CN102687465B - 通信系统和收集端口信息的方法 - Google Patents

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Abstract

公开了包括多个分组传送装置和控制每个分组传送装置的控制装置的通信系统，该通信系统能够将各分组传送装置在分组传送时采用的通信网络和控制装置用于控制每个分组传送装置的通信网络组织成单种通信网络。控制装置(80)识别目的地装置上的尚未查找的端口，并且向其上存在尚未探索的端口的目的地装置发送响应请求。分组传送装置(90)判定是否要将其上接收到的响应请求传送到另外的分组传送装置。在判定要将响应请求传送到另外的分组传送装置时，分组传送装置(90)将响应请求传送到另外的分组传送装置。在判定不将响应请求传送到另外的分组传送装置时，分组传送装置(90)沿着去到控制装置的路径返回包括该分组传送装置的端口信息的响应。

Description

通信系统和收集端口信息的方法
技术领域
本发明涉及包括多个分组传送装置和用于控制分组传送装置的控制单元的通信系统。本发明还涉及应用于该通信系统的分组传送单元、控制单元、端口信息收集方法和控制单元用程序。
背景技术
有一种包括各自传送分组的多个交换机和控制每个交换机的控制单元的通信系统，在该通信系统中，控制单元设定每个交换机中的流条目信息并且交换机根据流条目信息来传送接收到的分组。流条目信息依据分组的头部规定接收到的分组要经历的处理的类型（例如传送、丢弃、更新或其他）。这种通信系统需要控制信道，控制单元使用该控制信道来控制交换机。。例如，如果交换机接收到在流条目信息中未限定的分组，则交换机将此事通知给控制单元，然后控制单元根据该具体分组向交换机发送适当的流条目信息。控制信道被用于诸如从交换机到控制单元的通知和流条目信息从控制单元到交换机的发送之类的用途。控制单元用于控制交换机的协议被称为OpenFlow（开放流）。交换机可被认为是传送分组的分组传送单元。控制信道相当于OpenFlow协议中的“安全信道”。另外，控制单元在OpenFlow中被称为控制器。
OpenFlow的规范在非专利文献1中记载。在OpenFlow的规范中规定控制单元和交换机应当使用SSL（安全套接字层）来以端口号6633的TCP（传输控制协议）通信。从而，应用了OpenFlow协议的通信系统通常包括两个独立的通信网络。一个是具有用于按顺序传送分组多个交换机的通信网络，另一个是充当控制单元与每个交换机之间的控制信道的通信网络。图27是示出应用了OpenFlow协议的一般通信系统的示例的说明图。图27中所示的每个交换机92使用分组传送通信网络94来根据流条目信息向其他交换机传送接收到的分组。此外，独立于分组传送通信网络94提供了用作控制信道的控制通信网络93，并且控制单元91经由控制通信网络93控制每个交换机92。控制通信网络93使用诸如STP（生成树协议）、TCP/IP（传输控制协议/因特网协议）、RIP（路由信息协议）或OSPF（开放最短路径优先）之类的路由协议。
另外，在图27中作为示例示出的通信系统中，当交换机的拓扑被改变时，每个交换机在通信系统中交换控制帧并且认识到新拓扑。用于认识到拓扑的控制帧的示例例如包括STP中的BPDU（网桥协议数据单元）以及其他。
引文列表
非专利文献
非专利文献1：“OpenFlow Switch Specification Version 0.9.0”，“4.4Encryption”，2009年7月20日（2011年10月6日检索），因特网<http:∥www.openflowswitch.org/documents/openflow-spec-v0.9.0.pdf＞
发明内容
技术问题
图27中的基于OpenFlow的一般通信系统使用控制通信网络93和分组传送通信网络94。然而，在包括多个分组传送装置和控制每个分组传送单元的控制单元的通信系统中，最好每个分组传送单元用于传送分组的通信网络和控制单元用于控制每个分组传送单元的通信网络应被集成为一种。
从而，本发明希望提供：包括多个分组传送装置和控制每个分组传送单元的控制单元的通信系统，该通信系统被配置成使得每个分组传送单元用于传送分组的通信网络和控制单元用于控制每个分组传送单元的通信网络可被集成为一种；以及应用于该通信系统的分组传送单元、控制单元、端口信息收集方法和控制单元用程序。
用于解决问题的手段
根据本发明的一种通信系统包括多个分组传送单元和控制每个分组传送单元的控制单元，其中：控制单元包括：拓扑信息存储装置，该拓扑信息存储装置存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息；未检测连接目的地端口确定装置，该未检测连接目的地端口确定装置根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；答复请求发送装置，该答复请求发送装置经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及答复接收装置，该答复接收装置从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复；并且分组传送单元包括：传送判定装置，该传送判定装置基于接收到的答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；传送装置，在判定答复请求要被传送到任何其他分组传送单元时，该传送装置基于答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及答复发送装置，在判定答复请求不被传送到任何其他分组传送单元时，该答复发送装置返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
根据本发明的一种控制单元控制多个分组传送单元，该控制单元包括：拓扑信息存储装置，该拓扑信息存储装置存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息；未检测连接目的地端口确定装置，该未检测连接目的地端口确定装置根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；答复请求发送装置，该答复请求发送装置经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及答复接收装置，该答复接收装置从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复。
根据本发明的分组传送单元受控制单元控制，该分组传送单元包括：传送判定装置，该传送判定装置在从控制单元接收到被寻址到连接目的地未被检测的未检测连接目的地端口的连接目的地的答复请求时，基于答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；传送装置，在判定答复请求要被传送到任何其他分组传送单元时，该传送装置基于答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及答复发送装置，在判定答复请求不被传送到任何其他分组传送单元时，该答复发送装置返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
根据本发明的一种端口信息收集方法，其中控制多个分组传送单元的控制单元执行：根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复。
根据本发明的一种控制单元用程序欲安装在控制多个分组传送单元的计算机上，该程序使得该计算机执行：根据包括关于该计算机或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息在该计算机或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复。
本发明的有利效果
根据本发明，在包括多个分组传送装置和控制每个分组传送单元的控制单元的通信系统中，每个分组传送单元用于传送分组的通信网络和控制单元用于控制每个分组传送单元的通信网络可被集成为一种。
附图说明
图1描绘了示意性示出从控制单元未存储拓扑信息的状态直到控制单元开始基于隧道传输的通信为止的处理步骤的说明图。
图2描绘了示出本发明的通信系统中配备的控制单元和交换机的配置的示例的框图。
图3描绘了示出源路由的示例的说明图。
图4描绘了作为示例示出特定分组的格式的说明图。
图5描绘了示出请求分组中包括的信息的示例的说明图。
图6描绘了示出答复分组中包括的信息的示例的说明图。
图7描绘了示出设立分组中包括的信息的示例的说明图。
图8描绘了示出隧道分组中包括的信息的示例的说明图。
图9描绘了示出控制单元生成拓扑信息并形成控制信道的处理步骤的示意图。
图10描绘了示出控制单元生成拓扑信息并形成控制信道的处理步骤的另一示意图。
图11描绘了示出控制单元生成拓扑信息并形成控制信道的处理步骤的另一示意图。
图12描绘了示出控制单元生成拓扑信息并形成控制信道的处理步骤的另一示意图。
图13描绘了示出控制单元生成拓扑信息并形成控制信道的处理步骤的另一示意图。
图14描绘了示出控制单元和每个交换机交换请求分组和答复分组的处理步骤的示例的说明图。
图15描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的说明图。
图16描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的另一说明图。
图17描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的另一说明图。
图18描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的另一说明图。
图19描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的另一说明图。
图20描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的另一说明图。
图21描绘了示出生成拓扑信息的处理步骤的示例的另一说明图。
图22描绘了示出控制单元中的处理流程的示例的流程图。
图23描绘了示出交换机中的处理流程的示例的流程图。
图24描绘了示出根据本发明的通信系统的最低限度配置的示例的框图。
图25描绘了示出本发明中的最低限度控制单元配置的示例的框图。
图26描绘了示出本发明中的最低限度分组传送单元配置的示例的框图。
图27描绘了示出应用了OpenFlow的一般通信系统的示例的说明图。
具体实施方式
以下，将参考附图来描述本发明的示例性实施例。
本发明的通信系统包括各自传送分组的多个分组传送装置，以及控制多个交换机（分组传送装置）的控制单元。控制单元向每个分组传送单元发送流条目信息，并且分组传送单元在接收到分组时根据流条目信息来处理分组。在此序列完成后，连接到一个分组传送单元的终端单元可经由给定的路径向连接到另一分组传送单元的任何其他终端单元发送分组，或者经由各路径向连接到其他分组传送装置的其他终端装置广播分组。
本发明中的分组传送单元例如是OpenFlow中的交换机，并且本发明中的控制单元例如是OpenFlow中的控制器。以下描述分组传送单元和控制单元分别是OpenFlow中的交换机和控制器的示例。然而，本发明也可应用到除OpenFlow以外的协议；本发明可应用到被构造成使得控制单元承担存在于通信网络上的每个分组传送单元的集中管理的任何通信系统。
本发明的通信系统不包括控制单元（控制器）与交换机之间的控制专用通信网络。控制单元只需要连接到至少一个交换机。控制单元利用交换机用来传送分组的通信网络来在每个交换机与控制单元自身之间提供控制信道。更具体而言，控制单元使用此通信网络的链路来形成控制单元自身与从控制单元看来连接到控制单元自身的交换机之后的每个交换机之间的控制信道。然后，控制单元经由控制信道通过隧道传输与每个交换机通信并且控制交换机。换言之，在本发明中，可以认为控制单元利用交换机用来传送分组的通信网络形成了每个交换机与控制单元自身之间的星形结构的覆盖网络。
在本发明的通信系统中，控制单元还存储表示控制单元自身和每个交换机的端口之间的互连关系的拓扑信息。各个交换机不需要存储拓扑信息。控制单元在其初始状态下不存储拓扑信息，向交换机查询其端口的连接状态，并且创建拓扑信息。在认识到了交换机的拓扑后，控制单元为每个交换机确定充当该交换机与控制单元自身之间的控制信道的路径，并且发送分组来将通向控制单元的路径通知给该交换机。这使得控制单元能够认识到通向交换机的控制信道，并且交换机也同样能够认识到通向控制单元的控制信道。然后，交换机和控制单元通过隧道传输经由控制信道彼此通信。
图1是示意性示出从控制单元未存储拓扑信息的状态直到控制单元和每个交换机开始基于隧道传输的通信为止的处理步骤的说明图。图1（a）示意性示出了本发明的通信系统的初始状态。在此状态下，控制单元10虽然连接到交换机群组的至少一个交换机，但没有认识到控制单元连接到哪个交换机的哪个端口。
根据拓扑信息，控制单元10确定控制单元自身或交换机群组拥有的端口之中的处于链接起来的状态的端口，其中处于链接起来状态的端口是不知道该具体端口连接到哪个交换机的哪个端口的端口。以下将此端口称为未检测连接目的地端口。在进行该确定后，为了从未检测连接目的地端口输出用于针对处于链接起来状态的端口向交换机进行查询的请求分组，控制单元10向交换机发送请求分组，如图1（b）中所示。由于控制单元10在初始状态下未存储拓扑信息，所以控制单元10指定控制单元自身的连接目的地交换机未知的端口作为未检测连接目的地端口，并且从该未检测连接目的地端口发送请求分组。处于链接起来的状态的端口是连接到任何其他交换机的端口。
接收到请求分组的每个交换机20从该交换机20的用于接收到该请求分组的端口向控制单元10返回分组（以下其被称为答复分组）。此状态在图1（c）中示出。答复分组包括指示出处于链接起来的状态的端口的信息、指示出交换机的用于接收到该请求分组的端口的信息以及标识交换机20自身的信息。
在本发明中，控制单元10根据答复分组生成并存储拓扑信息。控制单元10还根据拓扑信息确定未检测连接目的地端口，并且发送请求分组，使得此请求将被从未检测连接目的地端口输出。如果未检测连接目的地端口是交换机20的端口，则控制单元10通过源路由使每个交换机传送请求分组，使得具有所关注的未检测连接目的地端口的交换机20将从未检测连接目的地端口输出请求分组。接收到请求分组的交换机20也将从该交换机的用于接收到该请求分组的端口发送答复分组，并且控制单元10将把答复分组的内容包含到拓扑信息中。
这样，控制单元10重复确定未检测连接目的地端口、发送请求分组、接收答复分组和生成拓扑信息。当控制单元10变得不能根据拓扑信息确定未检测连接目的地端口时，控制单元判定拓扑信息已完成。
然后，控制单元10根据拓扑信息为每个交换机确定充当控制信道的路径。从而，控制单元10认识到每个交换机的控制信道。控制单元10随后发送设立分组来将路径或者说控制信道通知给每个交换机（参见图1（d））。接收到了设立分组的每个交换机20根据设立分组存储从交换机20自身延伸到控制单元10的路径或者说控制信道。这使得交换机20能够认识到通向控制单元10的各控制信道。
随后，控制单元10用于控制交换机20的通信是经由专用于每个交换机20的控制信道通过隧道传输进行的，如图1（e）中所示。例如，如果交换机20接收到在流条目信息中未限定的分组，则交换机20将此事通知给控制单元10。此时，交换机20经由控制信道通过隧道传输进行该通知。另外，接收到该通知的控制单元10生成新的流条目信息并将该信息发送到交换机，此时控制单元10经由控制信道通过隧道传输发送流条目信息。经由控制信道通过隧道传输在控制单元10和交换机20之间交换的分组在下文中被称为隧道分组。
控制单元10周期性地更新拓扑信息。例如，在从控制单元10最初开始生成请求分组起经过了一定时段之后，控制单元删除拓扑信息并且使处理返回到其初始状态。接下来，控制单元10再一次开始请求分组生成，并且在基于收集的答复分组生成新的拓扑信息之后，向每个交换机发送设立分组。控制单元10重复该序列。即使通过拓扑信息的周期性再生成修改了交换机间连接关系，也可将这些修改包括在拓扑信息中。
请求分组、答复分组、设立分组和隧道分组被称为特定分组。交换机20对特定分组执行的处理不同于对在交换机之间传送的数据分组执行的处理。在接收到在终端（未示出）之间交换的数据分组时，交换机20根据流条目信息传送该数据分组，并且如果该数据分组的流在流条目信息中未限定，则将此事实通知给控制单元10。交换机20对于特定分组不进行这种处理。取而代之，交换机20依据接收到的分组是请求分组、答复分组、设立分组还是隧道分组来进行不同的处理。相对于数据分组处理，每个交换机向特定分组处理赋予优先权。特定分组处理的优先保证了通信系统的QoS（服务质量）。
特定分组还包括与从该分组的发送源起的具体跳数相应的适当计数值。此计数值被称为端口计数。
图2是示出本发明的通信系统中配备的控制单元和交换机的配置的示例的框图。虽然图2示出了通信系统具有四个交换机20a至20d的示例，但此示例不限制交换机的数目及其拓扑。此外，虽然在图2的示例中两个交换机20a和20b连接到控制单元10，但连接到控制单元10的交换机的数目可以是一个或三个或更多个；控制单元10只需要有至少一个相连的交换机。
控制单元10包括控制单元侧特定分组发送/接收部11、拓扑搜索部12、拓扑存储部13、控制信道路径确定部14和控制单元侧控制消息隧道传输部15。
控制单元侧特定分组发送/接收部11（以下简称为特定分组发送/接收部11）发送和接收特定分组。更具体而言，特定分组发送/接收部11发送请求分组和设立分组，并且接收答复分组。特定分组发送/接收部11还发送和接收隧道分组。
特定分组发送/接收部11在接收到来自交换机的答复分组时，将该答复分组输出到拓扑搜索部12。特定分组发送/接收部11在接收到来自交换机的隧道分组时，将该隧道分组输出到控制单元侧控制消息隧道传输部15。
特定分组发送/接收部11发送的请求分组、设立分组和隧道分组通过源路由被顺次传送到路径上的交换机，并且到达该分组所寻址到的交换机。生成请求分组的拓扑搜索部12在请求分组中顺次记述控制单元10自身的输出端口和直到目的地交换机的路径上的每个交换机的输出端口，并且特定分组发送/接收部11从该输出端口的列表中第一个记述的控制单元10自身的端口发送请求分组。生成设立分组的控制信道路径确定部14在设立分组中顺次记述控制单元10自身的输出端口和直到目的地交换机的控制信道上的每个交换机的输出端口，并且特定分组发送/接收部11从该输出端口的列表中第一个记述的控制单元10自身的端口发送设立分组。类似地，生成要发送到交换机的隧道分组的控制单元侧控制消息隧道传输部15在隧道分组中顺次记述控制单元10自身的输出端口和直到目的地交换机的控制信道上的每个交换机的输出端口，并且特定分组发送/接收部11从该输出端口的列表中第一个记述的控制单元10自身的端口发送隧道分组。后文将描述源路由。
以下，为了方便起见将描述在特定分组中记述端口。然而，更具体而言，在特定分组中记述了标识控制单元10和每个交换机的端口的信息，并且端口标识号例如是该信息。输出端口列表因此是端口标识号的列表。在以下描述中以使用号码（端口标识号）作为端口标识信息为例。
拓扑搜索部12确定未检测连接目的地端口，然后生成请求分组并且使得特定分组发送/接收部11发送请求分组。当从交换机发送的答复分组作为对请求分组的答复被输入时，拓扑搜索部12还从答复分组生成拓扑信息并将该信息存储到拓扑存储部13中。拓扑搜索部12重复此序列，直到搜索部12变得不能够从拓扑信息确定未检测连接目的地端口为止。
拓扑搜索部12最初选择控制单元10自身的被链接起来的端口作为未检测连接目的地端口。拓扑搜索部12接下来在请求分组中记述被选择为未检测连接目的地端口的端口作为输出端口。拓扑搜索部12还记述输出端口列表的长度（即记述的输出端口的数目）和端口计数的初始值。在此情况下，输出端口的长度是1，因为只有控制单元10自身的链接起来的端口是输出端口。如果存在多个端口作为未检测连接目的地端口，则拓扑搜索部12为每个未检测连接目的地端口生成请求分组。即，一个未检测连接目的地端口对应于一个请求分组。特定分组发送/接收部11将每个请求分组从该请求分组中记述的端口发送。
此外，在接收到答复分组并生成拓扑信息时，拓扑搜索部12参考拓扑信息并且确定如下端口作为未检测连接目的地端口：不知道该端口连接到拓扑信息中记述的任何链接起来的交换机端口中的哪一个。拓扑搜索部12还从生成的拓扑信息确定从控制单元10到具有所关注的未检测连接目的地端口的交换机的路径。拓扑搜索部12根据该具体路径在请求分组中顺次记述控制单元10自身和每个交换机的适当输出端口。拓扑搜索部12还在请求分组中记述输出端口列表的长度（即，记述的输出端口的数目）和端口计数的初始值。在此情况下，拓扑搜索部12还为每个未检测连接目的地端口生成请求分组。特定分组发送/接收部11将每个请求分组从该请求分组中记述的第一端口发送。
拓扑搜索部12基于作为对每个请求分组的答复从每个交换机获得的答复分组来生成拓扑信息。每个答复分组除了包括指示出发送了该答复分组的交换机的链接起来的端口的信息以外，还包括标识该交换机的信息以及接收到引起答复分组的发送的请求分组的交换机上的端口信息。拓扑搜索部12识别出答复分组发送源交换机的端口（此端口是该交换机的用于接收请求分组的端口）连接到与请求分组相对应的未检测连接目的地端口，并且将这两个端口之间的互连关系添加到拓扑信息。
拓扑搜索部12的请求分组创建的开始启动了控制单元10的一系列处理，即请求分组发送、答复分组接收、拓扑信息创建和设立分组发送。拓扑搜索部12周期性地删除拓扑信息，然后开始请求分组的创建，并从而开始该一系列处理。
拓扑存储部13是存储拓扑信息的装置。
控制信道路径确定部14参考完成的拓扑信息并且逐交换机地确定独立控制信道。对于此控制信道确定方法没有限制。例如，控制信道路径确定部14可使用迪杰斯特拉（Dkstra）算法来计算到交换机的最短路径并将此路径确定为控制信道。控制信道路径确定部14还为每个交换机生成设立分组。此时，控制信道路径确定部14在设立分组中顺次记述控制单元10自身的输出端口和到设立分组目的地交换机的控制信道上的每个交换机的输出端口。控制信道路径确定部14还在设立分组中记述输出端口列表的长度（即记述的输出端口的数目）和端口计数的初始值。然后，控制信道路径确定部14使得特定分组发送/接收部11发送设立分组。
控制单元侧控制消息隧道传输部15（以下简称为控制消息隧道传输部15）利用隧道传输发送和接收在控制单元10和交换机之间交换的控制消息。即，控制消息隧道传输部15对要发送到交换机的控制消息（例如流条目信息）编码，并且生成经封装的隧道分组。此时，控制消息隧道传输部15在隧道分组中顺次记述控制单元10自身的输出端口和到隧道分组目的地交换机的控制信道上的每个交换机的输出端口。控制消息隧道传输部15还在隧道分组中记述输出端口列表和端口计数的初始值。然后，控制消息隧道传输部15使得特定分组发送/接收部11发送隧道分组。
此外，如果特定分组发送/接收部11接收到来自交换机的隧道分组，然后将隧道分组输出到控制消息隧道传输部15，则控制消息隧道传输部15解封出隧道分组中包括的控制消息并进一步对控制消息解码。
虽然下面在本示例性实施例中描述初始端口计数值为0的示例，但端口计数的初始值可以不是0。
特定分组发送/接收部11、拓扑搜索部12、拓扑存储部13、控制信道路径确定部14和控制消息隧道传输部15可各自独立实现。
特定分组发送/接收部11、拓扑搜索部12、控制信道路径确定部14和控制消息隧道传输部15同样可由根据用于控制单元的程序操作的计算机的CPU来实现。在此情况下，例如计算机的程序存储装置（未示出）可存储控制单元用程序，并且CPU可加载程序并根据该程序充当特定分组发送/接收部11、拓扑搜索部12、控制信道路径确定部14和控制消息隧道传输部15。
接下来，下面描述交换机配置。交换机20a至20d基本上具有相同的配置。以下描述交换机20a作为示例。
交换机20a包括交换机侧特定分组发送/接收部21、信息提供部23、路径存储部24和交换机侧控制消息隧道传输部25。
交换机侧特定分组发送/接收部21（以下简称为特定分组发送/接收部21）传送、接收和发送特定分组。
特定分组发送/接收部21在接收到特定分组时将该特定分组中记述的输出端口列表的长度与端口计数相比较，并且判定交换机20a自身是否是该特定分组的目的地。在本示例性实施例中，由于端口计数的初始值是0，所以如果通过向接收到的特定分组中的端口计数加1获得的值与输出端口列表的长度相同，则特定分组发送/接收部21可判定交换机20a自身是该特定分组的目的地。如果通过向接收到的特定分组中的端口计数加1获得的值小于输出端口列表的长度，则特定分组发送/接收部21可判定交换机20a自身不是该特定分组的目的地。输出端口列表的长度是特定分组中记述的输出端口的数目。在判定交换机20a自身不是特定分组的目的地时，特定分组发送/接收部21在该特定分组的输出端口列表中记述的所有端口之中只将从端口计数决定的端口更新成交换机20a自身的用于接收到该特定分组的端口。在本示例性实施例中，如果特定分组中记述的端口计数的值是“k”，则输出端口列表中记述的第（k+1）个端口被更新成交换机20a自身的用于接收到该特定分组的端口。此外，特定分组发送/接收部21识别输出端口列表中记述的第k+2端口，即，紧跟被更新的那个之后的端口。此端口是要从交换机20a自身发送该特定分组之处。另外，特定分组发送/接收部21向特定分组中记述的端口计数的值加1。特定分组发送/接收部21接下来从所识别的端口发送特定分组。结果，具有递增的端口计数的特定分组被传送。
在判定交换机20a自身是特定分组的目的地后，如果该特定分组是请求分组，则特定分组发送/接收部21将请求分组输出到信息提供部23；如果该特定分组是设立分组，则特定分组发送/接收部21将设立分组输出到路径存储部24；或者如果该特定分组是隧道分组，则特定分组发送/接收部21将隧道分组输出到交换机侧控制消息隧道传输部25。
另外，特定分组发送/接收部21发送答复分组。如后文所述，生成答复分组的信息提供部23在答复分组中顺次记述到控制单元10的路径上的每个交换机的输出端口。特定分组发送/接收部21从输出端口列表中第一个记述的交换机20a自身的端口发送该答复分组。
信息提供部23在请求分组被从特定分组发送/接收部21输入到它时，创建包括指示出交换机20a自身的链接起来的端口的信息、指示出交换机20a的用于接收请求分组的端口的信息和标识交换机20a的信息的分组作为答复分组。信息提供部23还在答复分组中顺次记述从交换机自身延伸到控制单元10的路径上的每个交换机的输出端口。以下描述如何决定输出端口列表。即，信息提供部23将输入的请求分组中记述的输出端口列表中的最末端口更新成该交换机的用于接收到该请求分组的端口。此外，信息提供部23逆转在更新后的输出端口列表中重排列端口的顺序，并且在答复分组中记述经重排列的输出端口列表。信息提供部23还在答复分组中记述输出端口列表的长度和端口计数的初始值，然后使得特定分组发送/接收部21发送答复分组。结果，交换机从接收到请求分组的端口发送作为对该请求分组的答复的答复分组。
路径存储部24在设立分组被从特定分组发送/接收部21输入到其中时存储充当从该设立分组延伸到控制单元10的控制信道的路径。更具体而言，路径存储部24将输入的设立分组中记述的输出端口列表中的最末端口更新成交换机的用于接收到该设立分组的端口。此外，路径存储部24逆转在更新后的输出端口列表中重排列端口的顺序，并且存储经重排列的输出端口列表作为指示出作为控制信道的路径信息的信息。
交换机侧控制消息隧道传输部25（以下简称为控制消息隧道传输部25）通过隧道传输来发送和接收在控制单元10与交换机之间交换的控制消息。换言之，控制消息隧道传输部25对要发送到控制单元10的控制消息（例如，指示出接收到在流条目信息中未限定的分组的消息）编码，并且生成经封装的隧道分组。此时，控制消息隧道传输部25从路径存储部24中读取表示到控制单元10的控制信道的输出端口列表，并且将此输出端口列表记述在隧道分组中。控制消息隧道传输部25还在隧道分组中记述输出端口列表的长度和端口计数的初始值。然后，控制消息隧道传输部25使得特定分组发送/接收部21发送隧道分组。
此外，在隧道分组被从特定分组发送/接收部21输入到控制消息隧道传输部25时，控制消息隧道传输部25解封出隧道分组中包括的控制消息（例如流条目信息）并对控制消息解码。
特定分组发送/接收部21、信息提供部23、路径存储部24和控制消息隧道传输部25可各自独立实现。
特定分组发送/接收部21、信息提供部23、路径存储部24和控制消息隧道传输部25同样可由根据用于分组传送单元的程序操作的计算机的CPU来实现。在此情况下，例如计算机的程序存储装置（未示出）可存储分组传送单元用程序，并且CPU可加载程序并根据该程序充当特定分组发送/接收部21、信息提供部23、路径存储部24和控制消息隧道传输部25。
接下来，下面描述本发明中的源路由。源路由是一种分组传送方法，其中，要充当发送源的节点在分组中记述通信路径并且中继节点根据分组中记述的通信路径来传送分组。在源路由中，中继节点不需要存储预先提供的路径信息。本发明的通信系统在特定分组中记述输出端口列表，该输出端口列表表示各个节点要用来发送该特定分组的输出端口的顺序阵列。控制单元10和每个交换机通过从输出端口列表中记述的端口发送特定分组来实现源路由。控制单元10和每个交换机利用端口计数来判定与本地节点有关的输出端口被记述在输出端口列表中的什么位置。以下描述源路由的更具体示例。
图3是示出在控制单元向交换机发送设立分组时应用的源路由的示例的说明图。然而，为了描述起来简单，使图3中所示的交换机的拓扑与图2中所示的拓扑不同。图3中的交换机20A至20D与图2中的交换机20a至20d具有基本上相同的配置。此外，在图3中的控制单元10和交换机20A至20D旁边示出的标号表示赋予每个单元的端口标识号。在以下描述中用“#n”表述端口标识号为“n”的端口。
在此示例中，控制单元10向作为目的地的交换机20D发送设立分组。在该示例中，控制单元10首先将端口计数设定为具有初始值0并且发送其中记述了输出端口列表{2,3,2,1}的设立分组。由于此输出端口列表中的第一端口号是“2”，所以控制单元10从控制单元10的端口#2发送设立分组。此状态在图3（a）中示出。
交换机20A使用端口#1来接收该设立分组。由于端口计数的值是0，所以交换机20A接下来将输出端口列表中的第一端口标识号更新成接收到设立分组的端口#1的端口标识号。此外，由于端口计数的值是0，所以交换机20A还判定要用来发送设立分组的端口被记述在输出端口列表中的第二位置，并且识别出在第二位置记述的端口标识号“3”。然后，交换机20A将端口计数的值从0更新到1，并且从交换机20A的端口#3发送设立分组。这样在设立分组中记述的输出端口列表是{1,3,2,1}。此状态在图3（b）中示出。
交换机20B使用端口#1来接收此设立分组。由于端口计数的值是1，所以交换机20B接下来将输出端口列表中的第二端口标识号更新成接收到设立分组的端口#1的端口标识号。此外，由于端口计数的值是1，所以交换机20B还判定要用来发送设立分组的端口被记述在输出端口列表中的第三位置，并且识别出在第三位置记述的端口标识号“2”。然后，交换机20B将端口计数的值从1更新到2，并且从交换机20B的端口#2发送设立分组。这样在设立分组中记述的输出端口列表是{1,1,2,1}。此状态在图3（c）中示出。
交换机20C使用端口#3来接收此设立分组。由于端口计数的值是2，所以交换机20C接下来将输出端口列表中的第三端口标识号更新成接收到设立分组的端口#3的端口标识号。此外，由于端口计数的值是2，所以交换机20C还判定要用来发送设立分组的端口被记述在输出端口列表中的第四位置，并且识别出在第四位置记述的端口标识号“1”。然后，交换机20C将端口计数的值从2更新到3，并且从交换机20C的端口#1发送设立分组。这样在设立分组中记述的输出端口列表是{1,1,3,1}。此状态在图3（d）中示出。
交换机20D使用端口#2来接收此设立分组。由于端口计数的值是3并且输出端口列表中的端口标识号的数目是四，所以交换机20D接下来判定交换机20D自身是目的地。交换机20D还将设立分组的{1,1,3,1}输出端口列表中的最末端口标识号“1”更新成接收到设立分组的端口#2的端口标识号。输出端口列表结果变成了{1,1,3,2}。交换机20D按相反的顺序重排列输出端口列表，并且存储经重排列的输出端口列表{2,3,1,1}作为表示通向控制单元10的控制信道的输出端口列表。
虽然描述了控制单元向交换机发送设立分组的示例，但当控制单元仅向交换机20D发送隧道分组或请求分组时，交换机20A至20C的操作也是基本上相同的。其结果是交换机20D利用端口#2接收其中记述了输出端口列表{1，1,3,1}的隧道分组或请求分组。
然而，在接收到隧道分组时，交换机20D可跳过对隧道分组中的输出端口列表的处理。
以下描述在接收到请求分组时交换机20D的操作方式。由于端口计数的值是3并且输出端口列表中的端口标识号的数目是四，所以交换机20D判定交换机20D自身是目的地。交换机20D还将请求分组中记述的{1，1,3,1}输出端口列表中的最末端口标识号更新成接收到请求分组的端口#2的端口标识号。输出端口列表结果变成了{1,1,3,2}。交换机20D按相反的顺序重排列输出端口列表，并且在将经重排列的输出端口列表{2,3,1,1}记述在答复分组后，从与{2,3,1,1}中的第一位置相对应的端口#2发送答复分组。交换机在接收到答复分组时的操作与在接收到设立分组或隧道分组时的基本相同，并且此答复分组到达控制单元10。
已经描述和示出了控制单元10发送寻址到交换机20D的特定分组的示例。对于寻址到其他交换机的分组，每个交换机也按与上述基本相同的方式操作。
此外，当每个交换机在隧道分组中记述作为通向控制单元10的控制信道预先存储的输出端口列表并发送该隧道分组时，其他交换机与上述类似地操作并且顺次将该隧道分组传送到控制单元10。
在图3中以初始端口计数值0为例进行了描述。每个交换机判定要更新输出端口列表中的第几个端口标识号的方法或者每个交换机判定从哪个端口传送特定分组的方法可根据端口计数的具体初始值来预设。接收到了特定分组的交换机判定该交换机自身是否是目的地的方法也可根据端口计数的具体初始值来预设。
接下来，下面描述特定分组的格式的示例。图4示出了特定分组格式的示例。图4中所示的示例涉及按以太网帧（以太网：注册商标）的格式实现特定分组。图4中以括号形式示出的值表示字节数。按以太网帧格式提供了目的地MAC地址51和源MAC地址52。然而，本发明的通信系统不使用这些地址来发送/接收特定分组。取而代之，本发明的通信系统如本示例性实施例中所述通过源路由来发送特定分组。在以太网帧格式的特定分组中，指示出该分组是特定分组的值被存储到类型信息53中。当控制单元10或每个交换机生成特定分组时，指示出该分组是特定分组的值被存储到类型信息53中。此外，当控制单元10或每个交换机接收到分组时，它们各自以在类型信息53内存储了指示出该分组是特定分组的值这个事实为条件判定接收到的分组是特定分组。
以太网帧格式的数据54包括标识特定分组的种类的类型代码61。数据54还包括第一数据长度62、输出端口列表的长度63、端口计数64、输出端口列表65、第二数据长度66以及特定分组的数据67。为了与以太网帧格式中的类型信息53相区分，以下将把标识特定分组的种类的类型代码61简称为类型61。此外，为了与以太网帧格式中的数据54相区分，以下将把特定分组的数据67称为特定分组数据67。第一数据长度62（在图4中示为“长度”）以后的全部信息的数据长度被存储到第一数据长度62中。第二数据长度66（在图4中示为“数据长度”）以后的全部信息的数据长度被存储到第二数据长度66中。
输出端口列表的长度63（在图4中示为“端口长度”）是输出端口列表中包括的端口的数目。更具体而言，长度63是输出端口列表中包括的端口标识号的数目。
端口计数64（在图4中示为“端口计数”）是由离特定分组的发送源的跳数所决定的计数值。
端口标识号以排列形式被存储在输出端口列表65内。
下面对于每种特定分组描述以太网帧格式的数据54中包括的信息的示例。然而，省略对第一数据长度62、输出端口列表的长度63、端口计数64、输出端口列表65和第二数据长度66的描述。
图5是示出请求分组中包括的信息的示例的说明图。指示出分组是请求分组的值被存储到类型61中。控制单元10在生成请求分组时将指示出该分组是请求分组的值存储到类型61中。此外，每个交换机在接收到分组时以在类型61内存储了指示出该分组是请求分组的值这个事实为条件判定接收到的分组是请求分组。
对于请求分组，特定分组数据67是空（NULL）。
图6是示出答复分组中包括的信息的示例的说明图。指示出分组是答复分组的值被存储到类型代码61中。每个交换机在生成答复分组时将指示出该分组是答复分组的值存储到类型代码61中。此外，控制单元10在接收到分组时以在类型代码61内存储了指示出该分组是答复分组的值这个事实为条件判定接收到的分组是答复分组。
对于答复分组，表示被链接起来的端口的信息、表示交换机的用于接收请求分组的端口的信息以及标识要发送答复分组的交换机的信息被存储到特定分组数据67中。在答复分组创建期间，要发送答复分组的交换机将这三种信息存储到特定分组数据67中。在图6的示例中，“数据路径ID”相当于交换机标识信息。另外，“请求端口”相当于请求分组接收端口。此外，“端口#n状态”表示具有端口标识号“n”的端口是否被链接起来。例如，交换机可为每个端口记述“端口#n状态”的值，使得对于被链接起来的端口“端口#n状态”等于1，并且使得对于未被链接起来的其他端口“端口#n状态”等于0。于是可从逐端口记述的“端口#n状态”值的集合来定位被链接起来的端口。然而，可以使用其他表示方法来记述被链接起来的端口。
图7是示出设立分组中包括的信息的示例的说明图。指示出分组是设立分组的值被存储到类型代码61中。控制单元10在生成设立分组时将指示出该分组是设立分组的值存储到类型代码61中。此外，每个交换机在接收到分组时以在类型代码61内存储了指示出该分组是设立分组的值这个事实为条件判定接收到的分组是设立分组。
对于设立分组，特定分组数据67是空。
图8是示出隧道分组中包括的信息的示例的说明图。指示出分组是隧道分组的值被存储到类型61中。控制单元10或每个交换机在生成隧道分组时将指示出该分组是隧道分组的值存储到类型代码61中。此外，控制单元10或每个交换机在接收到分组时以在类型代码61内存储了指示出该分组是隧道分组的值这个事实为条件判定接收到的分组是隧道分组。
隧道分组在特定分组数据67中存储了控制消息。更具体而言，在OpenFlow方案的一般通信系统中作为控制消息交换的控制分组被存储到分组数据67中。在本发明的通信系统中，与一般通信系统中一样，也在控制单元与一个交换机之间交换控制消息。
以下描述操作。
图9至13是示意性示出控制单元生成拓扑信息并形成控制信道的处理步骤的说明图。参考图9至13的示图，为了方便起见用标号A来标记控制单元，并且同样地用标号B至E之一来标记每个交换机。控制单元A和每个交换机B至E的配置与图2中所示的相应配置基本相同。另外，从图9到图13的每幅图中在控制单元A和每个交换机B旁边示出的数字表示端口标识号。此外，从图9到图13的每幅图中被判定为未检测连接目的地的端口的端口标识号被各自包围在圆圈中。另外，在下面给出的描述中，连同控制单元A和交换机B至E的标号和端口标识号，控制单元A和交换机B至E的端口可被表述为“#nA”、“#nB”等等。跟在“#”后的数字表示端口标识号，并且跟在“”后的符号标识出控制单元或交换机。例如，“#1A”指的是控制单元10的端口#1，“#2B”指的是交换机B的是端口#2。
图14是示出控制单元A和交换机B至D交换请求分组和答复分组的处理步骤的示例的说明图。参考图14，带箭头的虚线表示请求分组交换，并且带箭头的实线表示答复分组交换。图14中每个标有箭头的线两端的与“#”一起示出的数字表示发送或接收请求或答复分组的端口的标识号。图14只示出了正在进行的请求分组和答复分组交换的示例，而每个分组的发送序列并不限于图14中所示的那些。例如，在图14中，控制单元A在与交换机B交换请求分组和答复分组之前，与交换机D交换请求分组和答复分组，然而此序列可被逆转。否则，控制单元A可并行地向交换机B和D两者发送请求分组，然后从两个交换机接连接收答复分组。
在其初始状态下，控制单元A的拓扑搜索部12选择控制单元A的链接起来的端口作为未检测连接目的地端口，这些端口是不知道它们是否各自连接到哪个交换机的哪个端口的。在本示例中，拓扑搜索部12选择#1A（控制单元A的端口#1）和#2A（控制单元A的端口#2），如图9中所示。控制单元A的特定分组发送/接收部11随后从两个未检测连接目的地端口#1A和#2A中的每一个发送请求分组，如图9和14中所示。拓扑搜索部12在从#1A发送的请求分组中记述{#1}作为源路由输出端口列表，并且类似地在从#2A发送的请求分组的输出端口列表中记述{#2}。
交换机D的特定分组发送/接收部21使用#1D（交换机D的端口#1）来接收从端口#1A发送的请求分组。交换机D的信息提供部23随后生成包括标识交换机D自身的信息、指示出用来接收到请求分组的端口#1的信息和与交换机D中的链接起来的端口有关的信息的答复分组。此时，信息提供部23在答复分组中记述#1、#2和#3作为与交换机D中的链接起来的端口有关的信息。信息提供部23还在答复分组中记述{#1}作为源路由输出端口列表。这使得交换机D的特定分组发送/接收部21从用来接收到请求分组的端口#1D发送答复分组。此发送状态在图10中示出。此答复分组在图14中被示为“答复（源：#1D，端口：#1,#2,#3）”。
类似地，交换机B的特定分组发送/接收部21使用#2B（交换机B的端口#2）来接收从端口#2A发送的请求分组。交换机B的信息提供部23随后生成包括标识交换机B自身的信息、指示出用来接收到请求分组的端口#2的信息和与交换机B中的链接起来的端口有关的信息的答复分组。此时，信息提供部23在答复分组中记述#1、#2和#3作为与交换机B中的链接起来的端口有关的信息。信息提供部23还在答复分组中记述{#2}作为源路由输出端口列表。这使得交换机B的特定分组发送/接收部21从用来接收到请求分组的端口#2B发送答复分组。此发送状态在图10中示出。此答复分组在图14中被示为“答复（源：#2B，端口：#1,#2,#3）”。
通过控制单元A的用于发送请求分组的端口，控制单元A的特定分组发送/接收部11接收作为对该请求分组的答复从交换机发送来的答复分组。控制单元A的拓扑搜索部12随后判定答复分组发送源交换机的、该交换机用于接收到请求分组的端口将连接到在发送该请求分组前选择的未检测连接目的地端口。控制单元A的拓扑搜索部12接下来将这两个端口之间的互连关系作为拓扑信息存储到拓扑存储部13中。此外，控制单元A的拓扑搜索部12选择答复分组发送源交换机的端口之一作为未检测连接目的地端口，并且生成从此未检测连接目的地端口发送的请求分组。拓扑搜索部12只需要在此请求分组中记述控制单元A的输出端口和形成到所选择的未检测连接目的地端口的路径的每个交换机的输出端口。其结果是控制单元A的特定分组发送/接收部11发送该请求分组。
在上述示例中，控制单元A的特定分组发送/接收部11在端口#1A接收从端口#1D发送的答复分组。控制单元A的拓扑搜索部12随后判定端口#1D连接到在发送请求分组前选择的未检测连接目的地端口#1A。控制单元A的拓扑搜索部12随后将此连接状态存储到拓扑存储部13中。此外，控制单元A的拓扑搜索部12从发送了该答复分组的交换机D的端口#1、#2、#3之中选择端口#2和#3作为未检测连接目的地端口（参见图11）。拓扑搜索部12生成从未检测连接目的地端口#2D发送的请求分组。拓扑搜索部12在此请求分组中记述{#1,#2}作为用于源路由的输出端口列表，并且控制单元A的特定分组发送/接收部11从在该输出端口列表中的第一位置处记述的端口#1发送该请求分组。交换机D的特定分组发送/接收部21接收该请求分组并从在该输出端口列表中的第二位置处记述的端口#2传送该请求分组（参见图11和14）。控制单元A的拓扑搜索部12还生成从未检测连接目的地端口#3D发送的请求分组。拓扑搜索部12在此请求分组中记述{#1,#3}作为用于源路由的输出端口列表，并且控制单元A的特定分组发送/接收部11从在该输出端口列表中的第一位置处记述的端口#1发送该请求分组。交换机D的特定分组发送/接收部21接收该请求分组并从在该输出端口列表中的第二位置处记述的端口#3传送该请求分组（参见图11和14）。
类似地，控制单元A在端口#2A接收从端口#2B发送的答复分组。控制单元A接下来判定端口#2B连接到未检测连接目的地端口#2A，并且存储此连接状态。此外，控制单元A从发送了该答复分组的交换机B的端口#1、#2、#3之中选择端口#1和#3作为未检测连接目的地端口（参见图11）。控制单元A生成从未检测连接目的地端口#1B发送的请求分组。控制单元A在此请求分组中记述{#2,#1}作为用于源路由的输出端口列表，并且从在该输出端口列表中的第一位置处记述的端口#2发送该请求分组。交换机B接收该请求分组并从在该输出端口列表中的第二位置处记述的端口#1传送该请求分组（参见图11和14）。控制单元A还生成从未检测连接目的地端口#3B发送的请求分组。控制单元A在此请求分组中记述{#2,#3}作为用于源路由的输出端口列表，并且从在该输出端口列表中的第一位置处记述的端口#2发送该请求分组。交换机B接收该请求分组并从在该输出端口列表中的第二位置处记述的端口#3传送该请求分组（参见图11和14）。
交换机C的特定分组发送/接收部21使用端口#1C来接收从端口#2D传送来的请求分组，并且使用端口#2C来接收从端口#3B传送来的请求分组。交换机C的信息提供部23随后为用于接收到请求分组的每个端口生成包括标识交换机C自身的信息、指示出用来接收到请求分组的端口的信息和关于交换机C中的链接起来的端口的信息的答复分组。此时，信息提供部23在每个答复分组中记述#1和#2作为与交换机C中的链接起来的端口有关的信息。在本示例中，信息提供部23在与从端口#2D传送来的请求分组相对应的答复分组中记述{1,1}作为输出端口列表。交换机C的特定分组发送/接收部21从端口#1发送该答复分组，然后交换机D从端口#1发送此答复分组，并且该答复分组到达控制单元A（参见图12和14）。此答复分组在图14中被示为“答复（源：#1C，端口：#1,#2）”。类似地，交换机C在与从端口#3B传送来的请求分组相对应的答复分组中记述{2,2}作为输出端口列表。交换机C从端口#2发送该答复分组，然后交换机B从端口#2发送此答复分组，并且该答复分组到达控制单元A（参见图12和14）。此答复分组在图14中被示为“答复（源：#2C，端口：#1,#2）”。
控制单元A接收到的两个答复分组“答复（源：#1C，端口：#1,#2）”和“答复（源：#2C，端口：#1,#2）”都包括指示出存在端口#1、#2作为交换机C的端口的信息。控制A接收到的答复分组因此在内容上有重复。控制单元A可以在留下这种重复信息的情况下生成拓扑信息。或者，控制单元A在生成拓扑信息之前可删除重叠信息的部分以去除重叠。
交换机E与交换机C类似地操作。即，交换机E的特定分组发送/接收部21使用端口#1E来接收从端口#3D传送来的请求分组，并且使用端口#2E来接收从端口#1B传送来的请求分组。交换机E的信息提供部23随后为请求分组的每个接收端口生成包括标识交换机E自身的信息、指示出请求分组接收端口的信息和关于交换机E中的链接起来的端口的信息的答复分组。此时，信息提供部23在每个答复分组中记述#1和#2作为与交换机E中的链接起来的端口有关的信息。在本示例中，信息提供部23在与从端口#3D传送来的请求分组相对应的答复分组中记述{1，1}作为输出端口列表。交换机E的特定分组发送/接收部21从端口#1发送该答复分组，然后交换机D从端口#1发送此答复分组，并且该答复分组到达控制单元A（参见图12和14）。此答复分组在图14中被示为“答复（源：#1E，端口：#1,#2）”。类似地，交换机E在与从端口#1B传送来的请求分组相对应的答复分组中记述{2,2}作为输出端口列表。交换机E从端口#2发送该答复分组，然后交换机B从端口#2发送此答复分组，并且该答复分组到达控制单元A（参见图12和14）。此答复分组在图14中被示为“答复（源：#2E，端口：#1,#2）”。
控制单元A的特定分组发送/接收部11使用端口#1A来接收从端口#1C发送来的答复分组。控制单元A的拓扑搜索部12判定端口#1C连接到在发送请求分组前选择的未检测连接目的地端口#2D，并将此信息添加到拓扑信息。类似地，控制单元A使用端口#2A来接收从端口#2C发送来的答复分组。控制单元A判定端口#2C连接到在发送请求分组前选择的未检测连接目的地端口#3B，并将此信息添加到拓扑信息。
控制单元A的特定分组发送/接收部11还使用端口#1A来接收从端口#1E发送来的答复分组。控制单元A的拓扑搜索部12判定端口#1E连接到在发送请求分组前选择的未检测连接目的地端口#3D，并将此信息添加到拓扑信息。类似地，控制单元A使用端口#2A来接收从端口#2E发送来的答复分组。控制单元A判定端口#2E连接到在发送请求分组前选择的未检测连接目的地端口#1B，并将此信息添加到拓扑信息。
结果，所有未检测连接目的地端口从拓扑信息中消失，并且控制单元A的拓扑搜索部12判定拓扑信息已完成。控制单元A的控制信道路径确定部14为每个交换机设定独立控制信道。例如，控制信道路径确定部14使用迪杰斯特拉的算法来计算到交换机的最短路径，并将此路径设定为用于该交换机的控制信道（参见图13）。此外，控制单元A的控制信道路径确定部14为每个交换机B至E生成设立分组，并且特定分组发送/接收部11发送寻址到交换机B至E的设立分组。每个交换机B至E的路径存储部24在接收到设立分组基于设立分组存储去到控制单元A的路径作为控制信道。虽然在图13中作为示例以粗线链路的形式示出了控制单元A为交换机C、E设定的控制信道，但这些控制信道并不限于图13中所示的那些。
控制信道A和交换机B至E随后经由控制信道通过隧道传输来交换类控制消息。
下面描述在上述操作期间生成的拓扑信息的数据结构的示例。拓扑信息描述哪个交换机的哪个端口连接到哪个交换机的哪个端口。拓扑搜索部12利用其中互连的交换机的端口被清楚指示为诸如（#1A,#1D）这样的一对的数据结构来生成拓扑信息。可与意指“未知端口”的数据（此数据在本示例中被称为“?”）相组合来指明未检测连接目的地端口。例如，（#3D,?）的组合可用于表示端口#3D是未检测连接目的地端口。或者，可利用如下数据结构来指明未检测连接目的地端口：在该数据结构中，不配对或组合未检测连接目的地端口，而是只包括指示出这些未检测连接目的地端口的信息。以下，与“?”相组合指明未检测连接目的地端口的数据结构被称为第一数据结构。不配对或组合未检测连接目的地端口而是只包括指示这些未检测连接目的地端口的信息的数据结构被称为第二数据结构。可按第一数据结构或第二数据结构或者按任何其他描述格式的数据结构来记述拓扑信息。
以下描述作为图14中所示的请求分组和答复分组交换的结果生成拓扑信息的处理步骤。在下面每个示例中都描述按第一数据结构记述拓扑信息和按第二数据结构记述拓扑信息两者。
图15示出了在通信系统的初始状态下创建的拓扑信息的示例。在以第一数据结构记述时，初始状态下的拓扑信息被表述为一对端口（#1A,?），（#2A,?）。在以第二数据结构记述时，不存在端口的对或组合，并且端口#1A、#2A被表述为未检测连接目的地端口。
图16示出了在接收到从端口#1D发送来的答复分组时控制单元A创建的拓扑信息的示例。基于此答复分组，添加端口#1A和#1D相连接的信息。此外，添加端口#2D、#3D作为未检测连接目的地端口。
图17示出了在接收到从端口#2B发送来的答复分组时控制单元A创建的拓扑信息的示例。基于此答复分组，添加端口#2A和#2B相连接的信息。此外，添加端口#1B、#3B作为未检测连接目的地端口。
图18示出了在接收到从端口#2C发送来的答复分组时控制单元A创建的拓扑信息的示例。基于此答复分组，添加端口#2D和#1C相连接的信息。此外，添加端口#2C作为未检测连接目的地端口。
图19示出了在接收到从端口#1E发送来的答复分组时控制单元A创建的拓扑信息的示例。基于此答复分组，添加端口#3D和#1E相连接的信息。此外，添加端口#2E作为未检测连接目的地端口。
图20示出了在接收到从端口#2E发送来的答复分组时控制单元A创建的拓扑信息的示例。基于此答复分组，添加端口#1B和#2E相连接的信息。
图21示出了在接收到从端口#2C发送来的答复分组时控制单元A创建的拓扑信息的示例。基于此答复分组，添加端口#3B和#2C相连接的信息。在该添加后不存在未检测连接目的地端口。
通信系统周期性地通过从开始重新生成拓扑信息来为交换机的最新拓扑创建适当的拓扑信息，并且基于新的拓扑信息来设定控制信道。例如，控制单元A的拓扑搜索部12周期性地删除拓扑存储部13内存储的拓扑信息。该删除使处理返回到其初始状态。然后，拓扑搜索部12重新开始从生成请求分组起的处理。结果，即使拓扑信息创建之后交换机的拓扑有变化，也可通过重创建包含了新交换机拓扑的拓扑信息或者通过包含新交换机拓扑来设定控制信道。
下面参考图2、22和23来详述控制单元和交换机的操作。
图22是示出控制单元10中的处理流程的示例的流程图。此流程图假定控制单元10处于其初始状态中，或者在控制单元中未存储拓扑信息。控制单元10的拓扑搜索部12选择未检测连接目的地端口（步骤S1）。拓扑搜索部12最初选择控制单元10的链接起来的端口。如果在拓扑存储部13内存储有拓扑信息，则拓扑搜索部12参考拓扑信息并且在每个交换机的链接起来的所有端口之中只选择不知道该端口连接到哪个交换机的哪个端口的端口。
拓扑搜索部12判定在步骤S1中对未检测连接目的地端口的选择是否成功（步骤S2）。如果对未检测连接目的地端口的选择成功（步骤S2中的判定结果为“是”），则拓扑搜索部12生成从未检测连接目的地端口发送的请求分组，并且使得特定分组发送/接收部11发送该分组（步骤S3）。如果在步骤S1中选择了多个未检测连接目的地端口，则拓扑搜索部12为每个未检测连接目的地端口生成请求分组。如果未检测连接目的地端口是控制单元10的，则拓扑搜索部12在请求分组中记述该端口的端口标识号作为输出端口列表，然后记述1作为输出端口列表的长度。此外，控制单元10重复步骤S1至S5的循环处理，以按从具有离控制单元10的最小跳数的（一个或多个）交换机起的顺序判定端口间连接关系，该判定是以控制单元10的端口作为其起点进行的。因此，如果未检测连接目的地端口是交换机的，则拓扑搜索部12可识别从控制单元10的端口到未检测连接目的地端口的路径上的每个交换机的输出端口。因此，拓扑搜索部12在输出端口列表中顺次记述从控制单元10的该具体端口到未检测连接目的地端口的这些输出端口的端口标识号。拓扑搜索部12还在请求分组中记述输出端口的数目作为输出端口列表的长度。此外，拓扑搜索部12在所有请求分组中记述初始端口计数值0。特定分组发送/接收部11将每个请求分组从在该请求分组的输出端口列表中记述的第一端口发送。
每个请求分组在在步骤S3中被发送之后到达连接到在请求分组的输出端口列表中记述的最末端口也就是未检测连接目的地端口的交换机，并且该交换机从该交换机接收到该请求分组的端口发送寻址到控制单元10的答复分组。该答复分组包括标识出发送了该答复分组的交换机的信息、指示出该交换机中的链接起来的端口的信息和指示出该交换机用来接收到该请求分组的端口的信息。
在步骤S4中，控制单元10的特定分组发送/接收部11接收从请求分组目的地交换机（即连接到未检测连接目的地端口的交换机）发送的答复分组。特定分组发送/接收部11在判定接收到的特定分组是答复分组时将该答复分组输出到拓扑搜索部12。
拓扑搜索部12基于从特定分组发送/接收部11输入的答复分组来更新拓扑信息（步骤S5）。即，拓扑搜索部12通过将这些关系存储到拓扑存储部13中来向拓扑信息添加从输入的答复信息明确的新的端口间连接关系。
如下所述，在步骤S5中只需要拓扑搜索部12基于输入的答复信息识别端口间连接关系。由于未检测连接目的地端口的端口标识号被记述在请求分组的输出端口列表中的最末位置处，所以此分组以控制单元10的端口作为其起点被顺次传送到每个交换机，并且到达连接到未检测连接目的地端口的交换机。从此交换机发送的答复分组包括标识该交换机自身的信息、指示出该交换机中的链接起来的端口的信息和指示出该交换机用来接收到该请求分组的端口的信息。拓扑搜索部12因此查看通过与请求分组的发送路径相反的路径传送的答复分组。拓扑搜索部12还判定答复分组的发送源交换机连接到在请求分组的输出端口列表中的最末位置处记述的未检测连接目的地端口，并且判定该具体交换机连接到该交换机用来接收到请求分组的端口。这明确了未检测连接目的地端口连接到哪个交换机的哪个端口。拓扑搜索部12向拓扑信息添加未检测连接目的地端口和被判定与其相连的交换机的端口之间的互连关系。拓扑搜索部12还向拓扑信息添加与被判定连接到未检测连接目的地端口的交换机（即答复分组的发送源交换机）的每个链接起来的端口有关的信息。下次进行步骤S1的操作时，拓扑搜索部12在被判定连接到未检测连接目的地端口的每个交换机的所有链接起来的端口之中只选择不知道该端口连接到哪个交换机的哪个端口的端口作为未检测连接目的地端口。
在步骤S5之后，控制单元10重复从步骤S1起往后的处理。
如果在拓扑信息中不存在未检测连接目的地端口并且对未检测连接目的地端口的选择失败（步骤S2中的“否”），则这意味着拓扑信息已完成。在此情况下，控制信道路径确定部14查看拓扑存储部13内存储的已完成的拓扑信息，并且设定通向每个交换机的控制信道。对于设定信道的方法没有限制。控制信道路径确定部14可计算到每个交换机的最短路径，并且将计算出的最短路径设定为控制信道。控制信道路径确定部14为每个交换机生成其中记述了指示出通向该交换机的控制信道的输出端口列表的设立分组。控制信道路径确定部14还在设立分组中记述初始端口计数值0。控制信道路径确定部14还记述输出端口列表的长度。控制信道路径确定部14使得特定分组发送/接收部11发送逐交换机生成的设立分组（步骤S6）。此时，特定分组发送/接收部11从设立分组的输出端口列表中记述的第一个端口发送每个设立分组。
接收到设立分组的交换机基于设立分组来确定去到控制单元10的控制信道，并且存储该信道。这使得控制单元10和每个交换机能够认识到控制信道。当控制单元10发送控制消息时，控制消息隧道传输部15通过编码和封装该控制消息来生成隧道分组。此时，控制消息隧道传输部15在隧道分组中记述表示控制信道的输出端口列表、输出端口列表的长度和初始端口计数值0。然后，控制消息隧道传输部15使得特定分组发送/接收部11发送隧道分组。特定分组发送/接收部11从隧道分组的输出端口列表中记述的第一个端口发送隧道分组。在交换机发送控制消息的情况下，控制消息隧道传输部25和特定分组发送/接收部21与上述类似地操作。
此外，在判定接收到了来自交换机的隧道分组时，控制单元10的特定分组发送/接收部11将隧道分组输出到控制消息隧道传输部15。控制消息隧道传输部15解封出控制消息并且对解封出的控制消息解码。控制单元10执行作为解码出的控制消息的函数的适当处理。
拓扑搜索部12周期性地删除拓扑存储部13内存储的拓扑信息。该删除使处理返回到其初始状态。然后，从初始状态起重新开始从步骤S 1起往后的处理。结果，控制单元10周期性地再一次生成拓扑信息。因此，在创建拓扑信息后，即使交换机的拓扑变化了，控制单元10也可将新拓扑包含到所创建的新拓扑信息中。控制单元10还可设定包含了新拓扑的控制信道。
图23是示出交换机中的处理流程的示例的流程图。在交换机接收到特定分组时，特定分组发送/接收部21判定接收到该特定分组的交换机自身是否是其目的地（步骤S21）。如果交换机自身是目的地（步骤S21中的“是”），则特定分组发送/接收部21辨别特定分组的类型（步骤S22）。
如果特定分组是请求分组，则特定分组发送/接收部21将请求分组输出到信息提供部23（步骤S23）。信息提供部23随后生成包括与交换机自身的链接起来的端口有关的信息、标识交换机的信息和用来接收到请求分组的端口的标识号的答复分组。信息提供部23还将接收到的请求分组的输出端口列表中记述的最末端口标识号更新成用来接收到请求分组的端口的端口标识号。此外，输出端口列表中的端口标识号被按相反的顺序重排列。信息提供部23将这个重排列的输出端口列表记述在答复分组中。信息提供部23还在答复分组中记述输出端口列表的长度和端口计数的初始值，并且使得特定分组发送/接收部21发送答复分组（步骤S24）。在步骤S24中，特定分组发送/接收部21从输出端口列表中写入的第一端口标识号所表示的端口发送答复分组。结果，答复分组通过请求分组的传送路径按相反的方向被传送并到达控制单元10。
如果特定分组是设立分组，则特定分组发送/接收部21将设立分组输出到路径存储部24（步骤S25）。路径存储部24将设立分组的输出端口列表中记述的最末端口标识号更新成用来接收到设立分组的端口的端口标识号。路径存储部24还按相反的顺序重排列输出端口列表的端口标识号，并且存储经重排列的输出端口列表作为指示出成为控制信道的路径的信息（步骤S26）。
如果特定分组是请求分组，则特定分组发送/接收部21将隧道分组输出到控制消息隧道传输部25（步骤S27）。控制消息隧道传输部25解封出隧道分组中包括的控制消息并且对解封出的控制消息解码（步骤S33）。交换机执行作为解码出的控制消息的函数的适当处理。
如果接收到特定分组的交换机自身不是其目的地（步骤S21中的“否”），则特定分组发送/接收部21在输出端口列表中的所有端口标识号之中仅将按端口计数确定的位置处的端口标识号替换为用来接收到该特定分组的端口的端口标识号。特定分组发送/接收部21还向特定分组中的端口计数加1（步骤S29）。此外，特定分组发送/接收部21发送该特定分组（步骤S30）。
在执行步骤S24、S26、S28或S30后，特定分组接收处理完成。
根据本发明，控制单元与交换机之间的控制信道是经由每个交换机用来传送数据分组的通信网络设定的。换言之，交换机用来传送数据分组的通信网络和控制信道是利用一种通信网络实现的。这也产生了下面所述的额外有利效果。
第一，冗余性和容错性改善了。这是因为，即使在交换机用来传送数据分组的通信网络的一部分中发生故障的情况下，如果确保了从控制单元10到交换机的路径，则也还是能够设定控制信道。例如，在图2所示的拓扑中，即使控制单元10与交换机20b之间的链路故障清除了在两者之间建立的链接起来状态，控制单元10也从交换机20a按顺序向交换机20a至20d发送请求分组。这建立了控制单元10与每个交换机之间的控制信道。
下面论述与图27中作为示例示出的一般通信系统的比较。如图27中所示，在独立于分组传送通信网络94提供控制通信网络93的配置中，即使物理上存在使分组能够从控制单元91到达交换机92的路径，这些路径也不用于控制。从而，控制通信网络93中的故障导致了控制单元91中的控制故障，从而降低了容错性。与之不同，根据本发明，由于前述原因，冗余性和容错性改善了。
第二，因为不需要为控制信道提供专门的通信网络，所以不需要管理这样的专门通信网络，从而可以降低通信系统的管理成本。如果交换机的数目增加或减少，控制单元10也周期性地删除拓扑信息并使处理返回到其初始状态。此外，重开始从步骤S1（参见图22）起的处理使得能够创建特定时间点的最新拓扑信息，因此能够设定通向每个交换机的控制信道。
下面论述与图27中作为示例示出的一般通信系统的比较。在图27中作为示例示出的通信系统中，由于控制通信网络93和分组传送通信网络94两者都需要管理，所以管理成本增大了。例如，如果通过添加交换机改变了交换机群组的拓扑，则必须向控制通信网络93和分组传送通信网络94两者添加链路以便适应该变化。然而，在本发明中，对前述序列的使用降低了管理通信系统所需的成本。
第三，即使在交换机的数目增加之后，如上所述，控制单元10也可通过发送请求分组来创建最新的拓扑信息。此时，由于只有控制单元10是请求分组的发送源，所以与诸如采用STP中的BPDU之类的情况相比，与交换机数目增加时的特定分组交换相关联的流量可被抑制到更低的水平。此优点进而使得可以防止通信系统在开始拓扑信息的创建之前花费太多时间，并且防止给通信线路施加沉重的负担。
下面论述与图27中作为示例示出的一般通信系统的比较。在图27中作为示例示出的一般通信系统中，如果交换机的拓扑变化，则由于通信系统用于认识新拓扑的控制帧（例如STP中的BPDU）被在交换机之间交换，所以使用太多交换机将引起这种控制帧的频繁生成并且导致改善此状态需要大量的时间或者导致通信线路被施加沉重的负担。然而，在本发明中，由于与交换机数目增加时的特定分组交换相关联的流量如上所述与诸如采用STP中的BPDU之类的情况相比能够被抑制到更低的水平，所以对于通信系统的规模能够实现可扩展性。
接下来，下面描述本发明的最低限度配置的示例。图24是示出根据本发明的通信系统的最低限度配置的示例的框图。图25是示出本发明中的最低限度控制单元配置的示例的框图。图26是示出本发明中的最低限度分组传送单元配置的示例的框图。
根据本发明的通信系统包括多个分组传送装置90（例如交换机20a至20d）和控制每个分组传送单元90的控制单元80（例如控制单元10）。
控制单元80包括拓扑信息存储装置81、未检测连接目的地端口确定装置82、答复请求发送装置83和答复请求接收装置84（参见图24和25）。
拓扑信息存储装置81（例如拓扑存储部13）存储包括关于控制单元80或分组传送单元90的端口的互连信息的拓扑信息。
未检测连接目的地端口确定装置82（例如拓扑搜索部12中的执行步骤S1的部分）根据拓扑信息在控制单元80或分组传送单元90的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是在其连接目的地搜索期间尚未成功检测到其连接目的地的端口。
答复请求发送装置83（例如拓扑搜索部12和/或控制单元侧特定分组发送/接收部11）经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求（例如请求分组）。
答复接收装置84（例如控制单元侧特定分组发送/接收部11）从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复（例如答复分组）。
分组传送单元90包括传送判定装置91、传送装置92和答复发送装置93。
传送判定装置91（例如交换机侧特定分组发送/接收部21中的用于执行步骤S21的部分）根据接收到的答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元。
传送装置92（例如交换机侧特定分组发送/接收部21中的用于执行步骤S30的部分）在答复请求被判定要被传送到任何其他分组传送单元时，根据答复请求的内容将答复请求传送到该其他分组传送单元。
答复发送装置93（例如交换机侧特定分组发送/接收部21和/或信息提供部23）在答复请求被判定不要被传送到任何其他分组传送单元时，返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
上述示例性实施例包括在下面第（1）至（10）项中描述的那些作为特征的通信系统配置。也包括在随后的第（11）至（13）项中描述的那些作为特征的控制单元配置。还包括在随后的第（14）和（15）项中描述的那些作为特征的分组传送单元配置。
（1）本发明的通信系统包括多个分组传送装置（例如交换机20a至20d）和控制每个分组传送单元的控制单元（例如控制单元10），其中：控制单元包括：拓扑信息存储装置（例如拓扑存储部13），该拓扑信息存储装置存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息；未检测连接目的地端口确定装置（例如拓扑搜索部12中的用于执行步骤S1的部分），该未检测连接目的地端口确定装置根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；答复请求发送装置（例如拓扑搜索部12和/或控制单元侧特定分组发送/接收部11），该答复请求发送装置经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求（例如请求分组）；以及答复接收装置（例如控制单元侧特定分组发送/接收部11），该答复接收装置从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复；并且分组传送单元包括：传送判定装置（例如交换机侧特定分组发送/接收部21中的用于执行步骤S21的部分），该传送判定装置根据接收到的答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；传送装置（例如交换机侧特定分组发送/接收部21中的用于执行步骤S30的部分），该传送装置在答复请求被判定要被传送到任何其他分组传送单元时，根据答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及答复发送装置（例如交换机侧特定分组发送/接收部21和/或信息提供部23），该答复发送装置在答复请求被判定不要被传送到任何其他分组传送单元时，返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
（2）此外，例如，控制单元还包括拓扑信息添加装置（例如拓扑搜索部12中的用于执行步骤S5的部分），该拓扑信息添加装置向拓扑信息添加与成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元的端口有关并被包括在从该分组传送单元接收的答复中的信息，并且如果该分组传送单元的端口之一是连接目的地未被检测的端口并且不是该分组传送单元用来接收到答复请求的端口，则拓扑信息添加装置还向拓扑信息添加指示出该端口未被检测的信息。
（3）另外，例如，如果未检测连接目的地端口确定装置判定不存在未检测连接目的地端口，则答复请求发送装置停止答复请求的发送。
（4）另外，例如，答复请求发送装置在答复请求中记述一列表作为答复请求传送路径，该列表是关于从控制单元的端口延伸到未检测连接目的地端口的路径上的每个分组传送单元要用来输出答复请求的端口的信息的顺序阵列，传送装置沿着答复请求中记述的传送路径传送答复请求，并且答复发送装置基于答复请求中记述的传送路径来辨识去到控制单元的答复发送路径。
（5）此外，例如，控制单元包括：控制信道确定装置（例如控制信道路径确定部14），该控制信道确定装置使用拓扑信息来设定作为控制单元和每个分组传送单元之间的路径的控制信道；以及控制信道通知发送装置（例如控制单元侧特定分组发送/接收部11），该控制信道通知发送装置发送控制信道通知以将控制信道通知给每个分组传送单元，并且分组传送单元包括控制信道存储装置（例如路径存储部24），该控制信道存储装置在接收到控制信道通知时，使用控制信道通知来存储互连控制单元和该分组传送单元的控制信道。
（6）本发明的通信系统可包括多个分组传送装置和控制每个分组传送单元的控制单元，其中：控制单元包括：拓扑信息存储部，该拓扑信息存储部存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息；未检测连接目的地端口确定部，该未检测连接目的地端口确定部根据拓扑信息在控制单元或分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；答复请求发送部，该答复请求发送部经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及答复接收部，该答复接收部从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复；并且分组传送单元包括：传送判定部，该传送判定部根据接收到的答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；传送部，该传送部在答复请求被判定要被传送到任何其他分组传送单元时，根据答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及答复发送部，该答复发送部在答复请求被判定不要被传送到任何其他分组传送单元时，返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
（7）此外，例如，控制单元还包括拓扑信息添加部，该拓扑信息添加部向拓扑信息添加与成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元的端口有关并被包括在从该分组传送单元接收的答复中的信息，并且如果该分组传送单元的端口之一是连接目的地未被检测的端口并且不是该分组传送单元用来接收到答复请求的端口，则拓扑信息添加部还向拓扑信息添加指示出该端口未被检测的信息。
（8）另外，例如，如果未检测连接目的地端口确定部判定不存在未检测连接目的地端口，则答复请求发送部停止答复请求的发送。
（9）另外，例如，答复请求发送部在答复请求中记述一列表作为答复请求传送路径，该列表是关于从控制单元的端口延伸到未检测连接目的地端口的路径上的每个分组传送单元要用来输出答复请求的端口的信息的顺序阵列，传送部沿着答复请求中记述的传送路径传送答复请求，并且答复发送部基于答复请求中记述的传送路径来辨识去到控制单元的答复发送路径。
（10）另外，例如，控制单元包括：控制信道确定部，该控制信道确定部使用拓扑信息来设定作为控制单元和每个分组传送单元之间的路径的控制信道；以及控制信道通知发送部，该控制信道通知发送部发送控制信道通知以将控制信道通知给每个分组传送单元，并且分组传送单元包括控制信道存储部，该控制信道存储部在接收到控制信道通知时，使用控制信道通知来存储互连控制单元和该分组传送单元的控制信道。
（11）根据本发明的另一方面的控制单元控制多个分组传送装置，该控制单元包括：拓扑信息存储部，该拓扑信息存储部存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息；未检测连接目的地端口确定部，该未检测连接目的地端口确定部根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；答复请求发送部，该答复请求发送部经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及答复接收部，该答复接收部从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复。
（12）此外，控制单元还可包括拓扑信息添加部，该拓扑信息添加部向拓扑信息添加与成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元的端口有关并被包括在从该分组传送单元接收的答复中的信息，并且如果该分组传送单元的端口之一是连接目的地未被检测的端口并且不是该分组传送单元用来接收到答复请求的端口，则拓扑信息添加部还向拓扑信息添加指示出该端口未被检测的信息。
（13）本发明的被配置为控制多个分组传送装置的控制单元可包括：拓扑信息存储装置，该拓扑信息存储装置存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息；未检测连接目的地端口确定装置，该未检测连接目的地端口确定装置根据拓扑信息在控制单元或分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；答复请求发送装置，该答复请求发送装置经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；以及答复接收装置，该答复接收装置从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复。
（14）根据本发明的另一方面的分组传送单元受控制单元控制，该分组传送单元包括：传送判定部，该传送判定部在从控制单元接收到被寻址到连接目的地未被检测的未检测连接目的地端口的连接目的地的答复请求时，根据该答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；传送部，该传送部在答复请求被判定要被传送到任何其他分组传送单元时，根据答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及答复发送部，该答复发送部在答复请求被判定不要被传送到任何其他分组传送单元时，返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
（15）此外，本发明的受控制单元控制的分组传送单元可包括：传送判定装置，该传送判定装置在从控制单元接收到被寻址到连接目的地未被检测的未检测连接目的地端口的连接目的地的答复请求时，根据该答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；传送装置，该传送装置在答复请求被判定要被传送到任何其他分组传送单元时，根据答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及答复发送装置，该答复发送装置在答复请求被判定不要被传送到任何其他分组传送单元时，返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
虽然以上已参考示例性实施例描述了本发明，但本发明不限于示例性实施例。在本发明的范围内可对本发明的配置和细节做出本领域的技术人员可理解的各种改变。
本申请基于2009年12月28日提交的日本专利申请No.2009-298852要求优先权，特此通过引用将该日本专利申请的全部公开内容并入本申请中。
工业应用
本发明适用于包括多个分组传送装置和控制每个分组传送单元的控制单元的通信系统。
标号列表
10    控制单元
11    控制单元侧特定分组发送/接收部
12    拓扑搜索部
13    拓扑存储部
14    控制信道路径确定部
15    控制单元侧控制消息隧道传输部
20a至20d、20A至20D交换机（分组传送单元）
21    交换机侧特定分组发送/接收部
23    信息提供部
24    路径存储部
25    交换机侧控制消息隧道传输部

Claims (7)

1.一种通信系统，包括：
多个分组传送单元；以及
控制每个分组传送单元的控制单元，
其中：控制单元包括
拓扑信息存储装置，该拓扑信息存储装置存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息，
未检测连接目的地端口确定装置，该未检测连接目的地端口确定装置根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口，
答复请求发送装置，该答复请求发送装置经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求，
答复接收装置，该答复接收装置从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，以及
拓扑信息添加装置，该拓扑信息添加装置向拓扑信息添加与成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元的端口有关并被包括在从该分组传送单元接收的答复中的信息，并且如果该分组传送单元的端口之一是连接目的地未被检测的端口并且不是该分组传送单元用来接收到答复请求的端口，则拓扑信息添加装置还向拓扑信息添加指示出该端口未被检测的信息；并且
分组传送单元包括
传送判定装置，该传送判定装置基于接收到的答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元，
传送装置，在判定答复请求要被传送到任何其他分组传送单元时，该传送装置基于答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元，以及
答复发送装置，在判定答复请求不被传送到任何其他分组传送单元时，该答复发送装置返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
2.根据权利要求1所述的通信系统，
其中：如果未检测连接目的地端口确定装置判定不存在未检测连接目的地端口，则答复请求发送装置停止答复请求的发送。
3.根据权利要求1所述的通信系统，
其中：答复请求发送装置在答复请求中记述一列表作为答复请求传送路径，该列表是关于从控制单元的端口延伸到未检测连接目的地端口的路径上的每个分组传送单元要用来输出答复请求的端口的信息的顺序阵列；
传送装置沿着答复请求中记述的传送路径传送答复请求；并且
答复发送装置基于答复请求中记述的传送路径来辨识去到控制单元的答复发送路径。
4.根据权利要求1所述的通信系统，
其中：控制单元包括：控制信道确定装置，该控制信道确定装置使用拓扑信息来设定作为控制单元和每个分组传送单元之间的路径的控制信道；以及控制信道通知发送装置，该控制信道通知发送装置发送控制信道通知以将控制信道通知给每个分组传送单元；并且
分组传送单元包括控制信道存储装置，该分组传送单元在接收到控制信道通知时，使用控制信道通知来存储互连控制单元和该分组传送单元的控制信道。
5.一种用于控制多个分组传送单元的控制单元，该控制单元包括：
拓扑信息存储装置，该拓扑信息存储装置存储包括关于控制单元或每个分组传送单元的端口的互连信息的拓扑信息，
未检测连接目的地端口确定装置，该未检测连接目的地端口确定装置根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口，
答复请求发送装置，该答复请求发送装置经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求，
答复接收装置，该答复接收装置从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，以及
拓扑信息添加装置，该拓扑信息添加装置向拓扑信息添加与成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元的端口有关并被包括在从该分组传送单元接收的答复中的信息，并且如果该分组传送单元的端口之一是连接目的地未被检测的端口并且不是该分组传送单元用来接收到答复请求的端口，则拓扑信息添加装置还向拓扑信息添加指示出该端口未被检测的信息。
6.一种受控制单元控制的分组传送单元，该分组传送单元包括：
传送判定装置，该传送判定装置在从控制单元接收到被寻址到连接目的地未被检测的未检测连接目的地端口的连接目的地的答复请求时，基于答复请求的内容来判定该答复请求是否要被传送到另外的分组传送单元；
传送装置，在判定答复请求要被传送到任何其他分组传送单元时，该传送装置基于答复请求的内容将答复请求传送到任何其他分组传送单元；以及
答复发送装置，在判定答复请求不被传送到任何其他分组传送单元时，该答复发送装置返回包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复，该答复被沿着通向控制单元的路径发送。
7.一种端口信息收集方法，其中控制多个分组传送单元的控制单元执行：
根据拓扑信息在控制单元或每个分组传送单元的所有端口之中仅确定未检测连接目的地端口，未检测连接目的地端口是连接目的地未被检测的端口；
经由未检测连接目的地端口向未检测连接目的地端口的连接目的地发送答复请求；
从成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元接收包括关于该分组传送单元的端口的信息的答复；以及
向拓扑信息添加与成为未检测连接目的地端口的连接目的地的分组传送单元的端口有关并被包括在从该分组传送单元接收的答复中的信息，并且如果该分组传送单元的端口之一是连接目的地未被检测的端口并且不是该分组传送单元用来接收到答复请求的端口，则还向拓扑信息添加指示出该端口未被检测的信息。
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