OpenFlowのコントローラとスイッチの動作【ネットワークスペシャリスト試験平成29年度秋期午後2 問1 No.2】

湊コウ

4年前

ネットワークスペシャリスト試験平成29年度秋期午後2 問1 No.2

【出典：ネットワークスペシャリスト試験平成29年度秋期午後2 問1（一部、加工あり）】

【新工場LANに適用するSDN技術の調査】
　ベンダから提案があったSDN技術について、D君は次のように整理した。

従来のスイッチ機能を、経路制御などの管理機能を実行するフローコントローラ（以下、OFCという）と、データ転送を行うスイッチ（以下、OFSという）に分け、OFSに入るパケットの経路制御をOFCが集中制御する方式を採用する。
OFSとOFCは、管理のための専用NW（以下、管理NWという）を介して、通信メッセージを交換する。OFCとOFS間の通信メッセージを表1に示す。

OFSは、IPアドレス、MACアドレスなどのパケット識別子（Match Field、以下、MFという）を使ったパケット識別条件と、識別されたパケットの処理（以下、Actionという）の組合せ（以下、エントリという）を、OFS内の管理テーブルで管理する。
OFSは、入力パケットに対して、管理テーブル内のパケット識別条件が一致するエントリを探し、そのエントリのActionを実行する。一致するエントリがない場合は、事前の設定に従い、入力パケットを破棄するか、Packet-Inメッセージを使ってOFCに入力パケットを転送する。今回の提案では、OFCへの通信集中を避けるために、入力パケットを破棄させる設定を全OFSに対して行う。
MFとActionの例を表2に示す。

　
　ベンダの提案では、8台のOFSを導入する。ベンダから提案があった新工場LANの物理構成案を、図2に示す。

　OFS同士の接続情報をOFCが収集する通信シーケンスについて、D君はベンダから説明を受けた。例えば、図2中のOFCが、OFS1とOFS2の接続情報を得る場合のOFS接続情報収集の通信シーケンス例は、図3のようになる。

　OFS接続情報の収集では、IEEE 802.1ABで規定されているLLDP（Link Layer Discovery Protocol）の仕組みを流用する。図3中のOFCは、固有のイーサネットタイプ88CCをもつLLDPフレームを使って、次のように、LLDPフレームXとLLDPフレームYの内容からOFS1のp8とOFS2のp9の接続情報を得ている。

OFCは、表1中の（え：Flow-Mod）メッセージを使って、ETH_TYPEが88CCに等しいときのActionとして、Output（お：controller）を、OFS内の管理テーブルに登録させる。
OFCは、表1中の（か：Packet-Out）メッセージを使って、OFS1の全ポートについて、OFS1の装置名とそれぞれのポートIDを格納したLLDPフレームを出力させ、装置名OFS1とポートID p8が格納されたLLDPフレームXをOFS2から受け取る。
OFCは、OFS2に対して②と同様の操作を行い、装置名（き：OFS2）とポートID（く：p9）が格納されたLLDPフレームYをOFS1から受け取る。

え：Flow-Mod、お：controller

　①は、OFCからOFSへの通信で、OFS内の管理テーブルに登録させるものであるので、表1のFlow-Modメッセージが該当します。
　Actionの設定については、表2からOutputとして「ポートID」（指定ポートに出力する）か、「controller」（Packet-Inメッセージを使いOFCに転送する）が入ることが分かります。
　そして②の処理で、Packet-InメッセージでOFCに送信していることから、ここではOutput（controller）が該当します。

か：Packet-Out

　表1で、OFCがOFSに送信するPacket-Outメッセージ（出力パケットと出力ポートIDを送り、OFSに出力させる）が該当します。
　②の処理は、OFCがOFS1にLLDPフレームを出力させ、それを受信したOFS2がLLDPフレームXをOFCに送信することで、OFCがOFS接続情報を収集することになります。