JP6425247B2 - Virtualization infrastructure selection apparatus and method, and program - Google Patents
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Description
本発明は、仮想化されたネットワーク機能である仮想マシン(Virtual Machine:VM)を実現するための仮想化基盤(Network Functions Virtualisation Infrastructure:NFVI)を選択する技術に関する。 The present invention relates to a technology for selecting a network function virtual infrastructure (NFVI) for realizing a virtual machine (VM) which is a virtualized network function.
NFVIを提供する事業者は、利用者からのサービス要求に基づき、NFVaaS(NFV as a Service:仮想化したNW機能の提供)やNFVIaaS(NFVI as a Service:NFVIを提供するサービス)の提供を行う場合、少なくとも1つのデータセンタ(Data Center:DC)に配備された少なくとも1台の物理サーバで構成されるNFVIから、前記サービス要求に対応する仮想マシンを実現するためのアプリケーションソフトウェアを動作させる物理サーバを選択して行っていた。 The provider of NFVI provides NFVaaS (NFV as a Service: provision of virtualized NW function) and NFVIaaS (NFVI as a Service: service of providing NFVI) based on the service request from the user. In this case, a physical server that operates application software for realizing a virtual machine corresponding to the service request from an NFVI configured of at least one physical server deployed in at least one data center (DC) Was selected.
この際、サービス要求(以下、「仮想アプリ要求」と言い換える。)それ自体は具体的に必要とされる物理リソースの要求(例えば、空きメモリ16GB以上等)ではないため、従来は、経験等に基づいて物理サーバを選択していた。 At this time, since the service request (hereinafter, referred to as “virtual application request”) itself is not a request of physical resources specifically required (for example, 16 GB or more of free memory etc.), conventionally The physical server was selected based on it.
また、一般的にNFVIを構成する物理サーバは需要予測に合わせ、余裕をもって配備することが多いため、仮想アプリ要求に応じて空いている物理サーバを単純に選択したり、複数候補がある場合には要求の発生順に機体番号等に従ってシーケンスまたはランダムに選択したりしていた。 Also, in general, physical servers that configure NFVI are often deployed with a margin in accordance with demand forecasting, so it is easy to simply select an available physical server in response to a virtual application request, or when there are multiple candidates. Selected in sequence or at random according to the machine number etc. in the order of occurrence of the request.
ところで、上述した物理サーバの選択の際には、配備する仮想アプリの要求条件(例えば遅延時間)を満たすデータセンタを選択する必要がある。ここで仮想アプリの要求条件を満たすためには、ネットワークのリソースとデータセンタのリソースの両方を考慮する必要がある。例えば、図1(a)では、ユーザ・DC間のみを考慮選択するとユーザ・DC間は最短(遅延時間が最小)となるが外部ネットワークまでのトータルでは遅延時間が大きくなることを示している。一方、図1(b)では、仮想アプリがユーザ・仮想アプリ間の通信のみを行う(仮想アプリ・外部ネットワーク間の通信がない)のならDC1とDC2のどちらのDCに配備しても同じではあるが、仮想アプリがユーザ・仮想アプリ・外部が部ネットワークの通信があれば配備コストの観点からDC1を選択することが好ましいことを示している。 By the way, when selecting a physical server as described above, it is necessary to select a data center that satisfies the requirements (for example, delay time) of the virtual application to be deployed. Here, in order to meet the requirements of the virtual application, it is necessary to consider both network resources and data center resources. For example, FIG. 1A shows that selecting and considering only between the user and DC results in the shortest (minimum delay time) between the user and DC, but the total delay time to the external network increases. On the other hand, in Fig. 1 (b), if the virtual application only communicates between the user and the virtual application (there is no communication between the virtual application and the external network), it is the same whether deployed in DC1 or DC2 Although there is a virtual application, it is shown that it is preferable to select DC1 from the viewpoint of deployment cost if there is communication between a user, virtual application, and an external network.
しかし従来は、仮想アプリ配備要求に対して、仮想アプリの通信特性に応じた適切なデータセンタ・物理サーバの選択は行われていなかった。 However, conventionally, in response to a virtual application deployment request, selection of an appropriate data center or physical server according to the communication characteristics of the virtual application has not been performed.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、仮想アプリケーションの通信特性に適したデータセンタを選択できる仮想化基盤選択装置及び方法並びにプログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a virtualization infrastructure selection apparatus, method, and program capable of selecting a data center suitable for communication characteristics of a virtual application.
上記目的を達成するために、本願発明は、仮想化されたネットワーク機能であり仮想アプリケーションにより実現される仮想マシンを実現するための、少なくとも1つのデータセンタに配備された少なくとも1台の物理サーバで構成される仮想化基盤において、利用者からの仮想アプリケーションの配備要求に基づき仮想アプリケーションの配備先となるデータセンタを選択する仮想化基盤選択装置であって、ネットワーク内におけるデータセンタの配備情報を記憶するデータセンタ配備情報記憶手段と、前記配備要求に係る仮想アプリケーションの通信経路パターンを判別し、該通信経路パターンにおいて前記配備要求に含まれる品質要求情報を満足するデータセンタを抽出するデータセンタ抽出手段と、前記データセンタ抽出手段で抽出したデータセンタの中から前記配備要求に係る仮想アプリケーションの通信特性に基づきデータセンタを選択するデータセンタ選択手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is to realize a virtual machine implemented by virtualized network functions der Ri virtual application, at least one physical server deployed in at least one data center A virtualization infrastructure selection device for selecting a data center to be a deployment destination of a virtual application based on a deployment request of a virtual application from a user in the virtualization infrastructure configured by Data center extraction information storage means for storing and a communication path pattern of a virtual application relating to the allocation request are discriminated, and a data center extraction for extracting data centers satisfying the quality request information included in the allocation request in the communication path pattern Means and the data center extraction means Characterized in that from the data center and a data center selection means for selecting data center based on the communication characteristic of the virtual application according to the deployment request.
本発明によれば、仮想アプリの通信特性に応じた最適なデータセンタを選択することができる。 According to the present invention, it is possible to select an optimal data center according to the communication characteristic of the virtual application.
本発明の一実施の形態に係る仮想化基盤選択装置について図面を参照して説明する。まず、仮想化基盤選択装置の説明に先立ち、選択処理の対象となるデータセンタの配備例について説明する。 A virtualization platform selection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, prior to the description of the virtualization infrastructure selection device, an example of deployment of a data center to be subjected to selection processing will be described.
図2はキャリアネットワークにおけるデータセンタの配備例である。図2に示すように、キャリアネットワークは複数の転送装置15により構成されており、ネットワークのエッジに配備された幾つかの転送装置15はユーザ10を収容する収容局に設置されている。キャリアネットワークは、地理的要件や通信の効率化等の観点から、幾つかの転送装置10が複数の転送装置15を収容する階層構造を一部に有するとともに、複数の転送装置10が互いに接続したメッシュ構造も一部に有している。幾つかの転送装置15は外部ネットワークとのゲートウェイとして機能する。なお、外部ネットワークと接続する転送装置10は、最も集約レベルの高い(最も階層が高い)転送装置15だけではない点に留意されたい。データセンタ20は何れかの転送装置15に収容される。図2の例では、転送装置15eに接続されているデータセンタ20e内に仮想アプリケーション(以下「仮想アプリ」と言う。)31が配備されている。当該仮想アプリ31とユーザ10a間の通信は通信装置15a,15c,15eを介する。仮想アプリ31と外部ネットワーク間の通信は通信装置15c及び15eを介する。また、図2の例では、転送装置15cに接続されているデータセンタ20c内に仮想アプリ32が配備されている。仮想アプリ32は、外部ネットワークとは通信は行わない。仮想アプリ32とユーザ10c間の通信は通信装置15b,15cを介する。
FIG. 2 is a deployment example of a data center in a carrier network. As shown in FIG. 2, the carrier network is composed of a plurality of transfer devices 15, and some of the transfer devices 15 disposed at the edge of the network are installed at a receiving station that accommodates the
本発明に係る仮想化基盤選択装置は、このようなネットワーク環境下において、ユーザからの仮想アプリ配備要求に対して、最適なデータセンタを選択するものである。図3を参照して本発明におけるデータセンタの選択の考え方について説明する。 The virtualization infrastructure selecting apparatus according to the present invention selects an optimal data center in response to a virtual application deployment request from a user in such a network environment. The concept of data center selection in the present invention will be described with reference to FIG.
本発明では、まず、仮想アプリ配備要求に係る仮想アプリの通信経路パターンを判別し、該通信経路パターンにおいて仮想アプリ配備要求に含まれる品質要求情報を満足するデータセンタを抽出する。次に、抽出したデータセンタの中から仮想アプリ配備要求に係る仮想アプリの通信特性に基づきデータセンタを選択する。 In the present invention, first, the communication path pattern of the virtual application related to the virtual application deployment request is determined, and a data center satisfying the quality request information included in the virtual application deployment request in the communication path pattern is extracted. Next, a data center is selected from among the extracted data centers based on the communication characteristics of the virtual application related to the virtual application deployment request.
図3は、データセンタ50内の仮想マシン(仮想マシンは物理マシン上に構築されている)上に構築された仮想アプリ60は、ユーザ70との間の通信を行うとともに外部ネットワーク80とも通信を行うという通信経路パターンに該当する例である。ここで、仮想アプリ配備要求において品質要求としてユーザ・仮想アプリ間の許容遅延時間(図3では70ms以下)が設定されているとする。この場合、図3(c)では遅延要求を満たさないのでデータセンタ50cは抽出対象から除外する。一方、図3(a)(b)では遅延要求を満たしているのでデータセンタセンタ50a及び50bは抽出対象となる。
In FIG. 3, a
次に、図3の例では、仮想アプリ60は、ユーザ70との間の通信帯域は大きく、外部ネットワーク80との間の通信帯域は小さいという通信特性を有している。ここで、ネットワーク内の通信量、すなわちネットワークコストを減らしたいという考え方からは、なるべくユーザ70に近いデータセンタ50を選択したい。一方、データセンタ50の配備コストを減らしたいという考え方からは、なるべくユーザ70から遠いデータセンタ50を選択したい。なお、ここで配備コストとは、データセンタ50の分散値(集約度)とデータセンタ50・ユーザ70間の距離(近さ)から算出する指標であり、データセンタ50の配備に要するコストを表すものである。また分散値は、データセンタ50の集約レベルの下位(したがって収容局レベルが下位)になるほど大きい値である。本発明では、仮想アプリ60の通信特性から通信コストと配備コストを算出し、両者の和であるトータルコストを算出し、トータルコストの小さいデータセンタ50を選択する。
Next, in the example of FIG. 3, the
仮想化基盤選択装置の構成について図4を参照して説明する。仮想化基盤選択装置100は、図4に示すように、データセンタ抽出部110と、データセンタ選択部120と、データベース130とを備えている。
The configuration of the virtualization infrastructure selection device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the virtualization
データベース130は、ネットワーク内のデータセンタの配備情報131を記憶保持している。データセンタ配備情報131は、ネットワーク内におけるデータセンタの位置情報などの他、少なくとも、対ユーザとの間の通信及び対外部ネットワークとの通信に係る品質情報、特に遅延時間についての情報を記憶保持している。また、データベース130には、図2で示したようなネットワークの構成情報132を記憶保持している。
The
データセンタ抽出部110は、ユーザから仮想アプリ配備要求を受信すると、当該配備要求に係る仮想アプリのネットワーク内における通信経路パターンを判別し、当該通信経路パターンにおいて配備要求に含まれる品質要求を満足する1つ以上のデータセンタをデータベース130から抽出する。なお、ネットワーク規模が大きいと品質要求を満足するデータセンタが多数存在することが考えられるので、データセンタ抽出部110は、品質要求を満足し、且つ、最も高品質な1つ以上のデータセンタを抽出すると好適である。
When receiving the virtual application deployment request from the user, the data
通信経路パターンの一例について図5を参照して説明する。図5の例では、通信経路パターンは、ユーザ・仮想アプリ間でのみ通信を行う「アプリ終端」と、ユーザ・仮想アプリ間及び仮想アプリ・外部ネットワーク間で通信を行う「アプリ経由」という2つのパターンがある。前者の仮想アプリの例としてはストレージアプリなどがある。後者の仮想アプリの例としては、キャッシュサーバアプリ、ルータアプリ、FW(FireWall)アプリなどがある。 An example of the communication path pattern will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 5, the communication path pattern is divided into two: an application termination which communicates only between the user and the virtual application, and an application via which communication is performed between the user and the virtual application and between the virtual application and the external network. There is a pattern. An example of the former virtual application is a storage application. Examples of the latter virtual application include a cache server application, a router application, and a FW (FireWall) application.
図6に仮想アプリ配備要求のイメージ例を示す。仮想アプリ配備要求は品質要求条件として許容遅延時間(値が小さいほど高品質)が設定されている。なお許容遅延時間は前記通信経路パターンに即して、ユーザ・仮想アプリ間と仮想アプリ・外部ネットワーク間のそれぞれについて設定してもよいし、ユーザ・外部ネットワーク間の許容遅延時間を設定してもよい。また、「どんな遅延時間をも許容する」という設定も可能である。 FIG. 6 shows an example image of a virtual application deployment request. In the virtual application deployment request, an allowable delay time (the smaller the value, the higher the quality) is set as the quality requirement. The allowable delay time may be set for each of the user and virtual application and between the virtual application and the external network in accordance with the communication path pattern, or even if the allowable delay time between the user and the external network is set. Good. Also, a setting of "allow any delay time" is also possible.
データセンタ選択部120は、データセンタ抽出部110で選択された1つ以上のデータセンタの中から仮想アプリの通信特性を考慮して最適なデータセンタを選択する。本実施の形態では、データセンタ選択部120は、データセンタ抽出部110で抽出したデータセンタ毎にネットワークコストと配備コストを算出し、ネットワークコストと配備コストの和を取ることによりトータルコストを算出する。そして、データセンタ選択部120は、トータルコストの最も小さいものデータセンタを選択する。
The data
ここで、ネットワークコストは、ある仮想アプリが行うネットワーク内における通信について各通信区間における回線コストに通信量を乗じたものを積算して得られる。通信区間は、図5の例における「アプリ終端」の仮想アプリについてはユーザ・仮想アプリ間であり、「アプリ経由」仮想アプリについてはユーザ・仮想アプリ間と仮想アプリ間と外部ネットワーク間である。回線コストとしては遅延時間を用いることができる。配備コストは、ユーザ・仮想アプリ間の通信量に、当該データセンタの分散値(上記参照)を乗じたものである。なお、各通信区間の通信量は、図5に示すように、仮想アプリ配備要求に含まれるものとする。 Here, the network cost can be obtained by integrating the line cost in each communication section and the communication amount for communication in the network performed by a certain virtual application. The communication section is between the user and the virtual application for the “application termination” virtual application in the example of FIG. 5 and is between the user and the virtual application, between the virtual application, and the external network for the “via application” virtual application. A delay time can be used as the line cost. The deployment cost is the amount of communication between the user and the virtual application multiplied by the distributed value of the data center (see above). The communication amount of each communication section is included in the virtual application deployment request as shown in FIG.
本実施の形態に係る仮想化基盤選択装置100によるデータセンタ選択例について図7及び図8を参照して説明する。図7の例では、仮想アプリ配備要求が、「アプリ経由」型の仮想アプリであって、ユーザ・仮想アプリ間の遅延許容時間が70ms以下で、ユーザ・アプリ間の通信量が10Mbpsであり、アプリ・外部ネットワーク間の通信量が1Mbpsであるものとする。
An example of data center selection by the virtualization
データセンタ抽出部110は、データベース130を参照して、ユーザ・仮想アプリ間の遅延時間が70ms以下のデータセンタであって、且つ、トータルの遅延時間、すなわちユーザ・仮想アプリ間の遅延時間と仮想アプリ・外部ネットワーク間の遅延時間との和が最小の1つ以上のデータセンタを抽出する。図7の例では3つのデータセンタDC1,DC2,DC3が選択されていることを示す。
The data
次に、データセンタ選択部120は、図9に示すように、各データセンタDC1〜DC3についてネットワークコストと配備コストを算出し、その和であるトータルコストを算出し、トータルコストが最小のデータセンタDC1を処理結果として選択する。
Next, as shown in FIG. 9, the data
このように本実施の形態に係る仮想化基盤選択装置100によれば、仮想アプリの通信特性に応じた適切なデータセンタを選択することが可能となる。
As described above, according to the virtualization
以上本発明の一実施の形態について詳述したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば上記実施の形態において仮想アプリ配備要求のデータ構造やネットワーク構成等は一例にすぎず、他の構成であっても本発明を実施できる。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention was explained in full detail, the present invention is not limited to this. For example, the data structure of the virtual application deployment request, the network configuration, and the like in the above-described embodiment are merely examples, and the present invention can be practiced with other configurations.
100…仮想化基盤選択装置
110…データセンタ抽出部
120…データセンタ選択部
100 ... virtualization
Claims (7)
ネットワーク内におけるデータセンタの配備情報を記憶するデータセンタ配備情報記憶手段と、
前記配備要求に係る仮想アプリケーションの通信経路パターンを判別し、該通信経路パターンにおいて前記配備要求に含まれる品質要求情報を満足するデータセンタを抽出するデータセンタ抽出手段と、
前記データセンタ抽出手段で抽出したデータセンタの中から前記配備要求に係る仮想アプリケーションの通信特性に基づきデータセンタを選択するデータセンタ選択手段とを備えた
ことを特徴とする仮想化基盤選択装置。 For implementing the virtual machine implemented by virtualized network functions der Ri virtual application, the virtualization infrastructure composed of at least one physical server is deployed in at least one data center, from a user A virtualization infrastructure selection device for selecting a data center to which a virtual application is to be deployed based on the virtual application deployment request of
Data center deployment information storage means for storing deployment information of data centers in the network;
Data center extracting means for determining a communication path pattern of the virtual application related to the deployment request, and extracting a data center satisfying the quality request information included in the deployment request in the communication path pattern;
And a data center selection means for selecting a data center based on the communication characteristics of the virtual application related to the deployment request among the data centers extracted by the data center extraction means.
ことを特徴とする請求項1記載の仮想化基盤選択装置。 The data center selecting means calculates a cost required for a virtual application for each data center extracted by the data center extracting means, and selects a data center based on the calculated cost. Virtualization infrastructure selection device.
ことを特徴とする請求項2記載の仮想化基盤選択装置。 The virtualization infrastructure selection apparatus according to claim 2, wherein the calculated cost includes a communication cost in a network for communication related to a virtual application.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の仮想化基盤選択装置。 The virtualization infrastructure selection apparatus according to claim 2 or 3, wherein the calculated cost includes a deployment cost of a data center in the network.
前記データセンタ抽出手段は、許容遅延時間情報を満たすデータセンタを抽出する
ことを特徴とする請求項1乃至4何れか1項に記載の仮想化基盤選択装置。 The quality request information includes allowable delay time information of communication related to a virtual application in the network,
The virtualization infrastructure selection apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the data center extraction unit extracts a data center that satisfies allowable delay time information.
前記仮想化基盤選択装置は、ネットワーク内におけるデータセンタの配備情報を記憶するデータセンタ配備情報記憶手段を備え、
前記仮想化基盤選択装置のデータセンタ抽出手段が、前記配備要求に係る仮想アプリケーションの通信経路パターンを判別し、該通信経路パターンにおいて前記配備要求に含まれる品質要求情報を満足するデータセンタを抽出するデータセンタ抽出ステップと、
前記仮想化基盤選択装置のデータセンタ選択手段が、前記データセンタ抽出ステップで抽出したデータセンタの中から前記配備要求に係る仮想アプリケーションの通信特性に基づきデータセンタを選択するデータセンタ選択ステップを備えた
ことを特徴とする仮想化基盤選択方法。 For implementing the virtual machine implemented by virtualized network functions der Ri virtual application, the virtualization infrastructure composed of at least one physical server is deployed in at least one data center, virtualization infrastructure selection device, a virtual base selection method of selecting a data center as the installation destination of the virtual application on the basis of the deployment requirements of virtual applications from the user,
The virtualization infrastructure selection apparatus comprises data center deployment information storage means for storing deployment information of data centers in the network,
The data center extraction means of the virtualization infrastructure selection device determines the communication path pattern of the virtual application related to the deployment request, and extracts a data center satisfying the quality request information included in the deployment request in the communication path pattern Data center extraction step,
The data center selecting unit of the virtualization infrastructure selecting apparatus further includes a data center selecting step of selecting a data center from among the data centers extracted in the data center extracting step based on the communication characteristic of the virtual application related to the deployment request. A virtualization infrastructure selection method characterized by
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