控制裝置、通信系統、交換機控制方法以及程序的製作方法
2023-09-21 03:41:40
控制裝置、通信系統、交換機控制方法以及程序的製作方法
【專利摘要】減少利用在流表登錄的表項識別流的通信裝置中流表溢出現象的產生。控制裝置具備：通信裝置控制部，其通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組；以及流統計信息管理部，其收集由所述通信裝置對各個所述流表項合計的流統計信息。並且，所述通信裝置控制部在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間，在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。
【專利說明】控制裝置、通信系統、交換機控制方法以及程序
【技術領域】
[000? ][對於相關申請的記載]
[0002]本發明基於日本國專利申請:特願2012-053265號(2012年3月9日申請)，該申請的所有記載內容均作為引用而組合記載在本說明書中。
[0003]本發明涉及控制裝置、通信系統、交換機控制方法以及程序，特別涉及到集中控制網絡上的通信裝置的控制裝置、通信系統、交換機控制方法以及程序。
【背景技術】
[0004]近些年，在網絡系統中，能夠進行流(Flow)單位的通信量的統計信息的收集、通過按照流單位進行路徑控制來實現的負載分散等。其通過控制器對網絡上的交換機的流表(Flow Table)集中管理來實現。在這樣的技術中，例如存在非專利文獻I的開放流(OpenFlow)等。
[0005]在專利文獻I中公開了下述方法:對於HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol,超文本傳輸協議)、FTP (File Transfer Protocol,文件傳輸協議)等預先規定的應用程式的通信，通過以該應用程式特有的時效間隔刪除地址表來實現效率化。
[0006]而且，在專利文獻2中公開了下述方法:通過與會話率對應地動態改變會話的超時時間，在高負載訪問時，能夠避免會話存儲器溢出地進行協議處理。
[0007]而且，在專利文獻3中公開了下述方法:考慮在通信網絡上配置的多個交換機的空置流表項數量，以抑制表項溢出的發生的方式確定流路徑。
[0008]現有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特表2003-526279號公報
[0011]專利文獻2:日本特開2006-279531號公報
[0012]專利文獻3:日本特開2010-161473號公報
[0013]非專利文獻
[0014]非專利文獻l:Nick McKeown 及其他 7 名，「Open Flow:Enabling Innovat1n inCampus Networks」, [online],[平成 24(2012)年 2 月 14 日檢索],網際網路
[0015]非專利文獻2:「0pen Flow Switch Specificat1n,?Vers1nl.1.0Implemented(ffire Protocol 0x02), [online],[平成 24(2012)年 2 月 14 日檢索],網際網路
【發明內容】
[0016]發明要解決的課題
[0017]以下的分析是通過本發明得到的。以非專利文獻1、2的開放流交換機為代表的通信裝置能夠利用 ASIC (Applicat1n Specificatic Integrated Circuit,專用集成電路)的流表識別流的同時進行高速的傳輸。然而，可登錄到ASIC的流表中的流表項(Flow Entry)數量少，超過上限的話成為軟體處理，存在著傳輸性能大幅降低的問題點。而且，存在下述情況:由於流的發生間隔和時效時間值的設定，對同一流發生流表的刪除和登錄的重複，開銷升高。因此，需要既抑制流表溢出，又減少流表項的登錄和刪除的次數。
[0018]專利文獻I的方法為以已知的應用程式特有的時效間隔刪除地址表，存在著對未知的應用程式沒有效果的問題點。
[0019]而且，在專利文獻2的方法中，由於無法根據會話的特性選擇性地刪除會話信息，因此存在著以下問題點:在高負載訪問持續的情況下，會將如果保持會更高效的會話信息刪除，結果因會話信息的登錄和刪除的重複產生的開銷的影響而更加成為高負載。
[0020]並且，在專利文獻3的方法中，由於是以固定的超時間隔進行流表項的消除，因此在代替路徑少的核心交換機等流集中的交換機處，存在著容易發生流表項溢出的問題點。
[0021]本發明的目的在於提供一種能夠有助於減少上述的流表溢出現象的發生的控制裝置、通信系統、交換機控制方法和程序。
[0022]用於解決課題的方案
[0023]根據本發明的第一觀點，提供一種控制裝置，其具備:通信裝置控制部，其通過對保持於通信裝置的流表項進行操作，控制通信裝置組；以及流統計信息管理部，其收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息，所述通信裝置控制部在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間，在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。
[0024]根據本發明的第二觀點，提供一種通信系統，所述通信系統包括控制裝置和通信裝置，所述控制裝置具備:通信裝置控制部，其通過對保持於通信裝置的流表項進行操作，控制通信裝置組；以及流統計信息管理部，其收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息，所述通信裝置控制部在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間，在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間，所述通信裝置利用由所述控制裝置設定的流表項來處理數據包。
[0025]根據本發明的第三觀點，提供一種通信裝置控制方法，由控制裝置進行下述步驟，所述控制裝置具備通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組的通信裝置控制部以及收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息的流統計信息管理部:在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間的步驟；以及在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項的步驟，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。本方法與控制網絡上的通信裝置的控制裝置這樣的特定設備結合使用。
[0026]根據本發明的第四觀點，提供一種程序，使控制裝置執行下述處理，所述控制裝置具備通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組的通信裝置控制部以及收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息的流統計信息管理部:在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間的處理；以及在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項的處理，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。另外，該程序可以記錄於計算機可讀取的存儲介質中。即，本發明能夠作為電腦程式產品具體實現。
[0027]發明效果
[0028]根據本發明，能夠有助於減少利用在流表登錄的表項(Entry)識別流的通信裝置中流表溢出現象的產生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是用於說明本發明的一個實施方式的概要的圖。
[0030]圖2是表示本發明的第一實施方式的通信系統的結構的框圖。
[0031]圖3是示出在本發明的第一實施方式的交換機設定的流表項的概要結構的圖。
[0032]圖4是用於說明在本發明的第一實施方式的控制器的拓撲存儲部存儲的拓撲信息的圖。
[0033]圖5是用於說明在本發明的第一實施方式的控制器的流表項存儲部存儲的流表信息的圖。
[0034]圖6是用於說明在本發明的第一實施方式的控制器的流表項存儲部存儲的流表項信息的圖。
[0035]圖7是用於說明在本發明的第一實施方式的控制器的流統計信息存儲部存儲的統計信息的圖。
[0036]圖8是表示本發明的第一實施方式的通信系統的動作(流表項設定)的流程圖。
[0037]圖9是表示本發明的第一實施方式的通信系統的動作(時效處理)的流程圖。
[0038]圖10是表示本發明的第二實施方式的通信系統的結構的框圖。
[0039]圖11是用於說明在本發明的第二實施方式的控制器的流特性設定存儲部存儲的統計信息的圖。
[0040]圖12是表示本發明的第二實施方式的通信系統的動作(流表項設定)的流程圖。
[0041]圖13是表示本發明的第二實施方式的通信系統的動作(時效處理)的流程圖。
【具體實施方式】
[0042]首先，參照附圖對本發明的一個實施方式的概要進行說明。另外，該概要中標記的附圖參考標號僅是為了方便而作為幫助理解的一例標記在各要素上的，並不意味著將本發明限定於圖示的形態。
[0043]如圖1所示，本發明在其一個實施方式中能夠以控制多個通信裝置20A?20D的控制裝置10實現。更為具體來說，該控制裝置具備:通信裝置控制部12，其通過對保持於通信裝置20A?20D的流表項操作來控制通信裝置組；以及流統計信息管理部11，其收集以所述通信裝置20A?20D對各個所述流表項合計的流統計信息。並且，所述通信裝置控制部12在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間(例如，XXms),在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，所述流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間(非專利文獻2的「Idle Timeout值」;例如YYms)。由此，例如，當所述設定的流表項從設定時起在YYms以上未收到相應數據包時，利用時效處理進行刪除。
[0044]例如，通過設定與新流的推測生存期間相應的時效時間而非對通信系統整體確定的時效時間，能夠更快地刪除在統計上不需要的可能性高的流表項。而且，能夠更長時間地保持在統計上需要的可能性高的流表項。
[0045]由此，抑制了各通信裝置20A?20D的流表溢出現象的發生。而且，一併能夠降低流表項的設定要求的發生頻率。
[0046]而且，所述通信裝置控制部12除了流的推測生存期間之外，也可以考慮到該新流是否是定期地產生的流來設定帶時效時間的流表項。例如，從網絡管理伺服器向網絡上的路由器的SNMP (Simple Network Management Protocol,簡單網絡管理協議)輪詢的流存在著定期產生但生存期間短的特性。產生間隔依賴於網絡管理伺服器的設定，在各個網絡環境是不同的。具有同樣的特性的流在其他應用程式間的保持有效通信等多被考慮。對於這樣的在短期間產生的流，使時效時間縮短的話，會使對控制裝置的流表項的登錄要求增多。因此，對於這樣的流，期望至少設定為比這些流的產生間隔長的時效時間。
[0047]並且，所述通信裝置控制部12也可以加入流的路徑上的各個交換機的流表使用率(或者流表的空置率)等來確定時效時間。例如，在流表使用率高(或者流表的空置率低)的通信裝置中，能夠設定更短的時效時間值。由此，能夠儘快地刪除流表項，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)的通信裝置中，能夠設定更長的時效時間值。由此，能夠更長地保持流表項，抑制流表的設定要求(降低控制裝置的負載)。
[0048]這樣的與流表使用率(或者流表的空置率)相應的時效時間的增減修正，例如能夠通過追加使用流表使用率或流表的空置率的修正項、或者將流表使用率或流表的空置率作為修正係數使用來實現。
[0049]而且，如圖1所示，期望將某個流的路徑上的通信裝置的時效時間值設定為相同的值。由此，能夠以路徑上的交換機同時進行流表項的刪除。
[0050][第一實施方式]
[0051]接著，參考附圖詳細地說明本發明的第一實施方式。圖2是表示本發明的第一實施方式涉及的通信系統的結構的框圖。參照圖2，本發明的第一實施方式示出了包括下述部分的結構:控制器100，其相當於上述的控制裝置，控制網絡上的交換機；以及網絡200，其配置有作為上述的通信裝置的一個形態的交換機組201?206。
[0052]控制器100對應於來自交換機201?206的新流接收通知(Packet-Ιη)而向交換機進行流表項的登錄。交換機201?206按照在自身登錄的流表項進行對接收到的數據包的傳輸。
[0053]網絡200包括交換機201?206，為了數據傳輸而將交換機201?206之間連接。而且，為了控制而將控制器100與交換機201?206連接。作為這些交換機201?206，可以使用非專利文獻1、2記載的開放流交換機。
[0054]如圖3所示，流表項包括流的匹配條件、匹配的計數器信息(通信量)、指令。作為流的匹配條件，可以指定如下所述的數據包的包頭信息。例如，可以使用發送源IP位址、目標IP位址、協議、發送源TCP/UDP埠號、目標TCP/UDP埠號等來確定流。在計數器信息中記錄與條件匹配的數據包數量或字節數、即通信量。指令記述了應用於與匹配條件一致的數據包的處理內容。例如，記述了從指定埠的傳輸、包頭的改寫等處理內容。這樣的流表項存儲在交換機201?206的流表中。
[0055]控制器100包括拓撲存儲部101、拓撲管理部102、流表項存儲部103、流表項管理部104、流統計信息存儲部105、流統計信息管理部106、交換機控制部107。這樣的控制器100也可以通過以非專利文獻1、2記載的開放流控制器為基礎並追加下述功能來實現。
[0056]控制器100的各部分分別如下概述地動作。拓撲存儲部101存儲網絡200上的交換機201?206的連接狀態。網絡的連接狀態例如圖4所示，能夠以在鏈路的兩端連接的交換機名與埠名的組和鏈路頻帶表示。
[0057]拓撲管理部12利用LLDP(Link Layer Discovery Protocol,鏈路層發現協議)等的構件收集交換機201?206的連接信息，並存儲到拓撲存儲部101中。
[0058]如圖5所示，流表項存儲部103針對各個交換機存儲流表登錄數(已登錄表項數)、流表登錄上限數(可登錄最大表項數)、流表使用率(已登錄表項數/可登錄最大表項數)。而且，如圖6所示，流表項存儲部103針對各個交換機201?206存儲已登錄的流表表項。例如，在圖5的例子中，使用的是流表使用率，不過也可以使用流表空置率(空表項數/可登錄最大表項數)。
[0059]流表項管理部104根據來自交換機控制部107的要求來更新流表項存儲部103的信息。在收到新流接收通知並向交換機201?206登錄流表項的情況下，對圖5的表的相應交換機的流表登錄數做加法，重新計算流表使用率，並且在圖6的表中追加流表項。在從交換機201?206收到源於時效的流表的刪除通知時，流表項管理部104對圖5的表的相應交換機的流表登錄數做減法，重新計算流表使用率，並且在圖6的表中刪除流表項。
[0060]流統計信息存儲部105為了判斷流的特性而積存各個流的統計信息。如圖7所示，流統計信息針對各個流存儲流信息(發送源IP位址?目標TCP/UDP埠號)、平均流表登錄間隔、平均時效時間值、每一次時效的平均計數值。
[0061]流統計信息管理部106根據來自交換機控制部107的要求來更新流統計信息存儲部105的信息。在收到新流接收通知並向交換機201?206登錄流表的情況下，流統計信息管理部106對流統計信息的相應表項的單位時間的流表登錄次數重新計算，更新平均流表登錄間隔。並且，流統計信息管理部106根據設定的時效時間重新計算並更新平均時效時間值。另外，在流表登錄次數和時效時間值的重新計算中，也可以採用如下方法:使用指數平滑法對接近的值加權。在從交換機201?206收到源於時效的流表的刪除通知時，流統計信息管理部106根據該刪除的流表項的計數器信息重新計算平均計數值。在計數值的重新計算中，也可以採用使用指數平滑法對接近的值加權的方法。
[0062]交換機控制部107在從交換機201?206收到新流接收通知後，基於拓撲存儲部101的網絡連接狀態和流表項存儲部103的流表使用率的信息來確定流的路徑。路徑的確定方法的詳細內容可以採用專利文獻3記載的方法等。
[0063]而且，交換機控制部107以通過流表項存儲部103求得的路徑上的交換機的流表使用率的最大值和流統計信息存儲部105的平均流表登錄間隔、平均時效時間值、平均計數值的信息為基礎，確定流的時效時間值。利用這些信息生成流表項，對於路徑上的各交換機進行設定所述時效時間的流表項的登錄要求。在登錄完成後，交換機控制部107對流表項管理部104和流統計信息管理部106要求信息的更新。
[0064]並且，交換機控制部107在從交換機201?206收到流表的刪除通知後，向流統計信息管理部106進行信息的更新要求，更新平均計數值。而且，交換機控制部107對流表項管理部104進行更新要求，要求來自流表項存儲部的登錄流表數、流表使用率的更新、以及相應的流表表項的刪除。
[0065]交換機201?206按照在自身登錄的流表項進行對接收到的數據包的傳輸等。當具有與接收的數據包適合的匹配條件的流表項不在流表中的情況下，交換機201?206向控制器100發送新流接收通知，按照控制器100的指示進行傳輸等。根據所述新流接收通知，在從控制器100登錄流表項後，以後的同一流的數據包按照在交換機201?206登錄的流表項傳輸，每次都對相應流表項的計數器信息做加法。而且，在各個流表項設定了時效時間值，當無通信狀態持續設定的時間時，交換機201?206刪除該流表項。在因時效而刪除流表項的情況下，交換機201?206與刪除的流表項的計數器信息一起對控制器100進行刪除通知。
[0066]另外，圖1所示的控制器100的各部分(處理構件)也可以通過使構成控制器100的計算機利用其硬體執行上述各處理的電腦程式實現。
[0067]接著，參照圖8、圖9的流程圖詳細地說明本發明的第一實施方式的動作。首先，參照圖8的流程圖，說明新流產生時的一連串的動作。在以下的說明中，對交換機201接收到新數據包的情況進行說明。
[0068]當交換機201收到數據包時(步驟Al)，從流表檢索具有與接收數據包適合的匹配條件的流表項(步驟A2)。
[0069]在發現具有與接收數據包適合的匹配條件的流表項的情況下(步驟A2的是)，交換機201按照流表的指令域的內容處理接收數據包，對流表的計數器信息做加法，回到初始狀態(步驟A3)。
[0070]另一方面，在未發現具有與接收數據包適合的匹配條件的流表項的情況下(步驟A2的否)，交換機201向控制器100發送數據包的接收通知(新流接收通知)(步驟A4)。
[0071]控制器100的交換機控制部107在收到所述交換機的接收通知後，基於拓撲存儲部101的網絡連接狀態和流表項存儲部103的流表使用率的信息，確定交換機201接收到的數據包的路徑。路徑的確定方法的詳細內容可以採用專利文獻3記載的方法等。在此，例如選擇交換機201 —交換機203 —交換機205 —交換機206的路徑(步驟A5)。
[0072]接著，交換機控制部107以通過流表項存儲部103求得的路徑上的交換機的流表使用率的最大值和流統計信息存儲部105的平均流表登錄間隔、平均時效時間值、平均計數值的信息為基礎，確定流的時效時間值(步驟A6)。例如，時效時間值可以直接使用相應流的平均時效時間值。
[0073]並且，可以根據需要設定如下所述的時效時間值。在路徑上的交換機的流表使用率的最大值超過預定的閾值的情況下，即在路徑上的某個交換機中流表的空間沒有餘量的情況下，對於低於預定的平均計數值的流，可以設定為預先確定的最小的時效時間值。而且，其他流(預定的平均計數值以上的流)可以按照平均時效時間值X (1-路徑上的流表使用率的最大值)X預定係數這樣的預定計算式來求得時效時間值。例如，在圖4?圖6的狀態下，在上限閾值為75%、係數為2的情況下，時效時間值算出為300X (1-0.8) X2 =120秒。由此，設定成比直接設定為平均時效時間值的情況短180秒的時效時間。
[0074]另一方面，在路徑上的交換機的流表使用率的最大值在下限的閾值以下的情況下，即路徑上的所有的交換機中流表都存在餘量的情況下，對於平均流表登錄間隔在預定的範圍的流，可以將平均流表登錄間隔直接設定為時效時間值。而且，其他流(平均流表登錄間隔在預定的上限值以上)按照平均時效時間值X (1-路徑上的流表使用率的最大值)χ預定的係數的算式來求得時效時間值。
[0075]交換機控制部107生成設定了如上計算的時效時間的流表項，對路徑上的交換機201、交換機203、交換機205、交換機206進行登錄要求(步驟A7)。
[0076]在登錄完成後，交換機控制部107對交換機201進行向與交換機203的連接埠的接收數據包的發送要求(非專利文獻2的Packet-Out消息)。然後，數據包按照路徑上的交換機的流表項，按照交換機203 —交換機205 —交換機206傳輸。而且，交換機控制部107對流表項管理部104和流統計信息管理部106進行信息的更新要求(步驟AS)。
[0077]流表項管理部104根據來自交換機控制部107的要求來更新流表項存儲部103的信息。對圖5的交換機201、交換機203、交換機205、交換機206的流表登錄數做加法，重新計算流表使用率，並且在圖6的表中追加流表項(步驟A9)。
[0078]流統計信息管理部106根據來自交換機控制部107的要求來更新流統計信息存儲部105的信息。重新計算流統計信息的相應表項的平均流表登錄間隔，根據設定的時效時間重新計算平均時效時間值。在流表登錄次數和時效時間值的重新計算中，也可以採用使用指數平滑法對接近的值加權的方法(步驟A10)。
[0079]以後，回到初始狀態，並且在收到新數據包時以同樣的順序進行處理。
[0080]接下來，接著，參照圖9的流程圖，對流表項的時效處理進行說明。在此，作為示例，對於交換機201的時效處理，設所著眼的流表項的時效時間值為300秒進行說明。
[0081]交換機201定期地監視在流表中登錄的流表項的計數器信息(步驟All)。
[0082]交換機201檢查在流表項的時效時間值(在此為300秒)以內計數器信息是否發生了變化(步驟A12)。在此，在以時效時間值指定的期間，流表項的計數器信息發生變化的情況下(步驟A12的是)，回到步驟All繼續監視。
[0083]交換機201在以時效時間值指定的期間流表項的計數器信息沒有變化的情況下(步驟A12的否)，刪除該流表項(步驟A13)。
[0084]交換機201對控制器100通知刪除了的流表項的計數器信息以及刪除了流表項的消息(步驟A14)。
[0085]控制器100的交換機控制部107在從交換機201收到流表項的刪除通知後，向流統計信息管理部106和流表項管理部104進行信息的更新要求(步驟A15)。
[0086]流統計信息管理部106根據來自交換機控制部107的要求來更新流統計信息存儲部105的信息。根據通知的計數器信息重新計算平均計數值。在計數值的重新計算中，也可以採用使用指數平滑法對接近的值加權的方法(步驟A16)。
[0087]流表項管理部104根據來自交換機控制部107的要求來更新流表項存儲部103的信息。對存在刪除通知的交換機201的已登錄流表數做減法，重新計算流表使用率，並且在圖6的表中刪除相應流表項(步驟A17)。
[0088]以後，回到初始狀態，以同樣的順序進行流表的時效處理。
[0089]根據如上所述的本實施方式，即使是在處理大量的流的網絡環境下，也能夠抑制數據包的傳輸性能的劣化。其理由是，通過設定考慮到流特性的時效時間，抑制了交換機的流表溢出。
[0090]而且，根據本實施方式，即使是在路徑上存在以流表的容量的觀點成為瓶頸的交換機的情況下，也能夠抑制數據包的傳輸性能的劣化。這是因為，例如，通過設定考慮到路徑上的交換機的流表使用率的時效時間值(比通常短的時效時間值)，抑制了交換機的流表溢出。
[0091]而且，根據本實施方式，對於通過流表的容量存在餘量的路徑的流，能夠抑制控制器的負載。這是因為，例如，通過設定考慮到路徑上的交換機的流表使用率的時效時間值(比通常長的時效時間值)，從而在各交換機保持了流表項。由此，抑制了流表項的設定要求的次數，減小了開銷。
[0092][第二實施方式]
[0093]接下來，參照附圖，詳細說明本發明的第二實施方式，其不使用流統計信息而使用網絡管理者指定的參數來設定時效時間。圖10是表示本發明的第二實施方式涉及的通信系統的結構的框圖。以下，以與第一實施方式的不同點為中心進行說明。
[0094]參照圖10，本發明的第二實施方式的結構為，取代第一實施方式的控制器100的流統計信息存儲部105和流統計信息管理部106，在控制器100A具備流特性設定存儲部115和流特性設定管理部116。
[0095]流特性設定存儲部115存儲管理者設定的各流的設定信息(流特性設定信息)。該流特性設定信息例如圖11所示，是針對由流信息確定的每個流設定流產生間隔、基準時效時間值的信息。
[0096]流特性設定管理部116根據來自管理者的要求，進行流特性設定存儲部115的信息的設定、變更、刪除。
[0097]接著，參照圖12、圖13的流程圖詳細地說明本發明的第二實施方式的動作。
[0098]首先，參照圖12的流程圖，說明與數據包接收時相關的動作。在以下的說明中，對交換機201接收到新數據包的情況進行說明。
[0099]當交換機201收到數據包時(步驟BI)，從流表檢索具有與接收數據包適合的匹配條件的流表項(步驟B2)。
[0100]在發現具有與接收數據包適合的匹配條件的流表項的情況下(步驟B2的是)，交換機201按照流表的指令域的內容處理接收數據包，對流表的計數器信息做加法，回到初始狀態(步驟B3)。
[0101]另一方面，在未發現具有與接收數據包適合的匹配條件的流表項的情況下(步驟B2的否)，交換機201向控制器100發送數據包的接收通知(新流接收通知)(步驟B4)。
[0102]控制器100的交換機控制部107在收到所述數據包的接收通知後，基於拓撲存儲部101的網絡連接狀態和流表項存儲部103的流表使用率的信息，確定交換機201接收到的數據包的路徑。路徑的確定方法的詳細內容可以採用專利文獻3記載的方法等。在此，例如選擇交換機201 —交換機203 —交換機205 —交換機206的路徑(步驟B5)。
[0103]接著，交換機控制部107以通過流表項存儲部103求得的路徑上的交換機的流表使用率的最大值和流特性設定存儲部115的流產生間隔、基準時效時間值的信息為基礎，確定流的時效時間值(步驟B6)。例如，時效時間值可以直接使用相應流的基準時效時間值。
[0104]並且，可以根據需要設定如下所述的時效時間值。在路徑上的交換機的流表使用率的最大值超過預定的閾值的情況下，即在路徑上的某個交換機中流表的空間沒有餘量的情況下，可以通過基準時效時間值X (1-路徑上的流表使用率的最大值)X預定的係數這樣的預定的計算式求得時效時間值。例如，在圖4和圖9的狀態下，在上限閾值為75%、係數為2的情況下，時效時間值算出為300X (1-0.8) X2 = 120秒。
[0105]另一方面，在路徑上的交換機的流表使用率的最大值在下限的閾值以下的情況下，即路徑上的所有的交換機中流表都存在餘量的情況下，可以將流特性設定存儲部115的流產生間隔直接設定為時效時間值。
[0106]交換機控制部107生成設定了如上計算的時效時間的流表項，對路徑上的交換機201、交換機203、交換機205、交換機206進行登錄要求(步驟B7)。
[0107]在登錄完成後，交換機控制部107對交換機201進行向與交換機203的連接埠的接收數據包的發送要求(非專利文獻2的Packet-Out消息)。然後，數據包按照路徑上的交換機的流表項，按照交換機203 —交換機205 —交換機206傳輸。而且，交換機控制部107對流表項管理部104進行信息的更新要求(步驟B8)。
[0108]流表項管理部104根據來自交換機控制部107的要求來更新流表項存儲部103的信息。對圖5的交換機201、交換機203、交換機205、交換機206的流表登錄數做加法，重新計算流表使用率，並且在圖6的表中追加流表項。(步驟B9)。
[0109]以後，回到初始狀態，並且在收到新數據包時以同樣的順序進行處理。
[0110]接下來，接著，參照圖13的流程圖，對流表項的時效處理進行說明。在此，作為示例，對於交換機201的時效處理，設所著眼的流表項的時效時間值為300秒進行說明。
[0111]交換機201定期地監視在流表中登錄的流表項的計數器信息(步驟Bll)。
[0112]交換機201檢查在流表項的時效時間值(在此為300秒)以內計數器信息是否發生變化(步驟B12)。在此，在以時效時間值指定的期間中流表項的計數器信息發生變化的情況下(步驟B12的是)，回到步驟Bll繼續監視。
[0113]交換機201在以時效時間值指定的期間中流表項的計數器信息沒有變化的情況下(步驟B12的否)，刪除該流表項(步驟B13)。
[0114]交換機201對控制器100通知刪除了流表項的消息(步驟B14)。
[0115]控制器100的交換機控制部107在從交換機201收到流表項的刪除通知後，向流表項管理部104進行信息的更新要求(步驟B15)。
[0116]流表項管理部104根據來自交換機控制部107的要求來更新流表項存儲部103的信息。對存在刪除通知的交換機201的已登錄流表數做減法，重新計算流表使用率，並且在圖6的表中刪除相應流表項(步驟B16)。
[0117]以後，回到初始狀態，以同樣的順序進行流表的時效處理。
[0118]根據以上所述的本實施方式，即使不收集來自網絡上的交換機的統計信息，也能夠與第一實施方式同樣地抑制數據包的傳輸性能的劣化。
[0119]以上，說明了本發明的實施方式，不過本發明並不限定於上述的實施方式，在不脫離本發明的基本的技術思想的範圍內，能夠施加進一步的變形、置換、調整。例如也可以是，將上述的第一實施方式和第二實施方式組合，實現組合了流統計信息和由網絡管理者設定的參數雙方的精細的控制。
[0120]最後，對本發明的優選方式進行摘要。
[0121][第一方式]
[0122](參照上述第一觀點的控制裝置)
[0123][第二方式]
[0124]一種控制裝置，在第一方式中，作為在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間，所述通信裝置控制部對所述路徑上的各通信裝置設定相同的值。
[0125][第三方式]
[0126]一種控制裝置，在第二方式中，還具備對保持於各通信裝置的流表項進行管理的流表項管理部，所述通信裝置控制部根據所述各通信裝置的流表項的登錄數或者流表的空表項數相對於流表項可登錄最大數的比值，求得流表使用率或流表空置率，所述通信裝置控制部基於所述新流的路徑上的通信裝置的流表使用率或者流表空置率的平均值，對在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間進行修正。
[0127][第四方式]
[0128]一種控制裝置，在第三方式中，在所述流表使用率的平均值比預定的基準值高的情況下，或者在所述流表空置率比預定的基準值低的情況下，以使在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間減少的方式進行修正。
[0129][第五方式]
[0130]一種控制裝置，在第三或第四方式中，在所述流表使用率的平均值比預定的基準值低的情況下，或者在所述流表空置率比預定的基準值高的情況下，以使在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間增加的方式進行修正。
[0131][第六方式]
[0132]一種控制裝置，在第一至第五的任意一個方式中，作為所述推測生存期間，使用根據所述流統計信息求得的過去預定期間的同一流的平均時效時間。
[0133][第七方式]
[0134]一種控制裝置，在第一至第六的任意一個方式中，在所述流統計信息中包括過去預定期間的同一流的產生間隔，所述通信裝置控制部在所述同一流的產生間隔比預定的閾值短的情況下，將所述同一流的產生間隔設定為時效時間。
[0135][第八方式]
[0136]一種控制裝置，在第一至第七的任意一個方式中，在所述流統計信息中包括過去預定期間的同一流的平均通信量，所述通信裝置控制部在所述同一流的平均通信量低於預定值的情況下，設定預定的最小時效時間。
[0137][第九方式]
[0138]一種控制裝置，在第一方式中，取代所述流統計信息管理部，具備存儲由網絡管理者設定的流特性設定信息的流特性設定存儲部，所述通信裝置控制部在新流產生時在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了所述流特性設定信息中包含的基準時效時間。
[0139][第十方式]
[0140]一種控制裝置，在第九方式中，作為在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間，所述通信裝置控制部對所述路徑上的各通信裝置設定相同的值。
[0141][第^方式]
[0142]一種控制裝置，在第十方式中，還具備對保持於各通信裝置的流表項進行管理的流表項管理部，所述通信裝置控制部根據所述各通信裝置的流表項的登錄數或者流表的空表項數相對於流表項可登錄最大數的比值，求得流表使用率或流表空置率，所述通信裝置控制部基於所述新流的路徑上的通信裝置的流表使用率或者流表空置率的平均值，對在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間進行修正。
[0143][第十二方式]
[0144]一種控制裝置，在第十一方式中，在所述流表使用率的平均值比預定的基準值高的情況下，或者在所述流表空置率比預定的基準值低的情況下，以使在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間減少的方式進行修正。
[0145][第十三方式]
[0146]一種控制裝置，在第九至第十二的任意一個方式中，在所述流特性設定信息中包括由網絡管理者設定的流的產生間隔，所述通信裝置控制部在所述流表使用率的平均值低於預定的基準值的情況下，將所述流的產生間隔設定為時效時間。
[0147][第十四方式]
[0148](參照上述第二觀點的通信系統)
[0149][第十五方式]
[0150](參照上述第三觀點的通信方法)
[0151][第十六方式]
[0152](參照上述第四觀點的程序)
[0153]而且,上述第十四?第十六的方式與第一方式同樣地,能夠展開成第二?第十三方式。
[0154]另外，上述各專利文獻和非專利文獻的公開作為引用加入本說明書中。在本發明的所有公開(包括權利要求)的框架內，並且基於其基本的技術思想，能夠進行實施方式和實施例的變更和調整。而且，在本發明的權利要求的框架內，可以進行各種公開要素(包括各權利要求的各要素、各實施方式及實施例的各要素、各附圖的各要素等)的多種多樣的組合和選擇。即，本發明當然包括根據包括權利要求的所有公開、技術思想而對本領域技術人員來說顯而易見的各種變形、修正。特別地，本說明書中記載的數值範圍應當解釋為包含在該範圍內的任意的數值和小範圍，在沒有特別的記載的情況下也應解釋為具體的記載。
[0155]標號說明
[0156]10:控制裝置；
[0157]11:流統計信息管理部；
[0158]12;通信裝置控制部；
[0159]20A?20D:通信裝置；
[0160]100、100A:控制器；
[0161]201?206:交換機組；
[0162]200:網絡；
[0163]101:拓撲存儲部；
[0164]102:拓撲管理部；
[0165]103:流表項存儲部；
[0166]104:流表項管理部；
[0167]105:流統計信息存儲部；
[0168]106:流統計信息管理部；
[0169]107:交換機控制部；
[0170]115:流特性設定存儲部；
[0171]116:流特性設定管理部。
【權利要求】
1.一種控制裝置，其特徵在於， 具備:通信裝置控制部，其通過對保持於通信裝置的流表項進行操作，控制通信裝置組；以及 流統計信息管理部，其收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息， 所述通信裝置控制部在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間，在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。
2.根據權利要求1所述的控制裝置，其中， 作為在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間，所述通信裝置控制部對所述路徑上的各通信裝置設定相同的值。
3.根據權利要求2所述的控制裝置，其中， 還具備對保持於各通信裝置的流表項進行管理的流表項管理部， 所述通信裝置控制部根據所述各通信裝置的流表項的登錄數或者流表的空表項數相對於流表項可登錄最大數的比值，求得流表使用率或流表空置率， 所述通信裝置控制部基於所述新流的路徑上的通信裝置的流表使用率或者流表空置率的平均值，對在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間進行修正。
4.根據權利要求3所述的控制裝置，其中， 在所述流表使用率的平均值比預定的基準值高的情況下，或者在所述流表空置率比預定的基準值低的情況下，以使在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間減少的方式進行修正。
5.根據權利要求3或4所述的控制裝置，其中， 在所述流表使用率的平均值比預定的基準值低的情況下，或者在所述流表空置率比預定的基準值高的情況下，以使在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間增加的方式進行修正。
6.根據權利要求1至5的任意一項所述的控制裝置，其中， 作為所述推測生存期間，使用根據所述流統計信息求得的過去預定期間的同一流的平均時效時間。
7.根據權利要求1至6的任意一項所述的控制裝置，其中， 在所述流統計信息中包括過去預定期間的同一流的產生間隔， 所述通信裝置控制部在所述同一流的產生間隔比預定的閾值短的情況下，將所述同一流的產生間隔設定為時效時間。
8.根據權利要求1至7的任意一項所述的控制裝置，其中， 在所述流統計信息中包括過去預定期間的同一流的平均通信量， 所述通信裝置控制部在所述同一流的平均通信量低於預定值的情況下，設定預定的最小時效時間。
9.根據權利要求1所述的控制裝置，其中， 取代所述流統計信息管理部，具備存儲由網絡管理者設定的流特性設定信息的流特性設定存儲部， 所述通信裝置控制部在新流產生時在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了所述流特性設定信息中包含的基準時效時間。
10.根據權利要求9所述的控制裝置，其中， 作為在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間，所述通信裝置控制部對所述路徑上的各通信裝置設定相同的值。
11.根據權利要求10所述的控制裝置，其中， 還具備對保持於各通信裝置的流表項進行管理的流表項管理部， 所述通信裝置控制部根據所述各通信裝置的流表項的登錄數或者流表的空表項數相對於流表項可登錄最大數的比值，求得流表使用率或流表空置率， 所述通信裝置控制部基於所述新流的路徑上的通信裝置的流表使用率或者流表空置率的平均值，對在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間進行修正。
12.根據權利要求11所述的控制裝置，其中， 在所述流表使用率的平均值比預定的基準值高的情況下，或者在所述流表空置率比預定的基準值低的情況下，以使在所述新流的路徑上的通信裝置設定的流表項的時效時間減少的方式進行修正。
13.根據權利要求9至12的任意一項所述的控制裝置，其中， 在所述流特性設定信息中包括由網絡管理者設定的流的產生間隔， 所述通信裝置控制部在所述流表使用率的平均值低於預定的基準值的情況下，將所述流的產生間隔設定為時效時間。
14.一種通信系統，其中， 所述通信系統包括控制裝置和通信裝置， 所述控制裝置具備:通信裝置控制部，其通過對保持於通信裝置的流表項進行操作，控制通信裝置組；以及流統計信息管理部，其收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息，所述通信裝置控制部在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間，在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間， 所述通信裝置利用由所述控制裝置設定的流表項來處理數據包。
15.一種通信系統，其中， 所述通信系統包括控制裝置和通信裝置， 所述控制裝置具備: 通信裝置控制部，其通過對保持於通信裝置的流表項進行操作，控制通信裝置組；以及 流特性設定存儲部，其存儲由網絡管理者設定的流特性設定信息， 所述通信裝置控制部在新流產生時，在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項，該流表項設定了所述流特性設定信息中包含的基準時效時間， 所述通信裝置利用由所述控制裝置設定的流表項來處理數據包。
16.一種通信裝置控制方法，由控制裝置進行下述步驟，所述控制裝置具備通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組的通信裝置控制部以及收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息的流統計信息管理部: 在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間的步驟；以及 在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項的步驟，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。
17.—種通信裝置控制方法，由控制裝置進行下述步驟，所述控制裝置具備通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組的通信裝置控制部以及存儲由網絡管理者設定的流特性設定信息的流特性設定存儲部: 在新流產生時，從所述流特性設定存儲部讀取所述流特性設定信息中包含的基準時效時間的步驟；以及 在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項的步驟，該流表項設定了所述基準時效時間。
18.—種程序，使控制裝置執行下述處理，所述控制裝置具備通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組的通信裝置控制部以及收集由所述通信裝置針對各個所述流表項合計的流統計信息的流統計信息管理部: 在新流產生時，基於所述流統計信息求得所述新流的推測生存期間的處理；以及在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項的處理，該流表項設定了與所述推測生存期間對應的時效時間。
19.一種程序，使控制裝置執行下述處理，所述控制裝置具備通過對保持於通信裝置的流表項進行操作來控制通信裝置組的通信裝置控制部以及存儲由網絡管理者設定的流特性設定信息的流特性設定存儲部: 在新流產生時，從所述流特性設定存儲部讀取所述流特性設定信息中包含的基準時效時間的處理；以及 在所述新流的路徑上的通信裝置設定流表項的處理，該流表項設定了所述基準時效時間。
【文檔編號】H04L12/717GK104170332SQ201380013181
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年3月8日 優先權日:2012年3月9日
【發明者】江原廣治 申請人:日本電氣株式會社