the autonomous transfer device 4a and the physical port 41b-1 of the autonomous transfer device 4b are connected by a physical line 6a-3. The communication device 5a is connected to the physical port 41b-2 of the autonomous transfer device 4b via the physical line 6b-2, and the communication device 5b is connected to the physical port 41a-2 of the autonomous transfer device 4a via the physical line 6a-2.

OpenFlowスイッチ3の探索用論理パス生成部32と、自律型転送装置4aの自律型探索用論理パス生成部42aと、自律型転送装置4bの自律型探索用論理パス生成部42aは、転送制御装置2の指示に応じて図2に示す論理パス60を生成する。The search logical path generation unit 32 of the OpenFlow switch 3, the autonomous search logical path generation unit 42a of the autonomous transfer device 4a, and the autonomous search logical path generation unit 42a of the autonomous transfer device 4b generate the logical path 60 shown in Figure 2 in response to instructions from the transfer control device 2.

探索用論理パス生成部32は、自律型転送装置送受信部31に対して空き状態の任意の1つのVLAN-IDを付与する。ここでは、例えば、VLAN-IDとして「1001」を付与したとする。探索用論理パス生成部32は、付与したVLAN-ID「1001」を自律型探索用論理パス生成部42a,42bに送信する。探索用論理パス生成部32は、転送規則記憶部34が記憶する転送規則情報に対して、自律型転送装置送受信部31の物理ポート識別情報と、VLAN-ID「1001」とを関連付けて書き込む。The search logical path generation unit 32 assigns any one of the available VLAN-IDs to the autonomous forwarding device transmitting/receiving unit 31. Here, for example, it is assumed that "1001" is assigned as the VLAN-ID. The search logical path generation unit 32 transmits the assigned VLAN-ID "1001" to the autonomous search logical path generation units 42a, 42b. The search logical path generation unit 32 writes the physical port identification information of the autonomous forwarding device transmitting/receiving unit 31 and the VLAN-ID "1001" in association with the forwarding rule information stored in the forwarding rule memory unit 34.

自律型探索用論理パス生成部42a,42bは、探索用論理パス生成部32が送信するVLAN-ID「1001」の情報を受信する。自律型探索用論理パス生成部42aは、物理ポート41a-1,41a-2,41a-3の各々に対応する物理ポート識別情報と、探索用論理パス生成部32から受信したVLAN-ID「1001」とを関連付けて自律型転送規則記憶部45aが記憶する自律型転送規則情報に書き込む。自律型探索用論理パス生成部42bも同様に、物理ポート41b-1,41b-2,41b-3の各々に対応する物理ポート識別情報と、探索用論理パス生成部32から受信したVLAN-ID「1001」とを関連付けて自律型転送規則記憶部45bが記憶する自律型転送規則情報に書き込む。これにより、VLAN-ID「1001」に対応する論理パス60が生成されることになる。The autonomous search logical path generation units 42a and 42b receive the information of the VLAN-ID "1001" sent by the search logical path generation unit 32. The autonomous search logical path generation unit 42a associates the physical port identification information corresponding to each of the physical ports 41a-1, 41a-2, and 41a-3 with the VLAN-ID "1001" received from the search logical path generation unit 32 and writes it to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45a. Similarly, the autonomous search logical path generation unit 42b associates the physical port identification information corresponding to each of the physical ports 41b-1, 41b-2, and 41b-3 with the VLAN-ID "1001" received from the search logical path generation unit 32 and writes it to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45b. As a result, a logical path 60 corresponding to the VLAN-ID "1001" is generated.

(第1の実施形態におけるパケット転送システムによる接続構成収集処理)
図3は、図2に示したパケット転送システム1aによる通信装置5aの接続構成を収集する処理の流れを示すシーケンス図である。通信装置5aが自律型転送装置4bの物理ポート41b-2に接続した状態で起動したとする。通信装置5aは、一定の間隔で、自装置の識別情報を含む制御パケットを物理回線6b-2に送出する(ステップSa1)。
(Connection Configuration Collection Process by Packet Forwarding System in First Embodiment)
Fig. 3 is a sequence diagram showing the flow of processing for collecting the connection configuration of the communication device 5a by the packet forwarding system 1a shown in Fig. 2. It is assumed that the communication device 5a is started up in a state where it is connected to the physical port 41b-2 of the autonomous forwarding device 4b. The communication device 5a sends out a control packet including its own device identification information to the physical line 6b-2 at regular intervals (step Sa1).

自律型転送装置4bの物理ポート41b-2は、通信装置5aが送出した制御パケットを受信する。物理ポート41b-2は、受信した制御パケットを自律型転送処理部44bに出力する(ステップSa2)。自律型転送処理部44bは、物理ポート41b-2が出力する制御パケットを取り込む。取り込んだ制御パケットには付与情報が付与されていない。そのため、自律型転送処理部44bは、内部の記憶領域から自律型転送装置4bの識別情報を読み出す。自律型転送処理部44bは、読み出した自律型転送装置4bの識別情報と、制御パケットを取り込んだ物理ポート41b-2の物理ポート識別情報とを含む付与情報を生成する。自律型転送処理部44bは、生成した付与情報を制御パケットに付与する(ステップSa3)。The physical port 41b-2 of the autonomous forwarding device 4b receives the control packet sent by the communication device 5a. The physical port 41b-2 outputs the received control packet to the autonomous forwarding processing unit 44b (step Sa2). The autonomous forwarding processing unit 44b captures the control packet output by the physical port 41b-2. The captured control packet has no additional information attached to it. Therefore, the autonomous forwarding processing unit 44b reads the identification information of the autonomous forwarding device 4b from the internal storage area. The autonomous forwarding processing unit 44b generates additional information including the read identification information of the autonomous forwarding device 4b and the physical port identification information of the physical port 41b-2 that captured the control packet. The autonomous forwarding processing unit 44b attaches the generated additional information to the control packet (step Sa3).

自律型転送処理部44bは、自律型転送規則記憶部45bが記憶する自律型転送規則情報を参照し、制御パケットを取り込んだ物理ポート41b-2に関連付けられている論理パス60を介して制御パケットを転送する(ステップSa4)。具体的には、以下のようにして転送が行われる。自律型転送規則記憶部45bが記憶する自律型転送規則情報において、制御パケットを取り込んだ物理ポート41b-2には、VLAN-ID「1001」が関連付けられている。自律型転送処理部44bは、自律型転送規則記憶部45bが記憶する自律型転送規則情報を参照して、VLAN-ID「1001」に関連付けられている物理ポート41b-1,41b-2,4b-3を検出する。The autonomous forwarding processing unit 44b refers to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45b, and forwards the control packet via the logical path 60 associated with the physical port 41b-2 that received the control packet (step Sa4). Specifically, forwarding is performed as follows. In the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45b, the physical port 41b-2 that received the control packet is associated with the VLAN-ID "1001". The autonomous forwarding processing unit 44b refers to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45b, and detects the physical ports 41b-1, 41b-2, and 41b-3 that are associated with the VLAN-ID "1001".

また、制御パケットを取り込んだ物理ポート41b-2は、スパニング木の葉に相当するポートである。そこで、自律型転送処理部44bは、自律型転送規則情報を参照し、制御パケットにVLAN-ID「1001」を付与して、スパニング木の根に近いポートである物理ポート41b-1に制御パケットを転送する。 The physical port 41b-2 that received the control packet is a port that corresponds to a leaf of the spanning tree. Therefore, the autonomous forwarding processing unit 44b refers to the autonomous forwarding rule information, assigns the VLAN-ID "1001" to the control packet, and forwards the control packet to the physical port 41b-1, which is the port closest to the root of the spanning tree.

物理ポート41b-1は、物理回線6a-3を介して制御パケットを送出する。自律型転送装置4aの物理ポート41a-3は、物理回線6a-3を介して制御パケットを受信する(ステップSa5)。物理ポート41a-3は、受信した制御パケットを自律型転送処理部44aに出力する。自律型転送処理部44aは、物理ポート41a-3が出力する制御パケットを取り込む。取り込んだ制御パケットには、既に自律型転送装置4bに関する付与情報が付与されている。そのため、自律型転送処理部44aは、付与情報が付与されている制御パケットについては付与情報の付与を行わない。 The physical port 41b-1 sends out a control packet via the physical line 6a-3. The physical port 41a-3 of the autonomous forwarding device 4a receives the control packet via the physical line 6a-3 (step Sa5). The physical port 41a-3 outputs the received control packet to the autonomous forwarding processing unit 44a. The autonomous forwarding processing unit 44a captures the control packet output by the physical port 41a-3. The captured control packet has already been assigned additional information related to the autonomous forwarding device 4b. Therefore, the autonomous forwarding processing unit 44a does not assign additional information to control packets to which additional information has been assigned.

自律型転送処理部44aは、自律型転送規則記憶部45aが記憶する自律型転送規則情報を参照し、制御パケットを取り込んだ物理ポート41a-3に関連付けられている論理パス60を介して制御パケットを転送する(ステップSa6)。具体的には、以下のようにして転送が行われる。自律型転送処理部44aが取り込んだ制御パケットにVLAN-ID「1001」が付与されている。そのため、自律型転送処理部44aは、自律型転送規則記憶部45aが記憶する自律型転送規則情報を参照して、VLAN-ID「1001」に関連付けられている物理ポート41a-1,41a-2,41a-3を検出する。The autonomous forwarding processing unit 44a refers to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45a, and forwards the control packet via the logical path 60 associated with the physical port 41a-3 that received the control packet (step Sa6). Specifically, forwarding is performed as follows. The control packet received by the autonomous forwarding processing unit 44a is assigned the VLAN-ID "1001". Therefore, the autonomous forwarding processing unit 44a refers to the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage unit 45a, and detects the physical ports 41a-1, 41a-2, and 41a-3 associated with the VLAN-ID "1001".

また、制御パケットを取り込んだ物理ポート41a-3は、スパニング木の葉に相当するポートである。そこで、自律型転送処理部44aは、自律型転送規則情報を参照し、スパニング木の根に相当する物理ポート41a-1に対して制御パケットを転送する。 The physical port 41a-3 that received the control packet is a port that corresponds to a leaf of the spanning tree. The autonomous forwarding processing unit 44a then refers to the autonomous forwarding rule information and forwards the control packet to the physical port 41a-1, which corresponds to the root of the spanning tree.

物理ポート41a-1は、物理回線6a-1を介して制御パケットを送出する。OpenFlowスイッチ3の自律型転送装置送受信部31は、物理回線6a-1を介して制御パケットを受信する(ステップSa7)。The physical port 41a-1 sends a control packet via the physical line 6a-1. The autonomous forwarding device transceiver unit 31 of the OpenFlow switch 3 receives the control packet via the physical line 6a-1 (step Sa7).

OpenFlowスイッチ3の自律型転送装置送受信部31は、受信した制御パケットを転送処理部35に出力する。転送処理部35は、転送規則記憶部34が記憶する転送規則情報を参照し、制御パケットからVLAN-ID「1001」を取り除いた制御パケットと、受信した自律型転送装置送受信部31の物理ポート識別情報とを含むPacket-Inメッセージを生成する。転送処理部35は、生成したPacket-Inメッセージを、転送制御装置送受信部36を介して転送制御装置2に送信する(ステップSa8)。なお、転送処理部35は、制御パケットを転送する際にVLAN-IDを取り除かなくてもよい。The autonomous forwarding device transceiver 31 of the OpenFlow switch 3 outputs the received control packet to the forwarding processing unit 35. The forwarding processing unit 35 references the forwarding rule information stored in the forwarding rule memory unit 34 and generates a Packet-In message including a control packet with the VLAN-ID "1001" removed from the control packet and the physical port identification information of the autonomous forwarding device transceiver 31 that received the control packet. The forwarding processing unit 35 transmits the generated Packet-In message to the forwarding control device 2 via the forwarding control device transceiver 36 (step Sa8). Note that the forwarding processing unit 35 does not need to remove the VLAN-ID when forwarding the control packet.

転送制御装置2は、転送制御装置送受信部36が送信するPacket-Inメッセージを受信する(ステップSa9)。転送制御装置2は、Packet-Inメッセージに含まれている制御パケットに付与されている付与情報に含まれる自律型転送装置4bの識別情報と、制御パケットを取り込んだ物理ポート41b-2の物理ポート識別情報と、制御パケットに含まれている通信装置5aの識別情報とを読み出し、読み出した情報を内部の記憶領域に記録する(ステップSa10)。The transfer control device 2 receives the Packet-In message sent by the transfer control device transceiver 36 (step Sa9). The transfer control device 2 reads the identification information of the autonomous transfer device 4b included in the assigned information attached to the control packet included in the Packet-In message, the physical port identification information of the physical port 41b-2 that captured the control packet, and the identification information of the communication device 5a included in the control packet, and records the read information in an internal memory area (step Sa10).

例えば、転送制御装置2は、図4に示す「通信装置」、「接続先装置」、「接続先ポート」の3つの項目を有するテーブルを生成する。転送制御装置2は、生成したテーブルに対して、図4に示す1行目に示す情報、すなわち、通信装置5aの識別情報と、自律型転送装置4bの識別情報と、物理ポート41b-2の物理ポート識別情報とを書き込む。For example, the transfer control device 2 generates a table having three items, "communication device," "destination device," and "destination port," as shown in Figure 4. The transfer control device 2 writes the information shown in the first row of Figure 4, i.e., the identification information of communication device 5a, the identification information of autonomous transfer device 4b, and the physical port identification information of physical port 41b-2, to the generated table.

通信装置5bにおいても通信装置5aの場合と同様の処理が行われることにより、図4に示すテーブルの2行目に示す情報が記録されることになる。これにより、転送制御装置2は、図4に示すテーブルを参照することで、通信装置5aが自律型転送装置4bの物理ポート41b-2に接続しており、通信装置5bが自律型転送装置4aの物理ポート41a-2に接続していることを認識することができる。 The same processing as in the case of communication device 5a is performed in communication device 5b, and the information shown in the second row of the table shown in Figure 4 is recorded. As a result, by referring to the table shown in Figure 4, the transfer control device 2 can recognize that communication device 5a is connected to physical port 41b-2 of autonomous transfer device 4b, and that communication device 5b is connected to physical port 41a-2 of autonomous transfer device 4a.

上記の第1の実施形態の構成では、OpenFlowスイッチ3を起点とし、自律型転送装置4a,4bが備える物理ポートであって通信装置5a,5bに接続を許可する物理ポート41a-2,41b-2,41b-3を葉とするスパニング木の論理パス60が生成されている。通信装置5a,5bは、自律型転送装置4a,4bの物理ポート41a-2,41b-2に接続し、接続した自律型転送装置4a,4bに自装置の識別情報を含む制御パケットを送出する。自律型転送装置4a,4bは、自装置の物理ポート41a-2,41b-2に通信装置5a,5bが接続し、当該通信装置5a,5bから制御パケットを受信した場合、当該制御パケットを受信した物理ポート41a-2,41b-2を特定する物理ポート識別情報と、自装置の識別情報とを制御パケットに付与し、論理パス60を介して制御パケットを送出する。OpenFlowスイッチ3は、論理パス60を介して受信した制御パケットを転送制御装置2に転送する。転送制御装置2は、制御パケットを受信し、受信した制御パケットに付与されている自律型転送装置4a,4bの識別情報及び物理ポート識別情報と、制御パケットに含まれている通信装置5a,5bの識別情報とを読み出す。In the configuration of the first embodiment described above, a spanning tree logical path 60 is generated with the OpenFlow switch 3 as the starting point and the physical ports 41a-2, 41b-2, and 41b-3 of the autonomous transfer devices 4a and 4b that allow connection to the communication devices 5a and 5b as leaves. The communication devices 5a and 5b connect to the physical ports 41a-2 and 41b-2 of the autonomous transfer devices 4a and 4b, and send a control packet including the identification information of the autonomous transfer devices 4a and 4b to the connected autonomous transfer devices 4a and 4b. When the communication devices 5a and 5b connect to the physical ports 41a-2 and 41b-2 of the autonomous transfer devices 4a and 4b and receive a control packet from the communication devices 5a and 5b, the autonomous transfer devices 4a and 4b assign physical port identification information that identifies the physical port 41a-2 and 41b-2 that received the control packet and the identification information of the autonomous transfer devices to the control packet, and send the control packet via the logical path 60. The OpenFlow switch 3 transfers the control packet received via the logical path 60 to the transfer control device 2. The transfer control device 2 receives the control packet and reads the identification information and physical port identification information of the autonomous transfer devices 4a, 4b attached to the received control packet, and the identification information of the communication devices 5a, 5b included in the control packet.

これにより、転送制御装置2は、通信装置が新たに接続された転送装置(例えば、自律型転送装置4a,4b又はOpenFlowスイッチ3)及びその物理ポートを特定することができる。その結果、新たに接続した通信装置が転送制御装置2と接続することができる。そのため、OpenFlowエージェントやDHCPクライアント等を動作させることができない通信装置であっても、簡易な方法で転送制御装置2に接続することが可能になる。This allows the transfer control device 2 to identify the transfer device (e.g., autonomous transfer device 4a, 4b or OpenFlow switch 3) to which the communication device is newly connected and its physical port. As a result, the newly connected communication device can connect to the transfer control device 2. Therefore, even a communication device that cannot operate an OpenFlow agent or a DHCP client, etc., can be connected to the transfer control device 2 in a simple manner.

(第2の実施形態)
図5は、第2の実施形態におけるパケット転送システム1bの構成を示すブロック図である。図5において、図1及び図2に示したパケット転送システム1,1aと同一の構成については同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。パケット転送システム1bは、転送制御装置2b、OpenFlowスイッチ3、自律型転送装置4a,4b、通信装置5abを備える。
Second Embodiment
Fig. 5 is a block diagram showing the configuration of a packet forwarding system 1b according to the second embodiment. In Fig. 5, the same components as those in the packet forwarding systems 1 and 1a shown in Fig. 1 and Fig. 2 are denoted by the same reference numerals, and different components will be described below. The packet forwarding system 1b includes a forwarding control device 2b, an OpenFlow switch 3, autonomous forwarding devices 4a and 4b, and a communication device 5ab.

転送制御装置2bは、転送制御装置2が有する構成に加えて、以下の構成を備える。転送制御装置2bは、制御パケット送出指示パケットを生成する。制御パケット送出指示パケットは、OpenFlowスイッチ3又は自律型転送装置4a,4b等の転送装置に新たに接続した通信装置に対して制御パケットを送出させるための指示を含むパケットである。転送制御装置2bは、OpenFlowスイッチ3の自律型転送装置送受信部31から制御パケット送出指示パケットを送出させる指示と、生成した制御パケット送出指示パケットとを含むPacket-OutメッセージをOpenFlowスイッチ3に送信する。The transfer control device 2b has the following configuration in addition to the configuration of the transfer control device 2. The transfer control device 2b generates a control packet transmission instruction packet. The control packet transmission instruction packet is a packet that includes an instruction to send a control packet to a communication device newly connected to a transfer device such as the OpenFlow switch 3 or the autonomous transfer device 4a, 4b. The transfer control device 2b sends a Packet-Out message to the OpenFlow switch 3 that includes an instruction to send a control packet transmission instruction packet from the autonomous transfer device transceiver unit 31 of the OpenFlow switch 3 and the generated control packet transmission instruction packet.

通信装置5abは、第1の実施形態の通信装置5,5a,5bと同様に、例えば、モジュール型の通信装置である。通信装置5abは、通信装置5,5a,5bとは以下の点で異なる構成を備える。通信装置5abは、制御パケット送出指示パケットを受信した場合に、自装置の識別情報を含む制御パケットを送出する。 The communication device 5ab is, for example, a modular communication device, similar to the communication devices 5, 5a, and 5b of the first embodiment. The communication device 5ab has a configuration that differs from the communication devices 5, 5a, and 5b in the following respects: When the communication device 5ab receives a control packet transmission instruction packet, it transmits a control packet including identification information of its own device.

(第2の実施形態のパケット転送システムによる接続構成収集処理)
図6は、図5に示したパケット転送システム1bによる通信装置5abの接続構成を収集する処理の一部の流れを示すシーケンス図である。
(Connection Configuration Collection Process by Packet Forwarding System of Second Embodiment)
FIG. 6 is a sequence diagram showing a part of the flow of the process of collecting the connection configuration of the communication device 5ab by the packet forwarding system 1b shown in FIG.

転送制御装置2bは、制御パケット送出指示パケットを生成する。転送制御装置2bは、OpenFlowスイッチ3の自律型転送装置送受信部31から制御パケット送出指示パケットを送出させる指示と、生成した制御パケット送出指示パケットとを含むPacket-OutメッセージをOpenFlowスイッチ3に送信する(ステップSb1)。The transfer control device 2b generates a control packet transmission instruction packet. The transfer control device 2b transmits a Packet-Out message to the OpenFlow switch 3, the Packet-Out message including an instruction to send a control packet transmission instruction packet from the autonomous transfer device transceiver unit 31 of the OpenFlow switch 3 and the generated control packet transmission instruction packet (step Sb1).

OpenFlowスイッチ3の転送制御装置送受信部36は、転送制御装置2bが送信したPacket-Outメッセージを受信する(ステップSb2)、転送制御装置送受信部36は、受信したPacket-Outメッセージを転送処理部35に出力する。転送処理部35は、転送制御装置送受信部36が出力するPacket-Outメッセージを取り込む。The transfer control device transceiver unit 36 of the OpenFlow switch 3 receives the Packet-Out message sent by the transfer control device 2b (step Sb2), and outputs the received Packet-Out message to the transfer processing unit 35. The transfer processing unit 35 imports the Packet-Out message output by the transfer control device transceiver unit 36.

転送処理部35は、Packet-Outメッセージに含まれている自律型転送装置送受信部31から制御パケット送出指示パケットを送出させる指示にしたがって、制御パケット送出指示パケットを物理ポート31から送出する(ステップSb2)。The forwarding processing unit 35 sends out a control packet sending instruction packet from the physical port 31 in accordance with the instruction contained in the Packet-Out message to send a control packet sending instruction packet from the autonomous forwarding device transceiver unit 31 (step Sb2).

自律型転送装置送受信部31は、物理回線6a-1を介して制御パケット送出指示パケットを送出する。自律型転送装置4aの物理ポート41a-1は、物理回線6a-1を介して制御パケット送出指示パケットを受信する(ステップSb4)。物理ポート41a-1は、受信した制御パケット送出指示パケットを自律型転送処理部44aに出力する。The autonomous forwarding device transceiver unit 31 sends a control packet transmission instruction packet via the physical line 6a-1. The physical port 41a-1 of the autonomous forwarding device 4a receives the control packet transmission instruction packet via the physical line 6a-1 (step Sb4). The physical port 41a-1 outputs the received control packet transmission instruction packet to the autonomous forwarding processing unit 44a.

自律型転送処理部44aは、制御パケット送出指示パケットを受信した物理ポート(ここでは、物理ポート41a-1)以外の物理ポートから制御パケット送出指示パケットを送出する(ステップSb5)。これにより、制御パケット送出指示パケットは、物理ポート41a-2,41a-3に送出される。物理ポート41a-2にはいずれの装置も接続されていない。そのため、物理ポート41a-2からは制御パケット送出指示パケットが送出されない。The autonomous forwarding processing unit 44a sends out a control packet send instruction packet from a physical port other than the physical port that received the control packet send instruction packet (here, physical port 41a-1) (step Sb5). As a result, the control packet send instruction packet is sent to physical ports 41a-2 and 41a-3. No device is connected to physical port 41a-2. Therefore, the control packet send instruction packet is not sent out from physical port 41a-2.

物理ポート41a-3は、物理回線6a-3を介して制御パケット送出指示パケットを送出する。自律型転送装置4bの物理ポート41b-1は、物理回線6a-3を介して制御パケット送出指示パケットを受信する(ステップSb6)。物理ポート41b-1は、受信した制御パケット送出指示パケットを自律型転送処理部44bに出力する。The physical port 41a-3 sends a control packet transmission instruction packet via the physical line 6a-3. The physical port 41b-1 of the autonomous forwarding device 4b receives the control packet transmission instruction packet via the physical line 6a-3 (step Sb6). The physical port 41b-1 outputs the received control packet transmission instruction packet to the autonomous forwarding processing unit 44b.

自律型転送処理部44bは、制御パケット送出指示パケットを受信した物理ポート(ここでは、物理ポート41b-1)以外の物理ポートから制御パケット送出指示パケットを送出する(ステップSb6)。これにより、制御パケット送出指示パケットは、物理ポート41b-2,41b-3に送出される。物理ポート41b-3にはいずれの装置も接続されていない。そのため、物理ポート41b-3からは制御パケット送出指示パケットが送出されない。The autonomous forwarding processing unit 44b sends out a control packet send instruction packet from a physical port other than the physical port that received the control packet send instruction packet (here, physical port 41b-1) (step Sb6). As a result, the control packet send instruction packet is sent to physical ports 41b-2 and 41b-3. No device is connected to physical port 41b-3. Therefore, the control packet send instruction packet is not sent out from physical port 41b-3.

物理ポート41b-2は、物理回線6b-2を介して制御パケット送出指示パケットを送出する。通信装置5abは、物理回線6b-2を介して制御パケット送出指示パケットを受信する(ステップSb8)。通信装置5abは、自装置の識別情報を含む制御パケットを物理回線6b-2に送出する。その後、図3に示したステップSa2~Sa10の処理が行われる。これにより、転送制御装置2bは、第1の実施形態の転送制御装置2と同様に、図4に示したテーブルの1行目に示す情報を取得することになる。 The physical port 41b-2 sends a control packet transmission instruction packet via the physical line 6b-2. The communication device 5ab receives the control packet transmission instruction packet via the physical line 6b-2 (step Sb8). The communication device 5ab sends a control packet including its own device's identification information to the physical line 6b-2. Then, the processing of steps Sa2 to Sa10 shown in FIG. 3 is performed. As a result, the transfer control device 2b acquires the information shown in the first row of the table shown in FIG. 4, similar to the transfer control device 2 of the first embodiment.

上記の第2の実施形態では、通信装置5abが一定の間隔で制御パケットを送出せずに、パケット送出指示パケットを受信した場合に、制御パケットを送出する。そのため、通信装置5abが一定の間隔で制御パケットを送出するためのクロックなどを搭載する必要がなくなる。第1の実施形態の通信装置5,5a,5bの場合、誤作動により大量の制御パケットを送出してしまう可能性があるが、第2の実施形態の通信装置5abでは、制御パケット送出指示パケットを受信したタイミングで制御パケットを送出するために、第1の実施形態よりも不要な制御パケットの送信を抑制することができる。In the second embodiment described above, the communication device 5ab does not send control packets at regular intervals, but sends a control packet when it receives a packet sending instruction packet. Therefore, the communication device 5ab does not need to be equipped with a clock or the like for sending control packets at regular intervals. In the case of the communication devices 5, 5a, and 5b of the first embodiment, there is a possibility that a large number of control packets will be sent due to a malfunction, but the communication device 5ab of the second embodiment sends a control packet at the timing when it receives a control packet sending instruction packet, so that it is possible to suppress the transmission of unnecessary control packets more than in the first embodiment.

また、制御パケット送出指示パケットのフォーマットを制御パケットと同一としてもよい。この場合、通信装置5abは新たに制御パケットを生成しなくとも、受け取った制御パケット送出指示パケットを送り返すだけでよいため、通信装置5abの機能をより軽量化できる。In addition, the format of the control packet transmission instruction packet may be the same as that of the control packet. In this case, the communication device 5ab does not need to generate a new control packet, but only needs to send back the control packet transmission instruction packet that it received, thereby making it possible to further reduce the weight of the communication device 5ab's functions.

なお、第2の実施形態では、転送制御装置2bが、制御パケット送出指示パケットを生成する際に、論理パス60の形式を示す情報を含めて制御パケット送出指示パケットを生成してもよい。これにより、通信装置5abは、制御パケット送出指示パケットを受信した際に、制御パケット送出指示パケットに含まれる論理パス60の形式を示す情報に基づいて制御パケットを生成することができる。In the second embodiment, when the transfer control device 2b generates a control packet transmission instruction packet, the transfer control device 2b may generate the control packet transmission instruction packet including information indicating the format of the logical path 60. In this way, when the communication device 5ab receives the control packet transmission instruction packet, it can generate a control packet based on the information indicating the format of the logical path 60 included in the control packet transmission instruction packet.

例えば、OpenFlowスイッチ3及び自律型転送装置4a,4bが論理パス60の形式を変更したとする。OpenFlowスイッチ3は、変更した論理パス60の形式の情報を転送制御装置2bに送信しておく。これにより、転送制御装置2bは、通信装置5abに対して、変更後の論理パス60の形式を制御パケット送出指示パケットにより通知することができるので、通信装置5abは、論理パス60の形式の変更に柔軟に追従することができる。For example, suppose that the OpenFlow switch 3 and the autonomous transfer devices 4a, 4b change the format of the logical path 60. The OpenFlow switch 3 transmits information about the changed format of the logical path 60 to the transfer control device 2b. This allows the transfer control device 2b to notify the communication device 5ab of the changed format of the logical path 60 by a control packet transmission instruction packet, so that the communication device 5ab can flexibly follow the change in the format of the logical path 60.

ここで、論理パス60の形式としては、例えば、VLAN-IDがある。上記の第1及び第2の実施形態では、通信装置5,5a,5b,5abにVLAN-IDを予め付与する構成として示していないが、通信装置5,5a,5b,5abに論理パス60のVLAN-ID「1001」を予め登録しておくこともできる。この場合、自律型転送装置4bの自律型転送処理部44aは、物理ポート41b-2を介して取り込んだ制御パケットに対してVLAN-IDを付与する必要がなくなる。このような構成にしている場合、例えば、VLAN-IDを「1001」から「1002」に変更した場合、制御パケット送出指示パケットによりVLAN-IDの変更を通信装置5abに通知することが可能になる。Here, the format of the logical path 60 is, for example, a VLAN-ID. In the above first and second embodiments, the communication devices 5, 5a, 5b, and 5ab are not shown as being configured to be assigned a VLAN-ID in advance, but the VLAN-ID "1001" of the logical path 60 can be preregistered in the communication devices 5, 5a, 5b, and 5ab. In this case, the autonomous forwarding processing unit 44a of the autonomous forwarding device 4b does not need to assign a VLAN-ID to the control packet captured via the physical port 41b-2. In such a configuration, for example, if the VLAN-ID is changed from "1001" to "1002", it becomes possible to notify the communication device 5ab of the change in the VLAN-ID by a control packet transmission instruction packet.

(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態におけるパケット転送システム1cの構成を示すブロック図である。図7において、図1、図2及び図5に示したパケット転送システム1,1a,1bと同一の構成については同一の符号を付し、以下、異なる構成について説明する。パケット転送システム1cは、転送制御装置2c、OpenFlowスイッチ3,3c、自律型転送装置4a及び通信装置5abを備える。
Third Embodiment
Fig. 7 is a block diagram showing the configuration of a packet forwarding system 1c according to the third embodiment. In Fig. 7, the same components as those in the packet forwarding systems 1, 1a, and 1b shown in Figs. 1, 2, and 5 are given the same reference numerals, and different components will be described below. The packet forwarding system 1c includes a forwarding control device 2c, OpenFlow switches 3 and 3c, an autonomous forwarding device 4a, and a communication device 5ab.

OpenFlowスイッチ3cは、図1に示したOpenFlowスイッチ3と同一の内部構成を備えている。以下、OpenFlowスイッチ3cにおいて、OpenFlowスイッチ3が備える機能部に対応する機能部の各々を示す場合、各機能部の符号に対して、符号「c」を付して示すものとする。The OpenFlow switch 3c has the same internal configuration as the OpenFlow switch 3 shown in Fig. 1. Hereinafter, when referring to each of the functional units in the OpenFlow switch 3c that correspond to the functional units in the OpenFlow switch 3, the reference numeral of each functional unit will be denoted by adding the letter "c."

OpenFlowスイッチ3cは、転送制御装置送受信部36c、転送処理部35c、転送規則記憶部34c、探索用論理パス生成部32c、外部送受信部37c-1,37c-2及び自律型転送装置送受信部31c-1,31c-2を備える。The OpenFlow switch 3c comprises a transfer control device transceiver unit 36c, a transfer processing unit 35c, a transfer rule memory unit 34c, a search logical path generation unit 32c, external transceivers 37c-1, 37c-2 and autonomous transfer device transceivers 31c-1, 31c-2.

転送制御装置送受信部36cは、物理回線7cを介して転送制御装置2cに接続する。転送制御装置送受信部36cは、転送制御装置2cとの間で、セキュアチャネルのコネクションを確立し、OpenFlowプロトコルにしたがってデータの送受信を行う。自律型転送装置送受信部31c-1は、物理回線6a-3により自律型転送装置4aの物理ポート41a-3に接続されている。外部送受信部37c-2には、物理回線6b-2を介して通信装置5abが接続する。 The transfer control device transceiver unit 36c connects to the transfer control device 2c via a physical line 7c. The transfer control device transceiver unit 36c establishes a secure channel connection with the transfer control device 2c and transmits and receives data according to the OpenFlow protocol. The autonomous transfer device transceiver unit 31c-1 is connected to the physical port 41a-3 of the autonomous transfer device 4a via a physical line 6a-3. The communication device 5ab connects to the external transceiver unit 37c-2 via a physical line 6b-2.

OpenFlowスイッチ3cの探索用論理パス生成部32cは、転送制御装置2cの指示に応じてスパニング木で構成される論理パスを生成する。なお、探索用論理パス生成部32cは、OpenFlowスイッチ3cがスパニング木の起点とはならないように予め設定されている。The search logical path generating unit 32c of the OpenFlow switch 3c generates a logical path consisting of a spanning tree in response to an instruction from the transfer control device 2c. Note that the search logical path generating unit 32c is preset so that the OpenFlow switch 3c is not the starting point of the spanning tree.

図7に示す通り、第3の実施形態のパケット転送システム1cにおいて、第1及び第2の実施形態と同様の論理パス60が生成されているものとする。論理パス60の生成には、VLAN-ID「1001」が使用されているとする。この場合、OpenFlowスイッチ3cの探索用論理パス生成部32cは、転送規則記憶部34cが記憶する転送規則情報に対して、自律型転送装置送受信部31c-1、外部送受信部37c-1,37c-2の識別情報と、VLAN-ID「1001」を関連付けて書き込む。 As shown in FIG. 7, in the packet forwarding system 1c of the third embodiment, a logical path 60 similar to that of the first and second embodiments is generated. The VLAN-ID "1001" is used to generate the logical path 60. In this case, the search logical path generation unit 32c of the OpenFlow switch 3c writes the identification information of the autonomous forwarding device transceiver unit 31c-1 and the external transceivers 37c-1 and 37c-2, and the VLAN-ID "1001" in association with them to the forwarding rule information stored in the forwarding rule memory unit 34c.

転送制御装置2cは、転送制御装置2bが有する構成に加えて、以下の構成を備える。転送制御装置2cは、OpenFlowスイッチ3cが制御パケットを受信した場合にPacket-Inメッセージにより転送制御装置2bに受信した制御パケットを転送する指示を含む転送規則情報をOpenFlowスイッチ3cに送信する。転送制御装置送受信部36cは、転送制御装置2cが送信した転送規則情報を受信し、受信した転送規則情報を転送処理部35cに出力する。転送処理部35cは、転送制御装置送受信部36cが出力する転送規則情報を転送規則記憶部34cに書き込む。 The transfer control device 2c has the following configuration in addition to the configuration of the transfer control device 2b. When the OpenFlow switch 3c receives a control packet, the transfer control device 2c transmits to the OpenFlow switch 3c forwarding rule information including an instruction to forward the received control packet to the transfer control device 2b by a Packet-In message. The transfer control device transceiver unit 36c receives the forwarding rule information transmitted by the transfer control device 2c, and outputs the received forwarding rule information to the transfer processing unit 35c. The forwarding processing unit 35c writes the forwarding rule information output by the transfer control device transceiver unit 36c to the forwarding rule memory unit 34c.

(第3の実施形態のパケット転送システムによる接続構成収集処理)
第3の実施形態において、第2の実施形態と同様に、図6に示す制御パケット送出指示パケットが転送制御装置2cより送信される処理が開始される。ステップSb1~Sb5までは、転送制御装置2c、OpenFlowスイッチ3、自律型転送装置4aにより第2の実施形態と同様の処理が行われる。ステップSb6,Sb7の処理については、自律型転送装置4bに代わって、OpenFlowスイッチ3cが同一の処理を行う。ステップSb8において、通信装置5abは、OpenFlowスイッチ3cの外部送受信部37c-1が物理回線6b-2に送出する制御パケット送出指示パケットを受信する。
(Connection Configuration Collection Process by Packet Forwarding System of Third Embodiment)
In the third embodiment, as in the second embodiment, the process of transmitting the control packet transmission instruction packet shown in FIG. 6 from the transfer control device 2c is started. In steps Sb1 to Sb5, the transfer control device 2c, the OpenFlow switch 3, and the autonomous transfer device 4a perform the same processes as in the second embodiment. In steps Sb6 and Sb7, the OpenFlow switch 3c performs the same processes instead of the autonomous transfer device 4b. In step Sb8, the communication device 5ab receives the control packet transmission instruction packet that the external transmission/reception unit 37c-1 of the OpenFlow switch 3c sends to the physical line 6b-2.

図8は、第3の実施形態において、通信装置5abが制御パケット送出指示パケットを受信した後に行われる処理の流れを示すシーケンス図である。通信装置5abは、自装置の識別情報を含む制御パケットを物理回線6b-2に送出する(ステップSd1)。 Figure 8 is a sequence diagram showing the flow of processing performed after communication device 5ab receives a control packet transmission instruction packet in the third embodiment. Communication device 5ab transmits a control packet including its own device identification information to physical line 6b-2 (step Sd1).

OpenFlowスイッチ3cの外部送受信部37c-1は、通信装置5abが送出した制御パケットを受信する。外部送受信部37c-1は、受信した制御パケットを転送処理部35cに出力する(ステップSd2)。The external transmission/reception unit 37c-1 of the OpenFlow switch 3c receives the control packet sent by the communication device 5ab. The external transmission/reception unit 37c-1 outputs the received control packet to the forwarding processing unit 35c (step Sd2).

転送処理部35cは、転送規則記憶部34cが記憶する転送規則情報を参照する。転送規則記憶部34cが記憶する転送規則情報には、制御パケットについてはPacket-Inメッセージにより転送制御装置2cに転送する指示が定義されている。転送規則情報には、VLAN-ID「1001」に関する情報が含まれている。しかしながら、制御パケットをPacket-Inメッセージにより転送制御装置2cに転送する指示の方が優先するように定義されているものとする。この場合、転送処理部35cは、制御パケットを、論理パス60を介して転送しない。転送処理部35cは、制御パケットと、受信した外部送受信部37c-1を特定する物理ポート識別情報とを含むPacket-Inメッセージを、転送制御装置送受信部36cを介して転送制御装置2cに送信する(ステップSd3)。The forwarding processing unit 35c refers to the forwarding rule information stored in the forwarding rule memory unit 34c. The forwarding rule information stored in the forwarding rule memory unit 34c defines an instruction to forward the control packet to the forwarding control device 2c by a Packet-In message. The forwarding rule information includes information about the VLAN-ID "1001". However, it is assumed that the instruction to forward the control packet to the forwarding control device 2c by the Packet-In message is defined to take priority. In this case, the forwarding processing unit 35c does not forward the control packet via the logical path 60. The forwarding processing unit 35c transmits a Packet-In message including the control packet and physical port identification information specifying the received external transmitting/receiving unit 37c-1 to the forwarding control device 2c via the forwarding control device transmitting/receiving unit 36c (step Sd3).

転送制御装置2cは、転送制御装置送受信部36cが送信するPacket-Inメッセージを受信する(ステップSd4)。転送制御装置2cは、Packet-Inメッセージの送信元の情報を参照することにより、制御パケットを受信した装置がOpenFlowスイッチ3cであることを検出する。転送制御装置2cは、Packet-Inメッセージに含まれる外部送受信部37c-1の物理ポート識別情報から通信装置5abが接続した物理ポートの情報を取得することができる。転送制御装置2cは、Packet-Inメッセージに含まれる制御パケットを参照することにより、通信装置5abの識別情報を取得することができる。The transfer control device 2c receives the Packet-In message sent by the transfer control device transceiver 36c (step Sd4). By referencing the sender information of the Packet-In message, the transfer control device 2c detects that the device that received the control packet is the OpenFlow switch 3c. The transfer control device 2c can obtain information on the physical port to which the communication device 5ab is connected from the physical port identification information of the external transceiver 37c-1 contained in the Packet-In message. The transfer control device 2c can obtain the identification information of the communication device 5ab by referencing the control packet contained in the Packet-In message.

したがって、転送制御装置2cは、図4に示す「通信装置」、「接続先装置」、「接続先ポート」の項目を有するテーブルに記録される3つの情報の組み合わせをPacket-Inメッセージから取得することができる。転送制御装置2cは、内部の記憶領域のテーブルに取得した3つの情報を記録する(ステップSd5)。Therefore, the transfer control device 2c can obtain from the Packet-In message a combination of three pieces of information recorded in a table having the items "Communication device," "Destination device," and "Destination port" shown in Figure 4. The transfer control device 2c records the obtained three pieces of information in a table in its internal memory area (step Sd5).

上記の第3の実施形態の構成では、自律型転送装置4aにOpenFlowスイッチ3cが接続して、論理パス60が、OpenFlowスイッチ3cが備える物理ポート、すなわち外部送受信部であって通信装置5abに接続を許可する外部送受信部37c-1,37c-2に生成されており、更に、OpenFlowスイッチ3cは、論理パス60以外の経路である物理回線7cにより転送制御装置2cに接続している。通信装置5abは、OpenFlowスイッチ3cに接続する。OpenFlowスイッチ3cは、通信装置5abが送出する制御パケットを受信した場合、制御パケットを受信した外部送受信部37c-1を特定する物理ポート識別情報と共に、転送規則記憶部34cが記憶する転送規則情報に基づいて、物理回線7cを介して転送制御装置2cに制御パケットを送出する。In the configuration of the third embodiment described above, the OpenFlow switch 3c is connected to the autonomous transfer device 4a, and the logical path 60 is generated in the physical ports of the OpenFlow switch 3c, that is, the external transmission/reception units 37c-1 and 37c-2 that allow connection to the communication device 5ab, and the OpenFlow switch 3c is further connected to the transfer control device 2c by a physical line 7c, which is a path other than the logical path 60. The communication device 5ab is connected to the OpenFlow switch 3c. When the OpenFlow switch 3c receives a control packet sent by the communication device 5ab, it sends the control packet to the transfer control device 2c via the physical line 7c based on the forwarding rule information stored in the forwarding rule storage unit 34c together with the physical port identification information that identifies the external transmission/reception unit 37c-1 that received the control packet.

これにより、マネジメント専用のポートを備えず、OpenFlowエージェントやDHCPクライアントも動作していない通信装置5abが、OpenFlowエージェントが動作しているOpenFlowスイッチ3cに接続したとしても、通信装置5abと、OpenFlowスイッチ3cとの接続構成を検出することができる。通信装置5abが接続したOpenFlowスイッチ3cは、制御パケットを論理パス60の上位の装置に転送するのではなく、Pakcet-Inメッセージによって直接、転送制御装置2cに送信する。そのため、論理パス60の上位に存在する自律型転送装置4a、OpenFlowスイッチ3に制御パケットを転送しないことになるため、第2の実施形態の構成に比べて、帯域利用率を向上させることができる。 As a result, even if communication device 5ab, which does not have a dedicated management port and does not have an OpenFlow agent or DHCP client running, is connected to OpenFlow switch 3c on which an OpenFlow agent is running, it is possible to detect the connection configuration between communication device 5ab and OpenFlow switch 3c. The OpenFlow switch 3c to which communication device 5ab is connected does not forward the control packet to a device upstream of the logical path 60, but instead sends it directly to the transfer control device 2c by a Packet-In message. As a result, the control packet is not forwarded to the autonomous transfer device 4a and OpenFlow switch 3 upstream of the logical path 60, and therefore the bandwidth utilization rate can be improved compared to the configuration of the second embodiment.

なお、上記の第1から第3の実施形態では、論理パス60,61,62の起点を、OpenFlowスイッチ3にしているが、論理パス60,61,62の起点を、転送制御装置2,2b,2cにしてもよい。この場合、OpenFlowスイッチ3から転送制御装置2,2b,2cへの制御パケットの転送は、論理パス60,61を介して、すなわち、VLAN-IDに基づいて行われることになる。転送制御装置2b,2cからOpenFlowスイッチ3への制御パケット送出指示パケットの転送も、VLAN-IDに基づいて行われることになる。In the first to third embodiments, the starting point of the logical paths 60, 61, and 62 is the OpenFlow switch 3, but the starting point of the logical paths 60, 61, and 62 may be the transfer control devices 2, 2b, and 2c. In this case, the transfer of control packets from the OpenFlow switch 3 to the transfer control devices 2, 2b, and 2c is performed via the logical paths 60 and 61, that is, based on the VLAN-ID. The transfer of control packet transmission instruction packets from the transfer control devices 2b and 2c to the OpenFlow switch 3 is also performed based on the VLAN-ID.

上記の第1から第3の実施形態では、論理パス60,61,62の生成を、転送制御装置2,2b,2cの指示に応じて、探索用論理パス生成部32,32c、自律型探索用論理パス生成部42a,42bが行うようにしているが、論理パスの生成はこれに限定される必要はない。例えば、構成が複雑でない場合などには、パケット転送システム1a,1b,1cの管理者によってスパニング木を構成するように論理パス60,61,62を生成するようにしてもよい。この場合、管理者が、転送規則記憶部34,34cが記憶する転送規則情報及び自律型転送規則記憶部45a,45bが記憶する自律型転送規則情報に、VLAN-IDに関する情報を追加することになる。In the above first to third embodiments, the logical paths 60, 61, and 62 are generated by the search logical path generation units 32 and 32c and the autonomous search logical path generation units 42a and 42b in response to instructions from the forwarding control devices 2, 2b, and 2c, but the generation of the logical paths does not need to be limited to this. For example, when the configuration is not complicated, the administrator of the packet forwarding systems 1a, 1b, and 1c may generate the logical paths 60, 61, and 62 so as to configure a spanning tree. In this case, the administrator adds information about the VLAN-ID to the forwarding rule information stored in the forwarding rule storage units 34 and 34c and the autonomous forwarding rule information stored in the autonomous forwarding rule storage units 45a and 45b.

転送制御装置2,2b,2cがスパニング木を構成するように論理パスを各転送装置に設定してもよい。このように構成される場合、OpenFlowスイッチ3,3cは探索用論理パス生成部32を備えなくてよく、自律型転送装置4,4a,4bは自律型探索用論理パス生成部42を備えなくてよい。その代わり、転送制御装置2,2b,2cがスパニング木を構成するための論理パス生成部を備える。
上記の第1から第3の実施形態では、制御パケットに通信装置5,5a,5b,5abの識別子が含まれる構成を示したが、制御パケットには通信装置5,5a,5b,5abの識別子が含まれなくてもよい。このように構成される場合、通信装置5,5a,5b,5abは、電源が投入されて起動した時点から一定の間隔、又は、外部(例えば、転送制御装置)からの指示に応じて、通信装置5,5a,5b,5abの識別子を含めない制御パケットを送信する。
A logical path may be set in each transfer device so that the transfer control devices 2, 2b, and 2c configure a spanning tree. When configured in this way, the OpenFlow switches 3 and 3c do not need to be equipped with the search logical path generator 32, and the autonomous transfer devices 4, 4a, and 4b do not need to be equipped with the autonomous search logical path generator 42. Instead, the transfer control devices 2, 2b, and 2c are equipped with a logical path generator for configuring a spanning tree.
In the above first to third embodiments, the control packet includes the identifiers of the communication devices 5, 5a, 5b, and 5ab, but the control packet does not need to include the identifiers of the communication devices 5, 5a, 5b, and 5ab. When configured in this way, the communication devices 5, 5a, 5b, and 5ab transmit control packets that do not include the identifiers of the communication devices 5, 5a, 5b, and 5ab at regular intervals from the time when the power is turned on and the devices start up, or in response to an instruction from outside (for example, a transfer control device).

上記の第1から第3の実施形態では、SDNのうち、OpenFlowプロトコルが、転送制御装置2,2b,2c及びOpenFlowスイッチ3,3cにおいて動作していることを前提として示しているが、OpenFlowプロトコル以外のSDNの通信プロトコルが動作していてもよい。 In the above first to third embodiments, it is assumed that the OpenFlow protocol of SDN is operating in the transfer control devices 2, 2b, 2c and the OpenFlow switches 3, 3c, but an SDN communication protocol other than the OpenFlow protocol may also be operating.

上記の第1から第3の実施形態では、パケット転送システム1,1a,1b,1cがOpenFlowスイッチ(例えば、OpenFlowスイッチ3,3c)と、自律型転送装置(例えば、4,4a,4b)とを両方を備える構成を示したが、パケット転送システム1,1a,1b,1cはいずれか一方の転送装置を備えるように構成されてもよい。このような構成の一例として図2を例に挙げると、パケット転送システム1aは、OpenFlowスイッチ3又は自律型転送装置4a,4bのいずれか一方の転送装置を備える。そして、パケット転送システム1aは、転送制御装置2を根とするスパニング木状の論理パスを、備えている転送装置に設定する。In the above first to third embodiments, the packet forwarding systems 1, 1a, 1b, 1c are configured to include both an OpenFlow switch (e.g., OpenFlow switches 3, 3c) and an autonomous forwarding device (e.g., 4, 4a, 4b), but the packet forwarding systems 1, 1a, 1b, 1c may be configured to include either one of the forwarding devices. Taking FIG. 2 as an example of such a configuration, the packet forwarding system 1a includes either the OpenFlow switch 3 or the autonomous forwarding devices 4a, 4b. The packet forwarding system 1a then sets a spanning tree-like logical path with the forwarding control device 2 as the root to the forwarding device that includes it.

上述した第1から第3の実施形態における転送制御装置2,2b,2c、OpenFlowスイッチ3,3c、自律型転送装置4,4a,4bをコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。The transfer control devices 2, 2b, and 2c, the OpenFlow switches 3 and 3c, and the autonomous transfer devices 4, 4a, and 4b in the first to third embodiments described above may be realized by a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read into a computer system and executed to realize the function. Note that the "computer system" here includes hardware such as an OS and peripheral devices. In addition, the "computer-readable recording medium" refers to portable media such as flexible disks, optical magnetic disks, ROMs, and CD-ROMs, and storage devices such as hard disks built into a computer system. Furthermore, the "computer-readable recording medium" may also include a medium that dynamically holds a program for a short period of time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, and a medium that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that is a server or client in that case. Furthermore, the above program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system, or may be realized using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 Although an embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment and also includes designs that do not deviate from the gist of the present invention.

SDNの通信プロトコルを備える装置と、SDNの通信プロトコルを備えない装置とが相互に接続する通信ネットワークに適用することができる。 It can be applied to a communication network in which devices equipped with SDN communication protocols and devices that do not have SDN communication protocols are interconnected.

1…パケット転送システム、2…転送制御装置、3…OpenFlowスイッチ、4…自律型転送装置、5…通信装置、31…自律型転送装置送受信部、32…探索用論理パス生成部、34…転送規則記憶部、35…転送処理部、36…転送制御装置送受信部、37…外部送受信部、41-1~41-N…物理ポート、42…自律型探索用論理パス生成部、44…自律型転送処理部、45…自律型転送規則記憶部 1...Packet forwarding system, 2...Forwarding control device, 3...OpenFlow switch, 4...Autonomous forwarding device, 5...Communication device, 31...Autonomous forwarding device transceiver, 32...Search logical path generation unit, 34...Forwarding rule storage unit, 35...Forwarding processing unit, 36...Forwarding control device transceiver, 37...External transceiver, 41-1 to 41-N...Physical port, 42...Autonomous search logical path generation unit, 44...Autonomous forwarding processing unit, 45...Autonomous forwarding rule storage unit

Claims (7)

パケットの転送制御を行う転送制御装置と、前記転送制御装置が定義する転送規則に基づいて前記パケットを転送する転送装置と、前記転送装置に新たに接続される通信装置とを備えるパケット転送システムであって、
前記通信装置は、制御パケットを前記転送装置に送出し、
前記転送装置は、前記通信装置から送出された前記制御パケットに対して、前記制御パケットを受信した物理ポートを特定する物理ポート識別情報と、自装置の識別情報とを付与して前記転送制御装置に転送し、
前記転送制御装置は、前記制御パケットに付与されている前記転送装置の識別情報及び前記物理ポート識別情報を取得する、
パケット転送システム。
A packet forwarding system comprising: a forwarding control device that controls forwarding of packets; a forwarding device that forwards the packets based on a forwarding rule defined by the forwarding control device; and a communication device that is newly connected to the forwarding device,
The communication device transmits a control packet to the forwarding device;
the transfer device assigns physical port identification information that identifies a physical port that received the control packet and identification information of the transfer device to the control packet sent from the communication device, and transfers the control packet to the transfer control device;
the transfer control device acquires the identification information of the transfer device and the physical port identification information assigned to the control packet;
Packet forwarding system.
前記転送装置には、前記転送装置が備える物理ポートであって、各転送装置の転送処理部を節、前記通信装置に接続を許可する物理ポートを葉、前記転送制御装置と接続する転送装置の転送処理部を根とするスパニング木の論理パスが生成されている、
請求項1に記載のパケット転送システム。
In the transfer device, a logical path of a spanning tree is generated, the logical path being a physical port included in the transfer device, the transfer processing unit of each transfer device being a node, the physical port that allows connection to the communication device being a leaf, and the transfer processing unit of the transfer device connected to the transfer control device being a root.
2. The packet forwarding system according to claim 1.
前記転送装置と直接又は間接的に接続し、自律型転送規則に基づいてパケットを転送する自律型転送装置をさらに備え、
前記自律型転送装置に前記転送装置が接続して、前記転送装置が備える物理ポートであって通信装置に接続を許可する物理ポートに論理パスが生成されており、更に、前記転送装置は、論理パス以外の経路で前記転送制御装置に接続しており、
前記転送装置は、前記通信装置が送出する前記制御パケットを受信した場合、前記転送制御装置が定義する転送規則に基づいて、論理パス以外の経路を通じて前記転送制御装置に前記制御パケットを送出する
請求項1に記載のパケット転送システム。
Further comprising an autonomous forwarding device that is directly or indirectly connected to the forwarding device and forwards packets based on an autonomous forwarding rule;
the transfer device is connected to the autonomous transfer device, a logical path is generated on a physical port of the transfer device that allows a connection to a communication device, and the transfer device is connected to the transfer control device via a route other than the logical path,
The packet forwarding system according to claim 1, wherein when the forwarding device receives the control packet sent by the communication device, the forwarding device sends the control packet to the forwarding control device through a route other than a logical path based on forwarding rules defined by the forwarding control device.
前記通信装置は、前記転送装置に接続した状態で電源が投入されると、所定の間隔で前記制御パケットを、接続している前記転送装置に送出する、
請求項1から3のいずれか一項に記載のパケット転送システム。
When the communication device is powered on while connected to the transfer device, the communication device transmits the control packet to the connected transfer device at a predetermined interval.
The packet forwarding system according to any one of claims 1 to 3.
前記転送制御装置は、前記転送装置を介して制御パケット送出指示パケットを送出し、
前記通信装置は、前記制御パケット送出指示パケットを受信すると、前記制御パケットを送出する、
請求項1から4のいずれか一項に記載のパケット転送システム。
The transfer control device transmits a control packet transmission instruction packet via the transfer device,
Upon receiving the control packet transmission instruction packet, the communication device transmits the control packet.
The packet forwarding system according to any one of claims 1 to 4.
前記転送制御装置は、
前記制御パケット送出指示パケットを送出する論理パスの形式を示す情報を当該制御パケット送出指示パケットに含めており、
前記通信装置は、
前記制御パケット送出指示パケットを受信すると、前記制御パケット送出指示パケットに含まれている前記論理パスの形式を示す情報に応じた前記制御パケットを生成し、生成した前記制御パケットを前記論理パスに送出する、
請求項5に記載のパケット転送システム。
The transfer control device includes:
the control packet transmission instruction packet includes information indicating a format of a logical path for transmitting the control packet transmission instruction packet,
The communication device includes:
upon receiving the control packet transmission instruction packet, generating the control packet according to information indicating a format of the logical path, which is included in the control packet transmission instruction packet, and transmitting the generated control packet to the logical path;
The packet forwarding system according to claim 5.
パケットの転送制御を行う転送制御装置と、前記転送制御装置が定義する転送規則に基づいて前記パケットを転送する転送装置と、前記転送装置に新たに接続される通信装置とを備えるパケット転送システムにおけるパケット転送方法であって、
前記通信装置が、制御パケットを前記転送装置に送出し、
前記転送装置が、前記通信装置から送出された前記制御パケットに対して、前記制御パケットを受信した物理ポートを特定する物理ポート識別情報と、自装置の識別情報とを付与して前記転送制御装置に転送し、
前記転送制御装置が、前記制御パケットに付与されている前記転送装置の識別情報及び前記物理ポート識別情報を取得する、
パケット転送方法。
A packet forwarding method in a packet forwarding system including a forwarding control device that controls forwarding of packets, a forwarding device that forwards the packets based on a forwarding rule defined by the forwarding control device, and a communication device that is newly connected to the forwarding device, comprising:
The communication device transmits a control packet to the forwarding device;
the transfer device assigns physical port identification information that identifies the physical port that received the control packet and identification information of its own device to the control packet sent from the communication device and transfers the control packet to the transfer control device;
the transfer control device acquires the identification information of the transfer device and the physical port identification information assigned to the control packet;
Packet forwarding method.
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