JP6027953B2

JP6027953B2 - Communication network routing control cooperation system and method

Info

Publication number: JP6027953B2
Application number: JP2013174809A
Authority: JP
Inventors: 裕之北田; 小島　久史; 久史小島; 直樹高谷; 泰則松林
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-08-26
Filing date: 2013-08-26
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-08-26
Also published as: JP2015043528A

Description

本発明は、通信ネットワークの経路制御連携システム及び方法に係り、特に、広域ネットワーク（WAN）と、ネットワーク(NW)機能を一箇所のサーバ群やデータセンタに集約するNW機能クラウドを別個のネットワークとして管理し、かつ、双方のネットワーク制御を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システム及び方法に関する。 The present invention relates to a communication network routing control cooperation system and method, and in particular, a wide area network (WAN) and an NW function cloud that aggregates network (NW) functions in a single server group or data center as separate networks. The present invention relates to a communication network path control cooperation system and method for managing and linking both network controls.

現在のキャリア網、特に、固定網においては、インターネットアクセスやIPTV、VPN(Virtual Private Network)などのネットワークサービスを提供するための機能（NW機能）がエッジルータや専用のアプライアンスといった形態で実装されている。 In current carrier networks, especially fixed networks, functions (NW functions) for providing network services such as Internet access, IPTV, and VPN (Virtual Private Network) are implemented in the form of edge routers and dedicated appliances. Yes.

近年では、このようなNW機能を仮想化して汎用サーバ上で動作させ、ネットワークサービスを提供できるようにするNFV(Network Function Virtualization)が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。 In recent years, NFV (Network Function Virtualization) has been studied in which such an NW function is virtualized and operated on a general-purpose server so that a network service can be provided (see, for example, Non-Patent Document 1).

NFVが実現されると、NW機能を仮想マシン(VM)上に実装して管理することで、リソースの柔軟な割り当てや他の物理サーバへの移動(マイグレーション)などが可能になる。 When NFV is realized, the NW function can be implemented on a virtual machine (VM) and managed to allow flexible allocation of resources and migration (migration) to other physical servers.

一方、ユーザの通信に対してNW機能を適用する際、現在のキャリア網はIPネットワークとして構成されているため、IPルーティングによって通信経路を制御している。 On the other hand, when the NW function is applied to user communications, the current carrier network is configured as an IP network, so the communication path is controlled by IP routing.

一般に、IPのルーティングプロトコルでは、複数のユーザのトラフィックをまとめたフローに対して経路制御を実施する。そのため、全てのユーザに一律に同じサービスを提供する場合には、このような経路制御で問題はない。 In general, in an IP routing protocol, path control is performed on a flow in which traffic of a plurality of users is collected. Therefore, there is no problem with such route control when the same service is uniformly provided to all users.

しかし、インターネットユーザの増加により、ユーザ層が幅広くなり、個々のユーザのニーズが多様化してきていることを鑑みると、ユーザごとにカスタマイズされたサービスを提供することが求められている。 However, in view of the increase in the number of Internet users and the widening of the user group and the needs of individual users are diversifying, it is required to provide services customized for each user.

そのためには、ユーザごとに異なる経路制御が必要になるが、全国規模のネットワークでは、数百万単位のユーザを収容する必要があり、既存のIPルーティングプロトコルでユーザ毎の経路制御を実施することは困難であると考えられる。 For this purpose, different route control is required for each user. However, in a nationwide network, it is necessary to accommodate millions of users, and route control for each user must be performed using the existing IP routing protocol. Is considered difficult.

このような状況において、データセンタでの利用が始まっている。例えば、OpenFlow(例えば、非特許文献２参照)のようなSDN(software Defined Network)の技術を、キャリア網に適用する検討がされている。 Under such circumstances, use in data centers has begun. For example, an SDN (software defined network) technique such as OpenFlow (see, for example, Non-Patent Document 2) is being studied for application to a carrier network.

OpenFlowは、予め定義したフローの単位で経路制御を実現することができるため、ユーザごとのトラフィックをフローとして定義することで、前述のようにユーザごとに経路制御を柔軟に変えることができる。 Since OpenFlow can realize path control in units of predefined flows, by defining traffic for each user as a flow, path control can be flexibly changed for each user as described above.

しかしながら、現在のOpenFlowは、まず、データセンタをターゲットに開発された技術であり、キャリア網規模でのユーザ数(数百万〜数千万)規模に適用しようとすると、フローの情報を保持するハードウェアの制約がある。 However, the current OpenFlow is a technology that was first developed for data centers, and retains flow information when it is applied to the number of users (millions to tens of millions) on a carrier network scale. There are hardware limitations.

そのため、現在のキャリアのIP網を全てOpenFlowで置き換えることは現実的でない。 Therefore, it is not practical to replace all current carrier IP networks with OpenFlow.

こうした課題に対し、キャリアの広域ネットワークへの入口にあたるエッジルータにおいて、ユーザ単位やサービス単位に定義されたフローを、その宛先に応じて、エッジルータ間に確立されたトンネルに転送する技術が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。 In response to these problems, a technology has been proposed in which edge routers, which serve as gateways to carriers' wide-area networks, transfer flows defined for each user or service to a tunnel established between edge routers according to their destinations. (For example, refer nonpatent literature 3).

"Network Functions Virtualisation." NFV White Paper, Oct. 22. 2012. http://portal.etsi.org.NFV/NFV_White_Paper.pdf"Network Functions Virtualisation." NFV White Paper, Oct. 22. 2012. http: //portal.etsi.org.NFV/NFV_White_Paper.pdf "Software-Defined Networking: The New Norm for Networks,"ONF White Paper, Open Network Foundation, April 13, 2012. http://www.opennetworking.org/images /stories/downloads/wihtepapers/wp-sdn-newnorm.pdf"Software-Defined Networking: The New Norm for Networks," ONF White Paper, Open Network Foundation, April 13, 2012.http: //www.opennetworking.org/images / stories / downloads / wihtepapers / wp-sdn-newnorm. pdf 小島久史，北田裕之，高谷直樹，松林泰則，"NWサービス機能の仮想化を考慮した経路制御方式の検討."2013信学総大，分冊通信2,B-6-114, p. 114, March 2013.Hisashi Kojima, Hiroyuki Kitada, Naoki Takatani, Yasunori Matsubayashi, "Study of a path control method considering virtualization of NW service functions." 2013 Shingaku Sogaku Univ., Volume 2, 2, 6-6, p. 114, March 2013.

NFVが実現されると、NW機能を一カ所のサーバ群やデータセンタに集約することで設備効率の向上というメリットを享受できると考えられる。 When NFV is realized, it is considered that the advantage of improving the equipment efficiency can be enjoyed by consolidating the NW function into one server group or data center.

前述の非特許文献３の技術では、エンド−エンド間でトンネルを張り、ユーザの通信をIPネットワークから抽象化することで、NW機能の位置に依存しない柔軟なネットワーク制御を実現しているが、NW機能がクラウドとして提供された環境を想定していないため、次のような問題が生じると考えられる。 In the technique of Non-Patent Document 3 described above, a flexible network control independent of the position of the NW function is realized by creating a tunnel between end-to-end and abstracting user communication from the IP network. Since the environment where the NW function is provided as a cloud is not assumed, the following problems may occur.

まず、全てのNW機能の種類やリソース、ロケーションの情報をネットワークのコントローラが一元的に把握している必要があるため、大規模なサーバ群において大量のVMによるＮＷ機能が提供される場合、トンネルの管理対象が膨大になる。 First, the network controller needs to know all types of NW function types, resources, and location information in a unified manner, so if a large number of VMs provide NW functions in a large group of servers, The management object of becomes enormous.

また、同一拠点内で、VMの追加や削除、移動などが行われたとしても、異なるエッジルータに収容されている場合は、トンネルの張り直しが行われるため、クラウドのメリットであるリソース位置の抽象化が効果的に作用しない。 Also, even if VMs are added, deleted, moved, etc. within the same location, if they are accommodated in different edge routers, the tunnels will be re-established. Abstraction does not work effectively.

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、広域ネットワーク（WAN）とNW機能クラウドを別個のネットワークとして管理し、かつ双方のネットワーク制御を連携させることで、NW機能がクラウド化された環境において、ユーザやサービス単位で所望のNW機能を適用することが可能な通信ネットワークの経路制御連携システム及び方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and manages a wide area network (WAN) and an NW function cloud as separate networks, and links the network control of both to make an environment in which the NW function is cloudized. An object of the present invention is to provide a communication network path control cooperation system and method capable of applying a desired network function for each user or service.

一態様によれば、ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、を有し、
前記エッジスイッチは、
当該エッジスイッチに接続されている端末の増減を検知した場合には、前記NW制御手段に通知する手段を有し、
前記NW制御手段は、
前記端末の増減を前記端末情報記憶手段に反映させる手段と、
前記端末情報記憶手段の情報のうち、該当するクラウドを通す端末のIPアドレスと契約サービス情報のみを前記クラウドコントローラに通知する手段を含む。
また、一態様によれば、ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記NW機能サーバは、
前記仮想マシンの増減を検知した場合には、増減のあった仮想マシンのID、NW機能及びリソースを前記クラウドコントローラに通知する手段を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記仮想マシンの増減を前記NW機能情報記憶手段に反映させる手段と、
前記NW機能情報記憶手段の情報のうち、前記クラウド内にあるNW機能と全体のリソース情報のみを前記WANコントローラに通知する手段を含む。
According to one aspect, in an environment where a network function (hereinafter referred to as “NW function”) is provided as a cloud, a communication network for linking the wide area network (hereinafter referred to as “WAN”) and the network function. Route control linkage system,
A WAN controller, a WAN having multiple edge switches and routers;
Multiple NW function cloud with cloud controller, gateway switch, NW function server,
Have
The WAN controller
A terminal information storage means for storing the ID, IP address, and contract service information of the terminal connected to the IP network;
A cloud ID for identifying the NW function cloud, a cloud information storage means for holding the NW function and resources included in the NW function cloud;
Based on the information in the terminal information storage means and the cloud information storage means, create a flow entry, control the edge switch, and store the information stored in the terminal information storage means and the cloud information storage means, NW control means for notifying the cloud controller and updating the information of the terminal information storage means and the cloud information storage means based on the information notified from the edge switch and the cloud controller;
Have
The cloud controller
An ID of a virtual machine in the cloud, an NW function included in the virtual machine, an NW function information storage means for holding resources;
A flow management information storage means for holding the IP address and contract service information necessary for controlling the flow in the cloud network;
Based on the information of the NW function information storage means and the flow management information storage means, create a flow entry in which packet processing rules are described, control the gateway switch and the virtual switch of the NW function server, and Information of function information storage means is notified to the WAN controller, and based on the information notified from the WAN controller and information notified from the virtual switch of the NW function server, the NW function information storage means and the flow management It possesses a NW control means for updating the information of the information storage means, and
The edge switch is
When detecting an increase or decrease of the terminal connected to the edge switch, it has means for notifying the NW control means,
The NW control means includes
Means for reflecting the increase or decrease of the terminal in the terminal information storage means;
And means for notifying the cloud controller of only the IP address and contract service information of the terminal through the corresponding cloud among the information in the terminal information storage means .
Also, according to one aspect, in an environment where a network function (hereinafter referred to as “NW function”) is provided as a cloud, a wide area network (hereinafter referred to as “WAN”) and the network function are linked. A communication network routing control linkage system,
A WAN controller, a WAN having multiple edge switches and routers;
Multiple NW function cloud with cloud controller, gateway switch, NW function server,
Have
The WAN controller
A terminal information storage means for storing the ID, IP address, and contract service information of the terminal connected to the IP network;
A cloud ID for identifying the NW function cloud, a cloud information storage means for holding the NW function and resources included in the NW function cloud;
Based on the information in the terminal information storage means and the cloud information storage means, create a flow entry, control the edge switch, and store the information stored in the terminal information storage means and the cloud information storage means, NW control means for notifying the cloud controller and updating the information of the terminal information storage means and the cloud information storage means based on the information notified from the edge switch and the cloud controller;
Have
The cloud controller
An ID of a virtual machine in the cloud, an NW function included in the virtual machine, an NW function information storage means for holding resources;
A flow management information storage means for holding the IP address and contract service information necessary for controlling the flow in the cloud network;
Based on the information of the NW function information storage means and the flow management information storage means, create a flow entry in which packet processing rules are described, control the gateway switch and the virtual switch of the NW function server, and Information of function information storage means is notified to the WAN controller, and based on the information notified from the WAN controller and information notified from the virtual switch of the NW function server, the NW function information storage means and the flow management NW control means for updating information in the information storage means;
Have
The NW function server
When detecting an increase / decrease in the virtual machine, it has means for notifying the cloud controller of the ID, NW function and resource of the virtual machine that has increased / decreased,
The cloud controller
Means for reflecting the increase / decrease in the virtual machine in the NW function information storage means;
And means for notifying the WAN controller of only the NW function in the cloud and the overall resource information among the information in the NW function information storage means.

一態様によれば、NW機能がクラウドとして提供されている環境において、ユーザやサービス単位で所望のNW機能を適用することが可能になる。 According to one aspect, it becomes possible to apply a desired NW function for each user or service in an environment where the NW function is provided as a cloud.

また、WANとクラウドを別々のコントローラで制御することで、互いのネットワークを抽象化し、スケーラビリティの向上が見込める。 In addition, by controlling the WAN and the cloud with separate controllers, we can abstract each other's network and improve scalability.

本発明の一実施の形態におけるシステムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるWANコントローラの機能構成図である。It is a functional block diagram of the WAN controller in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における端末DBの例である。It is an example of terminal DB in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるクラウドDBの例である。It is an example of cloud DB in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるエッジスイッチの機能構成図である。It is a functional block diagram of the edge switch in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるクラウドコントローラの機能構成図である。It is a functional block diagram of the cloud controller in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるNW機能DBの例である。It is an example of NW function DB in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるフロー管理DBの例である。It is an example of the flow management DB in an embodiment of the present invention. 本発明の一実施の形態におけるゲートウェイスイッチの機能構成図である。It is a function block diagram of the gateway switch in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態におけるNW機能サーバの機能構成図である。It is a function block diagram of the NW function server in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における連携方式（１）のシーケンスである。It is a sequence of the cooperation system (1) in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における連携方式（２）のシーケンスである。It is a sequence of the cooperation system (2) in one embodiment of this invention. 本発明の第１の実施例のネットワーク構成図である。It is a network block diagram of the 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例におけるフローエントリの例である。It is an example of the flow entry in 1st Example of this invention. 本発明の第１の実施例のシーケンスである。It is a sequence of the 1st example of the present invention. 本発明の第２の実施例のネットワーク構成図である。It is a network block diagram of the 2nd Example of this invention. 本発明の第２の実施例における第１の実施例とのフローエントリの差分である。It is the difference of the flow entry with the 1st Example in the 2nd Example of this invention. 本発明の第２の実施例のシーケンスである。It is a sequence of the 2nd example of the present invention. 本発明の第３の実施例のネットワーク構成図である。It is a network block diagram of the 3rd Example of this invention. 本発明と従来技術の比較である。It is a comparison between the present invention and the prior art.

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施の形態におけるシステムの全体構成図を示す。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.

同図では、NW機能クラウドが二つある場合を示しているが、この例に限定されることなく、１つでも３つ以上でもよい。 Although the figure shows a case where there are two NW function clouds, the present invention is not limited to this example, and may be one or three or more.

同図に示すシステムは、インターネット１、複数の端末２、IPネットワーク１００、NW機能クラウド２００，３００を有する。 The system shown in FIG. 1 includes the Internet 1, a plurality of terminals 2, an IP network 100, and NW function clouds 200 and 300.

IPネットワーク１００は、WANコントローラ１１０、複数エッジスイッチ１２０、複数のルータ１３０を有しており、エッジスイッチ１２０は、インターネット１、端末２、NWクラウド２００，３００のゲートウェイスイッチ２２０，３２０に接続されている。 The IP network 100 includes a WAN controller 110, a plurality of edge switches 120, and a plurality of routers 130. The edge switch 120 is connected to the Internet 1, the terminal 2, and gateway switches 220 and 320 of the NW clouds 200 and 300. Yes.

これらの各構成を説明する。 Each of these configurations will be described.

＜WANコントローラ１１０＞
WANコントローラ１１０は、図２に示すように、端末DB１１１、クラウドDB１１２、NW制御部１１３、インタフェース１１４、エッジスイッチIPアドレスDB１１５を有する。 <WAN controller 110>
As shown in FIG. 2, the WAN controller 110 includes a terminal DB 111, a cloud DB 112, an NW control unit 113, an interface 114, and an edge switch IP address DB 115.

端末DB１１１は、図３に示すように、IPネットワーク１００に接続している端末２のID、IPアドレス、契約サービス情報が格納されている。 As shown in FIG. 3, the terminal DB 111 stores the ID, IP address, and contract service information of the terminal 2 connected to the IP network 100.

クラウドDB１１２は、図４に示すように、クラウドネットワークを識別するID(クラウドID)と、クラウドネットワークに接続しているエッジスイッチのIPアドレス、そのクラウドに含まれるNW機能情報とリソース情報を保持する。 As shown in FIG. 4, the cloud DB 112 holds an ID (cloud ID) for identifying a cloud network, an IP address of an edge switch connected to the cloud network, NW function information and resource information included in the cloud. .

NW制御部１１３は、クラウドDB１１２と、端末DB１１１にある情報をもとに、フローエントリを作成し、インタフェース１１４を介してエッジスイッチ１２０を制御する機能、クラウドDB１１２と端末DB１１１にある情報を、インタフェース１１４を介してクラウドコントローラ２１０に通知する機能、エッジスイッチ１２０、及びクラウドコントローラ２１０から通知された情報をもとにクラウドDB１１２と端末DB１１１の情報を更新する機能を有する。 The NW control unit 113 creates a flow entry based on the information in the cloud DB 112 and the terminal DB 111 and controls the edge switch 120 via the interface 114, and the information in the cloud DB 112 and the terminal DB 111 114 and a function of updating the information of the cloud DB 112 and the terminal DB 111 based on the information notified from the edge switch 120 and the cloud controller 210.

エッジスイッチIPアドレスDB１１５は、表１に示すように、エッジスイッチのIPがクラウドIDと１対１に対応する情報が格納されている。なお、エッジスイッチIPアドレスDB１１５は、データセンタを新設、閉鎖するなど、クラウド自体が増減する場合に追記・削除等の更新が行われるが、本明細書では、クラウドの増減に関する部分については範囲外とする。 As shown in Table 1, the edge switch IP address DB 115 stores information in which the IP of the edge switch has a one-to-one correspondence with the cloud ID. Note that the edge switch IP address DB 115 is updated such as appending / deleting when the cloud itself increases or decreases, such as when a data center is newly established or closed, but in this specification, the portion related to the increase or decrease of the cloud is out of scope. And

＜エッジスイッチ１２０＞
エッジスイッチ１２０は、図５に示すように、フローテーブル１２１、パケット処理部１２２、セキュアチャネル１２３、IPネットワーク１００に接続されるインタフェース１２４Ａ，クラウドネットワークや外部NW、端末２に接続されるインタフェース１２４Ｂ，WANコントローラ１１０に接続されるインタフェース１２３Ｃを有する。

<Edge switch 120>
As shown in FIG. 5, the edge switch 120 includes a flow table 121, a packet processing unit 122, a secure channel 123, an interface 124A connected to the IP network 100, a cloud network and an external NW, and an interface 124B connected to the terminal 2. An interface 123C connected to the WAN controller 110 is included.

フローテーブル１２１は、パケット処理のルールが記述されたフローエントリを保持する。 The flow table 121 holds a flow entry describing a packet processing rule.

パケット処理部１２２は、フローテーブル１２１のフローエントリの処理ルールを参照し、パケットを処理し、インタフェース１２４Ａ、１２４Ｂを介して、IPネットワーク１００やクラウドネットワークや外部NW、端末２間でパケットを受信、転送する。 The packet processing unit 122 refers to the flow entry processing rule in the flow table 121, processes the packet, and receives the packet between the IP network 100, the cloud network, the external network, and the terminal 2 via the interfaces 124A and 124B. Forward.

セキュアチャネル１２３は、WANコントローラ１１０とインタフェース１２４_Ｃを介して通信し、WANコントローラ１１０から受信したフローエントリをフローテーブル１２１に書き込む。 The secure channel 123 communicates with the WAN controller 110 via the interface 124 _C , and writes the flow entry received from the WAN controller 110 in the flow table 121.

＜クラウドコントローラ２１０＞
次に、NW機能クラウド２００，３００のクラウドコントローラ２１０，３１０について説明する。以下では、クラウドコントローラ２１０についてのみ記載するが、クラウドコントローラ３１０についても同様である。 <Cloud controller 210>
Next, the cloud controllers 210 and 310 of the NW function clouds 200 and 300 will be described. Hereinafter, only the cloud controller 210 will be described, but the same applies to the cloud controller 310.

図６は、本発明の一実施の形態におけるクラウドコントローラの機能構成図を示す。 FIG. 6 is a functional configuration diagram of the cloud controller according to the embodiment of the present invention.

クラウドコントローラ２１０は、NW機能DB２１１、フロー管理DB２１２、NW制御部２１３、複数のインタフェース２１４を有する。 The cloud controller 210 has an NW function DB 211, a flow management DB 212, an NW control unit 213, and a plurality of interfaces 214.

NW機能DB２１１は、図７に示すように、クラウドにある仮想マシンVMのID、仮想スイッチのIPアドレス、VMに含まれるNW機能の情報、リソース情報を保持する。 As illustrated in FIG. 7, the NW function DB 211 holds the ID of the virtual machine VM in the cloud, the IP address of the virtual switch, information on the NW function included in the VM, and resource information.

フロー管理DB２１２は、図８に示すように、クラウドネットワーク内のフロー制御に必要となるユーザIPアドレス、契約サービス情報を保持する。 As shown in FIG. 8, the flow management DB 212 holds a user IP address and contract service information necessary for flow control in the cloud network.

NW制御部２１３は、NW機能DB２１１とフロー管理DB２１２にある情報をもとに、フローエントリを作成し、インタフェース２１４_Ａを介してゲートウェイスイッチ２２０、及びインタフェース２１４Ｂ〜２１４Xを介してNW機能サーバ２３０の仮想スイッチを制御する機能、NW機能DB２１１にある情報をインタフェース２１４ａを介してWANコントローラ１１０に通知する機能、NW機能サーバ２３０の仮想スイッチ部、及び、WANコントローラ１１０から通知された情報をもとに、NW機能DB２１１とフロー管理DB２１２の情報を更新する機能を有する。 NW control section 213, based on the information in the NW functions DB211 and flow management DB 212, creating a flow entry, the gateway switch 220 through the interface 214 _A, and through the interface 214B~214X of NW feature server 230 A function for controlling a virtual switch, a function for notifying information in the NW function DB 211 to the WAN controller 110 via the interface 214a, a virtual switch unit of the NW function server 230, and information notified from the WAN controller 110 , And a function to update information in the NW function DB 211 and the flow management DB 212.

＜ゲートウェイスイッチ２２０＞
図９は、本発明の一実施の形態におけるゲートウェイスイッチの機能構成図を示す。 <Gateway switch 220>
FIG. 9 is a functional configuration diagram of the gateway switch according to the embodiment of the present invention.

NW機能クラウド２００のゲートウェイスイッチ２２０は、フローテーブル２２１、パケット処理部２２２、セキュアチャネル２２３、複数のインタフェース２２４を有する。 The gateway switch 220 of the NW function cloud 200 includes a flow table 221, a packet processing unit 222, a secure channel 223, and a plurality of interfaces 224.

フローテーブル２２１は、パケットの処理ルールが記載されたフローエントリを保持する。 The flow table 221 holds a flow entry in which a packet processing rule is described.

パケット処理部２２２は、フローテーブル２２１のあるフローエントリを参照し、インタフェース２２４Ａを介してIPネットワーク１００と、２２４Ｂを介してNW機能クラウド２００のNW機能サーバ２３０と、パケットの受信、転送等の処理を行う。 The packet processing unit 222 refers to a flow entry in the flow table 221, processes the IP network 100 via the interface 224 A, the NW function server 230 of the NW function cloud 200 via the interface 224 B, and processes such as packet reception and transfer I do.

セキュアチャネル２２３は、クラウドコントローラ２１０とインタフェース２２４Ｃを介して通信し、クラウドコントローラ２１０から受信したフローエントリをフローテーブル２２１に書き込む。 The secure channel 223 communicates with the cloud controller 210 via the interface 224C, and writes the flow entry received from the cloud controller 210 in the flow table 221.

＜NW機能サーバ２３０＞
図１０は、本発明の一実施の形態におけるNW機能サーバの機能構成図を示す。 <NW function server 230>
FIG. 10 shows a functional configuration diagram of the NW function server in one embodiment of the present invention.

NW機能サーバ２３０は、フローテーブル２３１、仮想スイッチ部２３２、セキュアチャネル２３３、複数のインタフェース２３４を有する。 The NW function server 230 includes a flow table 231, a virtual switch unit 232, a secure channel 233, and a plurality of interfaces 234.

フローテーブル２３１は、パケットの処理のルールが記載されたフローエントリを保持する。 The flow table 231 holds a flow entry in which rules for packet processing are described.

仮想スイッチ部２３２は、フローテーブル２３１のあるフローエントリを参照し、VMが通信するパケットを処理するほか、VMの増減やNW機能、性能に関する情報をクラウドコントローラ２１０にインタフェース２３４Ａを介して通知する。 The virtual switch unit 232 refers to a flow entry in the flow table 231, processes a packet communicated by the VM, and notifies the cloud controller 210 of information related to increase / decrease of the VM, NW function, and performance via the interface 234A.

セキュアチャネル２３３は、インタフェース２３４Ｂを介して、クラウドコントローラ２１０から受信したフローエントリをフローテーブル２３１に書き込む。 The secure channel 233 writes the flow entry received from the cloud controller 210 to the flow table 231 via the interface 234B.

次に、上記の構成のシステムにおけるWANとNW機能クラウドとの連携方法を説明する。 Next, a cooperation method between the WAN and the NW function cloud in the system configured as described above will be described.

＜連携方式（１）＞
図１１は、本発明の一実施の形態における連携方式（１）のシーケンスを示す。 <Cooperation method (1)>
FIG. 11 shows a sequence of the cooperation method (1) according to the embodiment of the present invention.

WANコントローラ１１０が端末２の増減を検知した場合は、以下の処理を行う。 When the WAN controller 110 detects increase / decrease in the terminal 2, the following processing is performed.

WANコントローラ１１０からクラウドコントローラ２１０(３１０)に通知する方法として、WAN内の全ての端末の情報(IPアドレス、契約サービス)は通知せず、最低限必要となる、該当クラウドを通す端末のIPアドレスと、該当アドレスで適用すべき契約サービス名のみを通知する。 As a method of notifying the cloud controller 210 (310) from the WAN controller 110, the information (IP address, contract service) of all terminals in the WAN is not notified, and the IP address of the terminal that passes through the corresponding cloud is the minimum required. And only the contract service name to be applied at the corresponding address is notified.

ステップ１０１）IPネットワーク１００の端末２に接続されるエッジスイッチ１２０は、端末２のIPアドレスをインタフェース１２４Ｃを介してWANコントローラ１1０に通知する。 Step 101) The edge switch 120 connected to the terminal 2 of the IP network 100 notifies the WAN controller 110 via the interface 124C of the IP address of the terminal 2.

ステップ１０２）WANコントローラ１１０は、受信した端末２のIPアドレスを端末DB１１１に追加書き込みをする。 Step 102) The WAN controller 110 additionally writes the received IP address of the terminal 2 in the terminal DB 111.

ステップ１０３）WANコントローラ１１０は、インタフェース１１４aを介して端末のIPアドレス及び契約サービスをクラウドコントローラ２１０に通知する。なお、ユーザガサービス契約をしていない場合には、契約サービスは通知されない。 Step 103) The WAN controller 110 notifies the cloud controller 210 of the IP address of the terminal and the contract service via the interface 114a. If the user service contract is not made, the contract service is not notified.

ステップ１０４）WANコントローラ１１０のNW制御部１１３において、さらに、端末DB１１１の情報の端末のIPアドレス及び契約サービス情報からフローエントリを生成する。 Step 104) The NW control unit 113 of the WAN controller 110 further generates a flow entry from the terminal IP address and the contract service information in the information of the terminal DB 111.

ステップ１０５）クラウドコントローラ２１０は、受信した端末のIPアドレス及び契約サービスをフロー管理DB２１２に追加書き込みをする。 Step 105) The cloud controller 210 additionally writes the received IP address and contract service of the terminal in the flow management DB 212.

ステップ１０６）クラウドコントローラ２１０のNW制御部２１３において、NW機能DB２１１とフロー管理DB２１２にある情報を組み合わせて、各フローを適切なVMにながすようにフローエントリを作成する。 Step 106) The NW control unit 213 of the cloud controller 210 combines the information in the NW function DB 211 and the flow management DB 212 to create a flow entry so that each flow is passed to an appropriate VM.

ステップ１０７）クラウドコントローラ２１０のNW制御部２１３において、作成されたフローエントリをゲートウェイスイッチ２２０に送信する。 Step 107) The NW control unit 213 of the cloud controller 210 transmits the created flow entry to the gateway switch 220.

ステップ１０８）更に、NW制御部２１３は、フローエントリをNW機能サーバ２３０に送信する。 Step 108) Further, the NW control unit 213 transmits the flow entry to the NW function server 230.

ステップ１０９） NW機能サーバ２３０は、インタフェース２３４Ｂを介して、ステップ１０６で生成されたフローエントリを受信すると、セキュアチャネル２３３において、フローエントリをフローテーブル２３１に書き込む。フローエントリの内容は、クラウド内のネットワークから受信したフローを、どのVMに転送するか、また、VMを通って戻ってきたフローを次にどこに（別のVM、別のNW機能サーバ、ゲートウェイスイッチ）に転送するかという制御を含む。 Step 109) Upon receiving the flow entry generated in Step 106 via the interface 234B, the NW function server 230 writes the flow entry in the flow table 231 in the secure channel 233. The contents of the flow entry are to which VM the flow received from the network in the cloud is forwarded, and where the flow returned through the VM is next (another VM, another network function server, gateway switch) ) Includes control of whether to transfer to

＜連携方式（２）＞
図１２は、本発明の一実施の形態における連携方式（２）のシーケンスを示す。 <Cooperation method (2)>
FIG. 12 shows a sequence of the cooperation method (2) in one embodiment of the present invention.

同図では、クラウドコントローラ２１０がVM(ＮW機能)の増減を検知した場合の制御を示す。 In the figure, control when the cloud controller 210 detects increase / decrease in VM (NW function) is shown.

クラウドコントローラ２１０からWANコントローラ１１０に通知する情報として、クラウド内の個々のVMの情報（NW機能、リソース）は通知せず、クラウド内にあるNW機能と全体のリソースの情報のみを通知する。 As the information notified from the cloud controller 210 to the WAN controller 110, the information (NW function, resource) of each VM in the cloud is not notified, but only the information of the NW function and the entire resource in the cloud is notified.

ステップ２０１）NW機能サーバ２３０は、仮想スイッチ部２３２において、増減のあったVMのID、NW機能、リソースを、クラウドコントローラ２１０にインタフェース２３４Ａを介して通知する。 Step 201) The NW function server 230 notifies the cloud controller 210 via the interface 234A of the VM ID, NW function, and resource that have increased or decreased in the virtual switch unit 232.

ステップ２０２）クラウドコントローラ２１０は、NW機能サーバ２３０から取得した情報を、NW機能DB２１１に追記する。 Step 202) The cloud controller 210 adds the information acquired from the NW function server 230 to the NW function DB 211.

ステップ２０３）クラウドコントローラ２１０は、NW制御部２１３において、インタフェース２１４１を介して、NW機能、リソース、クラウドIDをWANコントローラ１１０に通知する。 Step 203) The cloud controller 210 notifies the WAN controller 110 of the NW function, resource, and cloud ID via the interface 2141 in the NW control unit 213.

ステップ２０４） WANコントローラ１１０のNW制御部１１３は、クラウドコントローラ２１０から取得したNW機能、リソース、クラウドIDをクラウドDB１１２に追記する。さらに、前述の表１に示すエッジスイッチIPアドレスDB１１５からクラウドIDに対応したエッジスイッチのIPアドレスを取得してクラウドDB１１２に追加する。 Step 204) The NW control unit 113 of the WAN controller 110 adds the NW function, resource, and cloud ID acquired from the cloud controller 210 to the cloud DB 112. Further, the IP address of the edge switch corresponding to the cloud ID is acquired from the edge switch IP address DB 115 shown in Table 1 and added to the cloud DB 112.

以下に、上記の実施の形態の動作を具体的に説明する。 The operation of the above embodiment will be specifically described below.

［第１の実施例］
本実施例では、端末２ＡがDPI(Deep Packet Inspection)とFW（Fire Wall）を契約し、Webサーバと通信する例を説明する。 [First embodiment]
In the present embodiment, an example will be described in which the terminal 2A contracts with DPI (Deep Packet Inspection) and FW (Fire Wall) and communicates with a Web server.

図１３は、本発明の第１の実施例のネットワーク構成を示す。 FIG. 13 shows a network configuration of the first embodiment of the present invention.

同図において、図１と同一構成要素には同一符号を付す。 In the figure, the same components as those in FIG.

同図のネットワーク構成において、インターネット１にWebサーバ４００が設けられている。 In the network configuration shown in the figure, a Web server 400 is provided on the Internet 1.

IPネットワーク１００は、WANコントローラ１１０、端末２_Ａと接続されるエッジスイッチ１２０_１、クラウド２００と通信を行うエッジスイッチ１２０_２、クラウド３００と通信を行うエッジスイッチ１２０_３、インターネット１と通信を行うエッジスイッチ１２０_４、各エッジスイッチと接続されるルータ１３０を有する。 IP network 100, WAN controller 110, the terminal ₂ edge switch 120 ₁ is connected to the _A, edge switch 120 ₂ that communicates with the cloud 200, edge switch 120 ₃ that communicates with the cloud 300, the edge that communicates with the Internet 1 The switch 120 ₄ has a router 130 connected to each edge switch.

各クラウド２００，３００は、クラウドコントローラ２１０、クラウドコントローラ３１０、エッジスイッチ１２０_２と通信を行うゲートウェイスイッチ２２０、エッジスイッチ１２０_３と通信を行うゲートウェイスイッチ３２０、NW機能サーバ２３０、NW機能サーバ３３０を有する。 Each cloud 200 and 300 has a cloud controller 210, cloud controller 310, gateway switch 220 communicates with the edge switch 120 _2, the gateway switch 320 that communicates with the edge switch 120 _3, NW function server 230, NW feature server 330 .

図１４は、本発明の第１の実施例におけるフローエントリ例である。当該フローエントリは、コントローラにより設定される。 FIG. 14 is an example of a flow entry in the first embodiment of the present invention. The flow entry is set by the controller.

図１５は、本発明の第１の実施例のシーケンスを示す。 FIG. 15 shows the sequence of the first embodiment of the present invention.

図１３の括弧内の数字と図１５の括弧内の数字は処理順序を表し、それぞれ対応している。 The numbers in parentheses in FIG. 13 and the numbers in parentheses in FIG. 15 represent the processing order and correspond to each other.

（１）端末２_ＡがWebサーバ４００宛てにパケットを送ると、エッジスイッチ１２０_１においてカプセル化され、DPI２４０のNW機能を有するクラウド２００に接続するエッジスイッチ１２０_２に送信される。 (1) When the terminal 2 _A sends a packet to the Web server 400, the packet is encapsulated in the edge switch 120 ₁ and transmitted to the edge switch 120 ₂ connected to the cloud 200 having the NW function of the DPI 240.

（２）エッジスイッチ１２０_２では、カプセル化を解除し、ゲートウェイスイッチ２２０が接続するポートへ、パケットを転送する。 (2) In the edge switch 120 _2, decapsulates, the port on which the gateway switch 220 is connected, and transfers the packet.

（３）ゲートウェイスイッチ２２０がパケットを受け取ると、パケットをカプセル化し、DPI２４０のNW機能を有するNW機能サーバ２３０に送信する。 (3) When the gateway switch 220 receives the packet, the packet is encapsulated and transmitted to the NW function server 230 having the NW function of the DPI 240.

（４）NW機能サーバ２３０の仮想スイッチ部２３２がパケットを受け取ると、カプセル化を解除し、DPI２４０のNW機能を有するVMにパケットを転送する。 (4) When the virtual switch unit 232 of the NW function server 230 receives the packet, the encapsulation is released and the packet is transferred to the VM having the NW function of the DPI 240.

（５）DPI２４０は、パケットを処理した後、NW機能サーバ２３０にパケットを戻し、更に、NW機能サーバ２３０は、パケットをカプセル化してゲートウェイスイッチ２２０に送信する。 (5) After processing the packet, the DPI 240 returns the packet to the NW function server 230, and the NW function server 230 encapsulates the packet and transmits it to the gateway switch 220.

（６）ゲートウェイスイッチ２２０は、NW機能サーバ２３０からのパケットを受け取ると、カプセル化を解除し、エッジスイッチ１２０_２が接続するポートへパケットを転送する。 (6) The gateway switch 220 receives a packet from the NW function server 230, decapsulates, edge switch 120 ₂ forwards the packet to the port to be connected.

（７）ゲートウェイスイッチ１２０_２は、受信したパケットをカプセル化し、FWのNW機能を有するクラウド３００に接続するエッジスイッチ１２０_３にルータ１３０を介して送信する。 (7) The gateway switch 120 ₂ encapsulates the received packet, and transmits via the router 130 to the edge switch 120 ₃ connected to the cloud 300 with NW functions FW.

（８）エッジスイッチ１２０_３では、カプセル化を解除し、ゲートウェイスイッチ３２０が接続するポートへ、パケットを転送する。以後、（３）〜（６）と同様の処理を行い、FWのNW機能を適用する。 (8) The edge switch 120 _3, decapsulates, the port on which the gateway switch 320 connects, to forward the packet. Thereafter, processing similar to (3) to (6) is performed, and the FW NW function is applied.

（９）エッジスイッチ１２０_３、は、ゲートウェイスイッチ３２０から受信したパケットをカプセル化し、エッジスイッチ１２０_４に送信する。 (9) The edge switch 120 ₃ encapsulates the packet received from the gateway switch 320 and transmits the packet to the edge switch 120 ₄ .

（10）エッジスイッチ１２０_４は、カプセル化を解除し、インターネット１に接続するポートへ、パケットを転送する。 (10) edge switch 120 ₄ decapsulates, to a port to connect to the Internet 1, and transfers the packet.

以上の動作により、端末２_Ａからインターネット１のWebサーバ４００に向かうパケットに対してNW機能（DPI、FW）を適用することができる。 By the above operation, it is possible to apply the NW function (DPI, FW) for packets going from the terminal 2 _A to the Web server 400 of the Internet 1.

［第２の実施例］
本実施例では、前述の第１の実施例を実施後、端末２Aがクラウド３００内のNW機能(キャッシュ)を契約した場合について説明する。 [Second Embodiment]
In the present embodiment, a case will be described in which the terminal 2A contracts for the NW function (cache) in the cloud 300 after implementing the first embodiment described above.

図１６は、本発明の第２の実施例のネットワーク構成図を示す。図１３と同一構成部分には同一符号を付す。 FIG. 16 shows a network configuration diagram of the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals.

本実施例では、クラウド３００にキャッシュ３５０との情報の送受信を行うNW機能サーバ３３０_２を付加した構成である。 In this embodiment, a configuration obtained by adding the NW feature server 330 ₂ for transmitting and receiving information between the cache 350 in the cloud 300.

図１７は、本発明の第２の実施例における第１の実施例とのフローエントリの差分を示す。同図中の取り消し線は、第１の実施例より削除するフローエントリを示している。 FIG. 17 shows the difference of the flow entry from the first embodiment in the second embodiment of the present invention. The strikethrough in the figure shows the flow entry to be deleted from the first embodiment.

図１８は、本発明の第２の実施例のシーケンスである。 FIG. 18 shows a sequence according to the second embodiment of the present invention.

同図において、図１５と同一処理については同一番号を付し、その説明を省略する。 In the figure, the same processes as those in FIG.

本実施例では、図１８の点線で囲んだ処理が付加される。 In the present embodiment, a process surrounded by a dotted line in FIG. 18 is added.

（20）ゲートウェイスイッチ３２０は、NW機能サーバ３３０_１から受信したパケットをカプセル化してNW機能サーバ３３０_２に送信する。 (20) The gateway switch 320 transmits the NW function server 330 ₂ encapsulates the packet received from the NW function server 330 _1.

（21）NW機能サーバ３３０_２は、内部のキャッシュ処理を行う。 (21) NW feature server 330 ₂ performs an internal caching.

（22）NW機能サーバ３３０_２は、パケットをカプセル化してゲートウェイスイッチ３２０に送信する。 (22) NW feature server 330 ₂ transmits a packet to the gateway switch 320 to encapsulate.

（23)ゲートウェイスイッチ３２０は、パケットのカプセル化を解除してエッジスイッチ１２０_３に送信する。 (23) The gateway switch 320, and transmits the decapsulated packet to edge switch 120 _3.

本実施例では、既にパケットが経由しているNW機能クラウド内での経路変更はWAN側へ影響しないため、エンド−エンド間でトンネルを張る方式と比較して、スケーラビリティを向上させることができる。 In the present embodiment, since a route change in the NW function cloud through which a packet has already passed does not affect the WAN side, scalability can be improved as compared with a method of establishing a tunnel between end-to-end.

［第３の実施例］
本実施例では、第２の実施例を実施後、FWがクラウド２００のNW機能サーバ２３０に移動した場合の例を示す。 [Third embodiment]
In the present embodiment, an example in which the FW moves to the NW function server 230 of the cloud 200 after the second embodiment is performed is shown.

図１９は、本発明の第３の実施例のネットワーク構成図を示す。 FIG. 19 shows a network configuration diagram of the third embodiment of the present invention.

同図に示すネットワークは、第２の実施例では、クラウド３００に存在したFWをクラウド２００に移動させた例である。 The network shown in the figure is an example in which the FW existing in the cloud 300 is moved to the cloud 200 in the second embodiment.

この場合、既にパケットが経由しているNW機能クラウド２００，３００間でNW機能が移動した場合でも、WAN側への影響はない。 In this case, even if the NW function moves between the NW function clouds 200 and 300 through which packets have already passed, there is no influence on the WAN side.

図２０は、本発明と従来方式の比較を示す。 FIG. 20 shows a comparison between the present invention and the conventional method.

従来方式とは、非特許文献３に示す技術であり、WANとクラウドの間のゲートウェイスイッチにおいて、WAN側とクラウド側のトンネルをマッピングする方式である。 The conventional method is a technique shown in Non-Patent Document 3, and is a method of mapping a tunnel on the WAN side and the cloud side in a gateway switch between the WAN and the cloud.

同図において、ユーザ数をｎ、クラウド数x、クラウド内のVM数をmとしたとき、従来方式のコントローラの管理対象数は、n+xmであるが、本発明では、WANとクラウドを別々のコントローラで制御することで、WANコントローラの管理対象数はn+xであり、クラウドコントローラの管理対象数はVMと同数のｍとなり、コントローラ１台が管理するステート数を削減できることがわかる。 In the figure, when n is the number of users, x is the number of clouds, and m is the number of VMs in the cloud, the number of management targets of the conventional controller is n + xm. It can be seen that the number of management objects of the WAN controller is n + x and the number of management objects of the cloud controller is the same number m as that of the VM, and the number of states managed by one controller can be reduced.

なお、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims.

１インターネット
２端末
１００ＩＰネットワーク
１１０ WANコントローラ
１１１端末DB
１１２クラウドDB
１１３ＮＷ制御部
１１４インタフェース
１１５エッジスイッチIPアドレスDB
１２０エッジスイッチ
１２１フローテーブル
１２２パケット処理部
１２３セキュアチャネル
１２４インタフェース
１３０ルータ
２００，３００ NW機能クラウド
２１０，３１０クラウドコントローラ
２１１ NW機能DB
２１２フロー管理DB
２１３ NW制御部
２１４インタフェース
２２０，３２０ゲートウェイスイッチ
２２１フローテーブル
２２２パケット処理部
２２３セキュアチャネル
２２４インタフェース
２３０，３３０ NW機能サーバ
２３１フローテーブル
２３２仮想スイッチ部
２３３セキュアチャネル
２３４インタフェース
２３５ VM（仮想マシン）
２４０ DPI
３５０キャッシュ 1 Internet 2 Terminal 100 IP Network 110 WAN Controller 111 Terminal DB
112 Cloud DB
113 NW control unit 114 Interface 115 Edge switch IP address DB
120 Edge Switch 121 Flow Table 122 Packet Processing Unit 123 Secure Channel 124 Interface 130 Router 200, 300 NW Function Cloud 210, 310 Cloud Controller 211 NW Function DB
212 Flow management DB
213 NW control unit 214 Interface 220, 320 Gateway switch 221 Flow table 222 Packet processing unit 223 Secure channel 224 Interface 230, 330 NW function server 231 Flow table 232 Virtual switch unit 233 Secure channel 234 Interface 235 VM (virtual machine)
240 DPI
350 cache

Claims

ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、
を有し、
前記WANコントローラは、
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記クラウドコントローラは、
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、
を有し、
前記エッジスイッチは、
当該エッジスイッチに接続されている端末の増減を検知した場合には、前記NW制御手段に通知する手段を有し、
前記NW制御手段は、
前記端末の増減を前記端末情報記憶手段に反映させる手段と、
前記端末情報記憶手段の情報のうち、該当するクラウドを通す端末のIPアドレスと契約サービス情報のみを前記クラウドコントローラに通知する手段を含むことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携システム。 In an environment where the network function (hereinafter referred to as “NW function”) is provided as a cloud, it is a communication network routing control coordination system that links the wide area network (hereinafter referred to as “WAN”) and the network function. There,
A WAN controller, a WAN having multiple edge switches and routers;
Multiple NW function cloud with cloud controller, gateway switch, NW function server,
Have
The WAN controller
A terminal information storage means for storing the ID, IP address, and contract service information of the terminal connected to the IP network;
A cloud ID for identifying the NW function cloud, a cloud information storage means for holding the NW function and resources included in the NW function cloud;
Based on the information in the terminal information storage means and the cloud information storage means, create a flow entry, control the edge switch, and store the information stored in the terminal information storage means and the cloud information storage means, NW control means for notifying the cloud controller and updating the information of the terminal information storage means and the cloud information storage means based on the information notified from the edge switch and the cloud controller;
Have
The cloud controller
An ID of a virtual machine in the cloud, an NW function included in the virtual machine, an NW function information storage means for holding resources;
A flow management information storage means for holding the IP address and contract service information necessary for controlling the flow in the cloud network;
Based on the information of the NW function information storage means and the flow management information storage means, create a flow entry in which packet processing rules are described, control the gateway switch and the virtual switch of the NW function server, and Information of function information storage means is notified to the WAN controller, and based on the information notified from the WAN controller and information notified from the virtual switch of the NW function server, the NW function information storage means and the flow management NW control means for updating information in the information storage means;
I have a,
The edge switch is
When detecting an increase or decrease of the terminal connected to the edge switch, it has means for notifying the NW control means,
The NW control means includes
Means for reflecting the increase or decrease of the terminal in the terminal information storage means;
A communication network path control cooperation system comprising means for notifying the cloud controller of only the IP address and contract service information of a terminal that passes through a corresponding cloud among the information in the terminal information storage means .

ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携システムであって、  In an environment where the network function (hereinafter referred to as “NW function”) is provided as a cloud, it is a communication network routing control coordination system that links the wide area network (hereinafter referred to as “WAN”) and the network function. There,
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、  A WAN controller, a WAN having multiple edge switches and routers;
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、  Multiple NW function cloud with cloud controller, gateway switch, NW function server,
を有し、Have
前記WANコントローラは、  The WAN controller
IPネットワークに接続している端末のID、IPアドレス、契約サービス情報を保持する端末情報記憶手段と、  A terminal information storage means for storing the ID, IP address, and contract service information of the terminal connected to the IP network;
前記NW機能クラウドを識別するクラウドID、該NW機能クラウドに含まれるNW機能とリソースを保持するクラウド情報記憶手段と、  A cloud ID for identifying the NW function cloud, a cloud information storage means for holding the NW function and resources included in the NW function cloud;
前記端末情報記憶手段と前記クラウド情報記憶手段の情報に基づいて、フローエントリを作成し、前記エッジスイッチを制御し、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段に格納されている情報を、前記クラウドコントローラに通知し、該エッジスイッチ及び該クラウドコントローラから通知された情報に基づいて、該端末情報記憶手段と該クラウド情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、  Based on the information in the terminal information storage means and the cloud information storage means, create a flow entry, control the edge switch, and store the information stored in the terminal information storage means and the cloud information storage means, NW control means for notifying the cloud controller and updating the information of the terminal information storage means and the cloud information storage means based on the information notified from the edge switch and the cloud controller;
を有し、Have
前記クラウドコントローラは、  The cloud controller
前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能、リソースを保持するNW機能情報記憶手段と、  An ID of a virtual machine in the cloud, an NW function included in the virtual machine, an NW function information storage means for holding resources;
クラウドネットワーク内のフローの制御に必要となるIPアドレス、契約サービス情報を保持するフロー管理情報記憶手段と、  A flow management information storage means for holding the IP address and contract service information necessary for controlling the flow in the cloud network;
前記NW機能情報記憶手段と前記フロー管理情報記憶手段の情報に基づいて、パケットの処理ルールが記述されたフローエントリを作成し、前記ゲートウェイスイッチ及び前記NW機能サーバの仮想スイッチを制御し、該NW機能情報記憶手段の情報を前記WANコントローラに通知し、該WANコントローラから通知された情報及び該NW機能サーバの仮想スイッチから通知された情報に基づいて、該NW機能情報記憶手段と、該フロー管理情報記憶手段の情報を更新するNW制御手段と、  Based on the information of the NW function information storage means and the flow management information storage means, create a flow entry in which packet processing rules are described, control the gateway switch and the virtual switch of the NW function server, and Information of function information storage means is notified to the WAN controller, and based on the information notified from the WAN controller and information notified from the virtual switch of the NW function server, the NW function information storage means and the flow management NW control means for updating information in the information storage means;
を有し、Have
前記NW機能サーバは、  The NW function server
前記仮想マシンの増減を検知した場合には、増減のあった仮想マシンのID、NW機能及びリソースを前記クラウドコントローラに通知する手段を有し、  When detecting an increase / decrease in the virtual machine, it has means for notifying the cloud controller of the ID, NW function and resource of the virtual machine that has increased / decreased,
前記クラウドコントローラは、  The cloud controller
前記仮想マシンの増減を前記NW機能情報記憶手段に反映させる手段と、  Means for reflecting the increase / decrease in the virtual machine in the NW function information storage means;
前記NW機能情報記憶手段の情報のうち、前記クラウド内にあるNW機能と全体のリソース情報のみを前記WANコントローラに通知する手段を含むことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携システム。  A communication network path control cooperation system comprising means for notifying the WAN controller of only the NW function in the cloud and the overall resource information among the information of the NW function information storage means.

前記WAN側の前記エッジスイッチは、
フローエントリを保持する第１のフローテーブルと、
前記第１のフローテーブルのフローエントリに基づいてパケットを処理する第１のパケット処理手段と、
前記WANコントローラから受信したフローエントリをフローテーブルに書き込む第１のセキュアチャネルと、
を有し、
前記NW機能クラウド側の前記ゲートウェイスイッチは、
フローエントリを保持する第２のフローテーブルと、
前記第２のフローテーブルのフローエントリに基づいてパケットを処理する第２のパケット処理手段と、
前記クラウドコントローラから受信したフローエントリを前記第２のフローテーブルに書き込む第２のセキュアチャネルと、
を有し、
前記NW機能クラウド側の前記NW機能サーバは、
フローエントリを保持する第３のフローテーブルと、
前記第３のフローテーブルのフローエントリに基づいて前記仮想マシンが通信するパケットを処理し、該仮想マシンの増減、NW機能や性能に関する情報を前記クラウドコントローラに通知する仮想スイッチ手段と、
前記クラウドコントローラから受信したフローエントリを前記第３のフローテーブルに書き込む第３のセキュアチャネルと、
を有する
請求項１又は２記載の通信ネットワークの経路制御連携システム。 The edge switch on the WAN side is
A first flow table for holding a flow entry,
First packet processing means for processing a packet based on a flow entry of the first flow table;
A first secure channel for writing a flow entry received from the WAN controller to a flow table;
Have
The gateway switch on the NW function cloud side is
A second flow table for holding a flow entry,
Second packet processing means for processing a packet based on a flow entry of the second flow table;
A second secure channel for writing the flow entry received from the cloud controller to the second flow table;
Have
The NW function server on the NW function cloud side is
A third flow table for holding a flow entry,
Virtual switch means for processing a packet communicated by the virtual machine based on a flow entry of the third flow table, and notifying the cloud controller of information on increase / decrease of the virtual machine, NW function and performance;
A third secure channel for writing the flow entry received from the cloud controller to the third flow table;
The communication network path control cooperation system according to claim 1 or 2, further comprising:

ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携方法であって、
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、を有するシステムにおいて、
前記WANの端末に接続されるエッジスイッチが、該端末のIPアドレスを前記WANコントローラに通知するステップと、
前記WANコントローラが、前記端末のIPアドレスを端末情報記憶手段に格納し、該端末のIPアドレス及び契約サービス情報を、前記クラウドコントローラに通知するステップと、
フローエントリを生成して前記エッジスイッチに通知するステップと、
前記クラウドコントローラが、前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能及びリソースをNW機能情報記憶手段に格納し、前記WANコントローラから取得した前記端末のIPアドレス及び前記契約サービス情報をフロー管理情報記憶手段に格納し、フローエントリを生成して、該フローエントリをゲートウェイスイッチ及びNW機能サーバに通知するステップと、
前記NW機能サーバが、前記クラウドコントローラから受信した前記フローエントリをフローテーブルに格納するステップと、
前記WAN側のエッジスイッチが、当該エッジスイッチに接続されている端末の増減を検知した場合には、前記WANコントローラに通知するステップと、
前記WANコントローラが、前記端末の増減を前記端末情報記憶手段に反映させ、該端末情報記憶手段の情報のうち、該当するクラウドを通す端末のIPアドレスと契約サービス情報のみを前記クラウドコントローラに通知するステップと、
を行うことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携方法。 In an environment where the network function (hereinafter referred to as “NW function”) is provided as a cloud, a communication network path control cooperation method for linking the network function with a wide area network (hereinafter referred to as “WAN”) There,
A WAN controller, a WAN having multiple edge switches and routers;
In a system having a cloud controller, a gateway switch, and a plurality of NW function clouds having NW function servers,
An edge switch connected to the WAN terminal notifies the WAN controller of the IP address of the terminal;
The WAN controller stores the IP address of the terminal in a terminal information storage means, and notifies the cloud controller of the IP address and contract service information of the terminal;
Generating a flow entry and notifying the edge switch;
The cloud controller stores the ID of the virtual machine in the cloud, the NW function and resources included in the virtual machine in the NW function information storage means, and the IP address of the terminal and the contract service information acquired from the WAN controller In the flow management information storage means, generating a flow entry and notifying the flow entry to the gateway switch and the NW function server;
The NW function server stores the flow entry received from the cloud controller in a flow table;
When the WAN side edge switch detects an increase or decrease in the number of terminals connected to the edge switch, notifying the WAN controller;
The WAN controller reflects the increase / decrease in the terminal in the terminal information storage means, and notifies the cloud controller of only the IP address and contract service information of the terminal through the corresponding cloud among the information in the terminal information storage means. Steps,
A communication network path control cooperation method characterized by:

ネットワーク機能(以下、「NW機能」と記す)がクラウドとして提供されている環境において、広域ネットワーク（以下、「WAN」と記す）と該ネットワーク機能を連携させるための通信ネットワークの経路制御連携方法であって、  In an environment where the network function (hereinafter referred to as “NW function”) is provided as a cloud, a communication network path control cooperation method for linking the network function with a wide area network (hereinafter referred to as “WAN”) There,
WANコントローラ、複数のエッジスイッチ及びルータを有するWANと、  A WAN controller, a WAN having multiple edge switches and routers;
クラウドコントローラ、ゲートウェイスイッチ、NW機能サーバを有する複数のNW機能クラウドと、を有するシステムにおいて、  In a system having a cloud controller, a gateway switch, and a plurality of NW function clouds having NW function servers,
前記WANの端末に接続されるエッジスイッチが、該端末のIPアドレスを前記WANコントローラに通知するステップと、  An edge switch connected to the WAN terminal notifies the WAN controller of the IP address of the terminal;
前記WANコントローラが、前記端末のIPアドレスを端末情報記憶手段に格納し、該端末のIPアドレス及び契約サービス情報を、前記クラウドコントローラに通知するステップと、  The WAN controller stores the IP address of the terminal in terminal information storage means, and notifies the cloud controller of the IP address and contract service information of the terminal;
フローエントリを生成して前記エッジスイッチに通知するステップと、  Generating a flow entry and notifying the edge switch;
前記クラウドコントローラが、前記クラウドにある仮想マシンのID、該仮想マシンに含まれるNW機能及びリソースをNW機能情報記憶手段に格納し、前記WANコントローラから取得した前記端末のIPアドレス及び前記契約サービス情報をフロー管理情報記憶手段に格納し、フローエントリを生成して、該フローエントリをゲートウェイスイッチ及びNW機能サーバに通知するステップと、  The cloud controller stores the ID of the virtual machine in the cloud, the NW function and resources included in the virtual machine in the NW function information storage means, and the IP address of the terminal and the contract service information acquired from the WAN controller In the flow management information storage means, generating a flow entry and notifying the flow entry to the gateway switch and the NW function server;
前記NW機能サーバが、前記クラウドコントローラから受信した前記フローエントリをフローテーブルに格納するステップと、  The NW function server stores the flow entry received from the cloud controller in a flow table;
前記クラウド側の前記NW機能サーバが、前記仮想マシンの増減を検知した場合には、増減のあった仮想マシンのID、NW機能及びリソースを前記クラウドコントローラに通知するステップと、  When the NW function server on the cloud side detects increase / decrease in the virtual machine, notifying the cloud controller of the ID, NW function and resource of the virtual machine that has increased / decreased;
前記クラウドコントローラが、前記仮想マシンの増減を前記NW機能情報記憶手段に反映させ、該NW機能情報記憶手段の情報のうち、前記クラウド内にあるNW機能と全体のリソース情報のみを前記WANコントローラに通知するステップと、  The cloud controller reflects the increase / decrease of the virtual machine in the NW function information storage unit, and among the information of the NW function information storage unit, only the NW function in the cloud and the entire resource information are stored in the WAN controller. A notification step;
を行うことを特徴とする通信ネットワークの経路制御連携方法。A communication network path control cooperation method characterized by: