OpenFlowによるネットワークデザインの実習への導入研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H00387
• Research Institution: Gunma National College of Technology
• Principal Investigator: 森田 真司 群馬工業高等専門学校, 教育研究支援センター, 技術専門員
• Project Period (FY): 2015
• Keywords: OpenFlow / SDN / trema

Outline of Annual Research Achievements

1. 研究目的
ソフトウェアプログラムで定義したネットワーク(SDN)を実現するOpenFlow(以下OF)の実習への導入を想定し、実機での動作検証を基に実習内容を検討する。実習を通して将来的に通信の設計や制御・運用といったネットワークデザインができる人材の育成を目指す。
2. 研究方法
パソコン2台にubuntuをインストールし、1台はOFコントローラ兼スイッチ、もう1台はOFスイッチとして動作させる。このOFスイッチに端末2、3台の構成で接続を変更しながら様々なプログラムを試行し通信の可不可を確認する。これによりOFで可能なことを検証し、ネットワークデザインの礎となるような基礎から応用までの実習案を策定する。
3. 研究成果
OFコントローラにtrema、OFスイッチにOpenvSwitchをインストールし、15個以上のプログラムを試行した。公開されているプログラムの多くはそのままでは動作せず、バグ取り、改良を要した。またOFの仕様にはあるがtremaには未実装のクラスのうち必要なものは開発した。
検証の結果、プログラミングにはネットワークに関する基礎知識が必須であり、プログラミング経験およびtremaで採用されているrubyでの実現方法の解明が必要となるが、OFではどんなパケット(マッチ条件)をどう処理する(アクション)のかを記述するフローエントリの作成が最大の要となるため、プログラミングはフローエントリの作成部分に絞ればよいと見通しが立った。ただし未実装のクラスは開発しておく必要がある。
更に手引書原案を作成し、OFで現存するネットワーク機器などを実現して通信の学習も取り入れた内容とした。具体的な実習項目は、リピータハブ、ラーニングスイッチ、ルータ、ポートグループ化とVLAN、アプリケーション分散(TCPポート番号で宛先を分ける)とNATの5項目6プログラムの基礎から応用までとした。