JP2012080263A - サーバ装置、ネットワークシステム、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】サーバ仮想化技術において、物理サーバの物理識別情報と、仮想サーバの仮想識別情報とを結び付ける。
【解決手段】レイヤ２ネットワークと接続されるサーバ装置において、サーバ仮想化手段と、前記サーバ装置の物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段と、仮想インタフェース、仮想スイッチ、又は物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むOAMフレームをイーサOAMプロトコルに基づき送受信させるためのOAM機能手段と、を備えるように構成し、前記OAM機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記仮想インタフェースから前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるOAMフレームに前記物理識別情報を格納するように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、サーバ仮想化技術に関し、特にサーバ仮想化技術において、物理識別情報と仮想識別情報を紐付けるための技術に関するものである。

近年、サーバ仮想化に関する技術が普及してきている（例えば、非特許文献1）。サーバ仮想化とは、1台の物理サーバを複数台の仮想的なサーバ（仮想サーバ）に分割し、それぞれに別のOSやアプリケーションソフトを動作させる技術である。更に、前述の仮想サーバ間の通信を実現するSW（スイッチ）等を仮想的に物理サーバ上に配置することで、複数の仮想サーバをLocal Area Network (LAN)に接続した仮想ネットワークを構築することが可能となっている。

一方、LANの管理に関するイーサネット（登録商標）技術のうち、LLDP(Link Layer Discovery Protocol)と呼ばれるプロトコル技術が存在する（非特許文献２）。LLDPはネットワーク機器や端末の種類、設定情報などを近隣のノードに通知するレイヤ2レベルのプロトコルである。

更に、イーサOAMといわれる技術が知られている（非特許文献３）。イーサOAMにはCC、LB、LT、TEST、DMといった複数種類の監視フレームにより、レイヤ２ネットワーク構成情報の把握、保守（特に故障箇所切分、性能劣化箇所切分）を可能としている。

Virtualization of hardware-introduction and survey, Author: Christian Plessl and Marco Platzner, URL: http://homepages.uni-paderborn.de/plessl/publications/plessl04_ersa.pdf IEEE802.1AB "Station and Media ACCess Control Connectivity Discovery" ITU-T Y.1731 "OAM functions and mechanisms for Ethernet based networks", IEEE 802.1ag "Connectivity FaultManagement " IEEE802.1Qbg, "VirtualBridged Local Area Networks -Amendment XX: Edge VirtualBridging" Live Migration of Virtual Machines Author: Christopher Clark, Keir Fraser, Steven Hand, Jacob Gorm Hanseny, Eric July, Christian Limpach, Ian Pratt, Andrew Wareld URL:http://www.cl.cam.ac.uk/research/srg/netos/papers/2005-migration-nsdi-pre.pdf

しかし、仮想化技術はあくまでも仮想のサーバやスイッチを実現するものであり、必ずしも仮想サーバ、仮想スイッチとこれらを格納する物理サーバの紐付け管理がなされていない。つまり、仮想サーバ、仮想スイッチ、物理サーバ、物理スイッチ等のサーバ群とLANの物理構成管理が不十分であるという問題がある。

このような条件下で、仮に仮想サーバまたは仮想スイッチに何らかの障害が発生した場合に、論理的な故障箇所（仮想サーバ、仮想スイッチ間の故障箇所）の特定が出来たとしても、物理的な故障箇所の特定が出来ず、設備復旧等の必要な保守アクションを迅速に起こせないという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、サーバ仮想化技術において、物理サーバの物理識別情報と、仮想サーバの仮想識別情報とを自動的に結び付けるための技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、レイヤ２ネットワークと接続されるサーバ装置であって、コンピュータである前記サーバ装置を、仮想サーバ、当該仮想サーバのネットワークインタフェースとして機能する仮想インタフェース、当該仮想インタフェースに接続される仮想スイッチ、又は、当該仮想スイッチに接続される物理インタフェースとして機能させるサーバ仮想化手段と、前記サーバ装置の物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段と、前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むOAMフレームをイーサOAMプロトコルに基づき送受信させるためのOAM機能手段と、を備えるサーバ装置であって、前記OAM機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記仮想インタフェースから前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるOAMフレームに前記物理識別情報を格納することを特徴とするサーバ装置として構成される。

前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースには、イーサOAMで規定された監視制御点を示すＩＤ情報が付与されており、前記OAM機能手段は、前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースが前記OAMフレームを送信する際に、前記ＩＤ情報に前記物理識別情報を付加した値を、前記監視制御点を示すＩＤ情報として前記OAMフレームに格納することとしてもよい。

また、前記OAM機能手段は、前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースが前記OAMフレームを送信する際に、当該OAMフレームに前記物理識別情報を格納するように構成してもよい。

また、本発明は、上記のサーバ装置と、当該サーバ装置とレイヤ２ネットワークを介してOAMフレームの送受信を行うゲートウェイ装置とを備えるネットワークシステムであって、前記ゲートウェイ装置は、前記サーバ装置から前記仮想識別情報と前記物理識別情報とを含むOAMフレームを受信し、当該OAMフレームから当該仮想識別情報と当該物理識別情報とを抽出し、当該仮想識別情報と当該物理識別情報とを含む情報をデータベース装置に格納することを特徴とするネットワークシステムとして構成することができる。

また、本発明は、レイヤ２ネットワークと接続されるサーバ装置であって、コンピュータである前記サーバ装置を、仮想サーバ、当該仮想サーバのネットワークインタフェースとして機能する仮想インタフェース、当該仮想インタフェースに接続される仮想スイッチ、又は、当該仮想スイッチに接続される物理インタフェースとして機能させるサーバ仮想化手段と、前記サーバ装置の物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段と、前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むLLDPフレームをLLDPプロトコルに基づき送受信させるためのLLDP機能手段と、を備えるサーバ装置であって、前記LLDP機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記サーバ装置から前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるLLDPフレームに前記物理識別情報を付加することを特徴とするサーバ装置として構成してもよい。

また、本発明は、上述したLLDPの機能を持つサーバ装置と、当該サーバ装置とレイヤ２ネットワークを介して接続されるゲートウェイ装置とを備えるネットワークシステムであって、前記ゲートウェイ装置は、前記レイヤ２ネットワークを介してLLDPフレームを送受信する機能を備え、当該ゲートウェイ装置は、前記仮想識別情報と前記物理識別情報とを含むLLDPフレームを前記レイヤ２ネットワークを介して受信し、当該LLDPフレームから当該仮想識別情報と当該物理識別情報とを含む情報を抽出し、記憶手段に格納することを特徴とするネットワークシステムとして構成することもできる。

また、本発明は、コンピュータを、上記各サーバ装置における各手段として機能させるためのプログラムとして構成することもできる。また、上述した仮想識別情報は、例えば、仮想IF、仮想SW、もしくは物理IFのMACアドレスである。

本発明によれば、サーバ仮想化技術において、物理サーバの物理識別情報と、仮想サーバの仮想識別情報とを自動的に結び付けるための技術を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るシステムの全体構成図である。 物理サーバの機能構成例である。 物理サーバの機能をレイヤ構成で示した図である。 LBの場合の動作例を説明するための図である。 LBMフレームの構成例である。 LBRフレームの構成例である。 LTの場合の動作例を説明するための図である。 LTMフレームの構成例である。 LTRフレームの構成例である。 CCの場合の動作例を説明するための図である。 LBRフレームの構成例である。 LTRフレームの構成例である。 物理サーバの機能構成例である。 LLDPを使用する場合の動作例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

＜第１の実施の形態＞
（システム構成）
図１に、本発明の第１の実施の形態に係るシステムの全体構成を示す。図１に示すシステムにおいて、ゲートウェイ装置１００（GW)を介してユーザネットワーク１０１とレイヤ２ネットワーク１０２（L2NW)が接続されている。レイヤ２ネットワーク１０２には、レイヤ２スイッチ１０３（L2SW)が接続され、当該レイヤ２スイッチ１０３には物理サーバＡと物理サーバＢが接続されている。ユーザネットワーク１０１には、ユーザ端末１０４が接続される。また、ゲートウェイ装置１００には、ネットワーク管理装置１０５が接続されている。なお、レイヤ２スイッチ１０３は、レイヤ２ネットワーク１０２を構成する装置の１つである。また、ゲートウェイ装置１００と物理サーバとでネットワークシステムを構成する。

図１に示すように、物理サーバＡ内では、物理IF（インタフェース）６、仮想SW（スイッチ）４、仮想サーバ１、仮想サーバ１の仮想IF１１、仮想サーバ２、仮想サーバ１の仮想IF２１が設定されている。また、物理サーバＢ内では、物理IF（インタフェース）７、仮想SW（スイッチ）５、仮想サーバ３、仮想サーバ３の仮想IF３１が設定されている。また、各仮想SW、各仮想IF、各物理IF等には、各々をシステム内で一意に識別するための識別情報（例えば、仮想のMACアドレス）が付与されているものとする。なお、このように、仮想化により構築されている機能部を識別する識別情報を仮想識別情報と呼ぶことにする。本実施の形態において、仮想IF等の仮想識別情報は、仮想サーバの仮想識別情報でもある。

また、上述した仮想SWとは、例えば、IEEE802.1Qbg（非特許文献４）に記載の仮想イーサネットブリッジ、仮想イーサネットポートアグリゲータを含む。

ここで、図１には、仮想サーバ１、２が物理サーバAにあり、仮想サーバ３が物理サーバBにある状態を示しているが、メンテナンスのため、容量の効率化のため、といった理由で、ある物理サーバに存在する仮想サーバが他の物理サーバに移る可能性があり、仮想サーバがどの物理サーバに収容されているかは固定的に定まってはいない。

また、本実施の形態において、物理IF、仮想SW、仮想サーバの仮想IFの各々は、イーサOAMの機能を備えており、イーザOAMの規格に準拠した動作を行うものとする。更に、物理IF、仮想SW、仮想サーバの仮想IFの各々は、イーサOAMの監視制御点が付与されている。本実施の形態では、各仮想サーバの各仮想IFは、イーサOAMのMEP点の機能を備え、MEP_IDが付与されており、各物理IF、各仮想SWは、イーサOAMのMIP点の機能を備え、MIP_IDが付与されているものとする。なお、MEP とは、Maintenance End Point の略で、OAM を終端している箇所を指し、MIP はMaintenance Intermediate Point の略で、OAM を中継する箇所を指す。

更に、各物理サーバは、イーサOAMの拡張機能として、後述するように物理識別情報と仮想識別情報とを結び付けるための機能を有している。

ゲートウェイ装置１００は、ユーザネットワーク１０１とレイヤ２ネットワーク１０２とを接続するゲートウェイとしての機能とともに、イーサOAMの機能を備え、イーサOAMのMEP点として機能するように設定がされている。

ネットワーク管理装置１０５は、ネットワーク構成情報ＤＢ（データベース）１０６を備えている。また、ネットワーク管理装置１０５は、ゲートウェイ装置１００に対して、OAMフレームの送出指示を行う機能、OAMフレームの送受信を行ったゲートウェイ装置１００から受信する情報をネットワーク構成情報ＤＢ１０６に格納する機能、ネットワーク構成情報ＤＢ１０６に格納された情報を用いて、ネットワーク構成を描画する機能等を備えている。なお、ネットワーク管理装置１０５をデータベース装置と称してもよい。

図２に、本発明の実施の形態に係る物理サーバＡの機能構成図を示す。物理サーバＢについても同じ機能構成であるため、ここでは、例として物理サーバＡをとりあげて説明する。図２に示すように、本実施の形態に係る物理サーバＡは、仮想化機能部２０１と、拡張OAM機能部２０２と、物理識別情報格納部２０３とを備える。

仮想化機能部２０１は、図１に示した物理サーバ内の仮想化に係る各構成部を実現するための機能部であり、当該各構成部に対応する仮想サーバ機能部２０４、仮想IF機能部２０５、仮想SW機能部２０６、及び、仮想SWと接続するとともに外部のネットワークとのインタフェースとなる物理IFを実現する物理IF機能部２０７を備える。また、仮想化機能部２０１は、ライブマイグレーション機能や、オフロード機能等も備えている。

拡張OAM機能部２０２は、物理サーバＡ内の物理IF、仮想SW、仮想IFの各々が、イーサOAMの規格に準拠した動作を行うように、当該各機能部にOAM機能を提供する機能部である。また、拡張OAM機能部２０２は、既存のOAMの機能に加えて、物理情報を物理情報格納部２０３から読み出して、OAMフレーム内に格納する機能も備えている。

例えば、物理IF、仮想SW、仮想IFの各々は、拡張OAM機能部２０２からの指示により、OAMフレームの生成や送受信を行う。また、拡張OAM機能部２０２が、OAMフレームの生成や各種判断を行い、OAMフレームを物理IF、仮想SW、仮想IFに渡すことにより、物理IF、仮想SW、仮想IFの各々をOAMに準拠した動作をさせるようにしてもよい。

また、拡張OAM機能部２０２は、仮想化機能部２０１の一部として備えられてもよいし、各仮想化構成部（物理IF、仮想SW、仮想IF）毎に備えられることとしてもよい。拡張OAM機能部２０２は、ソフトウェア（プログラム）により実現されるが、当該プログラムは、仮想化機能部２０１を実現する仮想化ソフトとは別個のプログラムモジュールでもよいし、仮想化ソフト内の一体化して設けることとしてもよい。いずれにしても、機能としては、拡張OAM機能部２０２に相当する機能が発揮される。OAMに係る動作の詳細については後述することとする。

物理識別情報格納部２０３は、物理サーバＡを一意に識別するための物理識別情報を格納する記憶手段である。当該物理識別情報は、物理サーバAを一意に識別できる情報であればどのような情報でもよいが、例えば、サーバ設置ビル名、フロア名、サーバホスト名、IPアドレス、及びポート番号のいずれか、もしくは、これらの組み合わせからなる情報を用いることができる。

本実施の形態における物理サーバＡは、CPU及びメモリ等を備える一般的なコンピュータである。上記の仮想化機能部２０１は、当該コンピュータの備えるハードウェアと、各機能部を実現するためのプログラムにより実現される。また、拡張OAM機能部２０２も、当該コンピュータの備えるハードウェアと、拡張したOAM機能を実現するためのプログラムにより実現される。

上記プログラムは、可搬メモリ等の記録媒体に記録して配布することが可能である。また、当該プログラムをネットワーク上のサーバからダウンロードしてインストールすることも可能である。

図３は、本実施の形態における物理サーバの機能をレイヤ構成で示した図である。図３において、基本的に、上に存在するレイヤの機能が、その下に存在するレイヤの機能を利用する関係にある。

図３に示すように、本実施の形態では、物理サーバのハードウェアの上に仮想化レイヤ（仮想化ソフト）が構成される。仮想化ソフト上で仮想ハードウェアが構成され、各仮想ハードウェア上に仮想サーバのOS、仮想サーバのアプリケーションが構成される。

本実施の形態では、物理IFが、物理ハードウェア上の物理NIC（ネットワークインタフェースカード）と仮想化ソフト上の物理NICデバイスドライバを合わせたものに対応し、仮想IFが、仮想ハードウェア上の仮想NICと仮想サーバOS上の仮想NICデバイスドライバとを合わせたものに対応する。

また、図３に示すレイヤ構成の例では、物理識別情報は仮想化レイヤにて情報を保持しており、仮想IF、物理IFを介してOAMフレームに物理情報を挿入する。ただし、物理識別情報をどのように取得して、OAMフレームに挿入するかは、これに限定されるわけではなく、後述する動作を実現できるのであれば、どのような手法を用いてもよい。

なお、仮想化手法には、種々のタイプがあり、図３に示すようなレイヤ構成を形成する仮想化手法は一例に過ぎない。本発明は特定の仮想化手法に限定されずに適用できるものである。

（システムの動作）
次に、図面を参照しながら本実施の形態に係るシステムの動作を説明する。第１の実施の形態では、物理識別情報をMEP_IDを用いて通知する。以下に、イーサOAMでの動作例として、LB(Loop back)、LT(Link Trace)、CC(Continuity Check)の動作例について順次説明する。なお、TEST、DM（Delay Measurement）についてはそれぞれCC、LBと動作がほぼ同様である。

ここで、LBは、MEP−MIP間、もしくはMEP−MEP間の双方向の接続性確認のためのものである。LTは、レイヤ２ネットワークの経路探索機能を提供するものである。CCは、管理ポイント間での接続性をチェックするためのものである。

また、本例では、本発明に係る技術の効果を分かりやすくするために、図１に示す構成から、ライブマイグレーション（非特許文献５）が行われた後の構成に対する動作例を説明する。ここで、ライブマイグレーションとは、仮想化技術において、仮想サーバを、ある物理サーバから、他の物理サーバへ移行させる技術であり、本例では、図１に示す仮想サーバ１（仮想IF１１を含む）が、物理サーバＡから、物理サーバＢに移行したものとする。また、仮想サーバ１、２、３における仮想IF１１、２１、３１のMEP_IDは、それぞれ００１、００２、００３とし、物理サーバＡ，Ｂの物理識別情報は、それぞれα、βであるものとする。なお、仮想サーバ１（仮想IF１１）のMEP_IDは、仮想サーバ１に一意に付与されるものであり、ライブマイグレーションの前後で変更はないものとする。

また、以下の動作において、仮想IF１１等、物理サーバ内に描かれている機能部を動作の主体とするが、これは説明を分かりよくするためであり、動作を実現する主体は、図２に示した各機能部である。

（１）LBの場合
LBの場合の動作例を図４を参照して説明する。

ステップ１）まず、ネットワーク管理装置１０５からの指示により、MEP点であるゲートウェイ装置１００から、対象MEP点である仮想サーバ１の仮想IF１１に対してLBMフレームを送出する。

ここで送出されるLBMフレームの構成例を図５に示す。ゲートウェイ装置１００から送出されるLBMフレームの送信先アドレスは、仮想IF１１のMACアドレス、送信元アドレスはゲートウェイ装置１００のMACアドレスである。

ステップ２）LBMフレームが、送信先である仮想サーバ１の仮想IF１１に到着すると、仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２を用いて、送信元に向けてLBRフレームを返す動作を行う。

このステップ２において、仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、既存MEP_IDに物理識別情報を付加した新規MEP_IDをLBRフレームに格納する。なお、既存MEP_IDは、例えば、拡張OAM機能部２０２がアクセス可能なメモリの記憶領域に格納されている情報である。図４には、ここでLBRフレームに格納する新規MEP_IDとして、００１βが示されている。

上記の例では、既存MEP_IDに物理識別情報を付加して新規MEP_IDを生成することとしたが、仮想サーバ１を設定した時点やライブマイグレーションが終了した時点等、仮想サーバ１を収容する物理サーバが決まった時点で、既存MEP_IDに物理識別情報を付加したMEP_IDを生成しておき、これをOAMの処理におけるMEP_IDとして使用するよう構成してもよい。

図６に、LBRフレームの構造例を示す。図６に示したように、LBRフレームには、物理識別情報を含むMEP_IDが格納されているが、MEP_IDの格納位置は、図６に示す位置に限られるわけではない。LBRフレームにおける送信先アドレスはゲートウェイ装置のMACアドレスであり、送信元アドレスは仮想IF１１のMACアドレスである。

ステップ３）仮想IF１１から送出されたLBRフレームは、ゲートウェイ装置１００が受信する。そして、ゲートウェイ装置１００は、LBRフレームに格納されているMEP_IDから、物理識別情報（β）を読み出し、LBRフレームに含まれる仮想サーバ１の仮想識別情報とともにネットワーク管理装置１０５に格納する。より具体的には、ゲートウェイ装置１００は、物理識別情報（β）と仮想識別情報とを含む情報をネットワーク管理装置１０５に通知し、ネットワーク管理装置１０５は、当該物理識別情報を仮想サーバ１の仮想識別情報と対応付けてネットワーク構成情報ＤＢ１０６に格納する。ここでの仮想識別情報は、仮想IF１１のMACアドレスそのものであってもよいし、当該MACアドレスと対応付けられている仮想サーバ１の名前等であってもよい。

ネットワーク管理装置１０５は、仮想サーバ１の仮想識別情報と、仮想サーバ１を収容する物理サーバBの物理識別情報が紐付いた構成情報を入手したことで、仮想・物理を含めたLANの構成情報を描画することが可能となる。

例えば、図４に示す構成における他の仮想サーバにおいても、上記と同様のLBの処理を行うことにより、図４に示すとおりの、ライブマイグレーション後のゲートウェイ装置１００から各仮想サーバに至るネットワーク構成を描画することができる。なお、この場合、各仮想SWがどの物理サーバに収容されているかの情報は予めネットワーク構成情報ＤＢ１０６に格納されているものとする。

これにより、仮想識別情報と物理識別情報が紐付いて管理されるため、障害が発生したときにはいち早く仮想サーバの故障切りわけを行うことが可能となる。

もし、本発明に係る機能がなかったとした場合、たとえ、図１に示すような物理サーバと仮想サーバとの関係を管理しておいたとしても、ライブマイグレーション後は、その関係が変更されてしまうため、正確な物理サーバと仮想サーバとの関係を管理できなくなる。一方、本発明に係る技術を用いることにより、物理識別情報と、それに対応する仮想識別情報とを自動的に取得できるため、常に正確な物理サーバと仮想サーバとの関係を管理することが可能となる。

（２）LTの場合
次に、LTの場合の動作例を図７を参照して説明する。

ステップ１）まず、ネットワーク管理装置１０５からの指示により、MEP点であるゲートウェイ装置１００から、対象MEP点である仮想サーバ１の仮想IF１１に対してLTMフレームを送出する。

ここで送出されるLTMフレームの構成例を図８に示す。ゲートウェイ装置１００から送出されるLTMフレームの送信先アドレスは、仮想IF１１のMACアドレス、送信元アドレスはゲートウェイ装置１００のMACアドレスである。

ステップ２）LTMフレームが、送信先である仮想サーバ１の仮想IF１１に到着すると、仮想サーバ１の仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２を用いて、LTRフレームを返す動作を行う。このとき、LBの場合と同様にして、仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、既存MEP_IDに物理識別情報を付加した新規MEP_IDをLTRフレームに格納し、当該MEP_IDが格納されたLTRフレームをゲートウェイ装置１００に返す。図９に、仮想IF１１から返されるLTRフレームの例を示す。LBに場合と同様に、ここでのMEP_IDの格納位置は一例に過ぎない。

レイヤ２スイッチ１０３、物理IF７、仮想SW５のような中継点（MIP点）は送信先アドレスを学習済みであれば送信元に向けてLTRフレームを返す。このようなOAMプロトコルに従った動作は、各物理サーバにおいては、拡張OAM機能部２０２を用いてなされている。また、各LTRフレームには、それを返却したポイント（物理スイッチ、仮想スイッチ、物理IF，仮想IF等）を識別する識別情報（例えば、物理もしくは仮想のMACアドレス等）と、送信元のゲートウェイ装置１００から、ネットワーク上の何ホップ離れた位置に存在するポイントであるかを示す情報が含まれる。

ステップ３）ゲートウェイ装置１００は、各LTRフレームを受信する。ゲートウェイ装置１００は、上記のような各ポイントのネットワーク構成における順序性を識別可能な情報を各LTRフレームから読み出すとともに、仮想IF１１から受信したLTRフレームのMEP_IDから仮想サーバ１を収容する物理サーバBの物理識別情報を読み出し、更に、当該LTRフレームから、仮想サーバ１の仮想識別情報を読み出し、読み出した情報をネットワーク管理装置１０５に通知する。ネットワーク管理装置１０５では、これらの情報を対応付けてネットワーク構成情報ＤＢ１０６に格納する。

ネットワーク管理装置１０５は、仮想識別情報と物理識別情報が紐付いた構成情報を入手したことで、仮想・物理を含めたLAN情報を描画する。例えば、図７に示すネットワークの構成を描画できる。これにより、障害が発生したときにはいち早く仮想サーバの故障切りわけを行うことが可能となる。

（３）CCの場合
次に、CCの場合の動作例を図１０を参照して説明する。

ステップ１）MEP点である仮想サーバ１の仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２により、対向MEP点であるゲートウェイ装置１００に向けてCCMフレームを送出する。この際の送信先アドレスはゲートウェイ装置１００のMACアドレス、送信元アドレスは仮想IF１１のMACアドレスである。また、このとき、前述した例と同様にして、仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、既存MEP_IDに物理識別情報を付加した新規MEP_IDをCCＭフレームに格納し、送信する。

ステップ２）送信先であるゲートウェイ装置１００は、CCMフレームを受信すると、CCMフレームのMEP IDから、物理識別情報（β）を読み出し、例えば、仮想識別情報とともにネットワーク管理装置１０５に通知し、ネットワーク管理装置１０５は、当該物理識別情報を仮想サーバ１の仮想識別情報と対応付けてネットワーク構成情報ＤＢ２０６に格納する。

ネットワーク管理装置１０５は、仮想サーバ１の仮想識別情報と、仮想サーバ１を収容する物理サーバBの物理識別情報が紐付いた構成情報を入手したことで、仮想・物理を含めたLANの構成情報を描画することが可能となる。

例えば、図１０に示す構成における他の仮想サーバにおいても、上記と同様のCCの処理を行うことにより、図１０に示すとおりの、ライブマイグレーション後のゲートウェイ装置１００から各仮想サーバに至るネットワーク構成を描画することができる。これにより、障害が発生したときにはいち早く仮想サーバの故障切りわけを行うことが可能となる。

なお、これまでに説明した例では、仮想IFが、MEP_IDに物理識別情報を付加し、OAMフレームに格納していたが、仮想SWもしくは物理IFが、MIP_IDに物理識別情報を付加し、OAMフレームに格納することとしてもよい。

＜第２の実施の形態＞
以下、第２の実施の形態について、第１の実施の形態と異なる点を中心にして説明する。

第２の実施の形態におけるシステム構成や装置構成、全体の動作の流れは第１の実施の形態と同じである。第１の実施の形態では、MEP_IDに物理サーバの物理識別情報を含めることとしていたが、本実施の形態では、OAMフレーム内に、MEP_IDを格納するフィールドとは別に新規物理情報フィールドを設け、そこに物理識別情報を格納する。この点が、第１の実施の形態と異なる。

すなわち、本実施の形態では、図４を用いて説明したLBの場合のステップ２において、仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、当該物理識別情報をLBRフレームにおける新規物理情報フィールドに格納する。この場合のLBRフレームの例を図１１に示す。なお、この場合、MEP_IDを格納する場合には、図示しない予め定めた位置に格納されるものとする。また、当該LBRフレームを受信したゲートウェイ装置１００では、新規物理情報フィールドから物理識別情報を読み出して、仮想識別情報とともにネットワーク管理装置１０５に通知する。

LTの場合、CCの場合についても同様に、仮想IF１１は、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、当該物理識別情報を該当のOAMフレームにおける新規物理情報フィールドに格納し、送信する。この場合のLTRフレームの例を図１２に示す。この場合、MEP_IDは、図示しない予め定めた位置に格納されるものとする。

なお、第２の実施の形態においては、物理サーバ内における仮想IF以外の機能部である仮想SWもしくは物理IFが、OAMフレームの中継時に上記新規物理情報フィールドに物理識別情報を格納することとしてもよい。

すなわち、仮想SWが物理識別情報を付加する場合、仮想SWが、仮想IFから送出されたOAMフレーム（LTR、LBR、CCＭ等であり、物理識別情報は格納されていない）を中継する際に、仮想SWは、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、当該物理識別情報を該当のOAMフレームにおける新規物理情報フィールドに格納し、送信する。

また、物理IFが物理識別情報を付加する場合、物理IFが、仮想SWにより中継されたOAMフレーム（LTR，LBR、CCＭ等であり、物理識別情報は格納されていない）をレイヤ2ネットワーク側へ中継する際に、物理IFは、拡張OAM機能部２０２により、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、当該物理識別情報を該当のOAMフレームにおける新規物理情報フィールドに格納し、送信する。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第１、第２の実施の形態では、OAMフレームに物理識別情報を含めることにより、物理識別情報と仮想識別情報の紐付けを実現したが、第３の実施の形態では、LLDPを利用して物理識別情報と仮想識別情報の紐付けを実現している。

本実施の形態におけるシステムの全体構成は図１に示すものと同じである。ただし、本実施の形態では、ゲートウェイ装置１００、レイヤ２スイッチ１０３、及び物理サーバ内に構築される各機能部が、LLDPの機能（拡張機能）を備えている。

図１３に、本実施の形態における物理サーバＡの機能構成図を示す。物理サーバＢについても同じ構成であるため、ここでは、例として物理サーバＡをとりあげて説明する。図１３に示すように、本実施の形態に係る物理サーバＡは、仮想化機能部２０１と、拡張LLDP機能部２１０と、物理識別情報格納部２０３とを備える。

図１３に示す構成は、拡張OAM機能部２０２に代えて拡張LLDP機能部２１０を備える点が図２に示す構成と異なり、その他の構成は図２に示す構成と同様である。

拡張LLDP機能部２１０は、物理サーバＡ内の物理IF、仮想SW、仮想IFの各々が、LLDPの規格に準拠した動作及び以下の動作説明のところで説明する情報通知の動作（順次、隣接する機能部に情報を通知する動作）を行うように、当該各機能部に拡張LLDP機能を提供する機能部である。また、拡張LLDP機能部２１０は、物理識別情報を物理識別情報格納部２０３から読み出して、LLDPフレーム内に格納する機能も備えている。また、拡張LLDP機能部２１０は、各機能部が送受信する情報を格納する格納部（メモリの格納領域であり、LLDP MIBを格納する領域）を各機能部（物理IF、仮想SW、仮想IF）に対応付けて保持するものとする。

例えば、物理IF、仮想SW、仮想IFの各々は、拡張LLDP機能部２１０からの指示により、LLDPフレームの生成、情報格納、情報読み出し、情報送受信を行う。また、拡張LLDP機能部２１０が、LLDPフレームの生成や各種判断を行い、LLDPフレームを物理IF、仮想SW、仮想IFに渡すことにより、物理IF、仮想SW、仮想IFの各々をLLDPに準拠した動作をさせるようにしてもよい。

また、拡張LLDP機能部２１０は、仮想化機能部２０１の一部として備えられてもよいし、各仮想化構成部（物理IF、仮想SW、仮想IF）毎に備えられることとしてもよい。拡張LLDP機能部２１０は、ソフトウェア（プログラム）をコンピュータ（物理サーバ）に実行させることにより実現されるが、当該プログラムは、仮想化機能部２０１を実現する仮想化ソフトとは別個のプログラムモジュールでもよいし、仮想化ソフト内の一体化して設けることとしてもよい。いずれにしても、機能としては、拡張LLDP機能部２１０に相当する機能が発揮される。
上記プログラムは、可搬メモリ等の記録媒体に記録して配布することが可能である。また、当該プログラムをネットワーク上のサーバからダウンロードしてインストールすることも可能である。

（システムの動作）
以下、本実施の形態におけるシステムの動作を説明する。本実施の形態においても、図１に示す構成から、ライブマイグレーションが行われた後の構成に対する動作例を図１４を参照して説明する。また、図１４には、各機能部（仮想SW、物理IF等）に対応付けて記憶される情報例（LLDP MIB)が図示されている。

ステップ１）仮想サーバ１の仮想IF１１が、拡張LLDP機能部２１０を用いて、仮想サーバ１の仮想識別情報を含むLLDPフレームを仮想SW側にLLDPのプロトコルで通知する。他の仮想サーバ２、３においても同様の情報通知がなされる。仮想SW５は、拡張LLDP機能部２１０により、仮想SW５に対応する格納部に、受信したポート情報と対応付けて仮想サーバ１の仮想識別情報を格納する。同様に、仮想サーバ２の仮想識別情報も格納される。同様の動作は、物理サーバＡにおいても行われている。

ステップ２）続いて、仮想SW５は、拡張LLDP機能部２１０により上記格納部から、ポートと仮想識別情報（仮想サーバとの接続情報）を読み出し、当該情報を含むLLDPフレームを物理IF７にLLDPプロトコルにより通知する。物理IF７は、拡張LLDP機能部２１０により、物理IF７に対応する格納部に、受信したポート情報と対応付けて受信した情報を格納する。物理サーバＡの側でも同様の処理が行われる。

ステップ３）次に、物理IF７は、拡張LLDP機能部２１０により、格納部から上記の仮想識別情報を読み出すとともに、物理識別情報格納部２０３から物理識別情報を読み出し、これらの情報を含むLLDPフレームをレイヤ２スイッチ１０３に通知する。レイヤ２スイッチ１０３では、受信した情報をLLDP MIBとして格納する。また、レイヤ２スイッチ１０３は、同様の情報を物理サーバＡから受信し格納する。

ステップ４）レイヤ２スイッチ１０３は、拡張LLDP機能部２１０により、LLDP MIBを読み出し、これらの情報を含むLLDPフレームをゲートウェイ装置１００に通知する。ゲートウェイ装置１００では、受信した情報をLLDP MIBとして、ゲートウェイ装置１００の記憶手段に格納する。また、当該情報は、ネットワーク管理装置１０５に通知され、ネットワーク構成情報DB１０６に格納される。

本例では、図１４に示すように、レイヤ２スイッチ１０３のポート１０に物理サーバAが接続され、そこに仮想サーバ２が存在し、レイヤ２スイッチ１０３のポート２０に物理サーバBが接続され、そこに仮想サーバ１、３が存在することを示す情報（仮想識別情報と物理識別情報が紐付いた構成情報）をネットワーク構成情報DB１０６に格納することができる。ネットワーク管理装置１０５は、仮想識別情報と物理識別情報が紐付いた構成情報を入手したことで、仮想・物理を含めたLAN情報を描画する。これにより、障害が発生したときにはいち早く仮想サーバの故障切りわけを行うことが可能となる。

なお、上記の例では、物理IFが物理識別情報をLLDPフレームに格納することとしているが、仮想IF、もしくは、仮想SWが物理識別情報をLLDPフレームに格納することとしてもよい。

以上、第１〜第３の実施の形態を説明したが、第１〜第３の実施の形態において、OAM又はLLDPフレームに格納する情報として、物理識別情報に加えて、オフロード情報を加えてもよい。オフロード技術とは、仮想SWの機能をバイパスし、物理サーバ内の物理IFや外部のハードウェアスイッチで代行する機能である。また、オフロード情報とは、仮想SWが、同一物理サーバ内の仮想サーバ間で交流するフレームのスイッチング処理を物理IFや隣接するハードウェアスイッチに移管しているかどうかの動作状態を表す情報である。つまり、OAM又はLLDPフレームに格納するオフロード情報として、例えば、該当物理サーバ内の仮想SWの機能を代行する物理IFもしくはレイヤ２スイッチ（ハードウェアスイッチ）の識別情報を用いることができる。

＜まとめ、効果＞
以上説明したように、本発明の実施の形態においては、仮想サーバ上の仮想IF（仮想NIC(Network Interface Controller)含む）または仮想SWにOAMフレームの監視制御点を付与し、物理識別情報と仮想識別情報とを紐付けさせる構成を実現している。物理識別情報と仮想識別情報を紐づける方法として、OAMフレームに物理識別情報を追加し、物理識別情報と仮想識別情報を紐づける方法、もしくは、LLDPにより仮想識別情報と物理識別情報を紐づけて情報を伝達していく方法を採用している。

つまり、OAMフレームを用いる方法では、仮想サーバ上の仮想IFまたは仮想SWにOAMフレームの監視制御点を付与した上で、OAMフレームによる応答フレームとしてそれぞれの仮想サーバの仮想IF（仮想NIC）、仮想SWに対応する仮想識別情報（MACアドレス）に加えて、仮想サーバ、仮想SWの格納されている物理サーバの物理識別情報をあわせて回答するようにしている。

本発明の実施の形態で説明した技術を用いることにより、仮想サーバ、仮想SW、仮想LAN、物理サーバ、LANの物理構成・相互収容関係の把握が可能となる。特に、仮想LANの利用者とサーバ・ネットワーク保守者が異なる場合、サーバ・ネットワーク保守者がインバウンド監視手段しかない場合（サーバ・ネットワーク保守者が利用者の物理・仮想化サーバにログインまたはManagement Information Base(MIB)にアクセスして監視情報を入手できる手段が無い場合）には有効な故障切りわけが可能となる。

また、故障の際には、下位のイーサネットレイヤの故障切分手順で、上位レイヤの仮想サーバ、仮想SW、仮想LAN、物理サーバ、LANの故障箇所特定が可能となり、より効率的な運用が可能になる。

更に、特に第２の実施の形態においては、仮想サーバと仮想IFに関して、ライブマイグレーションにより物理サーバやLANの収容位置に変更が生じても当該仮想NICのMEP IDの変更が不要となる。つまり、仮想IFとMEP IDの対応管理が容易になりイーサOAMの試験点設定手順が大幅に簡素化される。オフロード情報など仮想SWの動作状態を示す属性情報を挿入するような場合も柔軟に対応できる。

また、本発明の実施の形態の技術によれば、仮想ネットワーク内で故障が起こった際に、CC機能等により故障箇所を検知し、仮想ネットワーク利用者にプロアクティブ通知するサービスを提供することができる。

更に、物理識別情報と仮想識別情報との紐付けにより、ネットワーク保守者側で仮想ネットワーク内の故障箇所の特定および復旧の迅速化を図ることが可能となり、高付加価値の保守サービスを提供することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。

１００ ゲートウェイ装置
１０１ ユーザネットワーク
１０２ レイヤ２ネットワーク
１０３ レイヤ２スイッチ
１０４ ユーザ端末
１０５ ネットワーク管理装置
１０６ ネットワーク構成情報ＤＢ
１、２、３ 仮想サーバ
A、B 物理サーバ
６、７物理IF
４、５ 仮想SW
１１、２１、３１ 仮想IF
２０１ 仮想化機能部
２０２ 拡張OAM機能部
２０３ 物理識別情報格納部
２０４ 仮想サーバ機能部
２０５ 仮想IF機能部
２０６ 仮想SW機能部
２０７ 物理IF機能部
２１０ 拡張LLDP機能部

Claims (11)

1. レイヤ２ネットワークと接続されるサーバ装置であって、
   コンピュータである前記サーバ装置を、仮想サーバ、当該仮想サーバのネットワークインタフェースとして機能する仮想インタフェース、当該仮想インタフェースに接続される仮想スイッチ、又は、当該仮想スイッチに接続される物理インタフェースとして機能させるサーバ仮想化手段と、
   前記サーバ装置の物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段と、
   前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むOAMフレームをイーサOAMプロトコルに基づき送受信させるためのOAM機能手段と、を備えるサーバ装置であって、
   前記OAM機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記仮想インタフェースから前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるOAMフレームに前記物理識別情報を格納する
   ことを特徴とするサーバ装置。
2. 前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースには、イーサOAMで規定された監視制御点を示すＩＤ情報が付与されており、
   前記OAM機能手段は、前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースが前記OAMフレームを送信する際に、前記ＩＤ情報に前記物理識別情報を付加した値を、前記監視制御点を示すＩＤ情報として前記OAMフレームに格納する
   ことを特徴とする請求項１に記載のサーバ装置。
3. 前記OAM機能手段は、前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースが前記OAMフレームを送信する際に、当該OAMフレームに前記物理識別情報を格納する
   ことを特徴とする請求項１に記載のサーバ装置。
4. 前記仮想識別情報は、MACアドレスであることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載のサーバ装置。
5. 請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載のサーバ装置と、当該サーバ装置とレイヤ２ネットワークを介してOAMフレームの送受信を行うゲートウェイ装置とを備えるネットワークシステムであって、
   前記ゲートウェイ装置は、前記サーバ装置から前記仮想識別情報と前記物理識別情報とを含むOAMフレームを受信し、当該OAMフレームから当該仮想識別情報と当該物理識別情報とを抽出し、当該仮想識別情報と当該物理識別情報とを含む情報をデータベース装置に格納する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
6. レイヤ２ネットワークと接続されるサーバ装置であって、
   コンピュータである前記サーバ装置を、仮想サーバ、当該仮想サーバのネットワークインタフェースとして機能する仮想インタフェース、当該仮想インタフェースに接続される仮想スイッチ、又は、当該仮想スイッチに接続される物理インタフェースとして機能させるサーバ仮想化手段と、
   前記サーバ装置の物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段と、
   前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むLLDPフレームをLLDPプロトコルに基づき送受信させるためのLLDP機能手段と、を備えるサーバ装置であって、
   前記LLDP機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記サーバ装置から前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるLLDPフレームに前記物理識別情報を付加する
   ことを特徴とするサーバ装置。
7. 前記LLDP機能手段により、前記仮想スイッチは、前記仮想インタフェースから受信したLLDPフレームに含まれる情報をLLDPフレームに含めて前記物理インタフェースに転送し、前記物理インタフェースは、前記仮想スイッチから受信したLLDPフレームに含まれる情報をLLDPフレームに含めて前記レイヤ２ネットワークに転送する
   ことを特徴とする請求項６に記載のサーバ装置。
8. 前記仮想識別情報は、MACアドレスであることを特徴とする請求項６又は７に記載のサーバ装置。
9. 請求項６ないし８のうちいずれか１項に記載のサーバ装置と、当該サーバ装置とレイヤ２ネットワークを介して接続されるゲートウェイ装置とを備えるネットワークシステムであって、
   前記ゲートウェイ装置は、前記レイヤ２ネットワークを介してLLDPフレームを送受信する機能を備え、当該ゲートウェイ装置は、前記仮想識別情報と前記物理識別情報とを含むLLDPフレームを前記レイヤ２ネットワークを介して受信し、当該LLDPフレームから当該仮想識別情報と当該物理識別情報とを含む情報を抽出し、記憶手段に格納する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
10. レイヤ２ネットワークと接続されるコンピュータであって、当該コンピュータの物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段を備えるコンピュータを、
    コンピュータである前記サーバ装置を、仮想サーバ、当該仮想サーバのネットワークインタフェースとして機能する仮想インタフェース、当該仮想インタフェースに接続される仮想スイッチ、又は、当該仮想スイッチに接続される物理インタフェースとして機能させるサーバ仮想化手段、
    前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むOAMフレームをイーサOAMプロトコルに基づき送受信させるためのOAM機能手段、として機能させるプログラムであり、
    前記OAM機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記仮想インタフェースから前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるOAMフレームに前記物理識別情報を格納する
    ことを特徴とするプログラム。
11. レイヤ２ネットワークと接続されるコンピュータであって、当該コンピュータの物理識別情報を格納する物理識別情報格納手段を備えるコンピュータを、
    コンピュータである前記サーバ装置を、仮想サーバ、当該仮想サーバのネットワークインタフェースとして機能する仮想インタフェース、当該仮想インタフェースに接続される仮想スイッチ、又は、当該仮想スイッチに接続される物理インタフェースとして機能させるサーバ仮想化手段、
    前記仮想インタフェース、前記仮想スイッチ、又は前記物理インタフェースに、前記仮想サーバの仮想識別情報を含むLLDPフレームをLLDPプロトコルに基づき送受信させるためのLLDP機能手段、として機能させるプログラムであり、
    前記LLDP機能手段は、前記物理識別情報格納手段から前記物理識別情報を読み出し、前記サーバ装置から前記レイヤ２ネットワークに向けて送信されるLLDPフレームに前記物理識別情報を付加する
    ことを特徴とするプログラム。

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