JP2016040876A - Arrangement determination device for virtual machine, method thereof and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ネットワーク仮想化技術における、仮想マシンのマイグレーション先または追加先を決定する技術、特に通信経路が任意のデータセンタ上に配置された複数の仮想マシンを経由する環境における、サービスチェインの情報およびユーザ端末のロケーションを考慮した仮想マシンのマイグレーション先または追加先を決定する技術に関する。 The present invention relates to a network virtualization technique for determining a migration destination or addition destination of a virtual machine, particularly information on a service chain in an environment where a communication path passes through a plurality of virtual machines arranged on an arbitrary data center. The present invention also relates to a technique for determining a migration destination or addition destination of a virtual machine in consideration of the location of a user terminal.
近年、ネットワーク(NW)仮想化技術として、NFV(Network Function Virtualization)/SDN(Software Defined Network)技術が注目されている。NFV/SDN技術により、設備コストの削減、リソースの最適化、運用の自動化および効率化を実現し、大きなCAPEX(設備投資)/OPEX(運用コスト)削減ができることが期待されている。さらに、ソフトウェアによってNWをより柔軟に制御が可能となり、今まではできなかったNWサービスの実現も期待される。 In recent years, NFV (Network Function Virtualization) / SDN (Software Defined Network) technologies have attracted attention as network (NW) virtualization technologies. The NFV / SDN technology is expected to reduce equipment costs, optimize resources, automate operations and improve efficiency, and can greatly reduce CAPEX (capital investment) / OPEX (operation costs). Furthermore, the NW can be controlled more flexibly by software, and it is expected to realize an NW service that has not been possible until now.
このような新たなNW制御方式として、サービス(ファンクション)チェイニング技術が注目されている。サービスチェイニング技術は、ユーザ端末(又はそのアプリケーション)単位のトラヒック(パケット)に、仮想化によりデータセンタ(DC)上の仮想マシン(VM:Virtual Machine)として配置された複数のNW機能を経由する通信経路を提供する技術であり、図1に示すように、ユーザ端末で必要とする複数のNW機能としての複数のVMが別々のDC(内のサーバ)上に配置されていても、これらのNW機能をユーザ端末(又はそのアプリケーション)に提供することが可能となる。 As such a new NW control method, a service (function) chaining technique is attracting attention. The service chaining technology passes through a plurality of NW functions arranged as virtual machines (VMs) on a data center (DC) in traffic (packets) in units of user terminals (or their applications) by virtualization. As shown in FIG. 1, even if a plurality of VMs as a plurality of NW functions required by a user terminal are arranged on separate DCs (inner servers), as shown in FIG. It becomes possible to provide the NW function to the user terminal (or its application).
キャリアネットワークのように何万、何十万単位の加入者(ユーザ)がいるようなネットワークでは、ユーザ端末に対して仮想マシンとして仮想化されたネットワーク機能を提供する際に、キャパシティと信頼性の観点から、一つのDCではなく複数のDCにVMを配置するといった形態が考えられる。この場合、サービスチェインの情報、ユーザ端末のロケーション、VMの配置によっては、図2の左側に示すように、物理的に距離の離れたDC間を何往復もしてしまい、非効率な通信経路が形成されてしまう可能性がある。なお、サービスチェインの情報とは、経由するNW機能の順序のデータを指し、ユーザ端末のロケーションとは、当該ユーザ端末との通信距離が最も近いDCを指す。 In a network with tens of thousands or hundreds of thousands of subscribers (users) such as a carrier network, capacity and reliability are provided when providing network functions virtualized as virtual machines to user terminals. From this point of view, a form in which VMs are arranged not on one DC but on a plurality of DCs is conceivable. In this case, depending on the information of the service chain, the location of the user terminal, and the arrangement of the VM, as shown on the left side of FIG. It may be formed. Note that the service chain information refers to data of the order of NW functions that pass through, and the location of the user terminal refers to the DC with the shortest communication distance with the user terminal.
この問題を解決する方法として、図2の右側に示すように、サービスチェインの情報およびユーザ端末のロケーションに基づいて適したDCにVMをマイグレーション(移動、移転)する又は追加するという方法を考える。 As a method for solving this problem, as shown on the right side of FIG. 2, a method of migrating or adding a VM to a suitable DC based on the service chain information and the location of the user terminal is considered.
一方で、VMを配置可能なサーバが複数台存在する環境において、VMを配置するサーバを選択する方法としては、特許文献1のようなサーバのリソースの状況によりマイグレーション先を決定する方法がある。しかしながら、このような方法では上述の問題は解決できず、また、サービスチェインの情報およびユーザ端末のロケーションに基づいて仮想マシンを適したサーバに配置する方法については検討されていない。
On the other hand, as a method for selecting a server on which a VM is arranged in an environment where a plurality of servers on which a VM can be arranged exists, there is a method for determining a migration destination according to the resource status of the server as in
そこで、上述の問題を解決するための、サービスチェインの情報およびユーザ端末のロケーションに基づいて適したDCにVMをマイグレーションする又は追加するという方法を提案する。 Therefore, a method of migrating or adding a VM to a suitable DC based on service chain information and the location of a user terminal is proposed to solve the above problem.
サービスチェインの情報およびユーザ端末のロケーションに基づいて適したDCにVMを配置する方法として、VMの全ての配置パターンを探索して最適なVM配置を行うということが容易に考えられるが、キャリアネットワークのような何万、何十万単位のユーザが加入し、それぞれのユーザがサービスチェインの情報を有している環境では、図3に示すように、最適な配置を計算するための計算処理量が膨大になってしまい、また、あるユーザ端末における最適なVMの配置が、他のユーザ端末では適さない可能性があり、全てのユーザ端末にとって最適な配置を計算することはほぼ不可能である。 As a method of arranging a VM in a suitable DC based on service chain information and the location of a user terminal, it can be easily considered that all VM placement patterns are searched and optimal VM placement is performed. In an environment where tens of thousands or hundreds of thousands of users are subscribed and each user has service chain information, as shown in FIG. 3, the amount of calculation processing for calculating the optimum arrangement In addition, there is a possibility that the optimal VM arrangement in one user terminal may not be suitable for other user terminals, and it is almost impossible to calculate the optimal arrangement for all user terminals. .
また、サービスチェインの高頻度パターンを抽出して最適なVM配置を行う方法も考えられるが、図4に示すように、WANを往復するような経路は低減できるが、ユーザ端末から遠距離のDCにVMが集約される可能性があり、その場合、多くのユーザ端末からのトラヒックがWANを経由することになる。 Although a method of extracting a high-frequency pattern of the service chain and performing optimal VM placement is also conceivable, as shown in FIG. 4, a route that makes a round trip to the WAN can be reduced, but a long-distance DC from the user terminal can be reduced. In this case, traffic from many user terminals passes through the WAN.
そのため、キャリアネットワークにおいてもスケールできる計算量で、かつ通信経路が全体としてできるだけ最適に近いVMの配置になるような配置方法を検討する必要がある。 For this reason, it is necessary to consider an arrangement method in which the calculation amount can be scaled even in the carrier network, and the communication path as a whole is as close to the optimum VM arrangement as possible.
本発明では、図5、図6に示すように、サービスチェインの情報が格納されているテーブル(以下、サービスチェイン情報テーブル)およびユーザ端末のロケーションが格納されているテーブル(以下、ユーザロケーションテーブル)から、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末のロケーションを抽出し、高頻度パターンに該当するNW機能のみに対し、それらの機能がユーザ端末に近い同一のDC内に存在するようにマイグレーション先のDCを選択し、またあるNW機能のVM追加が必要になった際、同様にそのNW機能に関わるサービスチェインのパターンを抽出し、高頻度パターンが存在すれば、それらの機能がユーザ端末に近い同一のDC内の存在するようにVM追加先のDCを選択する。 In the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, a table storing service chain information (hereinafter referred to as a service chain information table) and a table storing user terminal locations (hereinafter referred to as a user location table). The service chain pattern and the location of the user terminal that uses the service chain of that pattern are extracted, and for only the NW function corresponding to the high-frequency pattern, these functions exist in the same DC close to the user terminal. When a migration destination DC is selected as described above and a VM for a certain NW function needs to be added, the service chain pattern related to the NW function is similarly extracted. Select the DC to which the VM is added so that exists in the same DC close to the user terminal. To.
高頻度パターンに該当するNW機能のみに対して、VMのマイグレーションや追加を行うことで、計算処理量が大幅に減少し、キャリアネットワークに適用できるスケーラビリティを確保するとともに、多くのユーザ端末にとって効果の高いVMの配置を実現する。 By performing migration or addition of VMs only for NW functions that fall under the high-frequency pattern, the computational load is greatly reduced, ensuring scalability applicable to the carrier network, and effective for many user terminals. Realize high VM placement.
本発明によれば、サービスチェインによって物理的な距離が離れたDCを往復するような非効率な通信経路が減少し、ネットワークプロバイダにとってはネットワークの利用帯域の削減ができ、ネットワークでサービスチェインに基づく通信を行うユーザにとっては、通信の遅延が減少する。さらに、キャリアネットワークのような多数のユーザ端末、サービスチェイン情報を有するネットワークにおいても、上述のサービスチェインに基づいたVMの配置方法の実装が可能となる。 According to the present invention, an inefficient communication path that makes a round trip to a DC that is physically separated by a service chain is reduced, so that the network provider can reduce the bandwidth used by the network provider, and the network is based on the service chain. For a user who performs communication, communication delay is reduced. Furthermore, even in a network having a large number of user terminals and service chain information such as a carrier network, it is possible to implement a VM placement method based on the above-described service chain.
<実施の形態の装置構成>
図7は本発明の仮想マシンの配置決定装置の一例を、本発明を適用するネットワークの構成とともに示すもので、図中、10はNW・VM制御装置、20はデータ管理サーバ、30はスイッチ、40はデータセンタ(DC)、50はユーザ端末である。以下、各装置の詳細について説明する。
<Apparatus configuration of the embodiment>
FIG. 7 shows an example of a virtual machine arrangement determining apparatus according to the present invention together with a network configuration to which the present invention is applied. In the figure, 10 is an NW / VM control apparatus, 20 is a data management server, 30 is a switch,
NW・VM制御装置10は、NW・VM制御機能部11、VM状態監視機能部12、VM配置判断機能部13、パターン検出機能部14およびサービスチェインパターンテーブル(以下、単に「パターンテーブル」)15を有する。
The NW /
NW・VM制御機能部11は、VMの生成・削除を実行するVM生成・削除機能と、VMのマイグレーションを実行するVMマイグレーション機能と、それらに伴いスイッチ30のネットワークの経路情報を変更できるNW制御機能とを有している。
The NW / VM
VM状態監視機能部12は、VMおよびDCのCPU、メモリ、ハードディスク容量などのリソース情報を要求・取得できるVM・サーバリソース情報送受信機能を有している。
The VM state
VM配置判断機能部13は、VMの配置判断を定期的に行うためのタイマと、パターンテーブル15から得たサービスチェインのパターンの情報をもとにどのDCにVMをマイグレーションするか又は追加するかを決定するVMマイグレーション先・追加先選択機能と、VM状態監視機能部12から得たリソース情報をもとに、VMのマイグレーション又は追加の可否判断を行うVMマイグレーション・追加可否判断機能とを有している。
The VM placement
パターン検出機能部14は、データ管理サーバ20に格納されているサービスチェイン情報テーブルおよびユーザロケーションテーブルから、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末のロケーション(最寄りDC)を抽出し、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄りDCごとの出現回数を、パターンテーブル15に記述する。
The pattern
上述した、VM配置判断機能部13、パターン検出機能部14およびパターンテーブル15が本発明で実装される新規な機能構成である。
The VM arrangement
データ管理サーバ20は、サービスチェイン情報テーブル21、ユーザロケーションテーブル22およびNW機能−VM数情報テーブル23を格納している。
The
サービスチェイン情報テーブル21には、図8(a)に示すように、ユーザ端末ごとの識別子(以下、ユーザID)に対応して、当該ユーザ端末からのトラヒックが経由するNW機能の順序が、各NW機能の識別子(以下、機能ID)の順番で記述されている。なお、図中の「¥0」はそれ以降に経由するNW機能がないことを示している。 In the service chain information table 21, as shown in FIG. 8A, the order of the NW functions through which traffic from the user terminal passes corresponding to the identifier for each user terminal (hereinafter referred to as user ID) is NW function identifiers (hereinafter referred to as function IDs) are described in this order. Note that “¥ 0” in the figure indicates that there is no NW function to be followed.
ユーザロケーションテーブル22には、図8(b)に示すように、各ユーザIDに対応して、そのユーザ端末との通信距離が最も近いDCの識別子(以下、最寄DCID)が記述されている。なお、ユーザロケーションテーブル22は、図9に示すように、ユーザ端末とIPアドレス、IPアドレスと収容局、収容局と最寄DC(同収容局に接続するDC)の関係をそれぞれ格納したデータベースから求めることができる。 In the user location table 22, as shown in FIG. 8B, the identifier of the DC with the shortest communication distance to the user terminal (hereinafter, nearest DCID) is described corresponding to each user ID. . As shown in FIG. 9, the user location table 22 is obtained from a database storing the relationship between the user terminal and the IP address, the IP address and the accommodating station, and the accommodating station and the nearest DC (DC connected to the accommodating station). Can be sought.
NW機能−VM数情報テーブル23には、図8(c)に示すように、各機能IDに対応して、そのNW機能を提供するネットワーク全体の(現時点での)VM数が記述されている。 In the NW function-VM number information table 23, as shown in FIG. 8C, the number of VMs (currently) of the entire network that provides the NW function is described corresponding to each function ID. .
スイッチ30は、フロー転送機能部31を有する。フロー転送機能部31は、NW・VM制御装置10のNW・VM制御機能部11により設定された経路情報に基づき、データフロー(パケット)を転送する。
The
DC(サーバの集合)40は、NW機能を提供する仮想マシン(VM)41を有するとともに、VM制御機能部42を有する。VM制御機能部42は、当該DC内でVMを生成および削除し、またVMや保持しているサーバのリソースのデータ・アラートを収集し、NW・VM制御装置10のVM状態監視機能部12に送信する。
The DC (collection of servers) 40 includes a virtual machine (VM) 41 that provides an NW function and a VM
図10、図11は本発明による仮想マシンの配置決定の概要を示すもので、パターン検出機能部14によりデータ管理サーバ20中のテーブルから、ユーザ端末毎のサービスチェイン情報から連続するNW機能の前後2つの組み合わせ毎のパターンを抽出し、当該ユーザ端末の最寄DCごとの出現頻度(回数)とともにパターンテーブル15に記述し、VM配置判断機能部13において高頻度パターン、ここでは出現回数が3回以上のパターンを認識すると、当該高頻度パターンに含まれる2つのNW機能のVMの配置先DCを、最寄DCにおける出現頻度と同じ比率になるように選択し、NW・VM制御機能部11によりマイグレーションを実行する。
10 and 11 show an outline of the virtual machine placement determination according to the present invention. The pattern
<実施の形態1:定期的にパターン・ロケーションを抽出し、VMをマイグレーションする場合>
ここでは、実施の形態の一例として、NW・VM制御装置10が定期的にサービスチェイン情報テーブル21およびユーザロケーションテーブル22からパターンおよびロケーションを検出し、自動的にVMのマイグレーションを行う場合のマイグレーションの手順を示す。以下の手順を簡単に示すため、VMマイグレーション処理のフローチャートを図12、13に、シーケンス図を図14、流れを図15に示す。
<Embodiment 1: Case where pattern location is periodically extracted and VM is migrated>
Here, as an example of the embodiment, the NW /
まず、VM配置判断機能部13により、高頻度パターンの閾値αと、マイグレーションを行ってから次にマイグレーションを行うまでの時間Tとが設定されているものとする。
First, it is assumed that the VM arrangement
1.前回のマイグレーション完了時からタイマの時間がT経過すると、VM配置判断機能部13は、パターン検出機能部14に対し、パターン情報更新要求を行う。
1. When the timer time T has elapsed since the completion of the previous migration, the VM placement
2.パターン情報更新要求を受けたパターン検出機能部14は、データ管理サーバ20にアクセスし、サービスチェイン情報テーブル21とユーザロケーションテーブル22からユーザ端末毎にサービスチェインのパターン、ここでは連続するNW機能の前後2つの組み合わせのパターンを抽出し、当該パターンをそのユーザ端末の最寄DCごとの出現頻度とともにパターンテーブル15に記述する。
2. Upon receiving the pattern information update request, the pattern
3.パターンテーブル15からVM配置判断機能部13にデータが送信され、VM配置判断機能部13は出現頻度が閾値α以上のパターンを高頻度パターンとして抽出して保持する(1)。
3. Data is transmitted from the pattern table 15 to the VM arrangement
4.高頻度パターンがある場合は、VM配置判断機能部13はマイグレーションが必要と判断し、5.に進む。高頻度パターンがなければ、タイマを0にリセットし、終了する。
4). 4. When there is a high-frequency pattern, the VM placement
5.変数n=1をセットする。 5. Set variable n = 1.
6.VM配置判断機能部13は、n番目に出現頻度が多い高頻度パターンについて、NW機能−VM数情報テーブル23を参照し、当該高頻度パターンに含まれる2つのNW機能のVM数を確認する(2)。
6). The VM arrangement
7.VM配置判断機能部13は、前記2つのNW機能のVMを、それぞれ高頻度パターンのDCの出現頻度と同じ比率になるように、VMの配置先DCを選択する(3)。
7). The VM placement
8.VM配置判断機能部13は、選択したVM配置先DCに対して、1VMを収容するリソース(CPU、メモリ、ハードディスク容量)が十分であるか確認するために、VM状態監視機能部12にリソース確認要求を送信する。
8). The VM placement
9.リソース確認要求を受けたVM状態監視機能部12は、該当のDCに対し、リソース状態要求を送信する。
9. Receiving the resource confirmation request, the VM state
10.DC40のVM制御機能部42は、リソース状態要求を受信し、DCのリソース状態をVM状態監視機能部12に送信する。
10. The VM
11.DCのリソース状態を受信したVM状態監視機能部12は、その情報をVM配置判断機能部13に送信する。
11. The VM state
12.VM配置判断機能部13は、受信したDCのリソース状態の情報をもとに、DCのリソースが十分か判断する(4)。リソースが十分と判断した場合、選択したDCをマイグレーション先のDCに決定する。そうでない場合、収容しきれないVMは元のDCから再配置を行わないものとする。
12 The VM arrangement
13.全ての高頻度パターンについてマイグレーション先が決定すれば、NW・VM制御機能部11に仮想マシンのマイグレーション実行要求を送信する。そうでなければ、n=n+1として6.に戻る。
13. If migration destinations are determined for all high-frequency patterns, a virtual machine migration execution request is transmitted to the NW / VM
14.マイグレーション実行要求を受信したNW・VM制御機能部11は、該当のVMのマイグレーションを実行する(5)。
14 The NW / VM
この手順で本発明の新規性を示す部分は、1.〜7.である。 The part showing the novelty of the present invention in this procedure is as follows. ~ 7. It is.
<実施の形態2:NW機能のリソース追加時にユーザロケーションとサービスチェイン情報に基づきVMを配置する場合>
ここでは、実施の形態の他の例として、あるNW機能のVMのリソースが逼迫し、そのアラートを検出し、VMの追加を行う際に、サービスチェイン情報に基づいて追加先DCを決定して配置する場合の手順を示す。以下の手順を簡単に示すため、VM追加処理のフローチャートを図16〜18に、シーケンス図を図19、流れを図20に示す。なお、図19では、以下の手順における10、11のフローについては割愛している。
<Embodiment 2: Case where VM is arranged based on user location and service chain information when adding NW function resource>
Here, as another example of the embodiment, when a VM resource of a certain NW function is tight, an alert is detected, and a VM is added, an addition destination DC is determined based on service chain information. The procedure for placement is shown. In order to simply show the following procedure, a flowchart of the VM addition processing is shown in FIGS. 16 to 18, a sequence diagram is shown in FIG. 19, and a flow is shown in FIG. In FIG. 19, the flow of
まず、VM配置判断機能部13により、高頻度パターンの閾値αが設定されているものとする。
First, it is assumed that the threshold α of the high-frequency pattern is set by the VM arrangement
1.VMのリソース不足により、DC40のVM制御機能部42はNW・VM制御装置10のVM状態監視機能部12に対し、リソース状態をアラートする(1)。
1. Due to the VM resource shortage, the VM
2.アラートを受信したVM状態監視機能部12は、VM配置判断機能部13に対してVMの追加要求を行う。
2. The VM state
3.VMの追加要求を受けたVM配置判断機能部13は、パターンテーブル15に対し該当するNW機能に関するパターン情報要求を行う。
3. Upon receiving the VM addition request, the VM placement
4.パターン情報要求を受けたパターンテーブル15はVM配置判断機能部13にデータを送信する。
4). The pattern table 15 that has received the pattern information request transmits data to the VM arrangement
5.パターンのデータを受信したVM配置判断機能部13は、該当のNW機能を含むサービスチェインのパターンの中で出現頻度が閾値α以上のパターンを高頻度パターンとして抽出して保持する(2)。高頻度パターンがなければ、9.に進む。
5. The VM placement
6.変数n=1をセットする。 6). Set variable n = 1.
7.変数m=1をセットする。 7). Set variable m = 1.
8.高頻度パターンから、n番目に出現頻度の高い高頻度パターンを選択し、m番目に出現頻度が高いDCをVM追加先DCとして選択し(3)、11.に進む。このDC選択方法を、図16〜18においてVM追加先選択方法1と呼ぶ。
8). 10. From the high-frequency pattern, select the n-th highest frequency pattern, and select the m-th highest frequency DC as the VM addition destination DC (3). Proceed to This DC selection method is referred to as VM addition
9.高頻度パターンがない場合は、p=1にセットする。 9. If there is no frequent pattern, set p = 1.
10.p番目に追加するVMのNW機能の利用ユーザ端末が多いDCをVM追加先DCとして選択し(3)、11.に進む。このDC選択方法を、図16〜18においてVM追加先方法2と呼ぶ。
10. 10. Select a DC having a large number of user terminals using the NW function of the VM to be added p-th as a VM addition destination DC (3); Proceed to This DC selection method is referred to as VM
11.VM配置判断機能部13は、VM追加先DCにリソース存在するかVM状態監視機能部12に問い合わせる。VM状態監視機能部12は、各DCのリソース状態を確認したのち、その情報をVM配置判断機能部13に送信する。
11. The VM arrangement
12.VM配置判断機能部13は、選択したVM追加先DCに対して、1VMを収容するリソース(CPU、メモリ、容量)が十分であるか確認するために、VM状態監視機能にリソース確認要求を送信する(4)。
12 The VM arrangement
13.リソース確認要求を受けたVM状態監視機能部12は、該当のDCに対し、リソース状態要求を送信する。
13. Receiving the resource confirmation request, the VM state
14.DCのVM制御機能部42は、リソース状態要求を受信し、DCのリソース状態をVM状態監視機能部12に送信する。
14 The DC VM
15.DCのリソース状態を受信したDCのVM状態監視機能部12は、その情報をVM配置判断機能部13に送信する。
15. The DC VM state
16.VM配置判断機能部13は、受信したDCのリソース状態の情報をもとに、DCのリソースが十分か判断する。リソースが十分と判断した場合、NW・VM制御機能部11にVM追加実行要求を送信し、16.に進む。そうでない場合は、高頻度パターンがある場合(VM追加先選択方法1を選択した場合)はm=m+1として、8.に戻る。また、n番目の高頻度パターンが出現するどのDCもリソースが不足している場合は、n=n+1として7.に戻る。高頻度パターンがない場合(VM追加先選択方法2を選択した場合)は、p=p+1として10.に戻る。
16. The VM arrangement
17.追加実行要求を受信したNW・VM制御機能部11は、追加先DCに対してVMの追加を実行し(5)、終了する。VM状態監視機能部12がアラートを受信するまで待機する。
18.この手順で本発明の新規性を示す部分は、2.〜8.である。
17. Upon receiving the addition execution request, the NW / VM
18. The part showing the novelty of the present invention in this procedure is as follows. ~ 8. It is.
10:NW・VM制御装置、11:NW・VM制御機能部、12:VM状態監視機能部、13:VM配置判断機能部、14:パターン検出機能部、15:サービスチェインパターンテーブル、
20:データ管理サーバ、21:サービスチェイン情報テーブル、22:ユーザロケーションテーブル、23:NW機能−VM数情報テーブル、
30:スイッチ、
40:データセンタ(DC)、41:仮想マシン(VM)、42:VM制御機能部、
50:ユーザ端末。
10: NW / VM control device, 11: NW / VM control function unit, 12: VM state monitoring function unit, 13: VM placement determination function unit, 14: Pattern detection function unit, 15: Service chain pattern table,
20: Data management server, 21: Service chain information table, 22: User location table, 23: NW function-VM number information table,
30: switch,
40: Data center (DC), 41: Virtual machine (VM), 42: VM control function unit,
50: User terminal.
Claims (7)
ユーザ端末からのトラヒックが経由するネットワーク機能の順序を記述してなるサービスチェイン情報テーブルと、
ユーザ端末との通信距離が最も近いデータセンタを記述してなるユーザロケーションテーブルと、
各ネットワーク機能を提供する現時点の仮想マシンの数を記述してなるNW機能−VM数情報テーブルと、
サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタごとの出現回数を記述するサービスチェインパターンテーブルと、
前記サービスチェイン情報テーブルおよびユーザロケーションテーブルから、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタを抽出し、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタ毎の出現回数を、サービスチェインパターンテーブルに記述するパターン検出機能部と、
サービスチェインパターンテーブルから出現回数が予め定めた閾値以上であるサービスチェインのパターンを高頻度パターンとして抽出し、当該高頻度パターンに含まれるネットワーク機能を提供する仮想マシンの数を前記NW機能−VM数情報テーブルから取得し、前記高頻度パターンに含まれる各ネットワーク機能の仮想マシンのマイグレーション先を、当該高頻度パターンの最寄データセンタ毎の出現回数の比率に合わせて決定するVM配置判断機能部とを少なくとも具備した
ことを特徴とする仮想マシンの配置決定装置。 Two or more data centers in which virtual machines providing arbitrary network functions are arranged and one or more user terminals are connected to each other via a communication line, and traffic from the user terminals passes through a plurality of arbitrary virtual machines. An apparatus for determining placement of a virtual machine in service chaining technology that provides a communication path to perform,
A service chain information table describing the order of network functions through which traffic from user terminals passes,
A user location table describing a data center having the shortest communication distance with the user terminal;
An NW function-VM number information table describing the current number of virtual machines providing each network function;
A service chain pattern table describing the number of appearances of each nearest data center of the user terminal using the service chain pattern and the service chain of the pattern;
A user terminal that extracts a service chain pattern and a nearest data center of a user terminal that uses the service chain of the pattern from the service chain information table and the user location table, and uses the service chain pattern and the service chain of the pattern A pattern detection function unit that describes the number of appearances for each nearest data center in the service chain pattern table;
A service chain pattern in which the number of appearances is equal to or greater than a predetermined threshold is extracted from the service chain pattern table as a high frequency pattern, and the number of virtual machines that provide a network function included in the high frequency pattern is the NW function-VM number. A VM placement determination function unit that obtains from the information table and determines a migration destination of a virtual machine of each network function included in the high-frequency pattern according to a ratio of the number of appearances of each high-frequency pattern for each nearest data center; An apparatus for determining placement of a virtual machine, comprising:
ユーザ端末からのトラヒックが経由するネットワーク機能の順序を記述してなるサービスチェイン情報テーブルと、
ユーザ端末との通信距離が最も近いデータセンタを記述してなるユーザロケーションテーブルと、
各ネットワーク機能を提供する現時点の仮想マシンの数を記述してなるNW機能−VM数情報テーブルと、
サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタごとの出現回数を記述するサービスチェインパターンテーブルと、
前記サービスチェイン情報テーブルおよびユーザロケーションテーブルから、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタを抽出し、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタ毎の出現回数を、サービスチェインパターンテーブルに記述するパターン検出機能部と、
所定のネットワーク機能を提供する仮想マシンの追加要求を受信したとき、サービスチェインパターンテーブルから当該所定のネットワーク機能を含むサービスチェインのパターンの中で出現回数が予め定めた閾値以上であるパターンを高頻度パターンとして抽出し、高頻度パターンがあれば、より出現頻度の高い高頻度パターンのより出現頻度が高いデータセンタを前記所定のネットワーク機能の仮想マシンの追加先として決定するVM配置判断機能部とを少なくとも具備した
ことを特徴とする仮想マシンの配置決定装置。 Two or more data centers in which virtual machines providing arbitrary network functions are arranged and one or more user terminals are connected to each other via a communication line, and traffic from the user terminals passes through a plurality of arbitrary virtual machines. An apparatus for determining placement of a virtual machine in service chaining technology that provides a communication path to perform,
A service chain information table describing the order of network functions through which traffic from user terminals passes,
A user location table describing a data center having the shortest communication distance with the user terminal;
An NW function-VM number information table describing the current number of virtual machines providing each network function;
A service chain pattern table describing the number of appearances of each nearest data center of the user terminal using the service chain pattern and the service chain of the pattern;
A user terminal that extracts a service chain pattern and a nearest data center of a user terminal that uses the service chain of the pattern from the service chain information table and the user location table, and uses the service chain pattern and the service chain of the pattern A pattern detection function unit that describes the number of appearances for each nearest data center in the service chain pattern table;
When a request to add a virtual machine that provides a predetermined network function is received, a pattern whose frequency of occurrence is greater than or equal to a predetermined threshold in the service chain pattern including the predetermined network function from the service chain pattern table is frequently A VM placement determination function unit that, if extracted as a pattern and has a high-frequency pattern, determines a data center having a higher appearance frequency and a higher appearance frequency as an addition destination of the virtual machine having the predetermined network function; A virtual machine arrangement determining apparatus comprising at least a virtual machine.
ことを特徴とする請求項2に記載の仮想マシンの配置決定装置。 When a request to add a virtual machine that provides a predetermined network function is received, a pattern whose frequency of occurrence is greater than or equal to a predetermined threshold in the service chain pattern including the predetermined network function from the service chain pattern table is frequently If there is no high-frequency pattern extracted as a pattern, a VM placement determination function unit that determines a data center with many user terminals that use the predetermined network function as an addition destination of a virtual machine of the predetermined network function is provided. The virtual machine arrangement determining apparatus according to claim 2, wherein:
ユーザ端末からのトラヒックが経由するネットワーク機能の順序を記述してなるサービスチェイン情報テーブルと、
ユーザ端末との通信距離が最も近いデータセンタを記述してなるユーザロケーションテーブルと、
各ネットワーク機能を提供する現時点の仮想マシンの数を記述してなるNW機能−VM数情報テーブルと、
サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタごとの出現回数を記述するサービスチェインパターンテーブルとを用い、
前記サービスチェイン情報テーブルおよびユーザロケーションテーブルから、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタを抽出し、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタ毎の出現回数を、サービスチェインパターンテーブルに記述するパターン検出工程と、
サービスチェインパターンテーブルから出現回数が予め定めた閾値以上であるサービスチェインのパターンを高頻度パターンとして抽出し、当該高頻度パターンに含まれるネットワーク機能を提供する仮想マシンの数を前記NW機能−VM数情報テーブルから取得し、前記高頻度パターンに含まれる各ネットワーク機能の仮想マシンのマイグレーション先を、当該高頻度パターンの最寄データセンタ毎の出現回数の比率に合わせて決定するVM配置判断工程とを少なくとも含む
ことを特徴とする仮想マシンの配置決定方法。 Two or more data centers in which virtual machines providing arbitrary network functions are arranged and one or more user terminals are connected to each other via a communication line, and traffic from the user terminals passes through a plurality of arbitrary virtual machines. A method for determining placement of a virtual machine in a service chaining technology that provides a communication path to be performed,
A service chain information table describing the order of network functions through which traffic from user terminals passes,
A user location table describing a data center having the shortest communication distance with the user terminal;
An NW function-VM number information table describing the current number of virtual machines providing each network function;
Using a service chain pattern and a service chain pattern table that describes the number of appearances for each nearest data center of a user terminal that uses the service chain of the pattern,
A user terminal that extracts a service chain pattern and a nearest data center of a user terminal that uses the service chain of the pattern from the service chain information table and the user location table, and uses the service chain pattern and the service chain of the pattern A pattern detection process for describing the number of appearances for each nearest data center in the service chain pattern table;
A service chain pattern in which the number of appearances is equal to or greater than a predetermined threshold is extracted from the service chain pattern table as a high frequency pattern, and the number of virtual machines that provide a network function included in the high frequency pattern is the NW function-VM number. A VM placement determination step of determining a migration destination of a virtual machine of each network function included in the high-frequency pattern according to a ratio of the number of appearances of each high-frequency pattern for each nearest data center, obtained from the information table A method for determining the placement of a virtual machine, comprising:
ユーザ端末からのトラヒックが経由するネットワーク機能の順序を記述してなるサービスチェイン情報テーブルと、
ユーザ端末との通信距離が最も近いデータセンタを記述してなるユーザロケーションテーブルと、
各ネットワーク機能を提供する現時点の仮想マシンの数を記述してなるNW機能−VM数情報テーブルと、
サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタごとの出現回数を記述するサービスチェインパターンテーブルとを用い、
前記サービスチェイン情報テーブルおよびユーザロケーションテーブルから、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタを抽出し、サービスチェインのパターンとそのパターンのサービスチェインを利用するユーザ端末の最寄データセンタ毎の出現回数を、サービスチェインパターンテーブルに記述するパターン検出工程と、
所定のネットワーク機能を提供する仮想マシンの追加要求を受信したとき、サービスチェインパターンテーブルから当該所定のネットワーク機能を含むサービスチェインのパターンの中で出現回数が予め定めた閾値以上であるパターンを高頻度パターンとして抽出し、高頻度パターンがあれば、より出現頻度の高い高頻度パターンのより出現頻度が高いデータセンタを前記所定のネットワーク機能の仮想マシンの追加先として決定するVM配置判断工程とを少なくとも含む
ことを特徴とする仮想マシンの配置決定方法。 Two or more data centers in which virtual machines providing arbitrary network functions are arranged and one or more user terminals are connected to each other via a communication line, and traffic from the user terminals passes through a plurality of arbitrary virtual machines. A method for determining placement of a virtual machine in a service chaining technology that provides a communication path to be performed,
A service chain information table describing the order of network functions through which traffic from user terminals passes,
A user location table describing a data center having the shortest communication distance with the user terminal;
An NW function-VM number information table describing the current number of virtual machines providing each network function;
Using a service chain pattern and a service chain pattern table that describes the number of appearances for each nearest data center of a user terminal that uses the service chain of the pattern,
A user terminal that extracts a service chain pattern and a nearest data center of a user terminal that uses the service chain of the pattern from the service chain information table and the user location table, and uses the service chain pattern and the service chain of the pattern A pattern detection process for describing the number of appearances for each nearest data center in the service chain pattern table;
When a request to add a virtual machine that provides a predetermined network function is received, a pattern whose frequency of occurrence is greater than or equal to a predetermined threshold in the service chain pattern including the predetermined network function from the service chain pattern table is frequently If there is a high frequency pattern extracted as a pattern, a VM placement determination step for determining a data center having a higher appearance frequency and a higher appearance frequency as an addition destination of the virtual machine having the predetermined network function is at least A method for determining the placement of a virtual machine.
ことを特徴とする請求項5に記載の仮想マシンの配置決定方法。 When a request to add a virtual machine that provides a predetermined network function is received, a pattern whose frequency of occurrence is greater than or equal to a predetermined threshold in the service chain pattern including the predetermined network function from the service chain pattern table is frequently If there is no high-frequency pattern extracted as a pattern, it includes a VM placement determination step of determining a data center having many user terminals that use the predetermined network function as an addition destination of a virtual machine having the predetermined network function. The virtual machine arrangement determination method according to claim 5.
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