通信系統(tǒng)、控制裝置、分組處理操作設(shè)置方法和程序的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】通信系統(tǒng)、控制裝置、分組處理操作設(shè)置方法和程序
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年10月19日、申請(qǐng)?zhí)枮?01180046294.6的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)“通信系統(tǒng)、控制裝置、分組處理操作設(shè)置方法和程序”的分案申請(qǐng)。
[0002]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003]本申請(qǐng)是基于并要求2010年10月19日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)N0.2010-234752的優(yōu)先權(quán)益，其公開(kāi)通過(guò)引用全部合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)、控制裝置、節(jié)點(diǎn)、分組處理操作設(shè)置方法和程序。更具體地，本發(fā)明涉及通過(guò)配置在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)分組以實(shí)現(xiàn)通信的通信系統(tǒng)、節(jié)點(diǎn)、控制裝置、通信方法和程序。
【背景技術(shù)】
[0005]如專(zhuān)利文獻(xiàn)I和非專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2所示出的，近些年已經(jīng)提出了被稱(chēng)為開(kāi)放流(OpenFlow)的技術(shù)。在開(kāi)放流(OpenFlow)中，通信被看作端對(duì)端流，并針對(duì)每個(gè)流執(zhí)行路徑控制、故障恢復(fù)、負(fù)載分布和最優(yōu)化。起轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)作用的開(kāi)放流交換機(jī)包括用于與開(kāi)放流控制器通信的安全信道，并且開(kāi)放流交換機(jī)根據(jù)流表進(jìn)行操作，其中由開(kāi)放流控制器指示適當(dāng)?shù)奶砑踊蛑貙?xiě)。在流表中，針對(duì)每個(gè)流定義與分組首部相匹配的一組匹配規(guī)則(matching rule)、定義處理內(nèi)容的動(dòng)作(Act1ns)和流統(tǒng)計(jì)信息(Stats)(參考圖13)。
[0006]在非專(zhuān)利文獻(xiàn)2(參見(jiàn)“3.3Act1ns”)中定義了動(dòng)作名稱(chēng)以及動(dòng)作內(nèi)容。OUTPUT (輸出)表示將分組輸出到指定端口(接口)。SET_VLAN_VID到SET_TP_DST表示修改分組首部的字段的動(dòng)作。
[0007]例如，當(dāng)接收到第一分組(first packet)時(shí)，開(kāi)放流交換機(jī)在流表中搜索具有與接收到的分組的首部信息相匹配的匹配規(guī)則(matching rule)的條目。當(dāng)作為搜索結(jié)果找到了與接收到的分組相匹配的條目時(shí)，開(kāi)放流交換機(jī)執(zhí)行在與接收到的分組有關(guān)的條目中的動(dòng)作字段中所描述的處理內(nèi)容。另一方面，當(dāng)作為結(jié)果沒(méi)有找到與接收到的分組相匹配的條目時(shí)，開(kāi)放流交換機(jī)將接收到的分組通過(guò)安全信道轉(zhuǎn)發(fā)給開(kāi)放流控制器，要求開(kāi)放流控制器基于接收到的分組的發(fā)送源和發(fā)送目的地來(lái)確定分組的路徑，接收實(shí)現(xiàn)該路徑的流條目，然后更新流表。
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了包括MAC學(xué)習(xí)表的層2交換機(jī)和用于該層2交換機(jī)的控制裝置。層2交換機(jī)包括用于將添加到幀的VWAN-1D轉(zhuǎn)換到退化VWAN-1D的轉(zhuǎn)換單元和用于將添加到幀的退化VWAN-1D恢復(fù)到原始VWAN-1D的恢復(fù)單元。當(dāng)?shù)怯浟?VWAN-1D時(shí)，用于層2交換機(jī)的控制裝置確定與該VWAN-1D相對(duì)應(yīng)的一個(gè)退化VWAN-1D，并且將所確定的退化VWAN-1D設(shè)置到轉(zhuǎn)換單元和恢復(fù)單元中。根據(jù)此公開(kāi)，用來(lái)表示退化VWAN-1D的值的數(shù)小于VWAN-1D所采用的值的數(shù)。該層2交換機(jī)使用MAC學(xué)習(xí)功能，將包括退化VWAN-1D的條目登記到MAC學(xué)習(xí)表中。
[0009][專(zhuān)利文獻(xiàn)I]國(guó)際公開(kāi) N0.W02008/095010
[0010][專(zhuān)利文獻(xiàn)2]國(guó)際公開(kāi) N0.W02006/106588
[0011][非專(zhuān)利文獻(xiàn)I]
[0012]Nick McKeown 和其他七位作者的 “OpenFlow:Enabling Innovat1n in CampusNetworks”，[在線(xiàn)]，[平成 22 (2010)年9 月 21 日檢索]，因特網(wǎng)〈URL:http://www.0penflowswitch.0rg//documents/openflow-wp-latest.pdf>
[0013][非專(zhuān)利文獻(xiàn)2]
[0014]“OpenFlow Switch Specificat1n” 版本 1.1.0.(有線(xiàn)協(xié)議 0x01)[平成22(2010)年9 月 21 日檢索]，因特網(wǎng)〈URL:http://www.0penf lowswitch.0rg/documents/openflow-spec-vl.0.0.pdf>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]上文列出的專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2以及非專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2中的每個(gè)公開(kāi)通過(guò)引用方式并入本文。與相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題的分析結(jié)果將在下文中給出。
[0016]在上述開(kāi)放流中，可以使用通配符用于分組處理操作?？梢跃奂哂胁煌l(fā)送源但具有相同目的地的均勻流，以定義具有僅與目的地要與之相匹配的匹配規(guī)則的分組處理操作(參考圖8和9)。通過(guò)如上所述的通過(guò)聚集流來(lái)定義分組處理操作，分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)(下文中稱(chēng)為“節(jié)點(diǎn)”，也包括節(jié)點(diǎn)是開(kāi)放流交換機(jī)的情況)上的負(fù)荷和控制裝置(下文中稱(chēng)為“控制裝置”，也包括控制裝置是開(kāi)放流控制器的情況)上的管理負(fù)擔(dān)可以降低。
[0017]然而，當(dāng)將流聚集到一個(gè)流中時(shí)，要在分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處計(jì)數(shù)的流統(tǒng)計(jì)信息(Stats)的粒度也是基于所聚集的一個(gè)流。因此，存在以下問(wèn)題:當(dāng)異常業(yè)務(wù)發(fā)生時(shí)，識(shí)別已經(jīng)造成異常業(yè)務(wù)的流變得困難。
[0018]另一方面，假定流統(tǒng)計(jì)信息(Stats)要通過(guò)使用OSI參考模型中的層3 (數(shù)據(jù)鏈路層)的發(fā)送源/目的地IP地址或?qū)? (傳輸層)的L4端口號(hào)進(jìn)行嚴(yán)格匹配而不執(zhí)行聚集來(lái)獲得，以識(shí)別異常業(yè)務(wù)。于是，存在以下問(wèn)題:要由分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)所保持的分組處理操作條目的數(shù)量將增加，導(dǎo)致當(dāng)路徑上發(fā)生故障時(shí)，節(jié)點(diǎn)的性能降低和路徑改變的復(fù)雜度。
[0019]因此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠聚集分組處理操作并促進(jìn)對(duì)已經(jīng)造成異常業(yè)務(wù)的流的識(shí)別的配置。
[0020]根據(jù)第一方案，提供了一種通信系統(tǒng)，包括:
[0021]多個(gè)節(jié)點(diǎn)，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根據(jù)分組處理操作處理接收到的分組，并且記錄與依照所述分組處理操作所處理的分組有關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息，所述分組處理操作將要應(yīng)用到所述分組的處理與用于標(biāo)識(shí)要對(duì)其應(yīng)用所述處理的所述分組的匹配規(guī)則相關(guān)聯(lián)；以及
[0022]控制裝置，在每一個(gè)所述節(jié)點(diǎn)中設(shè)置所述分組處理操作；其中
[0023]所述控制裝置在位于包括可聚集區(qū)間的兩個(gè)或更多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的所述可聚集區(qū)間的起點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置針對(duì)每個(gè)流的分組處理操作，所述分組處理操作用于將用于標(biāo)識(shí)所述流的流標(biāo)識(shí)符和用于通過(guò)所述可聚集區(qū)間進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)的路徑標(biāo)識(shí)符寫(xiě)入要與所述匹配規(guī)則相匹配的每一個(gè)分組的區(qū)域中，然后使所述分組被輸出，所述分組分別屬于單獨(dú)的流，并且要通過(guò)所述兩個(gè)或更多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)所述分組中的每一個(gè)；
[0024]所述控制裝置在位于所述可聚集區(qū)間中間的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置用于使得與所述路徑標(biāo)識(shí)符相匹配的所述分組根據(jù)所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的對(duì)各個(gè)流公共的分組處理操作；以及
[0025]所述控制裝置在位于所述可聚集區(qū)間的終點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置用于執(zhí)行以下處理的分組處理操作:基于所述流標(biāo)識(shí)符恢復(fù)被重寫(xiě)在位于所述可聚集區(qū)間的所述起點(diǎn)處的所述節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)容，然后使所述分組被輸出。
[0026]根據(jù)第二方案，提供了一種與多個(gè)節(jié)點(diǎn)相連的控制裝置，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根據(jù)分組處理操作處理接收到分組，并且記錄與依照所述分組處理操作所處理的分組有關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息，所述分組處理操作將要應(yīng)用到所述分組的處理與用于標(biāo)識(shí)要對(duì)其應(yīng)用所述處理的所述分組的匹配規(guī)則相關(guān)聯(lián)；
[0027]所述控制裝置:
[0028]在位于包括可聚集區(qū)間的兩個(gè)或更多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的所述可聚集區(qū)間的起點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置針對(duì)每個(gè)流的分組處理操作，所述分組處理操作用于將用于標(biāo)識(shí)所述流的流標(biāo)識(shí)符和用于通過(guò)所述可聚集區(qū)間進(jìn)行分組轉(zhuǎn)發(fā)的路徑標(biāo)識(shí)符寫(xiě)入要與匹配規(guī)則相匹配的每一個(gè)分組的區(qū)域中，然后使所述分組被輸出，所述分組分別屬于單獨(dú)的流，并且要通過(guò)所述兩個(gè)或更多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)所述分組中的每一個(gè)；
[0029]在位于所述可聚集區(qū)間中間的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置用于使得與所述路徑標(biāo)識(shí)符相匹配的所述分組根據(jù)所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的對(duì)各個(gè)流公共的分組處理操作；以及
[0030]在位于所述可聚集區(qū)間的終點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置用于執(zhí)行以下處理的分組處理操作:基于所述流標(biāo)識(shí)符恢復(fù)被重寫(xiě)在位于所述可聚集區(qū)間的所述起點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)容，然后使所述分組被輸出。
[0031]根據(jù)第三方案，提供了一種與多個(gè)節(jié)點(diǎn)相連的控制裝置的分組處理操作設(shè)置方法，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根據(jù)分組處理操作處理接收到的分組，并且記錄與依照所述分組處理操作所處理的分組有關(guān)的統(tǒng)計(jì)信息，所述分組處理操作將要應(yīng)用到分組的處理與用于標(biāo)識(shí)要對(duì)其應(yīng)用所述處理的所述分組的匹配規(guī)則相關(guān)聯(lián)，所述方法包括以下步驟:
[0032]在位于包括可聚集區(qū)間的兩個(gè)或更多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的所述可聚集區(qū)間的起點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置針對(duì)每個(gè)流的分組處理操作，所述分組處理操作用于將用于標(biāo)識(shí)所述流的流標(biāo)識(shí)符和用于通過(guò)所述可聚集區(qū)間分組進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的路徑標(biāo)識(shí)符寫(xiě)入要與所述匹配規(guī)則相匹配的每一個(gè)分組的區(qū)域中，然后使所述分組被輸出，所述分組分別屬于單獨(dú)的流，并且要通過(guò)所述兩個(gè)或更多個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑中的對(duì)應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)所述分組中的每一個(gè)；
[0033]在位于所述可聚集區(qū)間中間的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置用于使得與所述路徑標(biāo)識(shí)符相匹配的所述分組根據(jù)所述分組轉(zhuǎn)發(fā)路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的對(duì)各個(gè)流公共的分組處理操作；以及
[0034]在位于所述可聚集區(qū)間的終點(diǎn)處的節(jié)點(diǎn)中設(shè)置用于執(zhí)行以下處理的分組處理操作:基于所述流標(biāo)識(shí)符恢復(fù)被重寫(xiě)在位于所述可聚集區(qū)間的所述起點(diǎn)處的所述節(jié)點(diǎn)中的內(nèi)容，然后使所述分組被輸出。本方法與特定機(jī)器相聯(lián)系，該特定機(jī)器是在上述核心節(jié)點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)中設(shè)置分組處理操作的控制裝置。
[0035]根據(jù)第四方案，提供了一種用于構(gòu)成與多個(gè)節(jié)點(diǎn)相連的控制裝置的計(jì)算機(jī)的程序，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)根據(jù)分組處理操作處理接收到的