JP5747997B2 - 制御装置、通信システム、仮想ネットワークの管理方法およびプログラム - Google Patents

Description

［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１１−２３７０７５号（２０１１年１０月２８日出願）に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、制御装置、通信システム、仮想ネットワークの管理方法およびプログラムに関し、特に、パケット転送ノードを集中制御する制御装置を用いて、仮想的なネットワークサービスを提供する制御装置、通信システム、仮想ネットワークの管理方法およびプログラムに関する。

特許文献１に、レイヤ２レベルでＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を構築する際に、構築用パケットと設定用パケットという特別なパケットを用いてＶＬＡＮ設定を行うネットワーク装置及びネットワークシステムが開示されている。同文献によれば、始端のネットワーク装置が、終端のネットワーク装置のアドレス及び一つのＶＬＡＮに対応したポート番号を含む構築用パケットに自装置のアドレス及び該構築用パケットを出力するポート番号を付加して送信し、中継のネットワーク装置が自装置のアドレス、該構築用パケットを入力したポート番号及び出力するポート番号を付加した該構築用パケットを送信し、終端のネットワーク装置が始端及び中継のネットワーク装置毎にそのポート番号と該ＶＬＡＮとを対応付けた設定用パケットを始端及び中継のネットワーク装置のアドレス宛に送信する。

また近年、オープンフロー（ＯｐｅｎＦｌｏｗ）という技術が提案されている（特許文献２、非特許文献１、２参照）。オープンフローは、通信をエンドツーエンドのフローとして捉え、フロー単位で経路制御、障害回復、負荷分散、最適化を行うものである。非特許文献２に仕様化されているオープンフロースイッチは、オープンフローコントローラとの通信用のセキュアチャネルを備え、オープンフローコントローラから適宜追加または書き換え指示されるフローテーブルに従って動作する。フローテーブルには、フロー毎に、パケットヘッダと照合する内容が定められたマッチフィールド（Ｍａｔｃｈ Ｆｉｅｌｄｓ）と、フロー統計情報（Ｃｏｕｎｔｅｒｓ）と、処理内容を定義したインストラクション（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）と、の組が定義される（図１７参照）。

例えば、オープンフロースイッチは、パケットを受信すると、フローテーブルから、受信パケットのヘッダ情報に適合するマッチフィールド（図１７参照）を持つエントリを検索する。検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つかった場合、オープンフロースイッチは、フロー統計情報（カウンタ）を更新するとともに、受信パケットに対して、当該エントリのインストラクションフィールドに記述された処理内容（指定ポートからのパケット送信、フラッディング、廃棄等）を実施する。一方、検索の結果、受信パケットに適合するエントリが見つからなかった場合、オープンフロースイッチは、セキュアチャネルを介して、オープンフローコントローラに対してエントリ設定の要求、即ち、受信パケットの処理内容の決定の要求を送信する。オープンフロースイッチは、要求に対応するフローエントリを受け取ってフローテーブルを更新する。このように、オープンフロースイッチは、フローテーブルに格納されたエントリを処理規則として用いてパケット転送を行う。

非特許文献１の５頁目「Ｅｘａｍｐｌｅ ２」には、上記のような仕組みを用いてＶＬＡＮと同様の仮想ネットワークを構築できることが記載されている。

特開２００７−０３６９５９号公報 国際公開第２００８／０９５０１０号

Ｎｉｃｋ ＭｃＫｅｏｗｎほか７名、"ＯｐｅｎＦｌｏｗ： Ｅｎａｂｌｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃａｍｐｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２３（２０１１）年１０月１日検索］、インターネット〈URL: http://www.openflow.org/documents/openflow-wp-latest.pdf〉 "ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ" Ｖｅｒｓｉｏｎ １．１．０ Ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ （Ｗｉｒｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ０ｘ０２）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２３（２０１１）年１０月１日検索］、インターネット〈URL:http://www.openflow.org/documents/openflow-spec-v1.1.0.pdf〉

以下の分析は、本発明によって与えられたものである。特許文献１にも記載されているように、仮想ネットワークを構築する場合、仮想ネットワークに属するすべてのスイッチの関連するすべてのインタフェースに設定処理を行う必要がある。そして、仮想ネットワークの規模が大きくなればなるほど、この設定作業の負担が大きくなってしまうという問題点がある。

非特許文献１、２のオープンフローを用いて仮想ネットワークを構築する場合においても、初期設定として、物理的な個々のパケット転送ノード（オープンフロースイッチ）と、仮想ネットワークとの対応関係を定義する必要がある。また、この場合においても、仮想ネットワークの規模が大きくなればなるほど、設定作業の負担が大きくなってしまうという問題点がある。

本発明の目的は、上記オープンフローに代表されるパケット転送ノードを集中制御する通信システムにおいて、仮想的なネットワークサービスを提供する際の設定作業を省力化することに寄与できる制御装置、通信システム、仮想ネットワークの管理方法およびプログラムを提供することにある。

第１の視点によれば、パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加と、を実行する仮想ネットワーク更新部と、を備えた制御装置が提供される。

第２の視点によれば、パケット転送ノードと、上記した制御装置とを含む通信システムが提供される。

第３の視点によれば、パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、を備える制御装置が、既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加と、を実行するステップを含む仮想ネットワークの管理方法が提供される。本方法は、パケット転送ノードを制御する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。

第４の視点によれば、パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、を備え制御装置を構成するコンピュータに、既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加処理と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。

本発明によれば、パケット転送ノードを集中制御する通信システムにおいて、仮想的なネットワークサービスを提供する際の設定作業を省力化することに寄与できる。

本発明の第１の実施形態の全体構成を表わしたブロック図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の構成を表わしたブロック図である。 図１のパケット転送ノード群を用いて構成した仮想ネットワークの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の端点情報記憶部に保持される情報の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の仮想ネットワーク更新部に保持される仮想端点追加規則の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態の制御装置の動作（初期設定）を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の制御装置の動作（運用時）を説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の制御装置の動作（運用時）を具体的に説明するための図である。 図８の続図である。 図３の仮想ネットワークに新しい仮想端点が追加された状態を示す図である。 端点情報記憶部に新しいエントリが追加された状態を示すである。 図９の続図である。 図１０の仮想ネットワークに新しい仮想端点が追加された状態を示す図である。 図１１の状態から端点情報記憶部に新しいエントリが追加された状態を示すである。 図１３の仮想ネットワークにさらに仮想端点が追加された状態を示す図である。 図１４の状態から端点情報記憶部に新しいエントリが追加された状態を示すである。 非特許文献２に記載のフローエントリの構成を表した図である。

はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。

本発明は、その一実施形態において、パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部（図２の符号１１参照）と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部（図２の符号１２参照）と、前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部（図２の符号１３参照）と、を備える制御装置により実現できる。この制御装置は、さらに、既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加処理と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加処理と、を実行する仮想ネットワーク更新部（図２の符号１４参照）を備える。

上記構成を採ることにより、例えば、図３に示すような仮想ネットワークの構成が与えられている状況から、図４に示す仮想端点追加規則を参照して、受信パケットの予め定めたフィールド（図４の例では、「ＶＬＡＮ−ＩＤ」）に対応する仮想端点の接続位置に、仮想端点を追加する仮想ネットワークの構成の更新を行うとともに（図１０、図１３、図１５参照）、前記端点情報記憶部への新規エントリの登録（図１１、図１４、図１６参照）とを行うことができる。

このように、仮想ネットワークの構成の更新と、前記端点情報記憶部への新規エントリの登録が自動的に行われるため、仮想的なネットワークサービスを提供する際の設定作業が省力化される。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の構成を表わしたブロック図である。図１を参照すると、通信端末９０Ａ〜９０Ｃ間に配置されたパケット転送ノード群２０と、パケット転送ノード群２０を制御する制御装置１０と、を含む構成が示されている。

パケット転送ノード群２０は、１台以上のバケット転送ノードによって構成され、物理端点（物理インタフェース）２１〜２３を介して、通信端末９０Ａ〜９０Ｃと接続されている。パケット転送ノード群２０は、制御装置１０からの指示に従って、受信したパケットを宛先に転送する機能を有している。本実施形態では、パケット転送ノードは、非特許文献１、２のオープンフロースイッチであるものとして説明するが、その他の通信装置であってもよい。

制御装置１０は、パケット転送ノード群２０を構成する個々のパケット転送ノードを制御するサーバ等によって構成される。本実施形態では、制御装置１０は、非特許文献１、２のオープンフローコントローラであるものとして説明するが、その他のサーバ等であってもよい。

図２は、上記制御装置１０の詳細構成を表したブロックである。図２を参照すると、仮想ネットワーク構成情報記憶部１１と、端点情報記憶部１２と、制御部１３と、仮想ネットワーク更新部１４とを備えた構成が示されている。

仮想ネットワーク構成情報記憶部１１は、図１に示したパケット転送ノード群２０を用いて構成される仮想ネットワークの構成（接続関係等）を記憶する。

図３は、図１に示したパケット転送ノード群２０を用いて構成した仮想ネットワークの例である。図３の例では、パケット転送ノード群２０を用いて、仮想ネットワーク３０Ａ、３０Ｂの２つ仮想ネットワークが構成されている。また、各仮想ネットワーク３０Ａ、３０Ｂは、仮想Ｌ２スイッチ（レイヤ２スイッチ）の間に仮想Ｌ３スイッチ（レイヤ３スイッチ）を接続したトポロジとなっている。このような仮想ネットワークは、図１のパケット転送ノード群２０に含まれる個々のパケット転送ノードを、仮想ネットワーク毎に、それぞれ異なるＬ２スイッチ、Ｌ３スイッチと同等のパケット処理を行うように制御することで実現できる。また、個々のパケット転送ノードの振る舞いは、非特許文献２に記載されているフローエントリを設定することにより制御することができる。

端点情報記憶部１２は、仮想ネットワークにおいて、通信端末９０Ａ〜９０Ｃと接続する仮想的な端点（仮想端点）と、パケット転送ノード群２０の端点（図１の物理端点２１〜２３）とを関連付けて記憶する。

なお、後記するように、本実施形態では、端点情報の自動的な追加が行われるため、古くなったエントリや、不要となったエントリをいつまでも保持しておく必要は無い。適当なアルゴリズムを用いて、これら不要となったエントリを削除するようにしてもよい。このようにすることで、物理端点と仮想端点間の変換（検索）を高速化することができる。

図４は、制御装置１０の端点情報記憶部１２に保持される情報の一例を示す図である。図４の例では、物理情報として物理端点とＶＬＡＮＩＤの組に、仮想情報として仮想ネットワークと仮想端点とを対応付けた構成となっている。

制御部１３は、上記仮想ネットワークの構成情報や、端点情報記憶部１２に保持されている情報を参照して、パケット転送ノードを制御して、通信端末９０Ａ〜９０Ｃ間の通信を実現する。例えば、図１の物理端点２１で通信端末９０Ａから通信端末９０Ｂ宛てのパケットを受信した場合、制御部１３は、前記パケットのヘッダ情報と当該パケットを受信した物理端点（図１の物理端点２１）に基づいて、当該パケットを受信した端点が仮想ネットワーク上のどの仮想端点に対応するかを特定する。また、制御部１３は、仮想ネットワーク上の出口となる仮想端点を特定し、この出口となる仮想端点に対応する物理端点を特定する。これらの物理端点と仮想端点間の対応関係は、端点情報記憶部１２から該当するエントリを検索することで実現できる。そして、制御部１３は、当該仮想端点にてパケットを受信したものとして宛先までの仮想ネットワーク上の転送経路を計算し、当該転送経路上のパケット転送ノードにパケット転送動作を行わせる。

仮想ネットワーク更新部１４は、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則を保持している。図５は、仮想ネットワーク更新部１４に保持される仮想端点追加規則の一例である。図５の例では、パケットヘッダ中のＶＬＡＮ−ＩＤフィールドの値によって、仮想ネットワークと仮想スイッチとを特定可能となっている。

仮想ネットワーク更新部１４は、上記パケットの受信時に、端点情報記憶部１２に該当するエントリがない場合、即ち、既存の仮想端点に接続されていない送信元から受信したパケットを受信した際に、前記仮想端点追加規則を参照して、パケットヘッダ中の予め定めたフィールド（ここではＶＬＡＮ−ＩＤフィールド）の値に基づいて仮想ネットワークと仮想スイッチとを割り出し、端点情報記憶部１２への新規エントリの追加と、前記仮想ネットワークの構成の更新とを実行する。

なお、図１に示した制御装置１０の各部（処理手段）は、制御装置１０を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。

続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。はじめに、制御装置１０への初期設定について、説明する。図６は、本発明の第１の実施形態の制御装置の動作（初期設定）を説明するためのフローチャートである。

まず、ユーザ（ネットワーク管理者）は、仮想ネットワーク構成情報記憶部１１に、図３に示したような仮想ネットワークの構成情報を設定する（ステップＳ００１）。

次に、ユーザ（ネットワーク管理者）は、仮想ネットワーク更新部１４に、図５に示したような前記仮想端点追加規則を設定する（ステップＳ００２）。

以上により、制御装置１０への初期設定が終了する。従って、この時点では、端点情報記憶部１２には、図４に示したように、１つもエントリが登録されていない状態となっている。

続いて、上記初期設定が完了した後の動作について説明する。図７は、本実施形態の制御装置の動作（運用時）を説明するためのフローチャートである。通信端末９０Ａ〜９０Ｃのいずれかがパケットを送信すると、当該通信端末と接続されている物理端点を有するパケット転送ノードにて受信される。この時点では、パケット転送ノードに対し当該パケットに対する処理内容は指示されていないので、パケット転送ノードは、制御装置に対してパケットを転送し、処理内容を問い合わせる。この動作は、非特許文献２の「Ｐａｋｃｋｅｔ−Ｉｎメッセージ」の送信動作に相当する。

上記パケット転送ノードからのパケットを受信すると、制御装置１０の制御部１３は、端点情報記憶部１２を参照して、パケットの送信元の物理端点に対応する仮想端点を検索する（ステップＳ１０１）。

ここでは、上記図４に示したように、対応する端点情報記憶部１２には１つもエントリが登録されていない状態となっているため、パケットの送信元の物理端点に対応する仮想端点を発見できないことになる（ステップＳ１０２）。

次に、制御装置１０の仮想ネットワーク更新部１４が、仮想端点追加規則を参照して、受信パケットのパケットヘッダ中の特定のフィールドの値によって、仮想端点とその属する仮想ネットワークを特定する（ステップＳ１０４）。なお、ここで、仮想端点追加規則に、パケットヘッダ中の特定のフィールドの値に対応する仮想端点が記述されていない場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、受信パケットを破棄する処理が行われる（ステップＳ１０６）。

一方、受信パケットのパケットヘッダ中の特定のフィールドの値によって、仮想スイッチとその属する仮想ネットワークを特定できた場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、仮想ネットワーク更新部１４は、図３に示したような仮想ネットワークの前記仮想スイッチに接続する新規の仮想端点を追加する（ステップＳ１０７；図１０参照）。

さらに、仮想ネットワーク更新部１４は、端点情報記憶部１２に、前記追加した新規の仮想端点と物理端点とを対応付けた新規エントリを追加する（ステップＳ１０８；図１０参照）。

その後、再度ステップＳ１０１に戻って、パケットの送信元の物理端点に対応する仮想端点を検索すると、上記ステップＳ１０８で追加したエントリが検索されるため、ステップＳ１０２において、対応する仮想端点ありと判断される（ステップＳ１０２のＹｅｓ）。

制御装置１０の制御部１３は、前記検索した仮想端点を起点とし、受信パケットの出口となる仮想端点に至る経路を計算し、当該経路に沿ってパケット転送が行われるよう、パケット転送ノード群２０を制御する（ステップＳ１０３）。

以上のように、本実施形態によれば、事前に、仮想ネットワーク上の仮想端点と物理端点との対応関係を準備しなくとも、仮想ネットワーク上の通信を開始することが可能となる。その理由は、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値から仮想端点の接続位置を割り出すための仮想端点追加規則を作成しておき、パケット受信時に、端点情報記憶部１２への新規エントリの追加と、仮想ネットワークの構成の更新とを実行するように構成したことにある。

続いて、上記本実施形態の動作について、図８〜図１６を参照してより詳細に説明する。以下の説明では、ＶＬＡＮ−ＩＤと仮想ネットワークのＬ２ドメインとが関連付けられており、事前に設定されていた仮想ネットワークの特定のＬ２ドメインに物理端点を所属させ、パケットのＶＬＡＮ−ＩＤから、仮想ネットワークと仮想端点の接続位置（仮想スイッチ）を特定できるような仮想端点追加規則が作成されているものとする（図５参照）。

また、図８に示すように、通信端末９０ＡがＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００を利用し、通信端末９０ＢがＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００または２００を利用し、通信端末９０ＣがＶＬＡＮ−ＩＤ＝３００または４００を利用するものとする。また、仮想ネットワークの構成と上記仮想端点追加規則が設定され、端点情報記憶部１２には、エントリが設定されていないものとする。

図９に示すように、通信端末９０Ａから通信端末９０Ｂ宛てのパケットが送信された場合、物理端点２１にて受信されたパケットは、制御装置１０に転送される。前記パケットを受信した制御装置１０は、端点情報記憶部１２を参照して、物理端点２１に対応する仮想端点を対応付けたエントリを検索するが、エントリは１つも登録されていないため、物理端点２１に対応する仮想端点を特定できないことになる。

そこで、制御装置１０は、上記仮想端点追加規則を参照して、当該受信パケットのＶＬＡＮ−ＩＤから、前記パケットの送信元が接続されるべき、仮想ネットワークとその仮想端点の接続位置（仮想スイッチ）を特定する。ここでは、図５の仮想端点追加規則から、ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００に対応付けられた仮想ネットワークＡ、仮想Ｌ２スイッチＡを特定することができる。次に、制御装置１０は、図１０に示すように仮想ネットワークの構成に、仮想Ｌ２スイッチＡに接続する仮想端点Ａを追加する。また、制御装置１０は、前記受信パケットを受信した物理端点およびそのＶＬＡＮ−ＩＤと、前記特定した仮想ネットワークＡ、仮想端点Ａとの対応関係を、図１１に示すように端点情報記憶部１２に登録する。

その後、図１２に示すように、通信端末９０Ｂから通信端末９０Ａ宛てのパケットが送信された場合、物理端点２２にて受信されたパケットは、制御装置１０に転送される。前記パケットを受信した制御装置１０は、端点情報記憶部１２を参照して、物理端点２２に対応する仮想端点を対応付けたエントリを検索するが、物理端点２２に対応するエントリは登録されていないため、物理端点２２に対応する仮想端点を特定できないことになる。

そこで、制御装置１０は、上記仮想端点追加規則を参照して、当該受信パケットのＶＬＡＮ−ＩＤから、前記パケットの送信元が接続されるべき、仮想ネットワークとその仮想端点の接続位置（仮想スイッチ）を特定する。ここでは、先の通信端末９０Ａから送信されたパケットと同様に、図５の仮想端点追加規則から、ＶＬＡＮ−ＩＤ＝１００に対応付けられた仮想ネットワークＡ、仮想Ｌ２スイッチＡを特定することができる。次に、制御装置１０は、図１３に示すように仮想ネットワークの構成に、仮想Ｌ２スイッチＡに接続する仮想端点Ｂを追加する。また、制御装置１０は、前記受信パケットを受信した物理端点およびそのＶＬＡＮ−ＩＤと、前記特定した仮想ネットワークＡ、仮想端点Ｂとの対応関係を、図１４に示すように端点情報記憶部１２に登録する。

以上の段階で、通信端末９０Ａと通信端末９０Ｂ間の仮想ネットワークＡ上の通信が可能となる。具体的には、制御装置１０の制御部１３は、図１３の仮想端点Ａと仮想端点Ｂ間を仮想Ｌ２スイッチを介して接続するパケット転送経路を生成し、当該パケット転送経路に沿ったパケット転送が行われるようパケット転送ノードを制御する。

その後、例えば、通信端末９０ＢからＶＬＡＮ−ＩＤが２００であるパケットを受信した場合、制御装置１０は、端点情報記憶部１２を参照して、物理端点２２およびＶＬＡＮ−ＩＤ＝２００に対応する仮想端点を対応付けたエントリを検索するが、物理端点２２およびＶＬＡＮ−ＩＤ＝２００に対応するエントリは登録されていないため、物理端点２２およびＶＬＡＮ−ＩＤ＝２００に対応する仮想端点を特定できないことになる。

そこで、制御装置１０は、上記仮想端点追加規則を参照して、当該受信パケットのＶＬＡＮ−ＩＤから、前記パケットの送信元が接続されるべき、仮想ネットワークとその仮想端点の接続位置（仮想スイッチ）を特定する。ここでは、図５の仮想端点追加規則から、ＶＬＡＮ−ＩＤ＝２００に対応付けられた仮想ネットワークＡ、仮想Ｌ２スイッチＢを特定することができる。次に、制御装置１０は、仮想ネットワークの構成に、仮想Ｌ２スイッチＢに接続する仮想端点Ｃを追加する。また、制御装置１０は、前記受信パケットを受信した物理端点およびそのＶＬＡＮ−ＩＤと、前記特定した仮想ネットワークＡ、仮想端点Ｃとの対応関係を、端点情報記憶部１２に登録する。以上のような処理を繰り返すことにより、最終的に、図１５に示すような仮想ネットワークの構成と、図１６に示すような端点情報が生成される。

以上のように、本実施形態によれば、受信したパケットの情報と、仮想端点追加規則とに基づいて、仮想ネットワークの更新と、その物理／仮想端点間の関連付けとの更新を自動的に行うことができる。このため、物理ネットワークの規模や構成に関係なく、物理端点と仮想端点間の関連付け作業を省力化することが可能となる。特に物理ネットワークの規模が大きくなるほど、その効果は顕著なものとなる。

また、本発明は、通信端末９０Ａ〜９０Ｃが移動するようなケース、新たな通信端末が接続されたケースにもその設定作業を省力化することが可能である。例えば、図８の通信端末９０Ａが物理端点２１と接続された位置から、物理端末２３と接続する位置に移動したような場合にも、その受信パケットと、仮想端点追加規則に基づいて、仮想ネットワークの更新と、その物理／仮想端点間の関連付けとの更新を自動的に行うことができる。同様に、図８のいずれかの物理端点に、新たな通信端末が接続されたような場合にも、この通信端末から受信したパケットと、仮想端点追加規則に基づいて、仮想ネットワークの更新と、その物理／仮想端点間の関連付けとの更新を自動的に行うことができる。

また、上記した実施形態からも明らかなように、初期状態において、仮想ネットワークと物理ネットワークとの関連付けが不要であるため、本発明では、仮想ネットワークのコピーや移動が容易に実現となっている。例えば、現在運用中の仮想ネットワークの設定を、立地的に離れた別の物理ネットワークへそのまま適用させることが可能である。

また、本実施形態によれば、システムの起動時間を短縮することも可能となる。仮想ネットワークと物理ネットワークとを関連付けた設定情報の読み出し等が不要となるため、短時間でシステムの運用を開始できる。

以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、上記した実施形態では、ＶＬＡＮ−ＩＤと仮想ネットワークのＬ２ドメインを関連付ける例を挙げて説明したが、送信元ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）送信元ＩＰアドレスフィールドのＩＰサブネットの値やＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスを仮想ネットワークのＬ２ドメインと関連付けるような仮想端点追加規則を設定することもできる。また、ＩＰサブネットやＭＡＣアドレスといったネットワーク上のアドレスを示す情報やネットワークそのものを表わす情報以外にも、例えば、ＩＰヘッダのＴｏＳ（Ｔｙｐｅ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）ビットの値を元に、仮想ネットワークのＬ２ドメインを関連付けることも可能である。もちろん、上記したＶＬＡＮ−ＩＤ、ＩＰサブネット、ＭＡＣアドレスなどを組み合わせた仮想端点追加規則を設定してもよい。

なお、上記の特許文献及び非特許文献の先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。

１０ 制御装置
１１ 仮想ネットワーク構成情報記憶部
１２ 端点情報記憶部
１３ 制御部
１４ 仮想ネットワーク更新部
２０ パケット転送ノード群
２１〜２３ 物理端点
３０Ａ、３０Ｂ 仮想ネットワーク
３１Ａ、３１Ｂ 仮想Ｌ３スイッチ
３２Ａ〜３２Ｄ 仮想Ｌ２スイッチ
３３Ａ〜３３Ｅ 仮想端点
９０Ａ〜９０Ｃ 通信端末

Claims (10)

1. パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、
   前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、
   前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、
   既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加と、を実行する仮想ネットワーク更新部と、を備えたこと、
   を特徴とする制御装置。
2. 前記端点情報記憶部に、パケットを受信したパケット転送ノードの端点に対応する仮想端点が登録されているか否かにより、既存の仮想端点に接続されている送信元からパケットを受信したか否かを判断する請求項１の制御装置。
3. 前記端点情報記憶部の各エントリについて、前記仮想端点追加規則に定められたパケットヘッダ中のフィールドの値を対応付けることができ、
   前記制御部は、新規に受信したパケットを受信した物理端点に対応するエントリが前記端点情報記憶部に存在し、かつ、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値が、前記端点情報記憶部に設定された値と一致する場合に、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送の制御を開始し、
   新規に受信したパケットを受信した物理端点に対応するエントリが前記端点情報記憶部に存在せず、または、前記パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値が、前記端点情報記憶部に設定された値と一致しない場合、前記仮想ネットワーク更新部が前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加と、を実行する請求項１または２の制御装置。
4. 所定のタイミングで、前記端点情報記憶部に記憶されたエントリを削除する請求項１から３いずれか一の制御装置。
5. 前記仮想端点追加規則は、ＶＬＡＮフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた規則である請求項１から４いずれか一の制御装置。
6. 前記仮想端点追加規則は、送信元ＩＰアドレスフィールドのＩＰサブネットの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた規則である請求項１から５いずれか一の制御装置。
7. 前記仮想端点追加規則は、ＭＡＣアドレスフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた規則である請求項１から６いずれか一の制御装置。
8. パケット転送ノードと、
   前記パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、
   前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、
   前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、
   既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加と、を実行する仮想ネットワーク更新部と、を備える制御装置と、を含む通信システム。
9. パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、
   前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、
   前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、を備える制御装置が、
   既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加と、を実行するステップを含む仮想ネットワークの管理方法。
10. パケット転送ノードによって構成された仮想ネットワークの構成を記憶する仮想ネットワーク構成情報記憶部と、
    前記仮想ネットワーク上の仮想端点と、前記パケット転送ノードの端点とを関連付けて記憶する端点情報記憶部と、
    前記仮想ネットワーク構成情報記憶部と前記端点情報記憶部とにそれぞれ記憶された情報を参照して、前記パケット転送ノードによる仮想ネットワーク上のパケット転送を制御する制御部と、を備え制御装置を構成するコンピュータに、
    既存の仮想端点に接続されていない送信元からパケットを受信した際に、パケットヘッダ中の予め定めたフィールドの値と、前記仮想ネットワーク上の仮想端点の接続位置との対応関係を定めた仮想端点追加規則に基づいて、前記仮想ネットワークへの仮想端点の追加処理と、前記端点情報記憶部への新規エントリの追加処理と、を実行させるプログラム。

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