通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序的制作方法
【专利说明】通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序
[0001]本申请是申请日为2011年10月19日、申请号为201180046294.6的中国发明专利申请“通信系统、控制装置、分组处理操作设置方法和程序”的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请是基于并要求2010年10月19日提交的日本专利申请N0.2010-234752的优先权益，其公开通过引用全部合并于此。
技术领域
[0004]本发明涉及通信系统、控制装置、节点、分组处理操作设置方法和程序。更具体地，本发明涉及通过配置在网络上的节点转发分组以实现通信的通信系统、节点、控制装置、通信方法和程序。
【背景技术】
[0005]如专利文献I和非专利文献I和2所示出的，近些年已经提出了被称为开放流(OpenFlow)的技术。在开放流(OpenFlow)中，通信被看作端对端流，并针对每个流执行路径控制、故障恢复、负载分布和最优化。起转发节点作用的开放流交换机包括用于与开放流控制器通信的安全信道，并且开放流交换机根据流表进行操作，其中由开放流控制器指示适当的添加或重写。在流表中，针对每个流定义与分组首部相匹配的一组匹配规则(matching rule)、定义处理内容的动作(Act1ns)和流统计信息(Stats)(参考图13)。
[0006]在非专利文献2(参见“3.3Act1ns”)中定义了动作名称以及动作内容。OUTPUT (输出)表示将分组输出到指定端口(接口)。SET_VLAN_VID到SET_TP_DST表示修改分组首部的字段的动作。
[0007]例如，当接收到第一分组(first packet)时，开放流交换机在流表中搜索具有与接收到的分组的首部信息相匹配的匹配规则(matching rule)的条目。当作为搜索结果找到了与接收到的分组相匹配的条目时，开放流交换机执行在与接收到的分组有关的条目中的动作字段中所描述的处理内容。另一方面，当作为结果没有找到与接收到的分组相匹配的条目时，开放流交换机将接收到的分组通过安全信道转发给开放流控制器，要求开放流控制器基于接收到的分组的发送源和发送目的地来确定分组的路径，接收实现该路径的流条目，然后更新流表。
[0008]专利文献2公开了包括MAC学习表的层2交换机和用于该层2交换机的控制装置。层2交换机包括用于将添加到帧的VWAN-1D转换到退化VWAN-1D的转换单元和用于将添加到帧的退化VWAN-1D恢复到原始VWAN-1D的恢复单元。当登记了 VWAN-1D时，用于层2交换机的控制装置确定与该VWAN-1D相对应的一个退化VWAN-1D，并且将所确定的退化VWAN-1D设置到转换单元和恢复单元中。根据此公开，用来表示退化VWAN-1D的值的数小于VWAN-1D所采用的值的数。该层2交换机使用MAC学习功能，将包括退化VWAN-1D的条目登记到MAC学习表中。
[0009][专利文献I]国际公开 N0.W02008/095010
[0010][专利文献2]国际公开 N0.W02006/106588
[0011][非专利文献I]
[0012]Nick McKeown 和其他七位作者的 “OpenFlow:Enabling Innovat1n in CampusNetworks”，[在线]，[平成 22 (2010)年9 月 21 日检索]，因特网〈URL:http://www.0penflowswitch.0rg//documents/openflow-wp-latest.pdf>
[0013][非专利文献2]
[0014]“OpenFlow Switch Specificat1n” 版本 1.1.0.(有线协议 0x01)[平成22(2010)年9 月 21 日检索]，因特网〈URL:http://www.0penf lowswitch.0rg/documents/openflow-spec-vl.0.0.pdf>
【发明内容】
[0015]上文列出的专利文献I和2以及非专利文献I和2中的每个公开通过引用方式并入本文。与相关现有技术相关联的问题的分析结果将在下文中给出。
[0016]在上述开放流中，可以使用通配符用于分组处理操作。可以聚集具有不同发送源但具有相同目的地的均匀流，以定义具有仅与目的地要与之相匹配的匹配规则的分组处理操作(参考图8和9)。通过如上所述的通过聚集流来定义分组处理操作，分组转发路径上的每一个节点(下文中称为“节点”，也包括节点是开放流交换机的情况)上的负荷和控制装置(下文中称为“控制装置”，也包括控制装置是开放流控制器的情况)上的管理负担可以降低。
[0017]然而，当将流聚集到一个流中时，要在分组转发路径上的每一个节点处计数的流统计信息(Stats)的粒度也是基于所聚集的一个流。因此，存在以下问题:当异常业务发生时，识别已经造成异常业务的流变得困难。
[0018]另一方面，假定流统计信息(Stats)要通过使用OSI参考模型中的层3 (数据链路层)的发送源/目的地IP地址或层4 (传输层)的L4端口号进行严格匹配而不执行聚集来获得，以识别异常业务。于是，存在以下问题:要由分组转发路径上的每一个节点所保持的分组处理操作条目的数量将增加，导致当路径上发生故障时，节点的性能降低和路径改变的复杂度。
[0019]因此，本发明的目的是提供一种能够聚集分组处理操作并促进对已经造成异常业务的流的识别的配置。
[0020]根据第一方案，提供了一种通信系统，包括:
[0021]多个节点，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到的分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到所述分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联；以及
[0022]控制装置，在每一个所述节点中设置所述分组处理操作；其中
[0023]所述控制装置在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间进行分组转发的路径标识符写入要与所述匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
[0024]所述控制装置在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
[0025]所述控制装置在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作:基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的所述节点中的内容，然后使所述分组被输出。
[0026]根据第二方案，提供了一种与多个节点相连的控制装置，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到所述分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联；
[0027]所述控制装置:
[0028]在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间进行分组转发的路径标识符写入要与匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
[0029]在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
[0030]在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作:基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的节点中的内容，然后使所述分组被输出。
[0031]根据第三方案，提供了一种与多个节点相连的控制装置的分组处理操作设置方法，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到的分组，并且记录与依照所述分组处理操作所处理的分组有关的统计信息，所述分组处理操作将要应用到分组的处理与用于标识要对其应用所述处理的所述分组的匹配规则相关联，所述方法包括以下步骤:
[0032]在位于包括可聚集区间的两个或更多个分组转发路径中的所述可聚集区间的起点处的节点中设置针对每个流的分组处理操作，所述分组处理操作用于将用于标识所述流的流标识符和用于通过所述可聚集区间分组进行转发的路径标识符写入要与所述匹配规则相匹配的每一个分组的区域中，然后使所述分组被输出，所述分组分别属于单独的流，并且要通过所述两个或更多个分组转发路径中的对应一个转发所述分组中的每一个；
[0033]在位于所述可聚集区间中间的节点中设置用于使得与所述路径标识符相匹配的所述分组根据所述分组转发路径进行转发的对各个流公共的分组处理操作；以及
[0034]在位于所述可聚集区间的终点处的节点中设置用于执行以下处理的分组处理操作:基于所述流标识符恢复被重写在位于所述可聚集区间的所述起点处的所述节点中的内容，然后使所述分组被输出。本方法与特定机器相联系，该特定机器是在上述核心节点和边缘节点中的每个中设置分组处理操作的控制装置。
[0035]根据第四方案，提供了一种用于构成与多个节点相连的控制装置的计算机的程序，所述多个节点中的每一个根据分组处理操作处理接收到的