JP2016063511A - Network control system, router virtualization device, network control method, router virtualization method, and program - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of possibility of incapability of managing/maintaining a network in a way similar to the case of using an existing physical router when the existing physical router is replaced with a virtual router.SOLUTION: A network control system includes: a router for controlling a path between a plurality of networks; a switch connected to a virtual network in a network; and a router virtualization device that connects with a router and a switch and provides the router as a plurality of virtual routers for controlling a path between a plurality of virtual networks. The router virtualization device transfers a packet input from the switch to the router; and transfers a packet input from the router to the switch on the basis of an identifier granted according to a predetermined virtual router of the plurality of virtual routers.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ネットワーク制御システム、ルータ仮想化装置、ネットワーク制御方法、ルータ仮想化方法およびプログラムに関し、特に、ルータ仮想化技術を含むネットワーク制御システム、ルータ仮想化装置、ネットワーク制御方法、ルータ仮想化方法およびプログラムに関する。   The present invention relates to a network control system, a router virtualization apparatus, a network control method, a router virtualization method, and a program, and more particularly to a network control system, a router virtualization apparatus, a network control method, and a router virtualization method including router virtualization technology. And program.

クラウドコンピューティングやＸ ａｓ ａ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＸａａＳ）で実現されるマルチテナント環境において、テナントごとに複数のサブネットをもつネットワークを構成する場合は、各テナントにルータを割り当てる必要がある。   In a multi-tenant environment realized by cloud computing or X as a Service (XaaS), when configuring a network having a plurality of subnets for each tenant, it is necessary to assign a router to each tenant.

特許文献１には、ローカルなイントラネットセグメントとしてのＶｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（以下、ＶＬＡＮ）間の経路を制御するローカルスイッチと、グローバルなインターネットセグメントとの間の経路を制御するメインルータと、ローカルスイッチからメインルータへはインターネットセグメントのトラヒックのみが送られるようにパケットをフィルタリングするローカルルータスイッチとを備えたネットワークスイッチング方式が開示されている。   Patent Document 1 discloses a local switch that controls a path between a virtual local area network (hereinafter referred to as a VLAN) as a local intranet segment, a main router that controls a path between a global Internet segment, and a local switch. A network switching system is disclosed that includes a local router switch that filters packets so that only Internet segment traffic is sent to the main router.

しかし、テナントごとに物理ルータを用意するとシステムの規模が膨大になったり、システム構成が複雑になったりするため、仮想ルータと呼ばれる仮想化されたルータのインスタンスを生成し、それらをテナントに割り当てることが行われている。   However, if a physical router is prepared for each tenant, the scale of the system becomes enormous and the system configuration becomes complicated, so instances of virtualized routers called virtual routers are created and assigned to tenants. Has been done.

仮想ルータを実現するためには、例えば、Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｆｏｒｗａｒｄｉｎｇ（ＶＲＦ）に対応したルータや、仮想ルータの機能をもつＳｏｆｔｗａｒｅ Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ（ＳＤＮ）製品を利用するといった方法がある。   In order to realize a virtual router, for example, there is a method of using a router corresponding to Virtual Routing and Forwarding (VRF) or a Software Defined Networking (SDN) product having a virtual router function.

特開平１０−１９０７１５号公報JP-A-10-190715

上述の方法で生成された仮想ルータでは、置き換え前に使用されていた物理ルータとの互換性が保証されないという課題があった。たとえば、ファイアウォールや性能情報監視、障害監視、管理用インターフェースといった、置換前の物理ルータで用いてきた様々な機能と仮想ルータ上で実現する対応する機能とに差異や不足がある。このため、既存のＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＩＣＴ）環境をマルチテナント化する際、仮想ルータによって置き換える前と同様に、ルータによってネットワークを管理・保守することができなくなることがあった。   The virtual router generated by the above-described method has a problem that compatibility with a physical router used before replacement is not guaranteed. For example, there are differences or deficiencies between various functions used in the physical router before replacement, such as a firewall, performance information monitoring, failure monitoring, and management interface, and corresponding functions realized on the virtual router. For this reason, when the existing Information and Communication Technology (ICT) environment is made multi-tenant, the network may not be managed and maintained by the router in the same manner as before the virtual router is replaced.

本発明のネットワーク制御システムは、ルータを仮想化し、かつ物理ルータとの互換性を維持することを可能とすることを目的とする。   An object of the network control system of the present invention is to virtualize a router and maintain compatibility with a physical router.

請求項１ Claim 1

本発明によれば、ルータを仮想化し、かつ物理ルータによってネットワークの管理・保守が可能となる。   According to the present invention, a router can be virtualized and a network can be managed and maintained by a physical router.

本発明の第一の実施形態におけるネットワーク制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the network control system in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態におけるネットワーク制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the network control system in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態におけるネットワーク制御システムのトポロジ定義テーブル、ルータ定義テーブル、送信待ちフレームテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the topology definition table of the network control system in 2nd embodiment of this invention, a router definition table, and a transmission waiting frame table. 本発明の第二の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態における動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation | movement in 2nd embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態におけるネットワーク制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the network control system in other embodiment of this invention.

以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下に述べる実施形態は本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。   Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, although the embodiments described below are technically preferable for carrying out the present invention, the scope of the invention is not limited to the following.

［第一の実施形態］
まず、本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、第一の実施形態におけるネットワーク制御システムの構成を示すブロック図である。 [First embodiment]
First, the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the network control system in the first embodiment.

［構成の説明］
図１に示すように、本実施形態におけるネットワーク制御システム１は、ルータ１０、仮想ネットワーク２０~２３、スイッチ３０、ルータ仮想化装置４０を備えている。 [Description of configuration]
As shown in FIG. 1, the network control system 1 in this embodiment includes a router 10, virtual networks 20 to 23, a switch 30, and a router virtualization apparatus 40.

ルータ１０は、複数のネットワーク間の経路を制御する。スイッチ３０は、前述のネットワーク内の仮想ネットワーク２０~２３と接続される。   The router 10 controls paths between a plurality of networks. The switch 30 is connected to the virtual networks 20 to 23 in the aforementioned network.

ルータ仮想化装置４０は、ルータ１０及びスイッチ３０と接続し、ルータ１０を、複数の仮想ネットワーク２０~２３間の経路を制御する複数の仮想ルータ５０、５１として提供する。具体的には、ルータ仮想化装置４０は、スイッチ３０から入力されたパケットをルータ１０に転送し、ルータ１０から入力されたパケットを複数の仮想ルータ５０，５１のうち所定の仮想ルータに応じて付与された識別子に基づいて、スイッチ３０に転送する。   The router virtualization apparatus 40 is connected to the router 10 and the switch 30 and provides the router 10 as a plurality of virtual routers 50 and 51 that control paths between the plurality of virtual networks 20 to 23. Specifically, the router virtualization apparatus 40 transfers the packet input from the switch 30 to the router 10, and the packet input from the router 10 is determined according to a predetermined virtual router among the plurality of virtual routers 50 and 51. Based on the assigned identifier, the data is transferred to the switch 30.

［動作の説明］
次に、第一の実施形態におけるネットワーク制御システム１の動作を、図１〜図３を参照して説明する。 [Description of operation]
Next, the operation of the network control system 1 in the first embodiment will be described with reference to FIGS.

まず、仮想ネットワーク２０〜２３で構成されたネットワークから、ルータ１０までパケットが転送される動作について図２を参照して説明する。
図２において、仮想ネットワーク２０~２３で構成されたネットワークから、接続されるスイッチ３０へとパケットが入力される（Ｓ２００）。次に、この入力されたパケットが、スイッチ３０からルータ仮想化装置４０に入力される（Ｓ２０１）。ルータ仮想化装置４０は、スイッチ３０から入力されたパケットをルータ１０に転送する（Ｓ２０３）。 First, an operation of transferring a packet from the network formed of the virtual networks 20 to 23 to the router 10 will be described with reference to FIG.
In FIG. 2, a packet is input from the network constituted by the virtual networks 20 to 23 to the connected switch 30 (S200). Next, the input packet is input from the switch 30 to the router virtualization apparatus 40 (S201). The router virtualization apparatus 40 transfers the packet input from the switch 30 to the router 10 (S203).

次に、ルータ１０から、仮想ネットワーク２０〜２３で構成されたネットワークまで、パケットが転送される動作について図３を参照して説明する。
図３において、ルータ１０が、ルータ仮想化装置４０にパケットを転送する（Ｓ３００）と、ルータ仮想化装置４０は、ルータ１０から入力されたパケットを複数の仮想ルータ５０，５１のうち所定の仮想ルータに応じて付与された識別子に基づいて、スイッチ３０に転送する（Ｓ３０１）。スイッチ３０は、ルータ仮想化装置４０から入力されたパケットを、付与された識別子に基づいて対応する仮想ネットワークへ転送する（Ｓ３０２）。 Next, an operation of transferring a packet from the router 10 to the network constituted by the virtual networks 20 to 23 will be described with reference to FIG.
In FIG. 3, when the router 10 transfers a packet to the router virtualization apparatus 40 (S300), the router virtualization apparatus 40 transmits a packet input from the router 10 to a predetermined virtual router among a plurality of virtual routers 50 and 51. Based on the identifier assigned according to the router, the data is transferred to the switch 30 (S301). The switch 30 transfers the packet input from the router virtualization apparatus 40 to the corresponding virtual network based on the assigned identifier (S302).

以上、説明した二つの動作において、ルータ１０は、複数のネットワーク間のルーティングを制御する。つまり、仮想ネットワーク２０~２３で構成されたネットワークからスイッチ３０とルータ仮想化装置４０とを介して入力されるパケットを、ルータ１０はルータ仮想化装置４０へ転送する。   In the two operations described above, the router 10 controls routing between a plurality of networks. That is, the router 10 transfers the packet input from the network configured by the virtual networks 20 to 23 via the switch 30 and the router virtualization apparatus 40 to the router virtualization apparatus 40.

［効果の説明］
第一の実施形態におけるルータ仮想化装置４０を用いたネットワーク制御システム１では、上述したように、ルータ１０及びスイッチ３０と接続したルータ仮想化装置４０によって、ルータ１０を活用して複数の仮想ルータ５０，５１を提供することができる。さらに、ルータ１０を活用することで、ルータ１０との互換性を維持することができる。加えて、ネットワークの管理・保守を、ルータ１０の設定において行うことができる。 [Description of effects]
In the network control system 1 using the router virtualization apparatus 40 in the first embodiment, as described above, the router virtualization apparatus 40 connected to the router 10 and the switch 30 is used to make a plurality of virtual routers. 50, 51 can be provided. Furthermore, compatibility with the router 10 can be maintained by utilizing the router 10. In addition, network management and maintenance can be performed in the setting of the router 10.

［第二の実施形態］
次に、発明の第二の実施形態を、図面を参照して説明する。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.

図４は、第二の実施形態におけるネットワーク制御システム１の構成を示すブロック図である。第二の実施形態では、仮想ネットワーク２０〜２３として、Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（以下、ＶＬＡＮ ＩＤという）２１１〜２１４と対応するＶＬＡＮ１２０〜１２３、スイッチ３０としてレイヤ２スイッチ（以下、Ｌ２スイッチという）１３０を用いる。また、ルータ仮想化装置４０は、オープンフロースイッチ（以下、ＯＦＳという）１４０とオープンフローコントローラ（以下、ＯＦＣという）１５０とを備える。ＯＦＣ１５０は、トポロジ定義テーブル１５１、ルータ定義テーブル１５２、及び送信待ちフレームテーブル１５３を有する。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the network control system 1 in the second embodiment. In the second embodiment, virtual networks 20 to 23 are VLANs 120 to 123 corresponding to virtual local area network identifiers (hereinafter referred to as VLAN IDs) 211 to 214, and layer 2 switches (hereinafter referred to as L2 switches) 130 as switches 30. Is used. The router virtualization apparatus 40 includes an open flow switch (hereinafter referred to as OFS) 140 and an open flow controller (hereinafter referred to as OFC) 150. The OFC 150 includes a topology definition table 151, a router definition table 152, and a transmission waiting frame table 153.

第二の実施形態では、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを使用してルータ仮想化装置４０を実現する。   In the second embodiment, the router virtualization apparatus 40 is realized using the OpenFlow protocol.

［構成の説明］
以下、図４、図５を参照して、第二の実施形態の構成を詳細に説明する。図５は、第二の実施形態におけるネットワーク制御システムのトポロジ定義テーブル１５１、ルータ定義テーブル１５２、及び送信待ちフレームテーブル１５３の例を示す図である。 [Description of configuration]
Hereinafter, the configuration of the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the topology definition table 151, the router definition table 152, and the transmission waiting frame table 153 of the network control system in the second embodiment.

ルータ１０は、ルータ仮想化装置４０によって仮想化される実際のルータである。図４に示すように、ルータ１０は、１９２．１６８．１．２５４／２４のＩＰアドレスを設定されたインターフェース１１、１７２．１６．２５５．２５４／１６のＩＰアドレスを設定されたインターフェース１２、及び１９２．１６８．２．２５４／２４のＩＰアドレスを設定されたインターフェース１３の、３つのインターフェースをもつ。また、インターフェース１３についてはイントラネット８０へのゲートウェイとなるため、１０．０．０．０／８への経路も設定されている。   The router 10 is an actual router that is virtualized by the router virtualization apparatus 40. As shown in FIG. 4, the router 10 includes an interface 11 set with an IP address of 192.168.1.254/24, an interface 12 set with an IP address of 172.16.255.254/16, and It has three interfaces, the interface 13 set with the IP address of 192.168.2.254/24. Further, since the interface 13 serves as a gateway to the intranet 80, a route to 10.0.0.0/8 is also set.

業務ネットワーク７０は、仮想ルータ５０、５１によってルーティングされるネットワークである。業務ネットワーク７０には、テナント６１と、テナント６２との、２つのテナントが存在する。ここで、ＶＬＡＮ１２０とＶＬＡＮ１２１はテナント６０内のネットワークであり、ＶＬＡＮ１２２とＶＬＡＮ１２３はテナント６１内のネットワークである。テナント６１ではＶＬＡＮ１２０およびＶＬＡＮ１２１の間を仮想ルータ５０によってルーティングする。また、テナント６２ではＶＬＡＮ１２２およびＶＬＡＮ１２３の間を仮想ルータ５１によってルーティングする。また、ＶＬＡＮ１２３については、仮想ルータ５１によってイントラネット８０に接続する。   The business network 70 is a network routed by the virtual routers 50 and 51. The business network 70 has two tenants, a tenant 61 and a tenant 62. Here, the VLAN 120 and the VLAN 121 are networks in the tenant 60, and the VLAN 122 and the VLAN 123 are networks in the tenant 61. In the tenant 61, the virtual router 50 routes between the VLAN 120 and the VLAN 121. In the tenant 62, the virtual router 51 routes between the VLAN 122 and the VLAN 123. The VLAN 123 is connected to the intranet 80 by the virtual router 51.

ルータ仮想化装置４０は、ルータ１０を仮想ルータ５０、５１に仮想化する。ルータ仮想化装置４０は、ＯＦＳ１４０と、ＯＦＣ１５０とで構成される。ＯＦＳ１４０は、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルで規定されるデータプレーンであり、ＯＦＣ１５０の指示に従ってフレームの転送や破棄をおこなうスイッチである。ＯＦＳ１４０は、内向きポートとしてポート４１、ポート４２、及びポート４３を、外向きポートとしてポート４４、ポート４５、及びポート４６を、それぞれ備える。   The router virtualization apparatus 40 virtualizes the router 10 into virtual routers 50 and 51. The router virtualization apparatus 40 includes an OFS 140 and an OFC 150. The OFS 140 is a data plane defined by the OpenFlow protocol, and is a switch that transfers and discards frames according to instructions from the OFC 150. The OFS 140 includes a port 41, a port 42, and a port 43 as inward ports, and a port 44, a port 45, and a port 46 as outward ports, respectively.

ここで「内向きポート」とは、ルータ１０から業務ネットワーク７０内のホストへ転送されるパケットが入力されるポートである。「外向きポート」とはホストからルータ１０へ転送されるパケットが入力されるポートである。   Here, the “inward port” is a port to which a packet transferred from the router 10 to a host in the business network 70 is input. The “outward port” is a port to which a packet transferred from the host to the router 10 is input.

ポート４５へは、ＶＬＡＮタグ付きのフレーム（ＶＬＡＮ ＩＤを有するフレーム）が入力され、またはポート４５から転送される。その他のポートへはＶＬＡＮタグ無しのフレームが入力される。   A frame with a VLAN tag (a frame having a VLAN ID) is input to the port 45 or transferred from the port 45. Frames without VLAN tags are input to other ports.

ＯＦＣ１５０は、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルで規定されるコントロールプレーンであり、ＯＦＳ１４０を制御することでルータの仮想化を実現する装置である。ＯＦＣ１５０は、仮想ルータの構成情報データベースとして、図５に示すトポロジ定義テーブル１５１と、ルータ定義テーブル１５２と、送信待ちフレームテーブル１５３とを備える。   The OFC 150 is a control plane defined by the OpenFlow protocol, and is a device that realizes router virtualization by controlling the OFS 140. The OFC 150 includes a topology definition table 151, a router definition table 152, and a transmission waiting frame table 153 shown in FIG.

Ｌ２スイッチ１３０は、ＶＬＡＮ１２０~１２３で構成されたネットワークとポート３４〜３７で接続される。また、Ｌ２スイッチ１３０は、ルータ仮想化装置４０におけるＯＦＳ１４０の外向きポート４４〜４６と、ポート３１〜３３で接続される。   The L2 switch 130 is connected to a network constituted by VLANs 120 to 123 through ports 34 to 37. Further, the L2 switch 130 is connected to the outward ports 44 to 46 of the OFS 140 in the router virtualization apparatus 40 through the ports 31 to 33.

図５を参照すると、トポロジ定義テーブル１５１は、仮想ルータ５０、５１と、各仮想ルータ５０、５１がもつリンクを定義する。リンクとは、仮想ルータに接続する内向きポートおよびそのＶＬＡＮタグと、外向きポートおよびそのＶＬＡＮタグとを、１対１で関連づけるための識別子である。   Referring to FIG. 5, the topology definition table 151 defines the virtual routers 50 and 51 and the links that the virtual routers 50 and 51 have. The link is an identifier for associating the inward port connected to the virtual router and its VLAN tag with the outward port and its VLAN tag on a one-to-one basis.

ここで、仮想ルータ５０が持つリンク５１１２は、ポート４２及びＶＬＡＮタグがない場合と、ポート４５及びＶＬＡＮタグ２１２を持つ場合とを対応付けている。一方、仮想ルータ５１が有するリンク５１１３は、ポート４２及びＶＬＡＮタグがない場合と、ポート４５及びＶＬＡＮタグ２１３を持つ場合とを対応付けている。リンク５１１２とリンク５１１３とは、「ポート４２及びＶＬＡＮタグがない場合と、ポート４５と」を対応付けている点では一致しているが、ポート４５と対応づけられたＶＬＡＮタグの差異によって、リンク５１１２におけるポート４５からＶＬＡＮ１２１への経路と、リンク５１１３におけるポート４５からＶＬＡＮ１２２への経路とに分岐している。   Here, the link 5112 of the virtual router 50 associates the case where the port 42 and the VLAN tag are not provided with the case where the port 45 and the VLAN tag 212 are provided. On the other hand, the link 5113 included in the virtual router 51 associates the case where the port 42 and the VLAN tag are not provided with the case where the port 45 and the VLAN tag 213 are provided. The link 5112 and the link 5113 are identical in that “the case where there is no port 42 and VLAN tag and the port 45” are associated with each other. However, the link 5112 and the link 5113 are linked due to the difference in the VLAN tag associated with the port 45. A branch from the port 45 to the VLAN 121 in the path 5112 and a path from the port 45 to the VLAN 122 in the link 5113 are branched.

仮想ルータ５０および仮想ルータ５１は、それぞれテナント６１およびテナント６２が利用する仮想ルータであり（いいかえると、各テナントに対して仮想ルータが割り当てられており）、上述のようにポート４５に対応付けられているＶＬＡＮタグによって、テナント６０、６１内の経路をテナント間で分けることができる。   The virtual router 50 and the virtual router 51 are virtual routers used by the tenant 61 and the tenant 62 (in other words, a virtual router is assigned to each tenant), and are associated with the port 45 as described above. The route in the tenants 60 and 61 can be divided between the tenants by the VLAN tag.

図５のトポロジ定義テーブル１５１に示すように、仮想ルータ５０は、リンク５１１１でポート４１とポート４４と（いずれもＶＬＡＮタグは無し）を、リンク５１１２でポート４２（ＶＬＡＮタグ無し）とポート４５のＶＬＡＮタグ２１２とを、それぞれ関連づける。   As shown in the topology definition table 151 of FIG. 5, the virtual router 50 includes a link 5111 for port 41 and port 44 (both without VLAN tag), and a link 5112 for port 42 (no VLAN tag) and port 45. The VLAN tags 212 are associated with each other.

一方、仮想ルータ５１は、リンク５１１３でポート４２（ＶＬＡＮタグ無し）とポート４５のＶＬＡＮタグ２１３とを、リンク５１１４でポート４３とポート４６と（いずれもＶＬＡＮタグは無し）を、それぞれ関連づける。   On the other hand, the virtual router 51 associates the port 42 (no VLAN tag) with the VLAN tag 213 of the port 45 through the link 5113, and associates the port 43 with the port 46 (both without the VLAN tag) through the link 5114.

ルータ定義テーブル１５２は、ルータ１０がもつインターフェースの情報を定義する。たとえば、インターフェース１１は、ポート４１とＶＬＡＮタグ無しで接続し、ＭＡＣアドレスはｄｅ：ａｄ：ｂｅ：ｅｆ：００：０１、ＩＰアドレスは１９２．１６８．１．２５４、経路として１９２．１６８．１．０／２４をもつ。インターフェース１２、インターフェース１３についても同様である。なお、インターフェース１３がもつイントラネット８０への経路１０．０．０．０／８についても、ルータ定義テーブル１５２で定義する。   The router definition table 152 defines interface information that the router 10 has. For example, the interface 11 is connected to the port 41 without a VLAN tag, the MAC address is de: ad: be: ef: 00: 01, the IP address is 192.168.1.254, and the route is 192.168.1. 0/24. The same applies to the interface 12 and the interface 13. Note that the route 10.0.0.0/8 to the intranet 80 of the interface 13 is also defined in the router definition table 152.

送信待ちフレームテーブル１５３は、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）による宛先ＭＡＣアドレスの解決待ちのため、外向きポートに出力できないフレームを格納するバッファである。例えば、送信待ちフレームテーブル１５３中のフレーム５３１とフレーム５３２のように、それぞれ別のＶＬＡＮ上に存在する、ＭＡＣアドレスは異なるがＩＰアドレスは同じであるようなホスト宛てにフレームを転送する事がある。この場合、ルータ１０ではＭＡＣアドレスを解決できない。このため、ルータ１０には疑似ＭＡＣアドレスによりＭＡＣアドレスを解決させておき、ルータ１０が送信した疑似ＭＡＣアドレス宛てのフレームを送信待ちフレームテーブル１５３に格納したうえで、実際のＭＡＣアドレスの解決を行う。   The transmission wait frame table 153 is a buffer that stores frames that cannot be output to the outgoing port because the destination MAC address is waiting to be resolved by ARP (Address Resolution Protocol). For example, frames such as frame 531 and frame 532 in the transmission waiting frame table 153 may be forwarded to hosts that exist on different VLANs and have different MAC addresses but the same IP address. . In this case, the router 10 cannot resolve the MAC address. For this reason, the router 10 resolves the MAC address using the pseudo MAC address, stores the frame addressed to the pseudo MAC address transmitted by the router 10 in the transmission wait frame table 153, and resolves the actual MAC address. .

［動作の説明］
次に、図６〜８を参照して、第二の実施形態における動作を詳細に説明する。また、第一の実施形態におけるルータ仮想化装置４０としての動作と、第二の実施形態におけるルータ仮想化装置４０がＯＦＳ１４０及びＯＦＣ１５０を備えた場合の動作とに差異がある場合には、適宜対比して説明する。図６〜８は、ルータ仮想化装置４０がＯＦＳ１４０及びＯＦＣ１５０を備えた場合として記載する。 [Description of operation]
Next, the operation in the second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. In addition, when there is a difference between the operation as the router virtualization apparatus 40 in the first embodiment and the operation when the router virtualization apparatus 40 in the second embodiment includes the OFS 140 and the OFC 150, a comparison is appropriately made. To explain. 6 to 8 are described as a case where the router virtualization apparatus 40 includes the OFS 140 and the OFC 150.

図６は第二の実施形態におけるメインルーチンを示すフローチャートである。図７は第二の実施形態における、外向きポート４４〜４６に入力されたフレームを処理するサブルーチンを示すフローチャートである。図８は第二の実施形態における、内向きポート４１〜４３に入力されたフレームを処理するサブルーチンを示すフローチャートである。図９は、第二の実施形態における、仮想ルータ候補を取得するサブルーチンを示すフローチャートである。図１０は、第二の実施形態における、フレーム転送処理のサブルーチンを示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a main routine in the second embodiment. FIG. 7 is a flowchart showing a subroutine for processing a frame input to the outward ports 44 to 46 in the second embodiment. FIG. 8 is a flowchart showing a subroutine for processing a frame input to the inward ports 41 to 43 in the second embodiment. FIG. 9 is a flowchart illustrating a subroutine for acquiring virtual router candidates in the second embodiment. FIG. 10 is a flowchart showing a subroutine of frame transfer processing in the second embodiment.

まず、図６を参照して、第二の実施形態におけるメインルーチンを説明する。ルータ仮想化装置４０がＯＦＳ１４０及びＯＦＣ１５０を備えた場合、図６に示す動作は、ＯＦＳ１４０にフレームが入力された際、そのフレームに合致するフローエントリが登録されていない場合にＯＦＳ１４０から発行されるＰａｃｋｅｔ−Ｉｎメッセージを契機に、ＯＦＣ１５０で実行される。図７〜１０に示す動作も同様に、ＯＦＣ１５０で実行される。   First, the main routine in the second embodiment will be described with reference to FIG. When the router virtualization apparatus 40 includes the OFS 140 and the OFC 150, the operation illustrated in FIG. 6 is performed when the frame is input to the OFS 140 and the packet issued from the OFS 140 when the flow entry matching the frame is not registered. -Executed by the OFC 150 in response to the In message. The operations shown in FIGS. 7 to 10 are similarly executed by the OFC 150.

ここで、システムの構成変更に対応するため、フローエントリは永続性をもたないものとする。具体的には、フローエントリ登録時にＯＦＣ１５０がＯＦＳ１４０に発行するＭｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージにおいて、適当なハードタイムアウトを指定する。   Here, in order to cope with a change in the system configuration, it is assumed that the flow entry has no persistence. Specifically, an appropriate hard timeout is specified in the Modify Flow Entry message that the OFC 150 issues to the OFS 140 when registering the flow entry.

ＯＦＳ１４０にフレームが到着し、ＯＦＳ１４０からＯＦＣ１５０へＰａｃｋｅｔ−ｉｎメッセージが発行されると、ＯＦＣ１５０はまず任意のフレームに合致するように初期化された、フローエントリのマッチ条件の構造体を作成する（Ｓ４００）。続いて、ＯＦＣ１５０は、フレームの入力ポートと入力ＶＬＡＮタグをマッチ条件に追加して（Ｓ４０１）、入力ポートと入力ＶＬＡＮタグを元にトポロジ定義テーブル１５１を検索する（Ｓ４０２）。   When a frame arrives at the OFS 140 and a Packet-in message is issued from the OFS 140 to the OFC 150, the OFC 150 first creates a structure of a flow entry match condition that is initialized to match an arbitrary frame (S400). ). Subsequently, the OFC 150 adds the input port of the frame and the input VLAN tag to the matching condition (S401), and searches the topology definition table 151 based on the input port and the input VLAN tag (S402).

一方、第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０においては、ルータ仮想化装置４０にフレームが入力されるたびに図６の動作が実行される。フレームが到着すると、ルータ仮想化装置４０はフレームの入力ポートと入力ＶＬＡＮタグを取得し、続いて入力ポートと入力ＶＬＡＮタグを元にトポロジ定義テーブル１５１を検索する。   On the other hand, in the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, the operation of FIG. 6 is executed every time a frame is input to the router virtualization apparatus 40. When the frame arrives, the router virtualization apparatus 40 acquires the input port and input VLAN tag of the frame, and then searches the topology definition table 151 based on the input port and the input VLAN tag.

ここで、トポロジ定義テーブル１５１内でマッチ条件と合致する行が見つからなかった場合は、未定義のポートまたは未定義のＶＬＡＮタグであるため、ＯＦＣ１５０は、Ｍｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージを用いて合致したフレームを破棄するフローエントリをフローテーブルに登録して処理を終了する（Ｓ４０３）。第一の実施形態におけるルータ仮想化装置４０では、Ｓ４０３においてフレームを破棄して処理を終了する。以下、ＯＦＣ１５０が「Ｍｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージを用いて合致したフレームを破棄するフローエントリをフローテーブルに登録して処理を終了する」場合、第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、フレームを破棄して処理を終了する。   Here, if a line that matches the matching condition is not found in the topology definition table 151, it is an undefined port or an undefined VLAN tag, so the OFC 150 uses the Modify Flow Entry message to select a matching frame. The flow entry to be discarded is registered in the flow table and the process is terminated (S403). In the router virtualization apparatus 40 in the first embodiment, the frame is discarded in S403 and the process is terminated. Hereinafter, when the OFC 150 “registers a flow entry for discarding a matched frame using the Modify Flow Entry message in the flow table and ends the processing”, the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment uses the frame Is discarded and the process is terminated.

一方、合致する行が見つかった場合は、ＯＦＣ１５０は、フレームのイーサタイプをマッチ条件に追加するとともに（Ｓ４０４）、イーサタイプで示されるプロトコルがＡＲＰまたはＩＰであるかを検査する（Ｓ４０５）。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ４０４においてフレームのイーサタイプを取得し、Ｓ４０５においてイーサタイプで示されるプロトコルがＡＲＰまたはＩＰであるかを検査する。ここで、プロトコルがＡＲＰでもＩＰでもない場合は、処理できないプロトコルであるため、ＯＦＣ１５０は、Ｍｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージを用いて合致したフレームを破棄するフローエントリをフローテーブルに登録して処理を終了する（Ｓ４０３）。   On the other hand, if a matching row is found, the OFC 150 adds the ether type of the frame to the match condition (S404) and checks whether the protocol indicated by the ether type is ARP or IP (S405). In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, the ether type of the frame is acquired in S404, and it is checked in S405 whether the protocol indicated by the ether type is ARP or IP. Here, if the protocol is neither ARP nor IP, it is a protocol that cannot be processed, so the OFC 150 registers a flow entry for discarding the matched frame in the flow table using the Modify Flow Entry message, and ends the processing ( S403).

一方、プロトコルがＡＲＰまたはＩＰである場合は、ＯＦＣ１５０は、入力ポートを元にルータ定義テーブル１５２を検索する（Ｓ４０６）。ここで、行が見つからなかった場合は、外向きポートからの入力なので、ＯＦＣ１５０は、図７に示す外向きポートのフレームを処理するサブルーチンを実行する（Ｓ４０７）。一方、行が見つかった場合は、内向きポートからの入力なので、ＯＦＣ１５０は、図８に示す内向きポートのフレームを処理するサブルーチンを実行する（Ｓ４０８）。   On the other hand, if the protocol is ARP or IP, the OFC 150 searches the router definition table 152 based on the input port (S406). If no line is found, the input is from the outward port, so the OFC 150 executes a subroutine for processing the frame of the outward port shown in FIG. 7 (S407). On the other hand, if a line is found, it is an input from the inward port, so the OFC 150 executes a subroutine for processing the frame of the inward port shown in FIG. 8 (S408).

図７は、外向きポートから入力されたフレームを処理するサブルーチンである。まず、ＯＦＣ１５０は、フレームのイーサタイプで示されるプロトコルがＡＲＰとＩＰのどちらであるか検査する（Ｓ５００）。ここで、プロトコルがＩＰである場合は、ＯＦＣ１５０は、フレームに含まれる送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスとをマッチ条件に追加し（Ｓ５０１）、続いて宛先ＩＰアドレスを指定して図９に示す仮想ルータ候補を取得するサブルーチンを実行する（Ｓ５０２）。ルータ仮想化装置４０では、Ｓ５０１においてフレームに含まれる送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスとを取得し、Ｓ５０２の処理を実行する。ここで、仮想ルータ候補の数が０個または複数個である場合は（Ｓ５０３）、仮想ルータを唯一に絞り込むことができない不正なＩＰアドレスであるため、ＯＦＣ１５０は、Ｍｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージを用いて合致したフレームを破棄するフローエントリをフローテーブルに登録して処理を終了する（Ｓ５０４）。   FIG. 7 is a subroutine for processing a frame input from the outward port. First, the OFC 150 checks whether the protocol indicated by the ether type of the frame is ARP or IP (S500). Here, if the protocol is IP, the OFC 150 adds the source IP address and the destination IP address included in the frame to the matching condition (S501), and then specifies the destination IP address and shows the result in FIG. A subroutine for acquiring virtual router candidates is executed (S502). The router virtualization apparatus 40 acquires the source IP address and the destination IP address included in the frame in S501, and executes the process in S502. Here, if the number of virtual router candidates is zero or plural (S503), since the IP address is an illegal IP address that cannot be narrowed down to the virtual router, the OFC 150 matches using the Modify Flow Entry message. The flow entry for discarding the completed frame is registered in the flow table, and the process is terminated (S504).

一方、仮想ルータ候補の数が１個の場合は、ＯＦＣ１５０は、その仮想ルータにおいて入力ポートおよび入力ＶＬＡＮタグと、同じリンクに関連づけられた出力ポートおよび出力ＶＬＡＮタグをトポロジ定義テーブル１５１から取得し（Ｓ５０５）、続いてフレームのＶＬＡＮタグを出力ＶＬＡＮタグに変更するアクションと、出力ポートを出力先とするアクションとを指定して、図１０に示すフレーム転送処理のサブルーチンを実行する（Ｓ５０６）。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ５０６においてフレームのＶＬＡＮタグを出力ＶＬＡＮタグに変更して出力ポートからフレームを出力する
Ｓ５００でプロトコルがＡＲＰであった場合は、ＯＦＣ１５０は、ＡＲＰリプライかＡＲＰリクエストかを検査する（Ｓ５０７）。ここで、ＡＲＰの種別がＡＲＰリクエストであった場合は、ＯＦＣ１５０は、トポロジ定義テーブル１５１から入力ポートおよび入力ＶＬＡＮタグとリンクを共有するポートおよびＶＬＡＮタグを取得し、続いてルータ定義テーブル１５２からインターフェースのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスを取得する（Ｓ５０８）。 On the other hand, when the number of virtual router candidates is one, the OFC 150 acquires from the topology definition table 151 the input port and the input VLAN tag and the output port and the output VLAN tag associated with the same link in the virtual router ( S505) Subsequently, the action of changing the VLAN tag of the frame to the output VLAN tag and the action having the output port as the output destination are designated, and the subroutine of the frame transfer process shown in FIG. 10 is executed (S506). In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, the frame VLAN tag is changed to the output VLAN tag in S506 and the frame is output from the output port. If the protocol is ARP in S500, the OFC 150 Whether it is an ARP reply or an ARP request is checked (S507). If the ARP type is an ARP request, the OFC 150 acquires a port and a VLAN tag that share a link with the input port and the input VLAN tag from the topology definition table 151, and then interfaces from the router definition table 152. The IP address and the MAC address are acquired (S508).

そして、ＡＲＰリクエストに含まれるターゲットＩＰアドレスがルータのＩＰアドレスと一致する場合は（Ｓ５０９）、ＯＦＣ１５０は、ルータのＭＡＣアドレスをセンダーＭＡＣアドレスとするＡＲＰリプライのフレームを生成し、Ｓｅｎｄ Ｐａｃｋｅｔメッセージを用いて入力ＶＬＡＮタグを付与して入力ポートから出力する（Ｓ５１０）。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ５１０において生成したフレームを、入力ＶＬＡＮタグを付与して入力ポートから出力する。   If the target IP address included in the ARP request matches the IP address of the router (S509), the OFC 150 generates an ARP reply frame with the router MAC address as the sender MAC address, and uses the Send Packet message. Then, an input VLAN tag is assigned and output from the input port (S510). In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, the frame generated in S510 is attached with the input VLAN tag and output from the input port.

一方、ＡＲＰの種別がＡＲＰリプライであった場合は、まず入力ポートと入力ＶＬＡＮタグ、ＡＲＰリプライに含まれるセンダーＩＰアドレスとを元に送信待ちフレームテーブル１５３を検索し（Ｓ５１１）、検索条件と合致した行の取得を試み、行が取得できたかどうか検査する（Ｓ５１２）。   On the other hand, if the ARP type is ARP reply, first the transmission waiting frame table 153 is searched based on the input port, the input VLAN tag, and the sender IP address included in the ARP reply (S511), and matches the search condition. An attempt is made to acquire the line and whether or not the line has been acquired is checked (S512).

ここで、行が取得できた場合は、以下のアクションを指定し、図１０に示すフレーム転送処理のサブルーチンを実行する（Ｓ５１３）。つまり、行に含まれるフレームデータを出力フレームとし、フレームのＶＬＡＮタグを、取得した行に含まれるＶＬＡＮタグに変更するアクションと、フレームの宛先ＭＡＣアドレスをＡＲＰリプライに含まれるセンダーＭＡＣアドレスに変更するアクションと、行に含まれるポートを出力先とするアクションとを指定する。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ５１３において行に含まれるフレームデータを出力フレームとし、フレームのＶＬＡＮタグを行に含まれるＶＬＡＮタグに変更するとともに、フレームの宛先ＭＡＣアドレスをＡＲＰリプライに含まれるセンダーＭＡＣアドレスに変更して、行に含まれるポートからフレームを出力する。   Here, when the line can be acquired, the following action is designated, and the frame transfer processing subroutine shown in FIG. 10 is executed (S513). In other words, the frame data included in the row is used as an output frame, the action of changing the VLAN tag of the frame to the VLAN tag included in the acquired row, and the destination MAC address of the frame is changed to the sender MAC address included in the ARP reply. Specify an action and an action whose output destination is the port included in the line. In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, the frame data included in the row is set as the output frame in S513, the VLAN tag of the frame is changed to the VLAN tag included in the row, and the destination MAC address of the frame is changed. Change to the sender MAC address included in the ARP reply, and output the frame from the port included in the row.

そして、転送が完了したフレームの行を送信待ちフレームテーブル１５３から削除するとともに（Ｓ５１４）、残りの送信待ちフレームに対して同様の処理を繰り返す（Ｓ５１１）。   Then, the row of the frame for which transfer has been completed is deleted from the transmission waiting frame table 153 (S514), and the same processing is repeated for the remaining transmission waiting frames (S511).

図８は、内向きポートから入力されたフレームを処理するサブルーチンである。まず、フレームのイーサタイプで示されるプロトコルがＡＲＰとＩＰのどちらであるか検査する（Ｓ６００）。ここで、プロトコルがＩＰである場合は、フレームに含まれる送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスとをマッチ条件に追加し（Ｓ６０１）、続いて送信元ＩＰアドレスを指定して図９に示す仮想ルータ候補を取得するサブルーチンを実行する（Ｓ６０２）。ルータ仮想化装置４０では、Ｓ６０１においてフレームに含まれる送信元ＩＰアドレスと宛先ＩＰアドレスとを取得し、Ｓ６０２の処理を実行する。   FIG. 8 is a subroutine for processing a frame input from an inward port. First, it is checked whether the protocol indicated by the ether type of the frame is ARP or IP (S600). Here, when the protocol is IP, the source IP address and the destination IP address included in the frame are added to the matching condition (S601), and then the source IP address is designated and the virtual router shown in FIG. A subroutine for acquiring candidates is executed (S602). The router virtualization apparatus 40 acquires the transmission source IP address and the destination IP address included in the frame in S601, and executes the process of S602.

ここで、仮想ルータ候補の数が０個または複数個である場合は（Ｓ６０３）、仮想ルータを唯一に絞り込むことができない不正なＩＰアドレスであるため、Ｍｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージを用いて合致したフレームを破棄するフローエントリを登録して処理を終了する（Ｓ６０４）。   Here, when the number of virtual router candidates is zero or plural (S603), since the IP address is an invalid IP address that cannot be narrowed down only to the virtual router, a matching frame using the Modify Flow Entry message is displayed. The flow entry to be discarded is registered and the process is terminated (S604).

一方、仮想ルータ候補の数が１個の場合は、その仮想ルータにおいて入力ポートおよび入力ＶＬＡＮタグとリンクを共有する出力ポートおよび出力ＶＬＡＮタグをトポロジ定義テーブル１５１から取得し（Ｓ６０５）、続いてフレームの宛先ＭＡＣアドレスが疑似ＭＡＣアドレスかどうかを検査する（Ｓ６０６）。   On the other hand, if the number of virtual router candidates is one, the output port and output VLAN tag sharing the link with the input port and input VLAN tag in the virtual router are acquired from the topology definition table 151 (S605), and then the frame It is checked whether the destination MAC address is a pseudo MAC address (S606).

ここで、宛先が疑似ＭＡＣアドレスであった場合は、疑似ＭＡＣアドレス内にエンコードされた宛先ＩＰアドレスを取得し（Ｓ６０７）、宛先ＩＰアドレスと出力ポート、出力ＶＬＡＮタグ、およびフレーム全体のデータを送信待ちフレームテーブル１５３に登録するとともに（Ｓ６０８）、宛先ＩＰアドレスをターゲットＩＰアドレスとするＡＲＰリクエストのフレームを生成し、Ｓｅｎｄ Ｐａｃｋｅｔメッセージを用いて、フレームに出力ＶＬＡＮタグを付与して出力ポートから出力する（Ｓ６０９）。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ６０９において生成したフレームに出力ＶＬＡＮタグを付与して出力ポートから出力する。   If the destination is a pseudo MAC address, the destination IP address encoded in the pseudo MAC address is acquired (S607), and the destination IP address and output port, output VLAN tag, and the entire frame data are transmitted. The frame is registered in the waiting frame table 153 (S608), and an ARP request frame with the destination IP address as the target IP address is generated, and the output VLAN tag is attached to the frame using the Send Packet message and output from the output port. (S609). In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, an output VLAN tag is attached to the frame generated in S609 and output from the output port.

一方、宛先が疑似ＭＡＣアドレスでない場合は、フレームのＶＬＡＮタグを出力ＶＬＡＮタグに変更するアクションと、出力ポートを出力先とするアクションとを指定して、図１０に示すフレーム転送処理のサブルーチンを実行する（Ｓ６１０）。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ６１０においてフレームのＶＬＡＮタグを出力ＶＬＡＮタグに変更して出力ポートからフレームを出力する。   On the other hand, when the destination is not a pseudo MAC address, the action of changing the VLAN tag of the frame to the output VLAN tag and the action having the output port as the output destination are designated, and the frame transfer processing subroutine shown in FIG. 10 is executed. (S610). In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, the VLAN tag of the frame is changed to the output VLAN tag in S610, and the frame is output from the output port.

Ｓ６００でプロトコルがＡＲＰであった場合は、ＡＲＰリプライかＡＲＰリクエストかを検査し、ＡＲＰリプライであった場合は無視して処理を終了する（Ｓ６１１）。一方、ＡＲＰリクエストであった場合は、入力ポートと入力ＶＬＡＮタグを元にルータ定義テーブル１５２からインターフェースのＩＰアドレスを取得し、これがＡＲＰリクエストのターゲットＩＰアドレスと同じ場合は、ＡＲＰリプライを送信せずに処理を終了する（Ｓ６１２）。これは、ルータがＩＰアドレスの重複を確認するために自身のＩＰアドレスに対するＡＲＰリクエストを送信する事があり、そのようなＡＲＰリクエストを無視するための処理である。   If the protocol is ARP in S600, it is checked whether it is an ARP reply or an ARP request, and if it is an ARP reply, the process is ignored and the process ends (S611). On the other hand, if the request is an ARP request, the interface IP address is obtained from the router definition table 152 based on the input port and the input VLAN tag. If this is the same as the target IP address of the ARP request, the ARP reply is not transmitted. The process ends (S612). This is a process for ignoring such an ARP request when the router may transmit an ARP request for its own IP address in order to confirm duplication of the IP address.

一方、ＡＲＰリクエストのターゲットＩＰアドレスとルータのインターフェースのＩＰアドレスが異なる場合は、ターゲットＩＰアドレスをエンコードした疑似ＭＡＣアドレスをセンダーＭＡＣアドレスとするＡＲＰリプライのフレームを生成し、Ｓｅｎｄ Ｐａｃｋｅｔメッセージを用いて、フレームに入力ＶＬＡＮタグを付与して入力ポートから出力する（Ｓ６１３）。ここで、疑似ＭＡＣアドレスは、下位３２ビットにＩＰアドレスを格納するとともに、実際のＭＡＣアドレスとの重複を避けるためにＵ／Ｌビットを１に設定するものとする。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、Ｓ６１３においてターゲットＩＰアドレスをエンコードした疑似ＭＡＣアドレスをセンダーＭＡＣアドレスとするＡＲＰリプライのフレームを生成し、フレームに入力ＶＬＡＮタグを付与して入力ポートから出力する。   On the other hand, if the target IP address of the ARP request is different from the IP address of the router interface, an ARP reply frame is generated with the pseudo MAC address encoded as the target IP address as the sender MAC address, and a Send Packet message is used. An input VLAN tag is attached to the frame and output from the input port (S613). Here, the pseudo MAC address stores the IP address in the lower 32 bits and sets the U / L bit to 1 in order to avoid duplication with the actual MAC address. In the router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment, an ARP reply frame is generated with a pseudo MAC address encoded with the target IP address as a sender MAC address in S613, and an input VLAN tag is attached to the frame and input. Output from the port.

図９は、仮想ルータ候補を取得するサブルーチンである。まず、フレームの入力ポートと入力ＶＬＡＮタグをもつすべての行をトポロジー定義テーブル１５１から取得し、それらの行に含まれる仮想ルータの集合を仮想ルータ候補Ａとする（Ｓ７００）。例えば、ポート４２にＶＬＡＮタグなしで入力されたフレームに対しては、仮想ルータ候補Ａは｛５１１，５１２｝となる。   FIG. 9 is a subroutine for acquiring virtual router candidates. First, all rows having an input port of a frame and an input VLAN tag are acquired from the topology definition table 151, and a set of virtual routers included in those rows is set as a virtual router candidate A (S700). For example, for a frame input without a VLAN tag to the port 42, the virtual router candidate A is {511, 512}.

次に、本サブルーチンの呼び出し時に指定されたＩＰアドレスが特殊なＩＰアドレスの場合は（Ｓ７０１）、仮想ルータ候補Ａを仮想ルータ候補として返却する（Ｓ７０２）。ここで特殊なＩＰアドレスとは、２５５．２５５．２５５．２５５や０．０．０．０、マルチキャストアドレスである。このようなＩＰアドレスは以降の経路の検索に用いることができないため、仮想ルータ候補Ａを仮想ルータ候補として返却する。   Next, when the IP address designated at the time of calling this subroutine is a special IP address (S701), the virtual router candidate A is returned as a virtual router candidate (S702). Here, special IP addresses are 255.255.255.255, 0.0.0.0, and multicast addresses. Since such an IP address cannot be used for the subsequent route search, the virtual router candidate A is returned as a virtual router candidate.

一方、特殊なＩＰアドレスでない場合は、ルータ定義テーブル１５２からＩＰアドレスの経路をロンゲストマッチで検索し、経路を唯一に絞り込む（Ｓ７０３）。ここで、経路が見つからなかった場合は（Ｓ７０４）、仮想ルータ候補Ａを仮想ルータ候補として返却する（Ｓ７０２）。   On the other hand, if it is not a special IP address, the route of the IP address is searched from the router definition table 152 by a longest match, and the route is narrowed down only (S703). If no route is found (S704), the virtual router candidate A is returned as a virtual router candidate (S702).

一方、経路が見つかった場合は、その行に含まれるポートおよびＶＬＡＮタグをもつすべての行をトポロジ定義テーブル１５１から取得し、それらの行に含まれる仮想ルータの集合を仮想ルータ候補Ｂとする（Ｓ７０５）。例えば、ＩＰアドレスが１０．０．０．１の場合は、仮想ルータ候補Ｂは｛５１２｝となる。そして、最後に仮想ルータ候補Ａと仮想ルータ候補Ｂとの積集合を仮想ルータ候補として返却する（Ｓ７０６）。   On the other hand, when a route is found, all the rows having ports and VLAN tags included in the row are acquired from the topology definition table 151, and a set of virtual routers included in those rows is set as a virtual router candidate B ( S705). For example, when the IP address is 10.0.0.1, the virtual router candidate B is {512}. Finally, the product set of virtual router candidate A and virtual router candidate B is returned as a virtual router candidate (S706).

図１０は、フレーム転送処理のサブルーチンである。まず、本サブルーチンの呼び出し時に指定されたアクションを用いてＳｅｎｄ Ｐａｃｋｅｔメッセージを発行し、フレームを送信する（Ｓ８００）。次に、本サブルーチンの呼び出し時に指定されたアクションとマッチ条件を用いてＭｏｄｉｆｙ Ｆｌｏｗ Ｅｎｔｒｙメッセージを発行し、フローエントリを登録する（Ｓ８０１）。第一の実施形態に記載のルータ仮想化装置４０では、図１０における動作（Ｓ８００、Ｓ８０１）を実行しない。   FIG. 10 is a subroutine of frame transfer processing. First, a Send Packet message is issued using an action designated when this subroutine is called, and a frame is transmitted (S800). Next, a Modify Flow Entry message is issued using the action and match condition specified when this subroutine is called, and a flow entry is registered (S801). The router virtualization apparatus 40 described in the first embodiment does not execute the operations (S800 and S801) in FIG.

［効果の説明］
第二の実施形態におけるルータ仮想化装置４０を用いたネットワーク制御システム１では、ルータ仮想化装置４０において、仮想ルータとテナントとを対応付けることにより、ＶＬＡＮタグを用いて特定のテナントへの通信を制御する構成としたため、物理ルータを活用したマルチテナント環境において、互換性を維持したまま仮想ルータの導入をすることができる。 [Description of effects]
In the network control system 1 using the router virtualization apparatus 40 in the second embodiment, the router virtualization apparatus 40 controls communication to a specific tenant using a VLAN tag by associating a virtual router with a tenant. Therefore, in a multi-tenant environment using physical routers, a virtual router can be introduced while maintaining compatibility.

［他の実施形態］
以下、本発明のバリエーションについて説明する。第一の実施形態において説明した識別子は、ルータ仮想化装置４０によって付与されてよい。また、識別子は所定の仮想ルータと、スイッチ３０に転送するパケットが入力したルータ仮想化装置４０のポートとの組み合わせに基づいて付与されてもよい。同様に、識別子は、前述のパケットの送信元の仮想ネットワークの識別子及びＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスと、スイッチ３０に転送するパケットが入力されたルータ仮想化装置４０のポートとの組み合わせに基づいて付与されてもよい。さらに、前述の組み合わせは、予めテーブルとして保存されていてよい。 [Other Embodiments]
Hereinafter, variations of the present invention will be described. The identifier described in the first embodiment may be given by the router virtualization apparatus 40. The identifier may be given based on a combination of a predetermined virtual router and a port of the router virtualization apparatus 40 to which a packet transferred to the switch 30 is input. Similarly, the identifier is assigned based on the combination of the identifier and IP (Internet Protocol) address of the virtual network that is the transmission source of the packet and the port of the router virtualization apparatus 40 to which the packet to be transferred to the switch 30 is input. May be. Further, the above combinations may be stored in advance as a table.

第一の実施形態においては、ルータ１０と、スイッチ３０と、ルータ仮想化装置４０と、を有するネットワーク制御システム１として説明した。しかし、ルータ仮想化装置４０が単体の場合でも、上述した構成・動作であれば、作用効果を奏する。   In the first embodiment, the network control system 1 having the router 10, the switch 30, and the router virtualization apparatus 40 has been described. However, even when the router virtualization apparatus 40 is a single unit, the above-described configuration and operation can provide operational effects.

第二の実施形態では、ＯｐｅｎＦｌｏｗプロトコルを用いて、ルータ仮想化装置をＯＦＳとＯＦＣの組み合わせで実現する方法を説明した。しかし、本発明のルータ仮想化装置４０は単一の物理的または仮想的なネットワーク装置を、その装置に内蔵されたハードウェアまたはファームウェアで制御することで実現することもできる。また、複数のネットワークインターフェースをもつ物理的または仮想的な計算機の上で動作するソフトウェアとして実現することもできる。   In the second embodiment, the method of realizing the router virtualization apparatus with a combination of OFS and OFC using the OpenFlow protocol has been described. However, the router virtualization apparatus 40 of the present invention can also be realized by controlling a single physical or virtual network apparatus with hardware or firmware built in the apparatus. It can also be realized as software that operates on a physical or virtual computer having a plurality of network interfaces.

また、上述の第二の実施形態ではＬ２スイッチ１３０で構成したが、図１１に示すように、ハイパーバイザー１６０上に仮想スイッチ１６５〜１６８を作成し、Ｌ２スイッチ１３０と同様に動作させることができる。ここで、図１１はハイパーバイザー１６０とその構成要素のみ符号を示している。また、第二の実施形態において、ＩＰｖ４のアドレス体系を用いて説明を行ったがＩＰｖ６のアドレス体系を用いてもよい。   In the second embodiment described above, the L2 switch 130 is used. However, as shown in FIG. 11, virtual switches 165 to 168 can be created on the hypervisor 160 and operated in the same manner as the L2 switch 130. . Here, FIG. 11 shows only the hypervisor 160 and its components. In the second embodiment, the IPv4 address system has been described. However, an IPv6 address system may be used.

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。   A part or all of the above-described embodiment can be described as in the following supplementary notes, but is not limited thereto.

［付記１］
複数のネットワーク間の経路を制御するルータと、
前記ネットワーク内の仮想ネットワークと接続されるスイッチと、
前記ルータ及び前記スイッチと接続し、前記ルータを、複数の前記仮想ネットワーク間の経路を制御する複数の仮想ルータとして提供するルータ仮想化装置と、
を有し、
前記ルータ仮想化装置は、前記スイッチから入力されたパケットを前記ルータに転送し、前記ルータから入力されたパケットを前記複数の仮想ルータのうち所定の仮想ルータに応じて付与された識別子に基づいて、前記スイッチに転送する、
ネットワーク制御システム。 [Appendix 1]
A router that controls the route between multiple networks;
A switch connected to a virtual network in the network;
A router virtualization apparatus connected to the router and the switch, and providing the router as a plurality of virtual routers that control paths between the plurality of virtual networks;
Have
The router virtualization apparatus transfers a packet input from the switch to the router, and the packet input from the router is based on an identifier given according to a predetermined virtual router among the plurality of virtual routers. Forward to the switch,
Network control system.

［付記２］
前記識別子は、前記所定の仮想ルータと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力された前記ルータ仮想化装置のポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
付記１に記載のネットワーク制御システム。 [Appendix 2]
The identifier is given based on a combination of the predetermined virtual router and a port of the router virtualization apparatus to which the packet to be transferred to the switch is input.
The network control system according to attachment 1.

［付記３］
前記識別子は、前記パケットの送信元の仮想ネットワークの識別子及びＩＰアドレスと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力された前記ルータ仮想化装置のポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
付記１または２に記載のネットワーク制御システム。 [Appendix 3]
The identifier is given based on a combination of an identifier and an IP address of a virtual network that is a transmission source of the packet, and a port of the router virtualization apparatus to which the packet to be transferred to the switch is input.
The network control system according to appendix 1 or 2.

［付記４］
前記組み合わせはテーブルとして保存されている、
付記３に記載のネットワーク制御システム。 [Appendix 4]
The combination is stored as a table,
The network control system according to attachment 3.

［付記５］
テナント内に複数の前記仮想ネットワークを有し、複数の前記テナントの、おのおのの前記テナントに対して前記仮想ルータが割り当てられている、付記１から４のいずれかに記載のネットワーク制御システム。 [Appendix 5]
The network control system according to any one of appendices 1 to 4, wherein the tenant has a plurality of the virtual networks and the virtual router is assigned to each of the tenants of the plurality of tenants.

［付記６］
ルータによって経路が制御される複数のネットワークにおいて、前記複数のネットワーク内の複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータとして、前記ルータを提供し、
前記仮想ネットワークと接続されるスイッチから入力されたパケットを、前記ルータに転送し、前記ルータから入力されたパケットを前記複数の仮想ルータのうち所定の仮想ルータに応じて付与された識別子に基づいて、前記スイッチに転送する、
ルータ仮想化装置。 [Appendix 6]
In a plurality of networks whose routes are controlled by a router, the router is provided as a virtual router that controls a route between a plurality of virtual networks in the plurality of networks,
The packet input from the switch connected to the virtual network is transferred to the router, and the packet input from the router is based on an identifier given according to a predetermined virtual router among the plurality of virtual routers. Forward to the switch,
Router virtualization device.

［付記７］
前記識別子は、前記所定の仮想ルータと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力した前記ルータ仮想化装置ポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
付記６に記載のルータ仮想化装置。 [Appendix 7]
The identifier is given based on a combination of the predetermined virtual router and the router virtualization apparatus port input by the packet to be transferred to the switch.
The router virtualization apparatus according to attachment 6.

［付記８］
スイッチから入力されたパケットをルータに転送する第一のステップと、
前記ルータから入力されたパケットに、複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータに応じた識別子を付与して、仮想ネットワークで構成された前記ネットワークと接続されるスイッチに転送する第二のステップと、を含むネットワーク制御方法。 [Appendix 8]
A first step of forwarding packets input from the switch to the router;
A second step of assigning an identifier corresponding to a virtual router that controls a path between a plurality of virtual networks to a packet input from the router and transferring the packet to a switch connected to the network configured by a virtual network And a network control method.

［付記９］
前記第二のステップにおいて、前記スイッチに転送する前記パケットの識別子は、前記仮想ルータと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力された前記ルータ仮想化装置のポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
付記８に記載のネットワーク制御方法。 [Appendix 9]
In the second step, the identifier of the packet to be transferred to the switch is given based on a combination of the virtual router and the port of the router virtualization apparatus to which the packet to be transferred to the switch is input. The
The network control method according to attachment 8.

［付記１０］
前記第二のステップにおいて、前記組み合わせはテーブルとして保存されている、
付記９に記載のネットワーク制御方法。 [Appendix 10]
In the second step, the combinations are stored as a table,
The network control method according to appendix 9.

［付記１１］
スイッチから入力されたパケットをルータに転送する第一のステップと、
前記ルータから入力されたパケットに、複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータに応じた識別子を付与して、仮想ネットワークで構成された前記ネットワークと接続されるスイッチに転送する第二のステップと、を含む、
ルータ仮想化方法。 [Appendix 11]
A first step of forwarding packets input from the switch to the router;
A second step of assigning an identifier corresponding to a virtual router that controls a path between a plurality of virtual networks to a packet input from the router and transferring the packet to a switch connected to the network configured by a virtual network Including,
Router virtualization method.

［付記１２］
スイッチから入力されたパケットをルータに転送する処理と、
前記ルータから入力されたパケットに、複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータに応じた識別子を付与して、仮想ネットワークで構成された前記ネットワークと接続されるスイッチに転送する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。 [Appendix 12]
Processing to forward packets input from the switch to the router;
A process of assigning an identifier corresponding to a virtual router that controls a route between a plurality of virtual networks to a packet input from the router, and transferring the packet to a switch connected to the network configured by a virtual network;
A program that causes a computer to execute.

但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。   However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

１ ネットワーク制御システム
１０ ルータ
１１〜１３ インターフェース
２０〜２３ 仮想ネットワーク
３０ スイッチ
３１〜３７ ポート
４０ ルータ仮想化装置
４１〜４６ ポート
５０、５１ 仮想ルータ
６０、６１ テナント
７０ 業務ネットワーク
８０ イントラネット
１２０〜１２３ ＶＬＡＮ
１３０ Ｌ２スイッチ
１４０ オープンフロースイッチ
１５０ オープンフローコントローラ
１５１ トポロジ定義テーブル
１５２ ルータ定義テーブル
１５３ 送信待ちフレームテーブル
１６０ ハイパーバイザー
１６１〜１６４ 物理ＮＩＣ
１６５〜１６８ 仮想スイッチ
１６５ａ、 １６５ｂ ポート
１６６ａ、 １６５ｂ‘、 １６５ｂ’‘ ポート
１６５ａ、 １６５ｂ ポート
１６５ａ、 １６５ｂ ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Network control system 10 Router 11-13 Interface 20-23 Virtual network 30 Switch 31-37 Port 40 Router virtualization apparatus 41-46 Port 50, 51 Virtual router 60, 61 Tenant 70 Business network 80 Intranet 120-123 VLAN
130 L2 Switch 140 Open Flow Switch 150 Open Flow Controller 151 Topology Definition Table 152 Router Definition Table 153 Transmission Waiting Frame Table 160 Hypervisor 161-164 Physical NIC
165 to 168 Virtual switch 165a, 165b port 166a, 165b ', 165b''port 165a, 165b port 165a, 165b port

Claims (10)

複数のネットワーク間の経路を制御するルータと、
前記ネットワーク内の仮想ネットワークと接続されるスイッチと、
前記ルータ及び前記スイッチと接続し、前記ルータを、複数の前記仮想ネットワーク間の経路を制御する複数の仮想ルータとして提供するルータ仮想化装置と、
を有し、
前記ルータ仮想化装置は、前記スイッチから入力されたパケットを前記ルータに転送し、前記ルータから入力されたパケットを前記複数の仮想ルータのうち所定の仮想ルータに応じて付与された識別子に基づいて、前記スイッチに転送する、
ネットワーク制御システム。 A router that controls the route between multiple networks;
A switch connected to a virtual network in the network;
A router virtualization apparatus connected to the router and the switch, and providing the router as a plurality of virtual routers that control paths between the plurality of virtual networks;
Have
The router virtualization apparatus transfers a packet input from the switch to the router, and the packet input from the router is based on an identifier given according to a predetermined virtual router among the plurality of virtual routers. Forward to the switch,
Network control system. 前記識別子は、前記所定の仮想ルータと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力された前記ルータ仮想化装置のポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
請求項１に記載のネットワーク制御システム。 The identifier is given based on a combination of the predetermined virtual router and a port of the router virtualization apparatus to which the packet to be transferred to the switch is input.
The network control system according to claim 1. 前記組み合わせは予めテーブルとして保存されている、
請求項２に記載のネットワーク制御システム。 The combinations are stored in advance as a table,
The network control system according to claim 2. ルータによって経路を制御される複数のネットワークにおいて、前記複数のネットワーク内の複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータとして、前記ルータを提供し、
前記仮想ネットワークと接続されるスイッチから入力されたパケットを、前記ルータに転送し、前記ルータから入力されたパケットを前記複数の仮想ルータのうち所定の仮想ルータに応じて付与された識別子に基づいて、前記スイッチに転送する、
ルータ仮想化装置。 In a plurality of networks whose paths are controlled by a router, the router is provided as a virtual router that controls paths between a plurality of virtual networks in the plurality of networks.
The packet input from the switch connected to the virtual network is transferred to the router, and the packet input from the router is based on an identifier given according to a predetermined virtual router among the plurality of virtual routers. Forward to the switch,
Router virtualization device. 前記識別子は、前記所定の仮想ルータと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力した前記ルータ仮想化装置ポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
請求項４に記載のルータ仮想化装置。 The identifier is given based on a combination of the predetermined virtual router and the router virtualization apparatus port input by the packet to be transferred to the switch.
The router virtualization apparatus according to claim 4. スイッチから入力されたパケットをルータに転送する第一のステップと、
前記ルータから入力されたパケットに、複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータに応じた識別子を付与して、仮想ネットワークで構成された前記ネットワークと接続されるスイッチに転送する第二のステップと、を含むネットワーク制御方法。 A first step of forwarding packets input from the switch to the router;
A second step of assigning an identifier corresponding to a virtual router that controls a path between a plurality of virtual networks to a packet input from the router and transferring the packet to a switch connected to the network configured by a virtual network And a network control method. 前記第二のステップにおいて、前記スイッチに転送する前記パケットの識別子は、前記仮想ルータと、前記スイッチに転送する前記パケットが入力された前記ルータ仮想化装置のポートと、の組み合わせに基づいて付与される、
請求項６に記載のネットワーク制御方法。 In the second step, the identifier of the packet to be transferred to the switch is given based on a combination of the virtual router and the port of the router virtualization apparatus to which the packet to be transferred to the switch is input. The
The network control method according to claim 6. 前記第二のステップにおいて、前記組み合わせはテーブルとして保存されている、
請求項７に記載のネットワーク制御方法。 In the second step, the combinations are stored as a table,
The network control method according to claim 7. スイッチから入力されたパケットをルータに転送する第一のステップと、
前記ルータから入力されたパケットに、複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータに応じた識別子を付与して、仮想ネットワークで構成された前記ネットワークと接続されるスイッチに転送する第二のステップと、を含む、
ルータ仮想化方法。 A first step of forwarding packets input from the switch to the router;
A second step of assigning an identifier corresponding to a virtual router that controls a path between a plurality of virtual networks to a packet input from the router and transferring the packet to a switch connected to the network configured by a virtual network Including,
Router virtualization method. スイッチから入力されたパケットをルータに転送する処理と、
前記ルータから入力されたパケットに、複数の仮想ネットワーク間の経路を制御する仮想ルータに応じた識別子を付与して、仮想ネットワークで構成された前記ネットワークと接続されるスイッチに転送する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。 Processing to forward packets input from the switch to the router;
A process of assigning an identifier corresponding to a virtual router that controls a route between a plurality of virtual networks to a packet input from the router, and transferring the packet to a switch connected to the network configured by a virtual network;
A program that causes a computer to execute.
However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

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