JP2016225721A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】設定変更時の通信断時間を短縮または無瞬断にする、異なる仮想ネットワーク（ＮＷ）を接続するネットワークシステムを提供する。【解決手段】マルチキャストアドレス対応の第一の仮想ＮＷとマルチキャストアドレス非対応の第二の仮想ＮＷとを接続するゲートウェイ２００ａ〜ｂは、第一の仮想ＮＷ識別子と第二の仮想ＮＷ識別子と第一の仮想ＮＷ識別子に割り当てられたマルチキャストアドレスの対応付けを管理し、第二の仮想ＮＷのＢＵＭ（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｕｎｋｎｏｗｎ＿Ｕｎｉｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）フレームを第一の仮想ＮＷの対応するマルチキャストパケットに変換し、第一の仮想ＮＷのマルチキャストパケットを対応する第二の仮想ＮＷのパケットに変換する。ネットワーク管理装置１００は、仮想化環境マネージャ装置８００による割り当て処理を監視し、割り当てに変更があれば変更内容をゲートウェイへ通知する。【選択図】図８

Description

本明細書で開示される主題は、ネットワークシステムにおける仮想ネットワーク管理技術に関する。

従来、多数の顧客システムすなわちテナントのネットワークを論理的に分割する技術として仮想ネットワーク、例えばＶＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）（ＩＥＥＥ８０２．１Ｑ）、が知られている。

ＶＬＡＮとは、物理スイッチの物理ポート毎にＶＬＡＮ ＩＤを割り当てることでネットワークを論理的に分割する技術である。この技術を使えば、テナント毎にトラフィックを分離することが可能になる。ＶＬＡＮ ＩＤは最大4094個まで利用することができ、同数のテナント別ネットワークを論理的に構築できる。近年では、ＶＬＡＮ ＩＤの4094個を超えてネットワークを分割する技術として、ＶＸＬＡＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の普及が進んでいる。

ＶＸＬＡＮでは、各物理サーバ内の仮想スイッチ等に仮想ネットワーク終端部を設け、仮想ネットワーク終端部がＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）フレームをＵＤＰ／ＩＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットでカプセル化し、カプセル化したパケットを宛先仮想サーバが属する仮想ネットワーク終端部（宛先仮想ネットワーク終端部）に送信する。カプセル化の際、テナントなどのセグメントを特定する仮想ネットワーク識別子であるＶＮＩ（ＶＸＬＡＮ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）がパケット内に追加される。パケットを受信した宛先仮想ネットワーク終端部が、パケットを元のＭＡＣフレームにデカプセル化しＭＡＣフレームに該当するサーバに転送することで同一テナント内のシステム間通信を実現させ、テナント毎のネットワークを論理的に分割する。

また、被カプセル化ＭＡＣフレームがＢＵＭフレーム（Ｂｒｏａｄｃａｓｔ／Ｕｎｋｎｏｗｎ Ｕｎｉｃａｓｔ／Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ）の場合、当該ＢＵＭフレームは仮想ネットワーク終端部でマルチキャストパケットにカプセル化される。例えば仮想ネットワーク終端部は、仮想サーバがフレームを送信する前に、仮想ネットワーク終端部間に、ＩＧＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｇｒｏｕｐ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のプロトコルを用いて、ＶＮＩ毎に割り当てたマルチキャストアドレスを送信先とするマルチキャストパケットの送信経路（マルチキャストツリーという）を作成する。マルチキャストツリーは、同じテナントの仮想サーバを配下に有する仮想ネットワーク終端部間を接続するように形成されるため、仮想ネットワーク終端部間でマルチキャスト通信を用いることで、送信元サーバと同一テナントのサーバを有する仮想ネットワーク終端部にデータが送信される。

ＢＵＭフレームの例として、ＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）があり、ＶＸＬＡＮ通信においては、マルチキャスト通信が頻繁に発生する。

ＶＸＬＡＮを実現する技術の一つに、物理サーバで仮想ネットワーク終端部の機能を実現する仮想化環境構築ソフトウェアがある。例えばＶＭｗａｒｅ社の製品ｖＣｌｏｕｄ Ｓｕｉｔｅ（インターネット＜URL：http://www.vmware.com/products/vcloud-suite/＞［2015年4月07日検索］）である。

仮想化環境構築ソフトウェアは、テナント毎にＶＮＩとマルチキャストアドレスを割り当てることでＶＸＬＡＮ通信を実現している。データセンタ管理者が使用するＶＮＩやマルチキャストアドレスの数値範囲を指定すれば、仮想化環境構築ソフトウェアが指定された数値範囲内のＶＮＩとマルチキャストアドレスとを対応付けて（以下、対応付けることをマッピングするという）、仮想ネットワーク終端部に設定する。仮想ネットワーク終端部は、このマッピングに従いパケットを転送する（例えば、カプセル化して中継スイッチに送信する）ことで、ＶＸＬＡＮ通信を行う。

現在知られている仮想化環境構築ソフトウェアは、垂直統合システム、すなわち、一つの企業グループから提供される製品を用いて構築されるシステムを対象としているため、迅速かつ容易に環境を構築することができるが、性能や機能が画一的となる。

例えば高性能なストレージや、仮想化環境構築ソフトウェアが管理しない物理サーバ、の利用など、外環境との接続により柔軟なシステム構成を実現するためには、ＶＸＬＡＮ環境と従来の、マルチキャストアドレスに対応していないＶＬＡＮ環境をネットワーク接続する必要があり、そのためにＶＸＬＡＮ ＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）が必要となる。

非特許文献１は、手動によるＶＸＬＡＮ ＧＷの設定手順を開示している。非特許文献１に記載の設定手順では、まず仮想ネットワーク終端部の機能をアクティベートし、仮想ネットワーク終端部が利用するＩＰアドレスとＵＤＰポート番号を割り当てた後、ＶＮＩとＶＬＡＮ ＩＤとのマッピングと、ＶＮＩとマルチキャストアドレスとのマッピングと、を指定することで、ＶＸＬＡＮ環境とＶＬＡＮ環境をネットワーク接続する。

非特許文献２は、仮想化環境マネージャに、対応するＶＸＬＡＮ ＧＷを登録することによる、ＶＸＬＡＮ ＧＷの設定手順を開示している。仮想化環境マネージャは、仮想化環境構築ソフトウェアの１コンポーネントであり、特にネットワークを管理するものである。非特許文献２に記載の設定手順では、まず仮想化環境マネージャに論理的なＬ２（Ｌａｙｅｒ ２） ＧａｔｅｗａｙおよびＬ２ Ｇａｔｅｗａｙ Ｓｅｒｖｉｃｅを作成し、ＶＸＬＡＮ ＧＷの認証情報や管理ＩＰアドレスを登録する。登録後は、仮想化管理マネージャの管理対象にＶＸＬＡＮ ＧＷが加わり、ＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングが設定される。また、ＶＮＩに対応するＶＬＡＮ ＩＤを、仮想化環境マネージャの管理インターフェースからネットワーク管理者が指定することができる。

"Arista User Manual Arista EOS version 4.13.7.2M"、[online]、[2014/12/26検索]、インターネット＜URL：ftp://mail.165mph.com/pub/Arista/4.13.7.2/EOS-4.13.7.2M-Manual.pdf＞ "VMware NSX and Arista VXLAN VTEP L2 Gateway Integration "、[online]、[2014/12/26検索]、インターネット＜URL：http://d-fens.ch/2014/02/27/vmware-nsx-and-arista-vxlan-vtep-l2-gateway-integration/＞

非特許文献１に記載の技術は、ネットワーク管理者が、テナントに対応するＶＮＩ、マルチキャストアドレス、ＶＬＡＮ ＩＤを、テナント情報を元に手動で各ＶＸＬＡＮ ＧＷに入力するものである。しかし、仮想化環境構築ソフトウェアや仮想化環境マネージャは、ネットワーク管理者から指示されなくても、ＶＮＩとマルチキャストアドレスとのマッピングなどＶＸＬＡＮ環境の設定を変更する可能性がある。

例えば、ＶＸＬＡＮを利用する大規模なデータセンタでは、テナントの生成や削除が頻繁に発生する。このような場合、仮想化環境構築ソフトウェアや仮想化環境マネージャは、ネットワーク管理者から指示されなくても、ＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングを変更する。

マッピングの変更は、仮想化環境構築ソフトウェア配下のＶＸＬＡＮ環境とＶＸＬＡＮ ＧＷの設定の不整合を生じる恐れがあるため、ネットワーク管理者は迅速に変更を検知し、ＶＸＬＡＮ ＧＷにマッピング変更を反映する必要がある。しかし、手動によるマッピング変更の検知およびＶＸＬＡＮ ＧＷへの変更の反映は時間がかかるため、結果的に、設定の整合によるユーザの通信断が発生する虞がある。

また、非特許文献２に記載の技術は、マッピング変更を通知できる特定のＶＸＬＡＮ ＧＷを登録しその設定を管理する特定の仮想化環境マネージャを用いる。ＶＸＬＡＮ ＧＷは、仮想化環境マネージャが実施するＶＮＩとマルチキャストアドレスとのマッピング変更を、仮想化環境マネージャから通知されるため、通信断が発生しない。

しかし、大規模なデータセンタにおいては、上記機能を備える特定の組合せを利用できない可能性がある。この場合、通信断を抑止出来なくなる。

本明細書では、０以上の物理サーバおよび／または「物理サーバに構築された０以上の仮想サーバ」を備える、第一の仮想ＮＷ環境と第二の仮想ＮＷ環境とを接続する場合において、ユーザの通信断時間を短縮または無瞬断にする技術を提供する。

具体的には、例えば第一の仮想ＮＷがＶＸＬＡＮで第二の仮想ＮＷがＶＬＡＮである場合に、仮想化環境マネージャのＶＸＬＡＮに関する設定変更を、迅速にＶＸＬＡＮ ＧＷに反映し、ＶＬＡＮ環境とＶＸＬＡＮ環境をネットワーク接続する。

上記態様によれば、仮想化環境マネージャがＶＸＬＡＮの設定を変更した場合に、設定変更を自動で検知し、ＶＸＬＡＮ ＧＷに反映する。これにより、特定の仮想化環境マネージャや特定のＶＸＬＡＮ ＧＷに依ることなく、ＶＬＡＮ環境とＶＸＬＡＮ環境とのネットワーク接続において、ユーザの通信断時間を短縮または無瞬断にすることができる。

より具体的な態様の一つは、０以上の物理サーバおよび／または物理サーバに構築された０以上の仮想サーバを仮想ＮＷにより接続するネットワークシステムである。

上記ネットワークシステムは、マルチキャストアドレスに対応する第一の仮想ＮＷ技術に従う第一の仮想ＮＷと、マルチキャストアドレスに対応していない第二の仮想ＮＷ技術に従う第二の仮想ＮＷと、を接続するゲートウェイ装置と、第一の仮想ＮＷを特定する第一の仮想ＮＷ識別子へのマルチキャストアドレスの割り当て処理を行う仮想化環境マネージャ装置と、を備え、
ゲートウェイ装置は、第一の仮想ＮＷ識別子と、第二の仮想ＮＷを特定する第二の仮想ＮＷ識別子と、当該第一の仮想ＮＷ識別子に割り当てられたマルチキャストアドレスと、の対応付けを管理し、対応付けに従い、或る第二の仮想ＮＷのＢＵＭフレームを、対応する第一の仮想ＮＷの、対応するマルチキャストアドレスを持つマルチキャストパケットに変換し、かつ、或る第一の仮想ＮＷのマルチキャストパケットを、対応する第二の仮想ＮＷのパケットに変換するものであり、
ネットワークシステムは、さらに、ネットワーク管理装置を備え、
ネットワーク管理装置は、仮想化環境マネージャ装置による、割り当て処理を監視し、割り当てに変更があれば、当該変更内容をゲートウェイ装置へ通知する、という特徴を備える。

上記ネットワークシステムは、さらに、ゲートウェイ装置を複数備え、ネットワーク管理装置は、対応付けの変更内容を調べる際に、該当するゲートウェイ装置を特定し、通知は、特定したゲートウェイ装置に対して行う様に構成してもよい。

上記ネットワークシステムのネットワーク管理装置は、割り当てに変更があれば、変更内容に基づき、ゲートウェイ装置の設定の変更要否を調べ、変更要であれば、当該変更内容をゲートウェイ装置へ通知する様に構成してもよい。

上記ネットワークシステムのネットワーク管理装置は、第一の仮想ＮＷ識別子の一つに複数のマルチキャストアドレスを割り当てておき、仮想化環境マネージャ装置による、第一の仮想ＮＷ識別子に対するマルチキャストアドレスの割り当ての変更後のアドレスが、予め割り当てたアドレスに含まれていれば、対応付けの変更は不要と判定する様に構成してもよい。

上記ネットワークシステムのゲートウェイ装置が複数ある場合、対応付けの変更要否とその内容とを調べる際に、該当するゲートウェイ装置を特定する様に構成してもよい。

上記ネットワークシステムは、さらに、仮想化環境構築装置を備え、仮想化環境構築装置は、物理サーバ上に仮想サーバを構築し、構築した仮想サーバにマルチキャストアドレスが割り当てられた仮想ネットワークを割り当て、当該ネットワークシステムにおいて、利用可能なマルチキャストアドレスの数を取得し、利用可能なマルチキャストアドレス数が、所定値以下であれば、第一の仮想ＮＷ識別子へのマルチキャストアドレスの割り当てを変更し、割り当ての変更を仮想化環境マネージャへ通知する様に構成してもよい。

上記仮想化環境構築装置は、割り当ての変更において、複数のマルチキャストツリーの包含関係を調べ、包含関係がある場合、包含されるマルチキャストツリーのマルチキャストアドレスを、包含するマルチキャストツリーのマルチキャストアドレスに変更して、利用可能なマルチキャストアドレス数を増やす様に構成してもよい。

上記仮想化環境構築装置は、予め指定された利用可能なマルチキャストアドレスから、割り当て済みのマルチキャストアドレスを除くことで、利用可能なマルチキャストアドレス数を取得する様に構成してもよい。

開示によれば、特定の環境に依存することなく、ユーザの通信断時間を短縮または無瞬断にすることができる。

本明細書において開示される主題の、少なくとも一つの実施の詳細は、添付されている図面と以下の記述の中で述べられる。開示される主題のその他の特徴、態様、効果は、以下の開示、図面、請求項により明らかにされる。

実施形態におけるネットワークシステムを例示する構成図である。 実施形態におけるネットワーク管理装置を例示する構成図である。 実施形態におけるゲートウェイを例示する構成図である。 実施形態におけるネットワーク管理装置が保持するゲートウェイ情報管理テーブルを例示する図である。 実施形態におけるネットワーク管理装置が保持する仮想化環境マネージャ情報管理テーブルを例示する図である。 実施形態におけるゲートウェイが保持する仮想ネットワークマッピングテーブルを例示する図である。 実施形態におけるデータセンタ管理者が保持するテナント情報管理テーブルの構成を例示する図である。 実施形態におけるデータセンタ管理者が保持するテナント情報管理テーブルの他の構成を例示する図である。 実施形態におけるネットワーク管理装置の仮想化環境マネージャ情報およびゲートウェイ情報の取得とゲートウェイ設定変更を例示するシーケンス図である。 実施形態における、ＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングに係る、仮想化環境マネージャと仮想化環境構築装置との処理を例示するフローチャートである。 実施形態におけるネットワーク管理装置による、ゲートウェイの設定変更に係る処理を例示するフローチャートである。 実施形態における仮想スイッチが保持する、仮想サーバとＶＬＡＮ ＩＤとの対応を示すテーブルの構成を例示する図である。 実施形態におけるゲートウェイが保持する、ＶＬＡＮ ＩＤと、ＶＮＩと、マルチキャストアドレスと、の対応を示すテーブルの構成を例示する図である。 実施形態における中継スイッチが保持する、マルチキャストアドレスと、転送ポートと、の対応を示すテーブルの構成を例示する図である。 実施形態における仮想ネットワーク終端部４００ａが保持する、宛先アドレスと、転送ポートと、の対応を示すテーブル構成を例示する図である。 実施形態における仮想ネットワーク終端部４００ｂが保持する、宛先アドレスと、転送ポートと、の対応を示すテーブル構成を例示する図である。

図１〜図１０を参照して実施形態を説明する。

図１は、全体として実施形態によるネットワークシステム１０を示す。

本実施形態では、ネットワークシステム１０をネットワーク管理装置１００とゲートウェイ装置（以下、ゲートウェイという）２００ａ、２００ｂと物理サーバ３０１、３０２、３０３ａ、３０３ｂと中継スイッチなどの通信装置（以下、中継スイッチという）７００と仮想化環境マネージャが実行される装置（以下、仮想化環境マネージャという）８００と仮想化環境構築ソフトウェアが実行される装置（以下、仮想化環境構築装置という）９００により構成する。

以下、ゲートウェイ２００ａ〜２００ｂを特に区別しない場合はゲートウェイ２００、物理サーバ３０１、３０２、３０３ａ、３０３ｂを特に区別しない場合は物理サーバ３００という。

ネットワーク管理装置１００は、例えば、物理的なコンピュータハードウェアであるサーバ計算機であり、プロセッサがプログラムを実行することにより、以下に説明する様々な処理を実現する。ネットワーク管理装置１００は、仮想化環境マネージャ８００およびゲートウェイ２００ａ、ゲートウェイ２００ｂと接続しており、例えば仮想化環境マネージャ８００およびゲートウェイ２００の設定情報を取得したり、ゲートウェイ２００にネットワーク設定の変更を指示する。

ゲートウェイ２００は、例えばＬ２スイッチやＬ３スイッチ機能を有しているパケット転送用機器または論理的なゲートウェイである。ゲートウェイ２００は、ネットワーク管理装置１００および物理サーバ３０１または３０２、中継スイッチ７００と接続しており、受信したフレームやパケットの転送経路を判断して送信する。各ゲートウェイ２００のＰ２１〜Ｐ２３、Ｐ３１は物理的なあるいは論理的な通信ポートを示す。

本実施例では、ゲートウェイ２００は、大規模ネットワーク論理分割技術として例えばＶＸＬＡＮにおける仮想ネットワークの終端部の機能を果たす。仮想ネットワーク終端部の機能を果たすゲートウェイ２００は、例えば物理サーバ３０１から受信したＢＵＭフレームを、後述する仮想ネットワークマッピングテーブル２６４を元に、マルチキャストパケットにカプセル化して中継スイッチ７００に転送する。

物理サーバ３０１は、仮想スイッチ６００と仮想サーバ５００ａと仮想サーバ５００ｂを備える。物理サーバ３０３ａ、物理サーバ３０３ｂは、それぞれ仮想ネットワーク終端部４００ａと仮想サーバ５００ｃと仮想サーバ５００ｄ、仮想ネットワーク終端部４００ｂと仮想サーバ５００ｅを備える。物理サーバ３０２は仮想スイッチや仮想サーバ、仮想ネットワーク終端部を配備しておらず、テナントＢにより利用されている物理サーバとする。以下、仮想サーバ５００ａ〜５００ｅを特に区別しない場合は、仮想サーバ５００という。

物理サーバ３００は、例えば物理的なコンピュータハードウェアであるサーバ計算機である。各物理サーバ３００は、ネットワーク管理装置１００、または仮想化環境マネージャ８００と仮想化環境構築装置９００、ゲートウェイまたは中継スイッチと接続され、相互に通信可能である。以下、仮想ネットワーク終端部４００ａ、仮想ネットワーク終端部４００ｂを特に区別しない場合は仮想ネットワーク終端部４００という。

仮想ネットワーク終端部４００は、例えばスイッチング動作に関しては後述する中継スイッチ７００と同様に振舞うソフトウェアであり、物理サーバ３００上に配備されて動作する。仮想ネットワーク終端部４００は、仮想サーバ５００と、例えば物理サーバ３００の物理ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）を介して中継スイッチ７００と接続しており、受信したフレームやパケットの転送経路を判断して送信する。

仮想ネットワーク終端部４００は、後述する、ネットワーク管理装置１００が備える仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６と同じ情報を備える。

本実施例では、仮想ネットワーク終端部４００は大規模ネットワーク論理分割技術として例えばＶＸＬＡＮにおける仮想ネットワークの終端部の機能を果たす。仮想ネットワーク終端部４００は、例えば仮想サーバ５００から受信したＢＵＭフレームを、後述する仮想ネットワークマッピングテーブル２６４を元に、マルチキャストパケットにカプセル化して中継スイッチ７００に転送する。

仮想サーバ５００は、例えば計算機と同様に振舞うソフトウェアであり、物理サーバ３００上に配備されて動作する。仮想サーバ５００上には任意のオペレーティングシステムやアプリケーションプログラムなどが動作している。なお、仮想サーバ５００ａ、仮想サーバ５００ｂ、仮想サーバ５００ｃ、仮想サーバ５００ｄ、仮想サーバ５００ｅはそれぞれ、後述する図７Ａ、図７Ｂに示されている通り、テナントＡ、テナントＢ、テナントＢ、テナントＡ、テナントＡにより利用される仮想サーバとする。

仮想スイッチ６００は、例えばスイッチング動作に関しては後述する中継スイッチ７００と同様に振舞うソフトウェアであり、物理サーバ３００上に配備されて動作する。仮想スイッチ６００は、仮想サーバ５００と、例えば物理サーバ３００の物理ＮＩＣを介してゲートウェイ２００と接続しており、受信したフレームやパケットの転送経路を判断して送信する。

中継スイッチ７００は、例えばＬ２スイッチやＬ３スイッチである。ゲートウェイ２００や物理サーバ３００と接続しており、受信したフレームやパケットの転送経路を判断して送信する。中継スイッチ７００のＰ１１〜Ｐ１４は物理的なあるいは論理的な通信ポートを示す。

仮想化環境マネージャ８００は、例えば、物理的なコンピュータハードウェアであるサーバ計算機上で、プロセッサがプログラムを実行したり、当該サーバ計算機上に構成される仮想サーバ上に配備され、プログラムが実行されたりすることにより、以下に説明する様々な処理を実現する。

仮想化環境マネージャ８００は、ネットワーク管理装置１００および仮想ネットワーク終端部４００ａ、仮想ネットワーク終端部４００ｂ、仮想化環境構築装置９００と接続される。

仮想化環境マネージャ８００は、例えば仮想ネットワーク終端部４００ａ、仮想ネットワーク終端部４００ｂにネットワーク設定内容を伝え、その変更を指示する。

仮想化環境マネージャ８００は、ＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングを管理するＶＸＬＡＮ管理部を持つ。

仮想化環境マネージャ８００として、例えばＶＭｗａｒｅ社が提供するＮＳＸ（インターネット＜URL：http://www.vmware.com/files/jp/pdf/products/nsx/VMware-NSX-Datasheet.pdf＞［2014年12月26日検索］）がある。ＮＳＸは、ネットワーク管理者があらかじめマルチキャストアドレスの範囲を指定すると、ＮＳＸが自動で範囲内のマルチキャストアドレスをＶＮＩに割り当てる機能を持つ。また、ＮＳＸが提供するＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）はＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報などの情報の取得を可能にする。

仮想化環境構築装置９００は、例えば物理的なコンピュータハードウェアであるサーバ計算機上で、または、当該サーバ計算機上に構築する仮想サーバ上で、プログラムが実行されることにより、以下に説明する様々な処理が実現される。

仮想化環境構築装置９００は、仮想化環境マネージャ８００や物理サーバ３０３と接続しており、例えば物理サーバ３０３上への仮想サーバ５００の配備を実施する。仮想化環境構築装置９００は、前述の通り、例えばＶＭｗａｒｅ社のｖＣｌｏｕｄ Ｓｕｉｔｅ製品である。

図１の管理ネットワーク２１は、仮想化環境マネージャ８００と仮想ネットワーク終端部４００を接続するネットワークである。例えば、仮想化環境マネージャ８００は管理ネットワーク２１を用いて仮想ネットワーク終端部４００にＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング設定変更を送信する。

図１の管理ネットワーク２２は、ネットワーク管理装置１００とゲートウェイ２００を接続するネットワークである。例えば、ネットワーク管理装置１００は管理ネットワーク２２を用いて、ゲートウェイ２００のネットワーク設定情報を取得したり、ゲートウェイ２００にＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング設定変更を送信したりする。

図１の管理ネットワーク２３は、ネットワーク管理装置１００と仮想化環境マネージャ８００を接続するネットワークである。例えば、ネットワーク管理装置１００は管理ネットワーク２３を用いて仮想化環境マネージャ８００からＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報を取得する。

図１の管理ネットワーク２４は、仮想化環境構築装置９００と仮想化環境マネージャ８００を接続するネットワークである。例えば、仮想化環境構築装置９００は管理ネットワーク２４を用いて、仮想化環境マネージャ８００に、利用するＶＸＬＡＮ ＩＤの値の範囲を指定する。

図１の管理ネットワーク２５は、仮想化環境構築装置９００と物理サーバ３００を接続するネットワークである。例えば、仮想化環境構築装置９００は管理ネットワーク２５を用いて、物理サーバ３００上に仮想サーバ５００を配備する。

なお、管理ネットワーク２１〜２５は、ネットワーク管理装置１００や物理サーバ３００、仮想化環境マネージャ８００と、直接または、リピーター、レイヤ２／レイヤ３スイッチ、ルータ等を介してネットワーク接続される。また、管理ネットワーク２１や管理ネットワーク２５は、データ転送用ネットワーク５０が接続されるＮＩＣとは別のＮＩＣを用いて、物理サーバと接続されても良い。

図１のマルチキャストツリー３１は、テナントＡがＶＸＬＡＮネットワークで利用するマルチキャストツリーを示しており、例えばマルチキャストアドレス２３９．１．１．１を送信先アドレスとするマルチキャストパケットが送信される経路を示す。

図１のマルチキャストツリー３２は、テナントＡがＶＸＬＡＮネットワークで利用するマルチキャストツリーを示しており、例えばマルチキャストアドレス２３９．１．１．１０１を送信先アドレスとするマルチキャストパケットが送信される経路を示す。

図１の矢印４０は、テナントＡがＶＸＬＡＮネットワークで利用するマルチキャストツリーについて、マルチキャストツリー３１からマルチキャストツリー３２に変更したことを示している。

本実施形態において、物理サーバ３０１、３０２内、および、物理サーバ３０１、３０２とゲートウェイ２００ａ、２００ｂ間、および、仮想サーバ５００ｃ、５００ｄと仮想ネットワーク終端部４００ａ間、および、仮想サーバ５００ｅと仮想ネットワーク終端部４００ｂ間は、ＶＬＡＮを用いるネットワークである。また、中継スイッチ７００と、それに接続される各装置間は、ＶＸＬＡＮを用いるネットワークである。

例えば仮想サーバ５００ａが送信したブロードキャストフレームは、仮想スイッチ６００で図１１に示すテーブルを参照してＶＬＡＮ ＩＤ「１０１」が付与され、ゲートウェイ２００ａに送信される。本フレームはゲートウェイ２００ａで図１２に示すテーブルを参照してマルチキャストアドレス２３９．１．１．１を宛先とするＶＸＬＡＮパケットにカプセル化されたのち、中継スイッチ７００のポートＰ１１へ送信される。

中継スイッチ７００は、図１３に示すテーブルを参照して宛先マルチキャストアドレス２３９．１．１．１のパケットの出力ポートをＰ１３、Ｐ１４と特定し、本ＶＸＬＡＮパケットを仮想ネットワーク終端部４００ａおよび仮想ネットワーク終端部４００ｂに送信する。

仮想ネットワーク終端部４００ａおよび仮想ネットワーク終端部４００ｂは、本ＶＸＬＡＮパケットをデカプセル化した後、それぞれが持つ図１４、図１５に示すテーブルを参照して、ＶＸＬＡＮパケットヘッダ内の宛先ＩＰアドレスとパケットに含まれるＭＡＣアドレスとのマッピングに従い、送信元である仮想サーバ５００ａと同じテナントＡの仮想サーバ５００ｄと仮想サーバ５００ｅ上記フレームを送信する。

本実施形態は、ネットワーク管理装置１００や仮想化環境マネージャ８００、仮想化環境構築装置９００が、それぞれ仮想化環境マネージャ８００とゲートウェイ２００、ネットワーク管理装置１００と仮想ネットワーク終端部４００ａと仮想ネットワーク終端部４００ｂ、仮想化環境マネージャ８００と物理サーバ３０３ａと物理サーバ３０３ｂと直接接続しているが、スイッチやリピーターが介在していてもよい。

また、図１のネットワークシステムの装置構成数や装置間の接続リンク数は、あくまで一例であり、この構成に限定されず様々な数の装置や接続を用いてもよい。

図２は、ネットワーク管理装置１００の内部構成を示した図である。ネットワーク管理装置１００は、例えば、入力部１１０と、出力部１２０と、演算部１３０と、ネットワークインターフェース１４０と、記憶部１５０を備える。

入力部１１０は、キーボードやマウスなどの入力装置、または、入力装置とのインターフェースであり、ユーザによる入力情報を演算部１３０に送る。

出力部１２０は、ディスプレイなどの出力装置、または、出力装置とのインターフェースであり、ユーザに対する通知を出力する。

演算部１３０は、記憶部１５０に記憶されているオペレーションシステムや、各種プログラムを実行し、各処理部をプロセスとして実現する。

ネットワークインターフェース１４０は、例えばＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）のような装置で構成され、他の機器と接続する。

記憶部１５０は、例えばフラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）のような記憶装置であり、オペレーションシステム（不図示）、ゲートウェイ情報管理部１５１、仮想化環境マネージャ情報管理部１５２、仮想ネットワーク管理部１５３、スイッチ制御部１５４などを実現するプログラムと、これらの処理部が利用するゲートウェイ情報管理テーブル１５５、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６などの情報を記憶する。

ゲートウェイ情報管理部１５１は、例えば、管理ネットワーク２２を用いてゲートウェイ２００からネットワーク設定を取得し、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５に格納する。ゲートウェイ２００のネットワーク設定は他の管理システム（不図示）により取得されても良く、このときゲートウェイ情報管理部１５１は他の管理システムと連携してゲートウェイ２００のネットワーク設定を取得し、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５に格納する。

仮想化環境マネージャ情報管理部１５２は、例えば、管理ネットワーク２３を用いて仮想化環境マネージャ８００からネットワーク設定を取得し、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納する。仮想化環境マネージャ８００のネットワーク設定は他の管理システム（不図示）により取得されても良く、このとき仮想化環境マネージャ情報管理部１５２は他の管理システムと連携して仮想化環境マネージャ８００のネットワーク設定を取得し、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納する。

仮想ネットワーク管理部１５３は、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５に格納されたゲートウェイ２００のネットワーク設定情報と、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納された仮想化環境マネージャ８００のネットワーク設定情報を用いて、仮想化環境マネージャ８００におけるネットワーク設定の変更を検知し、設定変更すべきゲートウェイ２００と設定内容を計算する。計算の結果、ゲートウェイ２００に設定変更が必要であれば、スイッチ制御部１５４に、ゲートウェイ２００への設定変更通知を送信するように指示する。

スイッチ制御部１５４は、ゲートウェイ２００に、指示された内容、例えばＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング変更に関する指示を含む設定変更パケットを、ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＣＬＩ（Ｃｏｍｍａｎｄ ｌｉｎｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を介して送信する。

ゲートウェイ情報管理テーブル１５５は、例えば、ゲートウェイ２００に設定されているＶＬＡＮ ＩＤと、ＢＵＭパケットを送受信する通信ポートと、ＶＮＩと、カプセル化される際の宛先マルチキャストアドレスと、マルチキャストパケットが送受信される仮想ネットワーク終端部と、のマッピングを管理する。

仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６は、例えば、仮想化環境マネージャ８００が設定しているＶＮＩと、マルチキャストアドレスと、のマッピング情報を管理する。

図３は、ゲートウェイ２００の内部構成を示した図である。ゲートウェイ２００は、例えば、入力部２１０と、出力部２２０と、演算部２３０と、スイッチング部２４０と、通信ポート２５０−１〜２５０−ｎと記憶部２６０を備える。以下、通信ポート２５０−１〜２５０−ｎを特に区別しない場合は、通信ポート２５０という。

入力部２１０は、キーボードやマウスなどの入力装置、または、入力装置とのインターフェースであり、ユーザによる入力情報を演算部２３０に送る。

出力部２２０は、ディスプレイなどの出力装置、または、出力装置とのインターフェースであり、ユーザに対する通知を出力する。

演算部２３０は、記憶部２６０に記憶されているオペレーションシステムや、各種プログラムを実行し、各処理部をプロセスとして実現する。

スイッチング部２４０は、例えば、通信ポート２５０からフレームやパケットを受信したり、通信ポート２５０へフレームやパケットを送信したり、フレームやパケットを破棄するなど、パケットの送受信等を制御する。

通信ポート２５０は、他の機器と通信を行うための接続インターフェースである。

記憶部２６０は、例えばフラッシュメモリやＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ）のような記憶装置であり、オペレーティングシステム（不図示）と、通信制御部２６１と、ネットワーク管理装置連携部２６３などを実現するプログラムと、これらの処理部が利用するフォワーディングテーブル２６２と、仮想ネットワークマッピングテーブル２６４などの情報を記憶する。

通信制御部２６１は、例えば、受信したパケットに格納される宛先アドレスがフォワーディングテーブル２６２に登録されていない場合、フォワーディングテーブル２６２に、当該パケットを受信したポート及び当該パケットの宛先アドレスとなるＭＡＣアドレスやＩＰアドレスを登録する。また、例えば、受信したフレームのカプセル化やデカプセル化を行い、ＶＸＬＡＮにおける仮想ネットワーク終端部の機能を果たす。

フォワーディングテーブル２６２（不図示）は、例えば宛先アドレス（例えばＭＡＣアドレスやＩＰアドレス）に基づいたフレームやパケットの転送ポート情報等が記録される。

ネットワーク管理装置連携部２６３は、ネットワーク管理装置１００のスイッチ制御部１５４から送信されたネットワーク設定変更に関する通知を受信して通知における指示を実行する。例えばＡＰＩやＣＬＩによって通知されるＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングを仮想ネットワークマッピングテーブル２６４に格納する。

仮想ネットワークマッピングテーブル２６４は、例えば、ゲートウェイ２００に設定されているＶＬＡＮ ＩＤと、ＢＵＭパケットを送受信する通信ポートと、ＶＮＩと、カプセル化される際の宛先マルチキャストアドレスと、のマッピングを管理する。

図７Ａ、図７Ｂは、データセンタ管理者（不図示）が保持するテナント情報管理テーブル１０００の一例を示す図である。テナント情報管理テーブル１０００は、例えば、データセンタで収容するテナントのＩＤと、テナントに割り当てるネットワークＩＤと、サーバＩＤと、のマッピングを管理する。

図７Ａ、図７Ｂの例では、テナントのＩＤがテナントＩＤ欄１０００Ａに格納され、前記テナントに割り当てるＶＬＡＮ ＩＤまたはＶＮＩがネットワークＩＤ欄１０００Ｂに格納され、前記テナントの前記ＶＬＡＮ ＩＤまたは前記ＶＮＩによりネットワーク接続されている物理サーバＩＤと仮想サーバＩＤのいずれか一方または両方が、サーバＩＤ欄１０００Ｃに格納されている。

図７Ａ、図７Ｂの場合、例えばデータセンタ管理者は、テナントＡに関して、ＶＬＡＮ ＩＤ１０１のネットワーク配下に仮想サーバ５００ａ、ＶＮＩ １０１０１のネットワーク配下に仮想サーバ５００ｄ、仮想サーバ５００ｅが存在すると管理していることが示されている。

図７Ａの例では、ゲートウェイ２００ａとゲートウェイ２００ｂが管理するネットワークは、同一テナントには同一ＶＬＡＮ ＩＤを割り当てることが想定されている。例えば、図７Ａに、テナントＢはＶＬＡＮ ＩＤ１０２のネットワーク上に仮想サーバ５００ｂと物理サーバ３０２が存在することが示されているが、図１より各サーバはゲートウェイ２００ａ、ゲートウェイ２００ｂに接続されており、両ゲートウェイにおいてテナントＢはＶＬＡＮ ＩＤ１０２にマッピングされていることが分かる。これは、図４において、ＶＮＩ １０１０２に該当するテナントは、ゲートウェイＩＤ２００ａが管理するＶＬＡＮ ＩＤ１０２およびゲートウェイＩＤ２００ｂが管理するＶＬＡＮ ＩＤ１０２にマッピングされていることと一致する。

上記とは異なり、図７Ｂに示すように、ゲートウェイ２００ａとゲートウェイ２００ｂの配下のネットワークにおいて、同一テナントに異なるＶＬＡＮ ＩＤを割り当てても良い。

図７Ｂの場合、例えばデータセンタ管理者は、テナントＢに関して、ゲートウェイ２００ａ配下のＶＬＡＮ ＩＤ１０２のネットワーク内に仮想サーバ５００ｂ、ゲートウェイ２００ｂ配下のＶＬＡＮ ＩＤ２４８のネットワーク内に物理サーバ３０２、ＶＮＩ１０１０２のネットワーク内に仮想サーバ５００ｃを配置している。

テナントＢに対し、ゲートウェイ２００ａではＶＬＡＮ ＩＤ１０２、ゲートウェイ２００ｂではＶＬＡＮ ＩＤ２４８をマッピングしており、同一テナントに異なるＶＬＡＮ ＩＤを割り当てている。なお、このときネットワーク管理装置１００に格納されるゲートウェイ情報管理テーブル１５５は、図４においてゲートウェイＩＤ２００ｂに対応するＶＬＡＮ ＩＤに２４８が格納されたものとなる。

以下、図７Ａの各ゲートウェイにおいて同一テナントに同一ＶＬＡＮ ＩＤをマッピングする例を説明するが、図７Ｂの例においても同様である。

図４は、ネットワーク管理装置１００に格納されているゲートウェイ情報管理テーブル１５５の一例を示す図である。

ゲートウェイＩＤ欄１５５Ａにはネットワーク管理装置１００の管理対象となるゲートウェイ２００のＩＤが格納される。ＶＬＡＮ ＩＤ欄１５５Ｂには前記ゲートウェイ２００がＶＸＬＡＮ環境とパケットを送受信可能なＶＬＡＮ ＩＤが格納される。Ｐｏｒｔ欄１５５Ｃには、ゲートウェイ２００がＶＸＬＡＮ環境との間で、カプセル化されたＢＵＭパケットを送受信する際のパケットの通信ポートが格納される。ＶＮＩ欄１５５Ｄには、ゲートウェイ２００がＶＸＬＡＮ環境とパケットを送受信する際、カプセル化により追加するパケットヘッダ内のテナント識別子として設定されるＶＮＩが格納される。マルチキャストアドレス欄１５５Ｅには、ゲートウェイ２００がＶＸＬＡＮ環境との間でＢＵＭパケットを送受信する際、カプセル化により追加するパケットヘッダ内の宛先アドレスとして設定するマルチキャストアドレスが格納される。仮想ネットワーク終端部欄１５５Ｆには、カプセル化されたマルチキャストパケットの送信元または宛先、例えば仮想ネットワーク終端部とゲートウェイのいずれか一方または両方を特定する情報が格納される。

図４の場合、例えばゲートウェイ２００ａは、ＶＬＡＮ ＩＤ１０１のＢＵＭフレームを、ＶＮＩを１０１０１および宛先アドレスを２３９．１．１．１としてカプセル化したＶＸＬＡＮパケットとして、通信ポートＰ２１から仮想ネットワーク終端部４００ａ、仮想ネットワーク終端部４００ｂに転送することが示されている。また、例えばゲートウェイ２００ａは、ＶＮＩが１０１０１かつマルチキャストアドレスが２３９．１．１．１とするＶＸＬＡＮパケットを通信ポートＰ２１から受信し、ＶＬＡＮが１０１のネットワークに転送することが示されている。

仮想ネットワーク終端部欄１５５Ｆにより、ＶＸＬＡＮ環境とＶＬＡＮ環境に跨る仮想ネットワークを把握することができる。例えばＶＮＩ １０１０１の通信に関して、ゲートウェイ２００ａに障害が発生した場合、ゲートウェイ２００ａ配下のサーバと、仮想ネットワーク終端部４００ａおよび仮想ネットワーク終端部４００ｂ配下のサーバの通信断が発生することが分かる。

なお、図４に示すマッピング情報の初期構築は、データセンタ管理者（不図示）が保持するテナント情報管理テーブル１０００を用いて、データセンタ管理者の手動または他システム（不図示）により実施される。例えば、データセンタ管理者は、ＶＸＬＡＮ ＧＷ配下の環境においてテナントＡがＶＬＡＮ ＩＤ１０１を利用すること、および、仮想化環境マネージャ配下の環境においてテナントＡがＶＮＩ １０１０１を利用することを、テナント情報管理テーブル１０００より抽出し、当該テナント情報を用いてＶＬＡＮ ＩＤ １０１とＶＮＩ １０１０１をマッピングする。その後、データセンタ管理者は、ゲートウェイ情報、仮想化環境マネージャ情報を用いて、パケットを送受信する通信ポートやマルチキャストアドレスをマッピングすることで、図４に示すマッピング情報の初期構築を行う。また、テナント情報管理テーブル１０００に変更があった場合、すなわち、テナント、ネットワーク、サーバのいずれか一つ以上の追加または削除があった場合においても、同様に、データセンタ管理者の手動または他システム（不図示）により、テナント情報管理テーブル１０００とゲートウェイ情報、仮想化環境マネージャ情報を用いて図４に示すマッピング情報の変更を行う。

図５は、ネットワーク管理装置１００に格納されている仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６の一例を示す図である。

ＶＮＩ欄１５６Ａには、仮想化環境マネージャ８００が管理しているＶＮＩが格納される。マルチキャストアドレス欄１５６Ｂには、前記ＶＮＩに対応するマルチキャストアドレスが格納される。

図５の場合、仮想ネットワーク終端部４００は、例えばＶＮＩ １０１０１に割り当てられているテナントのＢＵＭフレームを、マルチキャストアドレス２３９．１．１．１を宛先アドレスとするカプセル化を行うことを示している。

図６は、ゲートウェイ２００に格納されている仮想ネットワークマッピングテーブル２６４の一例を示す図である。特に図６は、ゲートウェイ２００ａに格納されている仮想ネットワークマッピングテーブル２６４を示している。

ＶＬＡＮ ＩＤ欄２６４Ａには、ゲートウェイ２００ａがＶＸＬＡＮ環境とパケットを送受信可能なＶＬＡＮ ＩＤが格納される。Ｐｏｒｔ欄２６４Ｂには、ゲートウェイ２００ａがＶＸＬＡＮ環境とカプセル化されたＢＵＭパケットを送受信する際のパケットの通信ポートが格納される。ＶＮＩ欄２６４Ｃには、ゲートウェイ２００ａがＶＸＬＡＮ環境とパケットを送受信する際、カプセル化により追加するパケットヘッダ内のテナント識別子として設定されるＶＮＩが格納される。マルチキャストアドレス欄２６４Ｄには、ゲートウェイ２００ａがＶＸＬＡＮ環境とＢＵＭパケットを送受信する際、カプセル化により追加するパケットヘッダ内の宛先アドレスとして設定するマルチキャストアドレスが格納される。

図６の場合、例えばゲートウェイ２００ａは、ＶＬＡＮ ＩＤ１０１のＢＵＭフレームは、ＶＮＩを１０１０１および宛先アドレスを２３９．１．１．１としてカプセル化したＶＸＬＡＮパケットとして、通信ポートＰ２１からＶＸＬＡＮ環境に転送することが示されている。また、例えばゲートウェイ２００ａは、ＶＮＩが１０１０１かつマルチキャストアドレスが２３９．１．１．１とするＶＸＬＡＮパケットは通信ポートＰ２１から受信し、ＶＬＡＮが１０１のネットワークに転送することが示されている。

図８は、実施形態におけるネットワーク管理装置１００の仮想化環境マネージャ情報およびゲートウェイ情報の取得とゲートウェイ設定変更を示すシーケンス図である。

図８のステップＱ１〜Ｑ９は、図１のネットワークシステム１０において、ネットワーク管理装置１００がゲートウェイ２００にＶＮＩ １０１０１に割り当てられているマルチキャストアドレス２３９．１．１．１を、マルチキャストアドレス２３９．１．１．１０１に設定変更する処理を示す。設定変更のトリガは、例えば仮想化環境マネージャ８００が、ＶＮＩ １０１０１に割り当てられているマルチキャストアドレス２３９．１．１．１をマルチキャストアドレス２３９．１．１．１０１に設定変更した場合とする。
ステップＱ１〜Ｑ３はネットワーク管理装置１００を初めて配備した際のシーケンスで、ステップＱ４以降は、その後に繰り返すシーケンスを示す。

ステップＱ１において、ネットワーク管理装置１００の仮想化環境マネージャ情報管理部１５２は、仮想化環境マネージャ８００から、仮想化環境マネージャ情報としてＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報をＡＰＩまたはＣＬＩにより取得し、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納する。

仮想化環境マネージャ情報の取得は、仮想化環境マネージャ８００のアラートやトラップにより通知されても良い。また、他の管理システム（不図示）によって仮想化環境マネージャ情報の取得が行われ、ネットワーク管理装置１００に通知されても良い。

ステップＱ２およびステップＱ３において、ネットワーク管理装置１００のゲートウェイ情報管理部１５１は、それぞれゲートウェイ２００ａ、ゲートウェイ２００ｂから、ゲートウェイ情報として、ゲートウェイＩＤとＶＬＡＮ ＩＤとＰｏｒｔ番号とＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報をＡＰＩまたはＣＬＩにより取得し、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５に格納する。なお、ゲートウェイ情報の取得は、他の管理システム（不図示）によって行われ、ネットワーク管理装置１００に通知されても良い。

ステップＱ４において、仮想化環境マネージャ８００のＶＸＬＡＮ管理部は、ＶＮＩ １０１０１に割り当てられているマルチキャストアドレス２３９．１．１．１を、マルチキャストアドレス２３９．１．１．１０１に設定を変更する。Ｑ４の詳細については図９を用いて説明する。

ステップＱ５において、ネットワーク管理装置１００の仮想化環境マネージャ情報管理部１５２は、ステップＱ４において行われる仮想化環境マネージャ８００による、ＶＮＩに対するマルチキャストアドレスの設定変更を監視する。具体的には、仮想化環境マネージャ８００から、仮想化環境マネージャ情報として、ＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報を取得し、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納する。仮想化環境マネージャ情報管理部１５２は、ステップＱ５を、仮想化環境マネージャ８００が実行するＱ４と並行して、定期的に実行することで、仮想化環境マネージャ８００のＶＮＩに対するマルチキャストアドレスの設定変更を迅速に検知する。

ステップＱ６において、ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、ステップＱ５で新たに取得したＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報と、仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納しているＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報を比較することで、仮想化環境マネージャ８００においてマッピング情報の設定が変更されているか否かを判断する。ネットワーク管理装置１００は、ステップＱ６の判断で否定結果を得ると仮想化環境マネージャ情報管理部１５２によりステップＱ５の処理を繰り返し、ステップＱ６の判断で肯定結果を得ると仮想ネットワーク管理部１５３によりステップＱ７の処理を行う。

ステップＱ７において、ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、仮想化環境マネージャ８００が設定変更したＶＮＩをキーとしてゲートウェイ情報管理テーブル１５５を参照して対応するマルチキャストアドレスや、設定変更すべきゲートウェイ２００を計算し、ゲートウェイ２００ａのマッピング情報「ＶＬＡＮ ＩＤ １０１、ＰｏｒｔＰ２１、ＶＮＩ １０１０１、マルチキャストアドレス２３９．１．１．１」について、マルチキャストアドレスを２３９．１．１．１０１に変更すると決定する。

ステップＱ８において、ネットワーク管理装置１００のスイッチ制御部１５４は、ゲートウェイ２００ａに、マッピング情報「ＶＬＡＮ ＩＤ １０１、ＰｏｒｔＰ２１、ＶＮＩ １０１０１、マルチキャストアドレス２３９．１．１．１」について、マルチキャストアドレスを２３９．１．１．１０１と変更するよう、ＡＰＩまたはＣＬＩを用いて指示する。

ステップＱ９において、ゲートウェイ２００ａは、受信したＡＰＩまたはＣＬＩに基づき、仮想ネットワークマッピングテーブル２６４について、ＶＮＩ １０１０１に対応するマルチキャストアドレスを２３９．１．１．１０１に変更する。

もし、ゲートウェイ２００ｂに関して、ステップＱ７において変更要と判断すれば、図示するように、ステップＱ８、Ｑ９において同様の処理を行う。

上述のように、データセンタ管理者（不図示）が指示することなく、ネットワーク管理装置１００が、ステップＱ５を定期的に実行して、仮想化環境マネージャ８００のＶＮＩに対するマルチキャストアドレスの設定変更を迅速に検知し、ステップＱ６〜Ｑ８によりゲートウェイ２００の設定を変更することで、通信断時間の短縮が可能となる。

図９は、実施形態における仮想化環境マネージャ８００によるＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング変更を示すフローチャートであり、図８におけるステップＱ４に相当する。Ｑ４では、仮想化環境マネージャ８００がＶＮＩ １０１０１に割り当てられているマルチキャストアドレス２３９．１．１．１をマルチキャストアドレス２３９．１．１．１０１に設定変更する手順を例示する。

ステップＱ１０において、仮想化環境構築装置９００は、ネットワークシステム１０において利用可能なマルチキャストアドレス数を取得する。利用可能なマルチキャストアドレス数は、具体的には、あらかじめデータセンタ管理者（不図示）により指定されたマルチキャストアドレス（例えば、数値範囲２３９．１．１．１〜２３９．２５５．２５５．２５５）から、仮想化環境構築装置９００自身が割り当てたマルチキャストアドレスを除くことで求める。除くマルチキャストアドレスは、例えば仮想化環境構築装置９００が仮想サーバ５００を生成した際に、生成した仮想サーバ５００に対して、付与したＶＮＩに対して割り当てたものである。

ステップＱ１１において、データセンタ管理者（不図示）が操作する仮想化環境構築装置９００は、利用可能なマルチキャストアドレス数が、所定値、例えばあらかじめ設定した閾値、より多いか否か判断する。仮想化環境構築装置９００は、ステップＱ１１の判断で肯定結果を得るとステップＱ１０の処理を繰り返し、ステップＱ１１の判断で否定結果を得るとステップＱ１２の処理を行った後ステップＱ１１の処理を繰り返す。

ステップＱ１２において、仮想化環境構築装置９００は、ＶＮＩに割り当てるマルチキャストアドレスを計算する。例えばＶＮＩ ａに対するマルチキャストアドレスＡのマルチキャストツリーＸが、ＶＮＩ ｂに対するマルチキャストアドレスＢのマルチキャストツリーＹを包含する場合、仮想化環境構築装置９００はＶＮＩ ａとＶＮＩ ｂともにマルチキャストアドレスＡを割り当てる。マルチキャストアドレスを共通にすることにより、マルチキャストアドレスの使用数を削減し、利用可能なマルチキャストアドレス数を増やすことを可能にしつつ、ＶＮＩ ａおよびＶＮＩ ｂ内それぞれのサーバへの独立した環境を確保できる。

なお、仮想化環境構築装置９００は、あらかじめ、なるべく多くの装置が接続されるマルチキャストツリーを作っておくことが望ましい。それにより、より確実に、包含関係を生じさせてマルチキャストアドレスの使用数を削減できるようになる。

仮想化環境構築装置９００は、例えば仮想サーバ５００を生成する度に、Ｑ１０〜Ｑ１２のステップを実行すれば、ステップＱ１３において、仮想化環境構築装置９００は、仮想化環境マネージャ８００に、ステップＱ１２で計算した設定変更すべきＶＮＩに対するマルチキャストアドレスを通知する。例えば、仮想化環境構築装置９００は、仮想化環境マネージャ８００に、ＶＮＩ １０１０１に割り当てられているマルチキャストアドレス２３９．１．１．１をマルチキャストアドレス２３９．１．１．１０１に設定変更するように通知する。

ステップＱ１４において、仮想化環境マネージャ８００は、通知されたＶＮＩ １０１０１に対するマルチキャストアドレスを２３９．１．１．１０１として仮想化環境マネージャ情報管理テーブル１５６に格納することで、設定を変更する。

以上、図８〜図１０を用いて説明した通り、仮想化環境構築装置９００は、例えば仮想サーバ５００を生成する度に、図９のＱ１０〜Ｑ１３を実行することで、仮想化環境マネージャ８００のＱ１４を速やかに行うことができる。

その結果、ネットワーク管理装置１００は、図８のシーケンスにおいて、ステップＱ５、Ｑ６を繰り返し、例えば定期的に、実行することにより、ＶＮＩとマルチキャストアドレスとのマッピングの設定変更を速やかに検知することが可能になる。マッピングの設定変更を検知すれば、Ｑ７〜Ｑ９において、ゲートウェイ２００に対して、ＶＮＩ １０１０１に対応するマルチキャストアドレスの設定変更を指示する。すなわち、仮想サーバ５００の生成に応じたマルチキャストアドレスの設定変更が速やかに行われるので、通信断時間の短縮が可能となる。

Ｑ１０〜１３の実行のきっかけは、マルチキャストアドレスの割り当てが変わるとき、すなわち、ＶＮＩが新たに付与されたときで、仮想サーバ５００の生成や、新たなテナントが加わったときや、既存のテナントが新たな独立したＮＷを要求したとき、がある。より具体的には、仮想サーバ５００が新たに生成されなくとも、既存の複数の仮想サーバ５００のネットワーク構成を変更する場合（互いに通信可能なＶＮＩ Ｘに所属していた仮想サーバ５００ ａと５００ ｂを、それぞれＶＮＩ Ｘ、ＶＮＩ Ｙに所属させ、それぞれを独立させる場合など）がある。

なお、ステップＱ１１およびステップＱ１２は、仮想化環境構築装置９００が、プログラムに従って実行しても良いし、データセンタ管理者の操作に従っても良い。また、他の管理システム（不図示）により実行されても良い。

図１０は、図８におけるステップＱ７とステップＱ８、すなわち仮想化環境マネージャ装置８００がＶＮＩとマルチキャストアドレスとのマッピング情報を変更した際の、ネットワーク管理装置１００における、設定変更すべきゲートウェイと設定内容を求め、ＡＰＩまたはＣＬＩを用いて通知する手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１１００において、ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、仮想化環境マネージャ８００により設定変更されたＶＮＩをキーとして当該ＶＮＩにマッピングされているマルチキャストアドレスについて、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５を検索する。

ステップＳ１２００において、ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、ステップＳ１１００で検索したマルチキャストアドレスの中に、仮想化環境マネージャ８００が変更したマルチキャストアドレスが存在するか否か判断する。

ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、ステップＳ１２００で否定結果を得るとステップＳ１３００の処理を行い、ステップＳ１２００で肯定結果を得ると図１０の処理を終了する。なお、ステップＳ１２００の判断で肯定結果を得るフローに関して詳細は後述する。

ステップＳ１３００において、ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、ステップＳ１１００で検索したＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピング情報を持つゲートウェイ２００について、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５を検索する。

ステップＳ１４００において、ネットワーク管理装置１００のスイッチ制御部１５４は、ステップＳ１３００で検索したゲートウェイ２００に、ＡＰＩまたはＣＬＩを送信し、設定変更すべきＶＮＩとマルチキャストアドレス情報を通知する。

ステップＳ１５００において、ネットワーク管理装置１００のスイッチ制御部１５４は、ステップＳ１３００で検索したすべてのゲートウェイ２００について設定変更を通知したか否か判断する。ネットワーク管理装置１００のスイッチ制御部１５４は、ステップＳ１５００の判断で否定結果を得るとステップＳ１４００の処理を繰り返し、ステップＳ１５００の判断で肯定結果を得ると図１０の処理を終了する。

ステップ１２００の判断で肯定結果を得るフローに関して説明する。これまで説明したフローでは、ネットワーク管理装置１００が、仮想化環境マネージャ８００によるＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングの変更を検知して、ゲートウェイ２００に設定変更を指示し、ゲートウェイ２００の設定を変更させた。

以下に説明するフローは、事前にデータセンタ管理者が仮想化環境マネージャ８００に設定したマルチキャストアドレスの数値範囲、すなわち、仮想化環境マネージャ８００が変更する可能性のあるマルチキャストアドレスの数値範囲を、ネットワーク管理装置１００があらかじめゲートウェイ２００に設定する、という特徴を備える。

ネットワーク管理装置１００は、仮想化環境マネージャ８００がＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングを変更した際、変更後のマルチキャストアドレスがあらかじめゲートウェイ２００に設定されているマルチキャストアドレスに中に含まれている場合、仮想ネットワーク管理部１５３やスイッチ制御部１５４が上述の処理を実行してゲートウェイ２００にマッピング情報の変更を実施することなく、ゲートウェイ２００を用いてＶＬＡＮ環境とＶＸＬＡＮ環境をネットワーク接続することができる。

従来、仮想化環境マネージャ８００の設定変更に追従して、ネットワーク管理装置１００がゲートウェイ２００の設定を変更することでＶＬＡＮ環境とＶＸＬＡＮ環境をネットワーク接続した。

本実施例では、図６の２６４Ｄに示す通り、あらかじめゲートウェイ２００に使われる可能性のあるマルチキャストアドレスの数値範囲を設定しており、これにより、仮想環境マネージャ８００の設定変更時においても、ゲートウェイ２００の設定変更をすることなくＶＬＡＮ環境とＶＸＬＡＮ環境をネットワーク接続する。これにより、サーバ増設などがあっても、マルチキャストアドレスの変更に無瞬断で対応可能になる。

例えば、ネットワーク管理装置１００は、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５である図４に示す通り、ゲートウェイ２００ａは、ＶＬＡＮ ＩＤ１０２のＢＵＭフレームを、ＶＮＩを１０１０２および宛先アドレスを２３９．１．１．２としてカプセル化したＶＸＬＡＮパケットと、ＶＮＩを１０１０２および宛先アドレスを２３９．１．１．３としてカプセル化したＶＸＬＡＮパケットと、ＶＮＩを１０１０２および宛先アドレスを２３９．１．１．４としてカプセル化したＶＸＬＡＮパケットとして、通信ポートＰ２１から仮想ネットワーク終端部４００ａ、仮想ネットワーク終端部４００ｂに転送すると管理していることが示されている。

このとき、例えば仮想化環境マネージャ８００が、図８のステップＱ４において、ＶＮＩ １０１０２に対応するマルチキャストアドレスを２３９．１．１．２から２３９．１．１．４に変更したとする。ネットワーク管理装置１００の仮想ネットワーク管理部１５３は、図１０のステップＳ１２００の判断において、ゲートウェイ情報管理テーブル１５５に格納されているＶＮＩ １０１０２にマッピングされているマルチキャストアドレスの中に、仮想化環境マネージャが変更した２３９．１．１．４が存在されているか否か判断し、肯定結果を得て図１０の処理を終了する。

以上のように、本実施形態によれば、ネットワーク管理装置１００は、仮想化環境マネージャ８００におけるネットワーク設定変更、特にＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングの設定変更を検知し、ゲートウェイ２００に当該設定変更を反映させる必要があるか判断し、当該設定変更を反映させる必要がある場合はゲートウェイ２００にマッピングの設定変更を実施し、通信断時間を短縮する。

さらに、ネットワーク管理装置１００は、予めデータセンタ管理者が仮想化環境マネージャ８００に指定するマルチキャストアドレスの値の範囲を取得し、ゲートウェイ２００に設定する機能を有することで、仮想化環境マネージャ８００によるＶＮＩとマルチキャストアドレスのマッピングの設定変更時に、無瞬断で通信を可能とする。

上記開示は、代表的実施形態に関して記述されているが、当業者は、開示される主題の趣旨や範囲を逸脱することなく、形式及び細部において、様々な変更や修正が可能であることを理解するであろう。

１０：ネットワークシステム、２１〜２５：管理ネットワーク、３１〜３２：マルチキャストツリー、１００：ネットワーク管理装置、１５１：ゲートウェイ情報管理部、１５２：仮想化環境マネージャ情報管理部、１５３：仮想ネットワーク管理部、１５４：スイッチ制御部、１５５：ゲートウェイ情報管理テーブル、１５６：仮想化環境マネージャ情報管理テーブル、２００：ゲートウェイ、２６１：通信制御部、２６２：フォワーディングテーブル、２６３：ネットワーク管理装置連携部、２６４：仮想ネットワークマッピングテーブル、３００：物理サーバ、４００：仮想ネットワーク終端部、５００：仮想サーバ、６００：仮想スイッチ、７００：中継スイッチ、８００：仮想化環境マネージャ、９００：仮想化環境構築装置、１０００：テナント情報管理テーブル

Claims (9)

1. ０以上の物理サーバおよび／または物理サーバに構築された０以上の仮想サーバを仮想ＮＷにより接続するネットワークシステムであって、
   前記ネットワークシステムは、
   マルチキャストアドレスに対応する第一の仮想ＮＷ技術に従う第一の仮想ＮＷと、マルチキャストアドレスに対応していない第二の仮想ＮＷ技術に従う第二の仮想ＮＷと、を接続するゲートウェイ装置と、
   前記第一の仮想ＮＷを特定する第一の仮想ＮＷ識別子へのマルチキャストアドレスの割り当て処理を行う仮想化環境マネージャ装置と、を備え、
   前記ゲートウェイ装置は、
   前記第一の仮想ＮＷ識別子と、前記第二の仮想ＮＷを特定する第二の仮想ＮＷ識別子と、当該第一の仮想ＮＷ識別子に割り当てられたマルチキャストアドレスと、の対応付けを管理し、
   前記対応付けに従い、
   或る前記第二の仮想ＮＷのＢＵＭフレームを、対応する第一の仮想ＮＷの、対応するマルチキャストアドレスを持つマルチキャストパケットに変換し、かつ、
   或る前記第一の仮想ＮＷのマルチキャストパケットを、対応する第二の仮想ＮＷのパケットに変換し、
   前記ネットワークシステムは、さらに、ネットワーク管理装置を備え、
   前記ネットワーク管理装置は、
   前記仮想化環境マネージャ装置による、前記割り当て処理を監視し、
   前記割り当てに変更があれば、
   当該変更内容を前記ゲートウェイ装置へ通知する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
2. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記ゲートウェイ装置を複数備え、
   前記ネットワーク管理装置は、
   前記対応付けの変更内容を調べる際に、該当するゲートウェイ装置を特定し、
   前記通知は、前記特定したゲートウェイ装置に対して行う
   ことを特徴とするネットワークシステム。
3. 請求項１または２に記載のネットワークシステムであって、
   前記ネットワーク管理装置は、
   前記割り当てに変更があれば、前記変更内容に基づき、前記ゲートウェイ装置の設定の変更要否を調べ、
   変更要であれば、当該変更内容を前記ゲートウェイ装置へ通知する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
4. 請求項３に記載のネットワークシステムであって、
   前記ネットワーク管理装置は、
   前記第一の仮想ＮＷ識別子の一つに複数のマルチキャストアドレスを割り当てておき、
   前記仮想化環境マネージャ装置による、前記第一の仮想ＮＷ識別子に対する前記マルチキャストアドレスの前記割り当ての変更後のアドレスが、前記予め割り当てたアドレスに含まれていれば、
   前記対応付けの変更は不要と判定する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
5. 請求項１に記載のネットワークシステムであって、
   前記ゲートウェイ装置が複数ある場合、
   前記対応付けの変更要否とその内容とを調べる際に、該当するゲートウェイ装置を特定する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
6. 請求項１から５のいずれか一に記載のネットワークシステムであって、
   さらに、仮想化環境構築装置を備え、
   前記仮想化環境構築装置は、
   前記物理サーバ上に前記仮想サーバを構築し、構築した前記仮想サーバに前記マルチキャストアドレスが割り当てられた仮想ネットワークを割り当て、
   当該ネットワークシステムにおいて、利用可能なマルチキャストアドレスの数を取得し、
   前記利用可能なマルチキャストアドレス数が、所定値以下であれば、前記第一の仮想ＮＷ識別子へのマルチキャストアドレスの割り当てを変更し、
   前記割り当ての変更を前記仮想化環境マネージャへ通知する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
7. 請求項６に記載のネットワークシステムであって、
   前記仮想化環境構築装置は、
   前記割り当ての変更において、
   複数のマルチキャストツリーの包含関係を調べ、
   前記包含関係がある場合、包含されるマルチキャストツリーのマルチキャストアドレスを、包含するマルチキャストツリーのマルチキャストアドレスに変更して、利用可能なマルチキャストアドレス数を増やす
   ことを特徴とするネットワークシステム。
8. 請求項６または７に記載のネットワークシステムであって、
   前記仮想化環境構築装置は、
   予め指定された利用可能なマルチキャストアドレスから、割り当て済みのマルチキャストアドレスを除くことで、前記利用可能なマルチキャストアドレス数を取得する
   ことを特徴とするネットワークシステム。
9. 請求項１から８のいずれか一に記載のネットワークシステムであって、
   前記第一の仮想ＮＷ技術はＶＸＬＡＮであって、
   前記第二の仮想ＮＷ技術はＶＬＡＮである
   ことを特徴とするネットワークシステム。

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