CN108885567A

CN108885567A - 网络系统中的管理方法和管理装置

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Publication number: CN108885567A
Application number: CN201780021167.8A
Authority: CN
Inventors: 中野慎太郎; 长谷川英男; 石井理; 柴田诚也
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-11-23
Also published as: JP6806143B2; US20200401432A1; WO2017170310A1; EP3438822A4; EP3438822A1; JPWO2017170310A1

Abstract

提供一种管理方法、管理装置和网络系统，用于有效地管理包括可编程逻辑电路作为VNF基础设施的网络。用于包括虚拟网络功能在其上运行的服务器的网络的管理装置(10)如下操作：存储在服务器(A、B、C、D)上运行的至少一个虚拟网络功能(VNF‑1到VNF‑5)和服务器属性信息，该服务器属性信息指示服务器是否支持可编程逻辑电路作为虚拟网络功能的操作主体，其中至少一个虚拟网络功能和服务器属性信息彼此相关联；并且基于被关联的信息管理包括可编程逻辑电路的服务器，其中虚拟网络在服务器上进行操作。

Description

网络系统中的管理方法和管理装置

技术领域

本发明涉及一种包括虚拟网络功能的网络系统，并且特别地涉及管理方法及其管理装置。

背景技术

在当前的通信系统中，诸如宽带远程接入服务器(BRAS)、网络地址转换(NAT)、路由器、防火墙(FW)和深度包检测(DPI)的各种网络功能(NF)由专用硬件(设备)实现。正因如此，当启动新的网络服务时，网络运营商被强迫引入新的专用硬件设备。这需要购买设备、安装空间等的显著成本。鉴于这种情况，最近考虑了通过软件(网络功能虚拟化)虚拟地实现由硬件实现的网络功能的技术(非专利文献1)。作为网络服务虚拟化的示例，专利文献1公开一种方法，其中在通信节点设备上构建多个虚拟路由器，并且根据通信质量动态地分布虚拟路由器的资源。

此外，还考虑通过将通信流传输到其中组合多个虚拟网络功能(VNF)的通信路径来提供各种网络服务的技术(例如，参见非专利文献2)。

如图1中所图示，在网络功能虚拟化中，网络服务由虚拟网络功能(VNF)的逻辑链路(转发图)配置和管理。在本示例中，在覆盖网络中图示包括五个虚拟网络功能VNF-1至VNF-5的网络服务。

转发图中的虚拟网络功能VNF-1至VNF-5在NFV基础设施(NFVI)中的通用服务器SV1至SV4上运行。通过在通用服务器而不是专用服务器上虚拟地运行运营商级功能，能够实现成本降低和易于操作。

被引用的文献

[专利文献1]JP2012-175418A

[非专利文献1]网络功能虚拟化-2013年10月15日至17日在德国法兰克福举行的“SDN和OpenFlow世界大会”上更新白皮书(http://portal.etsi.org/NFV/NFV_White_Paper2.pdf)

[非专利文献2]ETSIGSNFV001v1.1.1(2013-10)“网络功能虚拟化(NFV)；使用情况”(http://docbox.etsi.org/ISG/NFV/Open/Published/gs_NFV001v010101p％20-％20Use％20Cases.pdf)

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，当试图通过通用服务器构造NFV时，存在服务器的CPU(中央处理单元)处理、服务器之间的通信等发生瓶颈的情况。为了防止这种瓶颈，实现服务器的高速处理是必不可少的。作为加速CPU处理的技术，除了增加CPU内核的数量之外，已知将现场可编程门阵列(FPGA)连接到CPU的加速器技术(例如，“用于数据中心的Xeon+FPGA平台”ISCA/CARL2015<http://www.ece.cmu.edu/～calcm/carl/lib/exe/fetch.php？media＝carl15-gupta.pdf>”)。

然而，在通过使用添加FPGA的这种服务器构建NFV的情况下，VM/VNF不仅在CPU上操作，而且在FPGA上操作。因此，有必要管理网络中的FPGA和VNF之间的对应关系。例如，有必要解决服务器是否配备FPGA的问题、哪个VNF使用哪个FPGA的问题、以及当VNF和NFVI(COTS(商业现货)服务器/VM/FPGA)之间的对应关系被改变时何时、如何或者什么被设置成FPGA的问题。

如上所述，在不仅包括服务器的CPU而且包括诸如FPGA的可编程逻辑电路作为VNF基础设施的网络中，考虑到可编程逻辑电路，有必要具有特殊的管理系统。

有鉴于此，本发明的示例性目的是为了提供一种管理方法、管理装置、以及网络系统，用于有效地管理包括可编程逻辑电路作为VNF基础设施的网络。

解决技术问题的手段

根据本发明的网络管理装置是用于网络的管理装置，该网络包括虚拟网络功能在其上运行的服务器。该管理装置包括存储装置，用于存储彼此相关联的在服务器上运行的至少一个虚拟网络功能和服务器属性信息。服务器属性信息指示服务器是否包括可编程逻辑电路作为虚拟网络功能的操作主体。管理装置还包括管理装置，用于至少基于相关联的信息管理包括可编程逻辑电路的服务器，其中虚拟网络功能在服务器上运行。

根据本发明的网络管理方法是用于包括虚拟网络功能在其上运行的服务器的网络的管理方法。该管理方法包括，通过存储装置，存储彼此相关联的在服务器上运行的至少一个虚拟网络功能和服务器属性信息。服务器属性信息指示服务器是否包括可编程逻辑电路作为虚拟网络功能的操作主体。管理方法还包括，通过管理装置，基于相关联的信息至少管理包括可编程逻辑电路的至少一个服务器，其中虚拟网络功能在服务器上运行。

根据本发明的网络系统是包括虚拟网络功能在其上运行的服务器的网络系统。该网络系统包括：下层网络，其中连接多个服务器，该多个服务器包括支持可编程逻辑电路的至少一个服务器；上层网络，包括可在该多个服务器中的任何服务器上操作的至少一个虚拟网络功能；以及管理装置，管理下层网络和上层网络。管理装置至少基于被关联的信息管理包括可编程逻辑电路的服务器，其中虚拟网络功能在服务器上运行，其中相关联的信息将在服务器上运行的至少一个虚拟网络功能与服务器属性信息相关联，该服务器属性信息指示服务器是否包括可编程逻辑电路作为虚拟网络功能的操作主体。

发明的效果

根据本发明，能够有效地管理包括可编程逻辑电路作为VNF基础设施的网络。

附图说明

图1是图示网络功能的虚拟化的示例的示意性网络图。

图2是图示应用本发明的示例性网络系统的示意网络图。

图3是图示应用本发明的网络系统中的物理服务器和虚拟网络功能之间的对应关系的示意网络图。

图4是图示根据本发明的第一示例性实施例的管理装置的示意性配置的框图。

图5是图示在图4中图示的管理装置中的示例性管理数据库的示意图。

图6是图示根据本发明的第二示例性实施例的管理方法(用于VM/VNF启动的服务器选择控制)的流程图。

图7是图示在图6中图示的管理方法中的管理数据库的第一示例的示意图。

图8是图示在图6中图示的管理方法中的管理数据库的第二示例的示意图。

图9是图示在图6中图示的管理方法中的管理数据库的第三示例的示意图。

图10是图示在图6中图示的管理方法中的管理数据库的第四示例的示意图。

图11是图示根据本发明的第三示例性实施例的管理方法(用于VM迁移的服务器选择控制)的流程图。

图12是图示在图11中图示的管理方法中DPI迁移时的管理数据库的第一示例的示意图。

图13是图示在图11中图示的管理方法中在DPI迁移时的管理数据库的第二示例的示意图。

图14是图示根据本发明的第四示例性实施例的管理方法中的图示用于服务器选择的优先权控制的管理数据库的示例的示意图。

图15是图示根据本发明的第五示例性实施例的管理方法(路径变化控制)的流程图。

图16是用于解释在图15中图示的路径变化控制的示例的路径变化之前的示意性网络图。

图17是图示在图16中图示的系统状态中的示例性管理数据库的示意图。

图18是示意性地图示发生故障时的系统的网络图。

图19是图示在图18中图示的故障发生之前和之后管理数据库的变化的示例的示意图。

图20是示意性地图示当由于发生故障而启动另一服务器时物理服务器与虚拟网络功能之间的对应关系的示例的框图。

图21是示意性地图示通过路径变化控制的路径变化之后的系统的网络图。

图22是示意性地图示根据本发明的第六示例性实施例的用于解释管理方法的当故障发生时的系统的网络图。

图23是示意性地图示当由于发生故障而启动另一服务器时物理服务器与虚拟网络功能之间的对应关系的示例的框图。

图24是图示根据本发明的第六示例性实施例的示例性网络系统的示意网络图。

具体实施方式

<示例性实施例的概述>

根据本发明的示例性实施例，在虚拟网络功能(VNF)能够在服务器上运行的网络系统中，通过保持服务器、服务器中包括的可编程逻辑电路和在服务器上运行的VNF之间的对应关系来管理网络。例如，通过考虑每个服务器是否支持可编程逻辑电路、可编程逻辑电路的类型和在可编程逻辑电路上运行的VNF的类型，当提供一系列的VNF时能够防止处理能力和通信容量的瓶颈。因此，能够有效地执行网络管理。

首先，将参考图2和3描述用于解释本发明的各个示例性实施例的示例性系统配置。系统配置是用于防止复杂描述的简化示例，并不旨在限制本发明。

<系统>

如图2中所图示，管理装置10管理包括多个服务器的下层网络20和包括多个VNF的上层网络30。在本示例中，为简单起见，假设下层网络20包括服务器A、B、C和D，并且上层网络30包括虚拟网络功能VNF-1至VNF-5。

下层网络20中的至少一个服务器是包括可编程逻辑电路的服务器。如下所述，可编程逻辑电路是能够高速执行可编程例程处理的硬件电路，并且作为连接的CPU的加速器是可操作的。此外，可编程逻辑电路能够在短时间段内实现用户期望的逻辑功能，并且还具有可重写的优点。在下文中，FPGA被示出为可编程逻辑电路的示例。其中CPU和FPGA彼此连接的服务器被称为配备FPGA的服务器，并且没有FPGA的服务器被称为未配备FPGA的服务器。

上层网络30中的每个VNF设置在下层网络20的物理服务器上。例如，在图2中图示的系统中，VNF-1、VNF-4和VNF-5分别设置在服务器A、服务器C和服务器D上，并且在单个物理服务器B上设置VNF-2和VNF-3。管理装置10确定如何在配备FPGA的服务器和未配备FPGA的服务器上部署VNF。图3图示VNF的示例性布局。

在图3中，下层网络20中的配备FPGA的服务器21具有其中CPU 21-1和FPGA 21-2彼此连接的配置。在图3中，分别地，虚拟机VM1配置在CPU 21-1上，并且虚拟机VM2被部署在FPGA 21-2上。上层网络20中的VNF-A部署在虚拟机VM1上，并且VNF-B部署在FPGA 21-2上的虚拟机VM2上。经由诸如管理装置10的、用于管理配备FPGA的服务器21的设备，FPGA 21-2能够通过加载配置数据来重新配置期望的VNF。还能够分别在CPU 21-1或FPGA 21-2上配置多个虚拟机VM，并且在虚拟机上部署VNF。未配备FPGA的服务器22具有单个CPU 22-1，并且可以在其上配置一个或多个虚拟机VM3，并且可以在各个虚拟机VM3上部署VNF。

如上所述的网络系统由管理装置10管理，使得执行在配备FPGA的服务器和未配备FPGA的服务器上的VNF部署、FPGA配置中的变化等。虽然管理装置10能够共同地管理如上所述的网络系统，但是也能够具有包括用于各个层的管理装置，诸如用于管理上层网络30(VNF层)的管理装置和用于管理下层网络20(NFVI层)的管理装置的配置。在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的示例性实施例的管理装置10和管理方法。

1.第一示例性实施例

根据本发明的第一示例性实施例的管理装置10能够通过在下层网络20和上层网络30中的服务器/FPGA和VNF之间执行对应管理和路径管理而配置具有高可靠性使得没有引起服务器处理和服务器间通信的瓶颈的所期待的转发图。

在图4中，管理装置10包括网络管理单元101、服务器管理单元102和管理数据库103。管理装置10还包括与如上所述的下层网络20中和上层网络30中的各个服务器连接的网络接口104。操作者能够经由如下面将会描述的用户界面105执行各种类型的设置和手动操作以进行管理。管理装置10的控制单元106执行存储在程序存储器107中的程序，从而控制网络管理单元101和服务器管理单元102，并且执行如下所述的管理数据库103的数据引用、注册和更新。网络管理单元101通过参考由每个服务器通知的监视信息并参考管理数据库103来执行路径管理。服务器管理单元102参考管理数据库103来管理服务器/CPU/FPGA与VM/VNF之间的对应关系。

如图5中所图示，管理数据库103包括管理表，其中注册在服务器、FPGA、VM和VNF之间的对应关系以及与其相关的状态信息。在图5中图示的管理表中，注册每个服务器是否配备有FPGA、每个服务器中包括的FPGA的类型、以及在每个FPGA上操作的VM/VNF的类型。例如，服务器A是配备FPGA的服务器(配备FPGA＝Y)，并且具有两种FPGA类型，即“aa”和“bb”。在“aa”和“bb”FPGA中，分别配置VM“a1”和“a2”，并且分别将防火墙“FW”和深度包检测“DPI”设置为VNF。同时，服务器B是未配备FPGA的服务器(配备FPGA＝N)。VM“b1”被配置在服务器B的CPU上，并且“DPI”被设置为VNF。

本实施例的管理装置10能够通过使用存储在如上所述的管理数据库103中的管理数据来执行网络/VNF/FPGA管理。更详细地，响应于服务器、FPGA和VNF当中的对应关系的变化，管理装置10能够如下执行服务器管理：

·当启动VM/VNF时服务器的选择(第二示例性实施例)；

·当执行VM迁移时服务器的选择(第三示例性实施例)；

·根据优先级控制服务器的选择(第四示例性实施例)；和

·当在下层网络中改变路径时或当在上层网络中改变转发图时服务器的选择(第五示例性实施例)。

应注意，在管理装置10中，还可以通过在CPU上执行存储在程序存储器107中的程序来实现如下所述的网络管理单元101、服务器管理单元102和控制单元105的功能。在下文中，将依次描述前述服务器管理。

2.第二示例性实施例

根据本发明的第二示例性实施例的管理方法定义当启动VM/VNF时如何选择要启动的服务器。在下文中，将参考图6至图8描述根据本实施例的管理方法。

2.1)当启动VNF时服务器的选择

在图6中，当服务器管理单元102尝试启动VNF(例如，FW)时，服务器管理单元102确定操作者是否经由用户接口105指示使用配备FPGA的服务器(操作201)。当指示使用配备FPGA的服务器时(在操作201处是)，然后服务器管理单元102确定操作员是否选择FPGA类型(操作202)。当选择FPGA类型时(在操作202处是)，服务器管理单元102选择所选FPGA类型的配备FPGA的服务器，指示所选择的配备FPGA的服务器在所选择的配备FPGA的服务器的FPGA上启动VNF，并在管理数据库103中注册在所选择的配备FPGA的服务器和VNF之间的对应关系(操作203)。

当操作员未指示使用配备FPGA的服务器时(在操作201处否)，服务器管理单元102基于例如管理数据库103自动确定VNF是否适合于FPGA(操作204)。当VNF适合于FPGA时(在操作204处是)，服务器管理单元102还自动确定其是否适合于特定类型的FPGA(操作205)。当其适用于特定类型的FPGA时(在操作205处是)，服务器管理单元102指示配备FPGA的服务器在特定类型的配备FPGA的服务器的FPGA上启动VNF，并在管理数据库103中注册配备FPGA的服务器与VNF之间的对应关系(操作206)。

当VNF不适合特定类型的FPGA时(在操作205处否)，服务器管理单元102指示任何类型的配备FPGA的服务器在配备FPGA的服务器的FPGA上启动VNF，并在管理数据库103中注册配备FPGA的服务器与VNF之间的对应关系(操作207)。即使在存在使用配备FPGA的服务器的指令(在操作201处是)，但是不存在选择FPGA类型的指令(在操作202处否)的情况下，执行操作205。

当服务器管理单元102确定VNF不适合FPGA时(在操作204处否)，服务器管理单元102指示未配备FPGA的服务器启动VNF，并且在管理数据库103中注册未配备FPGA的服务器与VNF之间的对应关系(操作208)。以下将描述具体示例。

2.2)示例

作为第一示例，如图7中所图示，管理装置10的服务器管理单元102在启动DPI时取决于存在或者不存在使用配备FPGA的服务器的指令参考管理数据库103(图6的操作201)，选择配备FPGA的服务器A或未配备FPGA的服务器B，并通过所选择的服务器启动DPI。

作为第二示例，如图8中所图示，当存在选择期望的FPGA类型的指令时(图6的操作202)，管理装置10的服务器管理单元102参考管理数据库103以选择FPGA类型的配备FPGA的服务器A，并且在所选择类型的FPGA上启动DPI。

作为第三示例，如图9中所图示，当要启动的VNF(在这种情况下，FW)适合于FPGA时(在图6的操作204处是)，管理装置10的服务器管理单元102自动选择配备FPGA的服务器A或B，并在FPGA上启动FW。

作为第四示例，如图10中所图示，当要启动的VNF(在这种情况下，FW)适合于特定的FPGA类型(在这种情况下，“aa”)时(在图6的操作205处是)，管理装置10的服务器管理单元102自动选择配备FPGA的服务器A并在FPGA上启动FW。

2.3)效果

如上所述，根据本发明的第二示例性实施例，当启动VM/VNF时，能够考虑到服务器中存在或不存在FPGA或者FPGA的FPGA类型，选择最佳服务器或FPGA。

3.第三示例性实施例

根据本发明的第三示例性实施例的管理方法定义在将在服务器上运行的VM/VNF迁移到另一服务器的情况下如何选择用于VM迁移的目的地服务器。在下文中，将参考图11至图13描述根据本实施例的管理方法。

3.1)当执行VM迁移时服务器的选择(第三示例性实施例)

在图11中，当开始迁移控制以将VNF在其上运行的服务器替换为另一服务器时(操作301)，服务器管理单元102参考管理数据库103以确定VNF在其上运行的源服务器是否为配备FPGA的服务器(操作302)。在源服务器是配备FPGA的服务器的情况下(在操作302处是)，服务器管理单元102进一步确定是否存在与VNF在其上运行的服务器的FPGA类型相同的配备FPGA的服务器(操作303)。

当存在具有相同FPGA类型的FPGA服务器时(在操作303处是)，服务器管理单元102选择配备FPGA的服务器作为迁移目的地服务器，指示所选择的配备FPGA的服务器以在相同类型的FPGA上启动VNF，并在管理数据库103中注册配备FPGA的服务器的FPGA与VNF之间的对应关系(操作304)。

当不存在相同FPGA类型的配备FPGA的服务器时(在操作303处否)，服务器管理单元102选择任意或预定的配备FPGA的服务器作为迁移目的地服务器，指示所选择的配备FPGA的服务器以在相同类型的FPGA上启动VNF，并在管理数据库103中注册配备FPGA的服务器的FPGA与VNF之间的对应关系(操作305)。

当源服务器是未配备FPGA的服务器时(在操作302处否)，服务器管理单元102选择任意或预定的未配备FPGA的服务器作为迁移目的地服务器，指示所选择的未配备FPGA的服务器启动VNF，并在管理数据库103中注册未配备FPGA的服务器和VNF之间的对应关系(操作306)。下面将描述具体示例。

3.2)示例

作为第一示例，如图12中所图示，在服务器替换时，管理装置10的服务器管理单元102准备用于在FPGA上运行的VNF(在本示例中，DPI)的配备FPGA的服务器。更详细地，当DPI在其上运行的服务器A是配备FPGA的时，服务器管理单元102参考管理数据库103以选择配备FPGA的服务器B作为迁移目的地服务器，并指示迁移。

作为第二示例，如图13中所图示，在服务器替换时，管理装置10的服务器管理单元102为在FPGA类型上运行的VNF(在本示例中，DPI)准备相同类型的配备FPGA的服务器。更详细地，当DPI在其上运行的服务器A的FPGA类型是“aa”时，服务器管理单元102参考管理数据库103以选择相同的FPGA类型的服务器C作为迁移目的地，并且指示迁移。

3.3)效果

如上所述，根据本发明的第三示例性实施例，在用于在服务器上运行的VM/VNF迁移到另一服务器的VM迁移时，能够根据源服务器的属性选择迁移目的地服务器，并考虑到配备的FPGA或FPGA类型选择最佳服务器或FPGA。

4.第四示例性实施例

根据本发明的第四示例性实施例的管理方法在VNF启动或VM迁移时引入用于服务器选择的优先级控制，从而促进服务器的适当和公平选择。例如，是取决于它是否适合FPGA或者是否适合特定的FPGA类型而预先设置优先级。

如图14中所图示，当启动DPI时，服务器管理单元102可以采用以下任何准则中的任意一个作为用于选择要使用的服务器的准则：

a)对配备FPGA的服务器给予比未配备FPGA的服务器更高的优先级，

b)给予特定FPGA类型的服务器比其他FPGA类型的服务器更高的优先级，

c)根据预先指配的优先级选择服务器，

等等。可替选地，可以采用这些准则的组合。例如，服务器管理单元102能够参考管理数据库103以优选地选择其中配备有FPGA的服务器为“Y”的服务器，或者优选地具有特定FPGA类型“aa”的服务器。可替选地，如图14中所图示，能够将优先级字段添加到管理数据库103，从而按优先级的降序顺序地启动VNF。在VM迁移时选择服务器也被类似地执行。

5.第五示例性实施例

根据本发明的第五示例性实施例的管理方法在更改下层网络中的路径时或在更改上层网络中的转发图时管理服务器选择和路径变化，允许考虑到存在或者不存在服务器的FPGA或FPGA类型，最佳选择服务器或FPGA。

5.1)路径变化控制

在图15中，网络管理单元101监视从每个服务器通知的状态信息。假设网络管理单元101由服务器SVx通知故障发生或通信质量恶化(操作401)。当接收到故障发生通知时，服务器管理单元102参考管理数据库103以识别服务器SVx的属性(配备FPGA的或非配备FPGA的类型)，以及在服务器SVx上已经运行的VMx和VNFx(操作402)。作为示例，当服务器SVx是配备FPGA的时(操作403处是)，服务器管理单元102搜索管理数据库103以选择可用的配备FPGA的服务器SVy(操作404)。同时，当服务器SVx是未配备FPGA的时，服务器管理单元102选择可用的未配备FPGA的服务器SVz(操作405)。服务器管理单元102指示所选择的服务器SVy/SVa以启动已经在SVx上运行的VMx/VNFx(操作406)。

以这种方式，当准备具有与服务器SVx的属性相同的属性的可替选的服务器SVy或SVz时，网络管理单元101在下层网络20中设置新的旁路以通过服务器SVy/SVz替代其中发生故障的服务器SVx(操作407)，并执行路径切换(操作408)。在下文中，将参考图16至图21描述下层网络中的路径变化控制的示例，并且参考图22至图24描述上层网络中的路径变化控制的示例。

5.2)下层网络中的路径变化控制

如图16中所图示，假设在下层网络20中，配备FPGA的服务器A、B和D以及未配备FPGA的服务器C以网状拓扑连接，并且在上层连接层网络30，虚拟网络功能VNF-1至VNF-4分别在服务器A至D上运行，以形成转发图VNF-1至VNF-4。在这种情况下，下层网络20中的物理路径是服务器A-B-C-D，并且图17中所图示的数据被注册在管理装置10的管理数据库103中。

在这种状态下，假设在服务器B中发生故障，如图18中所图示。当接收到故障发生通知时，管理装置10的服务器管理单元102参考管理数据库103以指定服务器B的属性(配备FPGA，FPGA型)，以及在服务器B上运行的VMb2和VNF-2，选择具有与服务器B类似的FPGA的服务器D，并指示服务器D在服务器D的FPGA上启动VNF。图19图示管理数据库103中的注册数据在服务器D上发生VNF-2启动失败的变化。

如图20中所图示，假设服务器B包括CPU 21B-1和FPGA 21B-2，服务器D包括CPU21D-1和FPGA 21D-2，并且VMb2/VNF-2在FPGA 21B-2上运行并且VMd4/VNF-4在CPU 21D-1上运行。在这种状态下，当在服务器B中发生故障时，管理装置10控制服务器D以在服务器D的FPGA 21D-2上启动VNF-2。

因此，如图21中所图示，管理装置10的网络管理单元101设置其中下层网络20的服务器A运行VNF-1，服务器D运行VNF-2，服务器C运行VNF-3，并且服务器D运行VNF-4的物理路径，使得保持上层网络30的转发图VNF-1到VNF-4。

5.3)上层网络中的路径变化控制

在上层网络中改变转发图时的路径变化控制类似于如上所述的下层网络的情况。例如，如图16中所图示，在上层网络30中，假设虚拟网络功能VNF-1至VNF-4分别在服务器A至D上运行，从而形成转发图，下层网络20中的物理路径是服务器A-B-C-D，并且图17中所图示的数据被注册在管理装置10的管理数据库103中。

在这种状态下，如图22中所图示，当在服务器B上的虚拟网络功能VNF-2中发生故障时，例如，执行路径变化控制使得维持转发图，如下所述。

当通知VNF-2中的故障发生时，管理装置10的服务器管理单元102参考管理数据库103以识别VNF-2在其上运行的VMb2和服务器B。然后，服务器管理单元102选择具有与服务器B相同的属性(配备FPGA，FPGA类型)的服务器D，并指示服务器D在服务器D的FPGA上启动VNF-2。管理数据库103中的注册数据从发生故障到服务器D上的VNF-2启动的变化与图19中所图示的相同。

如图23中所图示，假设服务器B包括CPU 21B-1和FPGA 21B-2，并且服务器D包括CPU 21D-1和FPGA 21D-2，并且VMb2/VNF-2在FPGA 21B-2上运行并且VMd4/VNF-4在CPU21D-1上运行。在这种状态下，当在VNF-2中发生故障时，管理装置10控制服务器D以在服务器D的FPGA 21D-2上启动VNF-2。

如上所述，通过检测虚拟网络功能的故障来触发用于维护转发图的路径控制。具体地，与上述图21的情况一样，管理装置10的网络管理单元101设置其中下层网络20的服务器A运行VNF-1，服务器D运行VNF-2，服务器C运行VNF-3，并且服务器D运行VNF-4的物理路径，使得维持上层网络30的转发图VNF-1到VNF-4。

5.4)效果

如上所述，根据本发明的第五示例性实施例，能够在考虑到服务器的配备FPGA的存在或者不存在或FPGA类型，优化在更改下层网络中的路径时或在更改上层网络中的转发图时的服务器选择和路径变化。

6.第六示例性实施例

在上述第一至第五示例性实施例中，描述管理装置10共同管理网络系统的示例性情况。然而，本发明不限于这种集体管理。本发明可以具有这样的配置，其中多层系统的各个层由不同的管理单元协同管理。图24图示这种分布式管理系统的示例。

如图24中所图示，根据本发明的第六示例性实施例的网络系统包括管理下层网络20(VNIF层)的管理单元10a和管理上层网络30(VNF层)的管理单元10b。管理单元10a和10b彼此协作地管理下层网络20和上层网络30。其管理方法与上述每个示例性实施例的管理方法相同。因此，省略其描述。

管理各个层的管理单元10a和10b可以被配置为使得彼此可通信地连接的各个设备彼此协作地执行各个示例性实施例的管理操作，或者它们在主机设备的管理下执行管理操作。具有这样的配置也是可接受的，其中管理各个层的管理单元10a和10b或管理管理单元10a和10b的主机管理单元可以在一个管理装置中同时在功能上分离。

工业实用性

本发明适用于其中在网络上部署虚拟网络功能(VNF)的系统。

参考标记列表

10 管理装置

20 下层网络

21-1 CPU

21-2 FPGA

22-1 CPU

30 上层网络

101 网络管理单元

102 服务器管理单元

103 管理数据库

104 网络接口

105 用户界面

106 控制单元

107 程序存储器

VNF 虚拟网络功能

Claims

1.一种用于网络的管理装置，所述网络包括服务器，虚拟网络功能在所述服务器上运行，所述管理装置包括：

存储装置，用于存储相互关联的在一个服务器上运行的至少一个虚拟网络功能和服务器属性信息，所述服务器属性信息指示所述一个服务器是否包括可编程逻辑电路作为所述虚拟网络功能的操作主体；和

管理装置，用于至少基于所关联的信息管理包括所述可编程逻辑电路的服务器，其中所述虚拟网络功能在所述服务器上运行。

2.根据权利要求1所述的管理装置，其中

当启动一个虚拟网络功能时，所述管理装置基于所关联的信息选择服务器或可编程逻辑电路作为所述一个虚拟网络功能的操作主体。

3.根据权利要求1或2所述的管理装置，其中

所述管理装置还基于来自于外部的指令或者基于虚拟网络功能的特性选择服务器或者可编程逻辑电路作为所述一个虚拟网络功能的操作主体。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的管理装置，其中

所述管理装置还基于所述可编程逻辑电路的类型选择服务器或者可编程逻辑电路作为所述一个虚拟网络功能的操作主体。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的管理装置，其中

当执行从第一服务器到第二服务器的所述虚拟网络功能的迁移时，所述管理装置选择具有与所述第一服务器的属性匹配的属性的第二服务器。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的管理装置，其中

所述管理装置根据预设的优先级选择服务器或可编程逻辑电路作为所述虚拟网络功能的操作主体。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的管理装置，其中

当将通过配置成实现某个虚拟网络功能的第一服务器的路径切换到通过第二服务器的路径时，所述管理装置选择具有与所述第一服务器的属性匹配的属性的第二服务器。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的管理装置，其中

所述网络包括：第一处理装置，用于通过软件控制实现所需的虚拟网络功能；和第二处理装置，包括可编程逻辑电路，用于通过配置数据实现所述所需的虚拟网络功能，并且

所述管理装置选择所述第一处理装置或所述第二处理装置作为所述所需的虚拟网络功能的操作主体。

9.一种用于网络的管理方法，所述网络包括服务器，虚拟网络功能在所述服务器上运行，所述管理方法包括：

通过存储装置，存储相互关联的在一个服务器上运行的至少一个虚拟网络功能和服务器属性信息，所述服务器属性信息指示所述一个服务器是否包括可编程逻辑电路作为所述虚拟网络的操作主体；和

通过管理装置，至少基于所关联的信息管理包括所述可编程逻辑电路的至少一个服务器，其中所述虚拟网络功能在所述服务器上运行。

10.根据权利要求9所述的管理方法，其中

11.根据权利要求9或10所述的管理方法，其中

所述管理装置还基于来自外部的指令或基于虚拟网络功能的特征，选择服务器或可编程逻辑电路作为所述虚拟网络功能的操作主体。

12.根据权利要求9至11中的任意一项所述的管理方法，其中

所述管理装置还基于所述可编程逻辑电路的类型选择服务器或可编程逻辑电路作为所述虚拟网络功能的操作主体。

13.根据权利要求9至12中的任意一项所述的管理方法，其中

14.根据权利要求9至13中的任意一项所述的管理方法，其中

15.根据权利要求9至14中的任意一项所述的管理方法，其中

16.根据权利要求9至15中的任意一项所述的管理方法，其中

17.一种网络系统，包括服务器，虚拟网络功能在所述服务器上运行，所述网络系统包括：

下层网络，在所述下层网络中连接多个服务器，所述多个服务器包括支持可编程逻辑电路的至少一个服务器；

上层网络，包括能够在所述多个服务器中的任何服务器上运行的至少一个虚拟网络功能；以及

管理装置，管理所述下层网络和所述上层网络，其中

所述管理装置至少基于所关联的信息管理包括可编程逻辑电路的所述服务器，其中虚拟网络功能在所述服务器上运行，其中所关联的信息将在一个服务器上运行的至少一个虚拟网络功能与服务器属性信息相关联，所述服务器属性信息指示所述一个服务器是否包括可编程逻辑电路作为所述虚拟网络功能的操作主体。

18.一种用于使计算机用作用于网络的管理装置的程序，所述网络包括服务器，虚拟网络功能在所述服务器上运行：

存储相互关联的在一个服务器上运行的至少一个虚拟网络功能和服务器属性信息，所述服务器属性信息指示所述一个服务器是否包括可编程逻辑电路作为所述虚拟网络功能的操作主体；和

至少基于所关联的信息管理包括所述可编程逻辑电路的至少一个服务器，其中所述虚拟网络功能在所述服务器上运行。