控制装置、通信系统、交换机控制方法以及程序的制作方法
【专利摘要】减少利用在流表登录的表项识别流的通信装置中流表溢出现象的产生。控制装置具备：通信装置控制部，其通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组；以及流统计信息管理部，其收集由所述通信装置对各个所述流表项合计的流统计信息。并且，所述通信装置控制部在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间，在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。
【专利说明】控制装置、通信系统、交换机控制方法以及程序
【技术领域】
[000? ][对于相关申请的记载]
[0002]本发明基于日本国专利申请:特愿2012-053265号(2012年3月9日申请)，该申请的所有记载内容均作为引用而组合记载在本说明书中。
[0003]本发明涉及控制装置、通信系统、交换机控制方法以及程序，特别涉及到集中控制网络上的通信装置的控制装置、通信系统、交换机控制方法以及程序。
【背景技术】
[0004]近些年，在网络系统中，能够进行流(Flow)单位的通信量的统计信息的收集、通过按照流单位进行路径控制来实现的负载分散等。其通过控制器对网络上的交换机的流表(Flow Table)集中管理来实现。在这样的技术中，例如存在非专利文献I的开放流(OpenFlow)等。
[0005]在专利文献I中公开了下述方法:对于HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol,超文本传输协议)、FTP (File Transfer Protocol,文件传输协议)等预先规定的应用程序的通信，通过以该应用程序特有的时效间隔删除地址表来实现效率化。
[0006]而且，在专利文献2中公开了下述方法:通过与会话率对应地动态改变会话的超时时间，在高负载访问时，能够避免会话存储器溢出地进行协议处理。
[0007]而且，在专利文献3中公开了下述方法:考虑在通信网络上配置的多个交换机的空置流表项数量，以抑制表项溢出的发生的方式确定流路径。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特表2003-526279号公报
[0011]专利文献2:日本特开2006-279531号公报
[0012]专利文献3:日本特开2010-161473号公报
[0013]非专利文献
[0014]非专利文献l:Nick McKeown 及其他 7 名，“Open Flow:Enabling Innovat1n inCampus Networks”, [online],[平成 24(2012)年 2 月 14 日检索],因特网 <URL:http://www.0penflow.0rg/documents/openflow-wp-latest.pdf>
[0015]非专利文献2:“0pen Flow Switch Specificat1n,?Vers1nl.1.0Implemented(ffire Protocol 0x02), [online],[平成 24(2012)年 2 月 14 日检索],因特网 <URL:http://www.0penflow.0rg/documents/openflow-spec-vl.1.0.pdf>
【发明内容】
[0016]发明要解决的课题
[0017]以下的分析是通过本发明得到的。以非专利文献1、2的开放流交换机为代表的通信装置能够利用 ASIC (Applicat1n Specificatic Integrated Circuit,专用集成电路)的流表识别流的同时进行高速的传输。然而，可登录到ASIC的流表中的流表项(Flow Entry)数量少，超过上限的话成为软件处理，存在着传输性能大幅降低的问题点。而且，存在下述情况:由于流的发生间隔和时效时间值的设定，对同一流发生流表的删除和登录的重复，开销升高。因此，需要既抑制流表溢出，又减少流表项的登录和删除的次数。
[0018]专利文献I的方法为以已知的应用程序特有的时效间隔删除地址表，存在着对未知的应用程序没有效果的问题点。
[0019]而且，在专利文献2的方法中，由于无法根据会话的特性选择性地删除会话信息，因此存在着以下问题点:在高负载访问持续的情况下，会将如果保持会更高效的会话信息删除，结果因会话信息的登录和删除的重复产生的开销的影响而更加成为高负载。
[0020]并且，在专利文献3的方法中，由于是以固定的超时间隔进行流表项的消除，因此在代替路径少的核心交换机等流集中的交换机处，存在着容易发生流表项溢出的问题点。
[0021]本发明的目的在于提供一种能够有助于减少上述的流表溢出现象的发生的控制装置、通信系统、交换机控制方法和程序。
[0022]用于解决课题的方案
[0023]根据本发明的第一观点，提供一种控制装置，其具备:通信装置控制部，其通过对保持于通信装置的流表项进行操作，控制通信装置组；以及流统计信息管理部，其收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息，所述通信装置控制部在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间，在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。
[0024]根据本发明的第二观点，提供一种通信系统，所述通信系统包括控制装置和通信装置，所述控制装置具备:通信装置控制部，其通过对保持于通信装置的流表项进行操作，控制通信装置组；以及流统计信息管理部，其收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息，所述通信装置控制部在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间，在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间，所述通信装置利用由所述控制装置设定的流表项来处理数据包。
[0025]根据本发明的第三观点，提供一种通信装置控制方法，由控制装置进行下述步骤，所述控制装置具备通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组的通信装置控制部以及收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息的流统计信息管理部:在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间的步骤；以及在所述新流的路径上的通信装置设定流表项的步骤，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。本方法与控制网络上的通信装置的控制装置这样的特定设备结合使用。
[0026]根据本发明的第四观点，提供一种程序，使控制装置执行下述处理，所述控制装置具备通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组的通信装置控制部以及收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息的流统计信息管理部:在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间的处理；以及在所述新流的路径上的通信装置设定流表项的处理，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。另外，该程序可以记录于计算机可读取的存储介质中。即，本发明能够作为计算机程序产品具体实现。
[0027]发明效果
[0028]根据本发明，能够有助于减少利用在流表登录的表项(Entry)识别流的通信装置中流表溢出现象的产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是用于说明本发明的一个实施方式的概要的图。
[0030]图2是表示本发明的第一实施方式的通信系统的结构的框图。
[0031]图3是示出在本发明的第一实施方式的交换机设定的流表项的概要结构的图。
[0032]图4是用于说明在本发明的第一实施方式的控制器的拓扑存储部存储的拓扑信息的图。
[0033]图5是用于说明在本发明的第一实施方式的控制器的流表项存储部存储的流表信息的图。
[0034]图6是用于说明在本发明的第一实施方式的控制器的流表项存储部存储的流表项信息的图。
[0035]图7是用于说明在本发明的第一实施方式的控制器的流统计信息存储部存储的统计信息的图。
[0036]图8是表示本发明的第一实施方式的通信系统的动作(流表项设定)的流程图。
[0037]图9是表示本发明的第一实施方式的通信系统的动作(时效处理)的流程图。
[0038]图10是表示本发明的第二实施方式的通信系统的结构的框图。
[0039]图11是用于说明在本发明的第二实施方式的控制器的流特性设定存储部存储的统计信息的图。
[0040]图12是表示本发明的第二实施方式的通信系统的动作(流表项设定)的流程图。
[0041]图13是表示本发明的第二实施方式的通信系统的动作(时效处理)的流程图。
【具体实施方式】
[0042]首先，参照附图对本发明的一个实施方式的概要进行说明。另外，该概要中标记的附图参考标号仅是为了方便而作为帮助理解的一例标记在各要素上的，并不意味着将本发明限定于图示的形态。
[0043]如图1所示，本发明在其一个实施方式中能够以控制多个通信装置20A?20D的控制装置10实现。更为具体来说，该控制装置具备:通信装置控制部12，其通过对保持于通信装置20A?20D的流表项操作来控制通信装置组；以及流统计信息管理部11，其收集以所述通信装置20A?20D对各个所述流表项合计的流统计信息。并且，所述通信装置控制部12在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间(例如，XXms),在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，所述流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间(非专利文献2的“Idle Timeout值”;例如YYms)。由此，例如，当所述设定的流表项从设定时起在YYms以上未收到相应数据包时，利用时效处理进行删除。
[0044]例如，通过设定与新流的推测生存期间相应的时效时间而非对通信系统整体确定的时效时间，能够更快地删除在统计上不需要的可能性高的流表项。而且，能够更长时间地保持在统计上需要的可能性高的流表项。
[0045]由此，抑制了各通信装置20A?20D的流表溢出现象的发生。而且，一并能够降低流表项的设定要求的发生频率。
[0046]而且，所述通信装置控制部12除了流的推测生存期间之外，也可以考虑到该新流是否是定期地产生的流来设定带时效时间的流表项。例如，从网络管理服务器向网络上的路由器的SNMP (Simple Network Management Protocol,简单网络管理协议)轮询的流存在着定期产生但生存期间短的特性。产生间隔依赖于网络管理服务器的设定，在各个网络环境是不同的。具有同样的特性的流在其他应用程序间的保持有效通信等多被考虑。对于这样的在短期间产生的流，使时效时间缩短的话，会使对控制装置的流表项的登录要求增多。因此，对于这样的流，期望至少设定为比这些流的产生间隔长的时效时间。
[0047]并且，所述通信装置控制部12也可以加入流的路径上的各个交换机的流表使用率(或者流表的空置率)等来确定时效时间。例如，在流表使用率高(或者流表的空置率低)的通信装置中，能够设定更短的时效时间值。由此，能够尽快地删除流表项，使流表使用率降低。相反地，在流表使用率低(或者流表的空置率高)的通信装置中，能够设定更长的时效时间值。由此，能够更长地保持流表项，抑制流表的设定要求(降低控制装置的负载)。
[0048]这样的与流表使用率(或者流表的空置率)相应的时效时间的增减修正，例如能够通过追加使用流表使用率或流表的空置率的修正项、或者将流表使用率或流表的空置率作为修正系数使用来实现。
[0049]而且，如图1所示，期望将某个流的路径上的通信装置的时效时间值设定为相同的值。由此，能够以路径上的交换机同时进行流表项的删除。
[0050][第一实施方式]
[0051]接着，参考附图详细地说明本发明的第一实施方式。图2是表示本发明的第一实施方式涉及的通信系统的结构的框图。参照图2，本发明的第一实施方式示出了包括下述部分的结构:控制器100，其相当于上述的控制装置，控制网络上的交换机；以及网络200，其配置有作为上述的通信装置的一个形态的交换机组201?206。
[0052]控制器100对应于来自交换机201?206的新流接收通知(Packet-Ιη)而向交换机进行流表项的登录。交换机201?206按照在自身登录的流表项进行对接收到的数据包的传输。
[0053]网络200包括交换机201?206，为了数据传输而将交换机201?206之间连接。而且，为了控制而将控制器100与交换机201?206连接。作为这些交换机201?206，可以使用非专利文献1、2记载的开放流交换机。
[0054]如图3所示，流表项包括流的匹配条件、匹配的计数器信息(通信量)、指令。作为流的匹配条件，可以指定如下所述的数据包的包头信息。例如，可以使用发送源IP地址、目标IP地址、协议、发送源TCP/UDP端口号、目标TCP/UDP端口号等来确定流。在计数器信息中记录与条件匹配的数据包数量或字节数、即通信量。指令记述了应用于与匹配条件一致的数据包的处理内容。例如，记述了从指定端口的传输、包头的改写等处理内容。这样的流表项存储在交换机201?206的流表中。
[0055]控制器100包括拓扑存储部101、拓扑管理部102、流表项存储部103、流表项管理部104、流统计信息存储部105、流统计信息管理部106、交换机控制部107。这样的控制器100也可以通过以非专利文献1、2记载的开放流控制器为基础并追加下述功能来实现。
[0056]控制器100的各部分分别如下概述地动作。拓扑存储部101存储网络200上的交换机201?206的连接状态。网络的连接状态例如图4所示，能够以在链路的两端连接的交换机名与端口名的组和链路频带表示。
[0057]拓扑管理部12利用LLDP(Link Layer Discovery Protocol,链路层发现协议)等的构件收集交换机201?206的连接信息，并存储到拓扑存储部101中。
[0058]如图5所示，流表项存储部103针对各个交换机存储流表登录数(已登录表项数)、流表登录上限数(可登录最大表项数)、流表使用率(已登录表项数/可登录最大表项数)。而且，如图6所示，流表项存储部103针对各个交换机201?206存储已登录的流表表项。例如，在图5的例子中，使用的是流表使用率，不过也可以使用流表空置率(空表项数/可登录最大表项数)。
[0059]流表项管理部104根据来自交换机控制部107的要求来更新流表项存储部103的信息。在收到新流接收通知并向交换机201?206登录流表项的情况下，对图5的表的相应交换机的流表登录数做加法，重新计算流表使用率，并且在图6的表中追加流表项。在从交换机201?206收到源于时效的流表的删除通知时，流表项管理部104对图5的表的相应交换机的流表登录数做减法，重新计算流表使用率，并且在图6的表中删除流表项。
[0060]流统计信息存储部105为了判断流的特性而积存各个流的统计信息。如图7所示，流统计信息针对各个流存储流信息(发送源IP地址?目标TCP/UDP端口号)、平均流表登录间隔、平均时效时间值、每一次时效的平均计数值。
[0061]流统计信息管理部106根据来自交换机控制部107的要求来更新流统计信息存储部105的信息。在收到新流接收通知并向交换机201?206登录流表的情况下，流统计信息管理部106对流统计信息的相应表项的单位时间的流表登录次数重新计算，更新平均流表登录间隔。并且，流统计信息管理部106根据设定的时效时间重新计算并更新平均时效时间值。另外，在流表登录次数和时效时间值的重新计算中，也可以采用如下方法:使用指数平滑法对接近的值加权。在从交换机201?206收到源于时效的流表的删除通知时，流统计信息管理部106根据该删除的流表项的计数器信息重新计算平均计数值。在计数值的重新计算中，也可以采用使用指数平滑法对接近的值加权的方法。
[0062]交换机控制部107在从交换机201?206收到新流接收通知后，基于拓扑存储部101的网络连接状态和流表项存储部103的流表使用率的信息来确定流的路径。路径的确定方法的详细内容可以采用专利文献3记载的方法等。
[0063]而且，交换机控制部107以通过流表项存储部103求得的路径上的交换机的流表使用率的最大值和流统计信息存储部105的平均流表登录间隔、平均时效时间值、平均计数值的信息为基础，确定流的时效时间值。利用这些信息生成流表项，对于路径上的各交换机进行设定所述时效时间的流表项的登录要求。在登录完成后，交换机控制部107对流表项管理部104和流统计信息管理部106要求信息的更新。
[0064]并且，交换机控制部107在从交换机201?206收到流表的删除通知后，向流统计信息管理部106进行信息的更新要求，更新平均计数值。而且，交换机控制部107对流表项管理部104进行更新要求，要求来自流表项存储部的登录流表数、流表使用率的更新、以及相应的流表表项的删除。
[0065]交换机201?206按照在自身登录的流表项进行对接收到的数据包的传输等。当具有与接收的数据包适合的匹配条件的流表项不在流表中的情况下，交换机201?206向控制器100发送新流接收通知，按照控制器100的指示进行传输等。根据所述新流接收通知，在从控制器100登录流表项后，以后的同一流的数据包按照在交换机201?206登录的流表项传输，每次都对相应流表项的计数器信息做加法。而且，在各个流表项设定了时效时间值，当无通信状态持续设定的时间时，交换机201?206删除该流表项。在因时效而删除流表项的情况下，交换机201?206与删除的流表项的计数器信息一起对控制器100进行删除通知。
[0066]另外，图1所示的控制器100的各部分(处理构件)也可以通过使构成控制器100的计算机利用其硬件执行上述各处理的计算机程序实现。
[0067]接着，参照图8、图9的流程图详细地说明本发明的第一实施方式的动作。首先，参照图8的流程图，说明新流产生时的一连串的动作。在以下的说明中，对交换机201接收到新数据包的情况进行说明。
[0068]当交换机201收到数据包时(步骤Al)，从流表检索具有与接收数据包适合的匹配条件的流表项(步骤A2)。
[0069]在发现具有与接收数据包适合的匹配条件的流表项的情况下(步骤A2的是)，交换机201按照流表的指令域的内容处理接收数据包，对流表的计数器信息做加法，回到初始状态(步骤A3)。
[0070]另一方面，在未发现具有与接收数据包适合的匹配条件的流表项的情况下(步骤A2的否)，交换机201向控制器100发送数据包的接收通知(新流接收通知)(步骤A4)。
[0071]控制器100的交换机控制部107在收到所述交换机的接收通知后，基于拓扑存储部101的网络连接状态和流表项存储部103的流表使用率的信息，确定交换机201接收到的数据包的路径。路径的确定方法的详细内容可以采用专利文献3记载的方法等。在此，例如选择交换机201 —交换机203 —交换机205 —交换机206的路径(步骤A5)。
[0072]接着，交换机控制部107以通过流表项存储部103求得的路径上的交换机的流表使用率的最大值和流统计信息存储部105的平均流表登录间隔、平均时效时间值、平均计数值的信息为基础，确定流的时效时间值(步骤A6)。例如，时效时间值可以直接使用相应流的平均时效时间值。
[0073]并且，可以根据需要设定如下所述的时效时间值。在路径上的交换机的流表使用率的最大值超过预定的阈值的情况下，即在路径上的某个交换机中流表的空间没有余量的情况下，对于低于预定的平均计数值的流，可以设定为预先确定的最小的时效时间值。而且，其他流(预定的平均计数值以上的流)可以按照平均时效时间值X (1-路径上的流表使用率的最大值)X预定系数这样的预定计算式来求得时效时间值。例如，在图4?图6的状态下，在上限阈值为75%、系数为2的情况下，时效时间值算出为300X (1-0.8) X2 =120秒。由此，设定成比直接设定为平均时效时间值的情况短180秒的时效时间。
[0074]另一方面，在路径上的交换机的流表使用率的最大值在下限的阈值以下的情况下，即路径上的所有的交换机中流表都存在余量的情况下，对于平均流表登录间隔在预定的范围的流，可以将平均流表登录间隔直接设定为时效时间值。而且，其他流(平均流表登录间隔在预定的上限值以上)按照平均时效时间值X (1-路径上的流表使用率的最大值)χ预定的系数的算式来求得时效时间值。
[0075]交换机控制部107生成设定了如上计算的时效时间的流表项，对路径上的交换机201、交换机203、交换机205、交换机206进行登录要求(步骤A7)。
[0076]在登录完成后，交换机控制部107对交换机201进行向与交换机203的连接端口的接收数据包的发送要求(非专利文献2的Packet-Out消息)。然后，数据包按照路径上的交换机的流表项，按照交换机203 —交换机205 —交换机206传输。而且，交换机控制部107对流表项管理部104和流统计信息管理部106进行信息的更新要求(步骤AS)。
[0077]流表项管理部104根据来自交换机控制部107的要求来更新流表项存储部103的信息。对图5的交换机201、交换机203、交换机205、交换机206的流表登录数做加法，重新计算流表使用率，并且在图6的表中追加流表项(步骤A9)。
[0078]流统计信息管理部106根据来自交换机控制部107的要求来更新流统计信息存储部105的信息。重新计算流统计信息的相应表项的平均流表登录间隔，根据设定的时效时间重新计算平均时效时间值。在流表登录次数和时效时间值的重新计算中，也可以采用使用指数平滑法对接近的值加权的方法(步骤A10)。
[0079]以后，回到初始状态，并且在收到新数据包时以同样的顺序进行处理。
[0080]接下来，接着，参照图9的流程图，对流表项的时效处理进行说明。在此，作为示例，对于交换机201的时效处理，设所着眼的流表项的时效时间值为300秒进行说明。
[0081]交换机201定期地监视在流表中登录的流表项的计数器信息(步骤All)。
[0082]交换机201检查在流表项的时效时间值(在此为300秒)以内计数器信息是否发生了变化(步骤A12)。在此，在以时效时间值指定的期间，流表项的计数器信息发生变化的情况下(步骤A12的是)，回到步骤All继续监视。
[0083]交换机201在以时效时间值指定的期间流表项的计数器信息没有变化的情况下(步骤A12的否)，删除该流表项(步骤A13)。
[0084]交换机201对控制器100通知删除了的流表项的计数器信息以及删除了流表项的消息(步骤A14)。
[0085]控制器100的交换机控制部107在从交换机201收到流表项的删除通知后，向流统计信息管理部106和流表项管理部104进行信息的更新要求(步骤A15)。
[0086]流统计信息管理部106根据来自交换机控制部107的要求来更新流统计信息存储部105的信息。根据通知的计数器信息重新计算平均计数值。在计数值的重新计算中，也可以采用使用指数平滑法对接近的值加权的方法(步骤A16)。
[0087]流表项管理部104根据来自交换机控制部107的要求来更新流表项存储部103的信息。对存在删除通知的交换机201的已登录流表数做减法，重新计算流表使用率，并且在图6的表中删除相应流表项(步骤A17)。
[0088]以后，回到初始状态，以同样的顺序进行流表的时效处理。
[0089]根据如上所述的本实施方式，即使是在处理大量的流的网络环境下，也能够抑制数据包的传输性能的劣化。其理由是，通过设定考虑到流特性的时效时间，抑制了交换机的流表溢出。
[0090]而且，根据本实施方式，即使是在路径上存在以流表的容量的观点成为瓶颈的交换机的情况下，也能够抑制数据包的传输性能的劣化。这是因为，例如，通过设定考虑到路径上的交换机的流表使用率的时效时间值(比通常短的时效时间值)，抑制了交换机的流表溢出。
[0091]而且，根据本实施方式，对于通过流表的容量存在余量的路径的流，能够抑制控制器的负载。这是因为，例如，通过设定考虑到路径上的交换机的流表使用率的时效时间值(比通常长的时效时间值)，从而在各交换机保持了流表项。由此，抑制了流表项的设定要求的次数，减小了开销。
[0092][第二实施方式]
[0093]接下来，参照附图，详细说明本发明的第二实施方式，其不使用流统计信息而使用网络管理者指定的参数来设定时效时间。图10是表示本发明的第二实施方式涉及的通信系统的结构的框图。以下，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
[0094]参照图10，本发明的第二实施方式的结构为，取代第一实施方式的控制器100的流统计信息存储部105和流统计信息管理部106，在控制器100A具备流特性设定存储部115和流特性设定管理部116。
[0095]流特性设定存储部115存储管理者设定的各流的设定信息(流特性设定信息)。该流特性设定信息例如图11所示，是针对由流信息确定的每个流设定流产生间隔、基准时效时间值的信息。
[0096]流特性设定管理部116根据来自管理者的要求，进行流特性设定存储部115的信息的设定、变更、删除。
[0097]接着，参照图12、图13的流程图详细地说明本发明的第二实施方式的动作。
[0098]首先，参照图12的流程图，说明与数据包接收时相关的动作。在以下的说明中，对交换机201接收到新数据包的情况进行说明。
[0099]当交换机201收到数据包时(步骤BI)，从流表检索具有与接收数据包适合的匹配条件的流表项(步骤B2)。
[0100]在发现具有与接收数据包适合的匹配条件的流表项的情况下(步骤B2的是)，交换机201按照流表的指令域的内容处理接收数据包，对流表的计数器信息做加法，回到初始状态(步骤B3)。
[0101]另一方面，在未发现具有与接收数据包适合的匹配条件的流表项的情况下(步骤B2的否)，交换机201向控制器100发送数据包的接收通知(新流接收通知)(步骤B4)。
[0102]控制器100的交换机控制部107在收到所述数据包的接收通知后，基于拓扑存储部101的网络连接状态和流表项存储部103的流表使用率的信息，确定交换机201接收到的数据包的路径。路径的确定方法的详细内容可以采用专利文献3记载的方法等。在此，例如选择交换机201 —交换机203 —交换机205 —交换机206的路径(步骤B5)。
[0103]接着，交换机控制部107以通过流表项存储部103求得的路径上的交换机的流表使用率的最大值和流特性设定存储部115的流产生间隔、基准时效时间值的信息为基础，确定流的时效时间值(步骤B6)。例如，时效时间值可以直接使用相应流的基准时效时间值。
[0104]并且，可以根据需要设定如下所述的时效时间值。在路径上的交换机的流表使用率的最大值超过预定的阈值的情况下，即在路径上的某个交换机中流表的空间没有余量的情况下，可以通过基准时效时间值X (1-路径上的流表使用率的最大值)X预定的系数这样的预定的计算式求得时效时间值。例如，在图4和图9的状态下，在上限阈值为75%、系数为2的情况下，时效时间值算出为300X (1-0.8) X2 = 120秒。
[0105]另一方面，在路径上的交换机的流表使用率的最大值在下限的阈值以下的情况下，即路径上的所有的交换机中流表都存在余量的情况下，可以将流特性设定存储部115的流产生间隔直接设定为时效时间值。
[0106]交换机控制部107生成设定了如上计算的时效时间的流表项，对路径上的交换机201、交换机203、交换机205、交换机206进行登录要求(步骤B7)。
[0107]在登录完成后，交换机控制部107对交换机201进行向与交换机203的连接端口的接收数据包的发送要求(非专利文献2的Packet-Out消息)。然后，数据包按照路径上的交换机的流表项，按照交换机203 —交换机205 —交换机206传输。而且，交换机控制部107对流表项管理部104进行信息的更新要求(步骤B8)。
[0108]流表项管理部104根据来自交换机控制部107的要求来更新流表项存储部103的信息。对图5的交换机201、交换机203、交换机205、交换机206的流表登录数做加法，重新计算流表使用率，并且在图6的表中追加流表项。(步骤B9)。
[0109]以后，回到初始状态，并且在收到新数据包时以同样的顺序进行处理。
[0110]接下来，接着，参照图13的流程图，对流表项的时效处理进行说明。在此，作为示例，对于交换机201的时效处理，设所着眼的流表项的时效时间值为300秒进行说明。
[0111]交换机201定期地监视在流表中登录的流表项的计数器信息(步骤Bll)。
[0112]交换机201检查在流表项的时效时间值(在此为300秒)以内计数器信息是否发生变化(步骤B12)。在此，在以时效时间值指定的期间中流表项的计数器信息发生变化的情况下(步骤B12的是)，回到步骤Bll继续监视。
[0113]交换机201在以时效时间值指定的期间中流表项的计数器信息没有变化的情况下(步骤B12的否)，删除该流表项(步骤B13)。
[0114]交换机201对控制器100通知删除了流表项的消息(步骤B14)。
[0115]控制器100的交换机控制部107在从交换机201收到流表项的删除通知后，向流表项管理部104进行信息的更新要求(步骤B15)。
[0116]流表项管理部104根据来自交换机控制部107的要求来更新流表项存储部103的信息。对存在删除通知的交换机201的已登录流表数做减法，重新计算流表使用率，并且在图6的表中删除相应流表项(步骤B16)。
[0117]以后，回到初始状态，以同样的顺序进行流表的时效处理。
[0118]根据以上所述的本实施方式，即使不收集来自网络上的交换机的统计信息，也能够与第一实施方式同样地抑制数据包的传输性能的劣化。
[0119]以上，说明了本发明的实施方式，不过本发明并不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的基本的技术思想的范围内，能够施加进一步的变形、置换、调整。例如也可以是，将上述的第一实施方式和第二实施方式组合，实现组合了流统计信息和由网络管理者设定的参数双方的精细的控制。
[0120]最后，对本发明的优选方式进行摘要。
[0121][第一方式]
[0122](参照上述第一观点的控制装置)
[0123][第二方式]
[0124]一种控制装置，在第一方式中，作为在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间，所述通信装置控制部对所述路径上的各通信装置设定相同的值。
[0125][第三方式]
[0126]一种控制装置，在第二方式中，还具备对保持于各通信装置的流表项进行管理的流表项管理部，所述通信装置控制部根据所述各通信装置的流表项的登录数或者流表的空表项数相对于流表项可登录最大数的比值，求得流表使用率或流表空置率，所述通信装置控制部基于所述新流的路径上的通信装置的流表使用率或者流表空置率的平均值，对在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间进行修正。
[0127][第四方式]
[0128]一种控制装置，在第三方式中，在所述流表使用率的平均值比预定的基准值高的情况下，或者在所述流表空置率比预定的基准值低的情况下，以使在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间减少的方式进行修正。
[0129][第五方式]
[0130]一种控制装置，在第三或第四方式中，在所述流表使用率的平均值比预定的基准值低的情况下，或者在所述流表空置率比预定的基准值高的情况下，以使在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间增加的方式进行修正。
[0131][第六方式]
[0132]一种控制装置，在第一至第五的任意一个方式中，作为所述推测生存期间，使用根据所述流统计信息求得的过去预定期间的同一流的平均时效时间。
[0133][第七方式]
[0134]一种控制装置，在第一至第六的任意一个方式中，在所述流统计信息中包括过去预定期间的同一流的产生间隔，所述通信装置控制部在所述同一流的产生间隔比预定的阈值短的情况下，将所述同一流的产生间隔设定为时效时间。
[0135][第八方式]
[0136]一种控制装置，在第一至第七的任意一个方式中，在所述流统计信息中包括过去预定期间的同一流的平均通信量，所述通信装置控制部在所述同一流的平均通信量低于预定值的情况下，设定预定的最小时效时间。
[0137][第九方式]
[0138]一种控制装置，在第一方式中，取代所述流统计信息管理部，具备存储由网络管理者设定的流特性设定信息的流特性设定存储部，所述通信装置控制部在新流产生时在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了所述流特性设定信息中包含的基准时效时间。
[0139][第十方式]
[0140]一种控制装置，在第九方式中，作为在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间，所述通信装置控制部对所述路径上的各通信装置设定相同的值。
[0141][第^方式]
[0142]一种控制装置，在第十方式中，还具备对保持于各通信装置的流表项进行管理的流表项管理部，所述通信装置控制部根据所述各通信装置的流表项的登录数或者流表的空表项数相对于流表项可登录最大数的比值，求得流表使用率或流表空置率，所述通信装置控制部基于所述新流的路径上的通信装置的流表使用率或者流表空置率的平均值，对在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间进行修正。
[0143][第十二方式]
[0144]一种控制装置，在第十一方式中，在所述流表使用率的平均值比预定的基准值高的情况下，或者在所述流表空置率比预定的基准值低的情况下，以使在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间减少的方式进行修正。
[0145][第十三方式]
[0146]一种控制装置，在第九至第十二的任意一个方式中，在所述流特性设定信息中包括由网络管理者设定的流的产生间隔，所述通信装置控制部在所述流表使用率的平均值低于预定的基准值的情况下，将所述流的产生间隔设定为时效时间。
[0147][第十四方式]
[0148](参照上述第二观点的通信系统)
[0149][第十五方式]
[0150](参照上述第三观点的通信方法)
[0151][第十六方式]
[0152](参照上述第四观点的程序)
[0153]而且,上述第十四?第十六的方式与第一方式同样地,能够展开成第二?第十三方式。
[0154]另外，上述各专利文献和非专利文献的公开作为引用加入本说明书中。在本发明的所有公开(包括权利要求)的框架内，并且基于其基本的技术思想，能够进行实施方式和实施例的变更和调整。而且，在本发明的权利要求的框架内，可以进行各种公开要素(包括各权利要求的各要素、各实施方式及实施例的各要素、各附图的各要素等)的多种多样的组合和选择。即，本发明当然包括根据包括权利要求的所有公开、技术思想而对本领域技术人员来说显而易见的各种变形、修正。特别地，本说明书中记载的数值范围应当解释为包含在该范围内的任意的数值和小范围，在没有特别的记载的情况下也应解释为具体的记载。
[0155]标号说明
[0156]10:控制装置；
[0157]11:流统计信息管理部；
[0158]12;通信装置控制部；
[0159]20A?20D:通信装置；
[0160]100、100A:控制器；
[0161]201?206:交换机组；
[0162]200:网络；
[0163]101:拓扑存储部；
[0164]102:拓扑管理部；
[0165]103:流表项存储部；
[0166]104:流表项管理部；
[0167]105:流统计信息存储部；
[0168]106:流统计信息管理部；
[0169]107:交换机控制部；
[0170]115:流特性设定存储部；
[0171]116:流特性设定管理部。
【权利要求】
1.一种控制装置，其特征在于， 具备:通信装置控制部，其通过对保持于通信装置的流表项进行操作，控制通信装置组；以及 流统计信息管理部，其收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息， 所述通信装置控制部在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间，在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中， 作为在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间，所述通信装置控制部对所述路径上的各通信装置设定相同的值。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中， 还具备对保持于各通信装置的流表项进行管理的流表项管理部， 所述通信装置控制部根据所述各通信装置的流表项的登录数或者流表的空表项数相对于流表项可登录最大数的比值，求得流表使用率或流表空置率， 所述通信装置控制部基于所述新流的路径上的通信装置的流表使用率或者流表空置率的平均值，对在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间进行修正。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其中， 在所述流表使用率的平均值比预定的基准值高的情况下，或者在所述流表空置率比预定的基准值低的情况下，以使在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间减少的方式进行修正。
5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其中， 在所述流表使用率的平均值比预定的基准值低的情况下，或者在所述流表空置率比预定的基准值高的情况下，以使在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间增加的方式进行修正。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的控制装置，其中， 作为所述推测生存期间，使用根据所述流统计信息求得的过去预定期间的同一流的平均时效时间。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的控制装置，其中， 在所述流统计信息中包括过去预定期间的同一流的产生间隔， 所述通信装置控制部在所述同一流的产生间隔比预定的阈值短的情况下，将所述同一流的产生间隔设定为时效时间。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的控制装置，其中， 在所述流统计信息中包括过去预定期间的同一流的平均通信量， 所述通信装置控制部在所述同一流的平均通信量低于预定值的情况下，设定预定的最小时效时间。
9.根据权利要求1所述的控制装置，其中， 取代所述流统计信息管理部，具备存储由网络管理者设定的流特性设定信息的流特性设定存储部， 所述通信装置控制部在新流产生时在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了所述流特性设定信息中包含的基准时效时间。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其中， 作为在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间，所述通信装置控制部对所述路径上的各通信装置设定相同的值。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其中， 还具备对保持于各通信装置的流表项进行管理的流表项管理部， 所述通信装置控制部根据所述各通信装置的流表项的登录数或者流表的空表项数相对于流表项可登录最大数的比值，求得流表使用率或流表空置率， 所述通信装置控制部基于所述新流的路径上的通信装置的流表使用率或者流表空置率的平均值，对在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间进行修正。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其中， 在所述流表使用率的平均值比预定的基准值高的情况下，或者在所述流表空置率比预定的基准值低的情况下，以使在所述新流的路径上的通信装置设定的流表项的时效时间减少的方式进行修正。
13.根据权利要求9至12的任意一项所述的控制装置，其中， 在所述流特性设定信息中包括由网络管理者设定的流的产生间隔， 所述通信装置控制部在所述流表使用率的平均值低于预定的基准值的情况下，将所述流的产生间隔设定为时效时间。
14.一种通信系统，其中， 所述通信系统包括控制装置和通信装置， 所述控制装置具备:通信装置控制部，其通过对保持于通信装置的流表项进行操作，控制通信装置组；以及流统计信息管理部，其收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息，所述通信装置控制部在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间，在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间， 所述通信装置利用由所述控制装置设定的流表项来处理数据包。
15.一种通信系统，其中， 所述通信系统包括控制装置和通信装置， 所述控制装置具备: 通信装置控制部，其通过对保持于通信装置的流表项进行操作，控制通信装置组；以及 流特性设定存储部，其存储由网络管理者设定的流特性设定信息， 所述通信装置控制部在新流产生时，在所述新流的路径上的通信装置设定流表项，该流表项设定了所述流特性设定信息中包含的基准时效时间， 所述通信装置利用由所述控制装置设定的流表项来处理数据包。
16.一种通信装置控制方法，由控制装置进行下述步骤，所述控制装置具备通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组的通信装置控制部以及收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息的流统计信息管理部: 在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间的步骤；以及 在所述新流的路径上的通信装置设定流表项的步骤，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。
17.—种通信装置控制方法，由控制装置进行下述步骤，所述控制装置具备通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组的通信装置控制部以及存储由网络管理者设定的流特性设定信息的流特性设定存储部: 在新流产生时，从所述流特性设定存储部读取所述流特性设定信息中包含的基准时效时间的步骤；以及 在所述新流的路径上的通信装置设定流表项的步骤，该流表项设定了所述基准时效时间。
18.—种程序，使控制装置执行下述处理，所述控制装置具备通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组的通信装置控制部以及收集由所述通信装置针对各个所述流表项合计的流统计信息的流统计信息管理部: 在新流产生时，基于所述流统计信息求得所述新流的推测生存期间的处理；以及在所述新流的路径上的通信装置设定流表项的处理，该流表项设定了与所述推测生存期间对应的时效时间。
19.一种程序，使控制装置执行下述处理，所述控制装置具备通过对保持于通信装置的流表项进行操作来控制通信装置组的通信装置控制部以及存储由网络管理者设定的流特性设定信息的流特性设定存储部: 在新流产生时，从所述流特性设定存储部读取所述流特性设定信息中包含的基准时效时间的处理；以及 在所述新流的路径上的通信装置设定流表项的处理，该流表项设定了所述基准时效时间。
【文档编号】H04L12/717GK104170332SQ201380013181
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年3月8日 优先权日:2012年3月9日
【发明者】江原广治 申请人:日本电气株式会社