JP2023502786A - 仮想化されたケーブルデータプレーンアプリケーション向けの柔軟なスケーリングおよび動的なリソース割り当てによる自動ライフサイクル管理 - Google Patents

仮想化されたケーブルデータプレーンアプリケーション向けの柔軟なスケーリングおよび動的なリソース割り当てによる自動ライフサイクル管理 Download PDF

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Abstract

仮想化されたケーブルデータプレーンアプリケーション向けの柔軟なスケーリングと動的なリソース割り当てをサポートするシステムおよび方法本システムは、ノードと共に動作するヘッドエンドを含み、データを顧客デバイスに提供する。ヘッドエンドに含まれる少なくとも1つのサーバを動作するコンテナは、送信用データパケットをノードに提供するデータプレーンアプリケーションを含む。データプレーンアプリケーションは、仮想ネットワーキング機能およびコンピューティングリソース機能のうちの少なくとも1つでインスタンス化される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年11月25日に出願された米国仮特許出願第62/939,832号の利益を主張するものである。
本出願の主題は、仮想化されたケーブルデータプレーンアプリケーション向けのライフサイクル管理をサポートするシステムおよび方法に関する。
ケーブルテレビジョン(CATV)サービスは、概して、「ヘッドエンド」と称される中央配信ユニットから大勢の顧客(例えば、加入者)にコンテンツを提供するが、ヘッドエンドは、関連するコンポーネント(ノード、アンプ、およびタップ)を含む、ハイブリッドファイバー同軸(HFC)ケーブルプラントを備える、アクセスネットワークを通して、この中央配信ユニットから顧客にコンテンツのチャネルを分散する。しかしながら、最新のケーブルテレビジョン(CATV)サービスネットワークは、テレビチャンネルおよび音楽チャンネルなどのメディアコンテンツを顧客に提供するだけでなく、例えば、インターネットサービス、ビデオオンデマンド、VoIPなどの電話サービス、ホームオートメーション/セキュリティなどのデジタル通信サービスのホストもまた提供する。これらのデジタル通信サービスは、順次、ヘッドエンドから下流方向に、HFCを通して、典型的にブランチネットワークを形成しながら、加入者への通信を要求するだけでなく、上流方向に、典型的にHFCネットワークを通して、加入者からヘッドエンドへの通信も要求する。
この目的のために、CATVのヘッドエンドには、従来、別のケーブルモデム終端システム(CMTS)が含まれており、ケーブルインターネット、ボイスオーバーインターネットプロトコルなどの高速データサービスを、ケーブルテレビの顧客およびビデオヘッドエンドシステムに提供するために使用され、ブロードキャストビデオやビデオオンデマンド(VOD)などのビデオサービスを提供するために使用されていた。典型的には、CMTSは、イーサネット(登録商標)インターフェース(または他のより伝統的な高速データインターフェース)ならびに無線周波数(RF)インターフェースの両方を含み、その結果、インターネットから来るトラフィックを、イーサネットインターフェースを通して、CMTSを通して、次いで、ケーブル会社のハイブリッドファイバー同軸(HFC)システムに接続されている光RFインターフェースにルーティング(またはブリッジ)することができる。ダウンストリームトラフィックは、CMTSから顧客の家のケーブルモデムおよび/またはセットトップボックスに配信され、一方で、アップストリームトラフィックは、顧客の家のケーブルモデムおよび/またはセットトップボックスからCMTSに配信される。ビデオヘッドエンドシステムは同様に、セットトップ、ビデオ復号化カード付きTV、または受信する暗号化されたビデオサービスを復調化および復号化することができる他のデバイスのいずれかにビデオを提供する。多くの最新のCATVシステムは、CMTSの機能とビデオ配信システム(EdgeQAM-直交振幅変調)を、統合ケーブルアクセスプラットフォーム(CCAP)と呼ばれる単一のプラットフォームに組み合わせた。
さらに、多くの最新のアーキテクチャは、従来型のCMTSまたはCCAPの物理層(PHY)をネットワークのファイバーノード(リモートPHYまたはR-PHYアーキテクチャと呼ばれる)に再配置する。したがって、CMTS/CCAPでコアが上位層処理を行う一方で、リモートノードにおいてR-PHYデバイスは、コアから送信されたダウンストリームデータをデジタルからアナログへ変換して、無線周波数でケーブルモデムおよび/またはセットトップボックスに伝送し、ケーブルモデムおよび/またはセットトップボックスから送信されたアップストリーム無線周波数データをアナログからデジタルフォーマットへ変換して、コアへ光学的に伝送する。さらに、他の最新のCATVシステムは、制御層またはMAC層をファイバーノード(R-MACPHYアーキテクチャと呼ばれる)に再配置させるか、または他のコンポーネントをノードに再配置させる。このようなアーキテクチャは、すべての物理層と制御層がヘッドエンドに配置されている統合アーキテクチャ(例えば、I-CMTS)とは対照的に、一般に、分散アクセスアーキテクチャ(DAA)、分散CMTS(D-CMTS)などと呼ばれる。簡略化のために、本開示は、後に、すべてのCMTS機能がヘッドエンドに位置するものとして「I-CMTS」アーキテクチャを示し、かつ説明するが、当業者であれば、CCAPを含有するシステムにおいて、このような説明は、すべてのCCAP機能がヘッドエンドに位置する統合CCAPアーキテクチャを含むことを理解するであろう。同様に、本開示は、CMTSの物理的部分がノードにプッシュされるD-CMTSアーキテクチャを続いて示し、説明するが、当業者であれば、このような説明は、R-MACPHYなどの他の分散アーキテクチャだけでなく、システムがCCAPを使用する場所と同様に、分散CCAP機能も含むことを理解するであろう。
残念なことに、システムの一部の仮想化は、リアルタイムアプリケーションにとって問題となる傾向がある。したがって、望ましいのは、システムの一部分の仮想化のための改善されたシステムおよび方法である。
本発明をより良く理解するために、またどのように本発明が実施され得るかを示すために、ここで、例として、以下の添付図面を参照する。
統合ケーブルモデム終端システムを例示する。 分散ケーブルモデム終端システムを例示する。 階層化ネットワークスタックを例示する。 リソースアロケーションマネージャおよびコンテナオーケストレーションシステムを有するサーバーシステムを例示する。 コンテナおよびコンテナオーケストレーションシステムを有するサーバーシステムを例示する。 リソースプールを例示する。 vCoreインスタンスの初期化を例示する。 vCoreインスタンスの初期化を例示する。
図1を参照すると、統合CMTSシステム100は、典型的にパケット化されたデータの形態で、インターネット(または他のネットワーク)を介して統合CMTS130(または統合CCAP)に送信され、受信されるデータ110を含み得る。統合されたCMTS/CCAP130はまた、ダウンストリームビデオ120を受信してもよく、典型的には、オペレータビデオアグリゲーションシステムからのパケット化されたデータの形態で受信してもよい。例として、ブロードキャストビデオは、典型的には、衛星送達システムから取得され、CMTSとヘッドエンドに共存するCCAPまたはQAMシステムのいずれかを介して、加入者への配信のために前処理される。また、例として、インターネットベースのビデオ(例えば、YouTube(登録商標))は、典型的に、一般的なインターネットデータパイプを介してCMTSに配信される。統合されたCMTSシステム100は、受信されたデータ110およびダウンストリームビデオ120を受信および処理する。CMTS130(またはCCAP)は、ケーブルモデム終端システム、スイッチング、ルーティング、およびQAM機能をヘッドエンドで統合し、それによりすべてのデータ、ビデオ、音声機能などを、RFまたは光学信号への変換前にIP上で処理し得る。CMTS130は、ダウンストリームデータ140およびダウンストリームビデオ150を、顧客のケーブルモデムおよび/またはセットトップボックス160に、アンプおよびスプリッタなどの他のデバイスを含み得る、ネットワークを介して送信し得る。CMTS130は、顧客のケーブルモデムおよび/またはセットトップボックス160から、アンプおよびスプリッタなどの他のデバイスを含み得る、ネットワークを介して、アップストリームデータ170を受信してもよい。CMTS130は、その所望の能力を達成するために、複数のデバイスを含んでもよい。
図2を参照すると、増加する帯域幅の需要、統合されたCMTSのための制限された施設スペース、および電力消費の考慮事項の結果として、D-CMTSシステム200(例えば、分散統合ケーブルアクセスプラットフォーム(CCAP))を含むことが望ましい。D-CMTSシステム200は、ネットワークパケット化されたデータを使用して、I-CMTSシステム100ダウンストリームの機能の一部を、ファイバーノードなどのリモート位置に分配する。例示的なD-CMTSシステム200は、リモートPHYアーキテクチャを含んでもよく、リモートPHY(R-PHY)は、好ましくは、ファイバーと同軸の接合部に位置する光学ノードデバイスである。概して、R-PHYは、多くの場合、システムの一部分のMAC層およびPHY層を含む。D-CMTSシステム200は、典型的にはパケット化データの形態でインターネット(または他のネットワーク)を介して送受信されるデータ210を含む、D-CMTSコア230を含んでもよい。D-CMTSコア230はまた、ダウンストリームビデオ220を受信してもよく、典型的には、オペレータビデオアグリゲーションシステムからのパケット化されたデータの形態で受信してもよい。D-CMTSコア230は、受信したデータ210およびダウンストリームビデオ220を受信および処理する。リモートファイバーノード280は、リモートPHYデバイス290を含むことが好ましい。リモートPHYデバイス290は、ダウンストリームデータ240およびダウンストリームビデオ250を、顧客のケーブルモデムおよび/またはセットトップボックス260に、アンプおよびスプリッタなどの他のデバイスを含み得るネットワークを介して送信し得る。リモートPHYデバイス290は、顧客のケーブルモデムおよび/またはセットトップボックス260から、アンプおよびスプリッタなどの他のデバイスを含み得る、ネットワークを介してアップストリームデータ270を受信してもよい。リモートPHYデバイス290は、その所望の能力を達成するために、複数のデバイスを含んでもよい。リモートPHYデバイス290は、主に、ダウンストリームQAM変調器、アップストリームQAM復調器などのPHY関連回路と、疑似ワイヤロジックをともに含み、ネットワークパケット化されたデータを使用してD-CMTS230に接続する。リモートPHYデバイス290およびD-CMTS230は、ダウンストリームデータ、ダウンストリームビデオ、およびアップストリームデータ295などのデータおよび/またはビデオ相互接続を含み得る。一部の実施例において、ビデオトラフィックはリモート物理デバイスに直接送られ、それによってRPHY Coreをバイパスする場合がある。場合によって、リモートPHYおよび/またはリモートMAC PHY機能は、ヘッドエンドに提供されてもよい。
一例として、リモートPHYデバイス290は、ダウンストリームのDOCSIS(すなわち、Data Over Cable Service Interface Specification)データ(各々が参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、例えば、DOCSIS 1.0、1.1、2.0、3.0、3.1および4.0)、ビデオデータ、D-CMTS230から受信した帯域外の信号を、RFまたはリニアオプティックを介した伝送用のアナログに変換し得る。一例として、リモートPHYデバイス290は、アップストリームDOCSIS、およびRFまたはリニアオプティックなどの、アナログ媒体から受信した帯域外信号を、D-CMTS230への送信のために、デジタルに変換し得る。観察されるように、特定の構成に応じて、R-PHYは、DOCSIS MACおよび/またはPHY層のすべてまたは一部をファイバーノードに移動させ得る。
I-CMTSデバイスは、通常、一連のスロットを含む単一のシャーシで構成されるカスタムビルドのハードウェアデバイスであり、その各々が、プロセッサ、メモリ、およびそれら上でサポートされるその他のコンピューティングおよびネットワーキング機能を持つそれぞれのラインカードを受け取る。ラインカードの各々には、同じハードウェア構成、処理能力、およびソフトウェアが含まれる。ラインカードの各々は、MACおよびPHY機能を含むI-CMTSデバイスの機能を実行する。システムは、追加の顧客をサポートするよう拡張されるにつれ、追加のラインカードがシステムに含まれて、システムの処理能力を拡張する。残念なことに、特定のネットワークの需要を満たすために、リアルタイムでラインカードの数を動的に拡大することは問題である。
マイクロプロセッサベースの共通オフザシェルフ(COTS)サーバプラットフォームの計算能力は増加しており、一方、このようなシステムの費用は時間の経過とともに減少している。こうしたシステムを用いて、コンピューティングシステムは、所望の場合、1つ以上のCOTSサーバを使用して仮想化され、操作されてもよく、概して、本明細書では仮想マシンと称される。COTSサーバおよび/または仮想マシン上で動作するコンテナ技術を使用して、COTSサーバは、単一のオペレーティングシステムのみで動作し得る。次に、仮想化アプリケーションの各々は、ソフトウェアコンテナを使用して分離されてもよく、その結果、仮想化アプリケーションは、同じマシン上で動作している他の仮想化アプリケーションを見ず、認識しない場合がある。典型的には、各COTSサーバは、オペレーティングシステムソフトウェアを実行する関連するメモリおよびネットワーキング能力を有する、1つ以上のIntel/AMDプロセッサ(または他の処理デバイス)を含む。典型的には、COTSサーバは、フレームワークおよびオペレーティングシステムを含み、ここで、ユーザアプリケーションは、このようなフレームワーク上で実行され、オペレーティングシステムは、実際のオペレーティングシステムから離れて抽象化される。各仮想マシンは、COTSサーバ上で動作する1つ以上のソフトウェアアプリケーションとしてインスタンス化され、運用されてもよい。複数のソフトウェアコンテナは、インスタンス化され、同じCOTSサーバおよび/または同じ仮想マシン上で動作されてもよい。複数のCOTSサーバは、典型的には、1つ以上のデータセンタに含まれ、その各々が互いに通信している。複数のCOTSサーバは、地理的冗長性を提供するために、異なる地理的領域に位置し得る。一部の実施形態では、コンテナは仮想マシンと同じ機能を含んでもよく、またはその逆でもよい。いくつかの実施形態では、一般にポッドと呼ばれるコンテナ化コンポーネントのグループは、仮想マシンの形態であってもよい。
いくつかの実施形態では、COTSサーバは、典型的には、その上にドライバおよびコンテナオーケストレーションシステムの一部とともにオペレーティングシステムを含む「ベアメタル」サーバであってもよい。次いで、コンテナオーケストレーションシステムによって管理されている間に、1つ以上のコンテナが「ベアメタル」サーバに追加される。本明細書に記載されるコンテナオーケストレーションシステムは、同様に、所望に応じて、仮想マシンオーケストレーションシステムとして実行されても、また称されてもよい。いくつかの実施形態では、「ベアメタル」サーバは、ドライバおよびコンテナオーケストレーションシステムとともにオペレーティングシステム上で実行されるポッドとして使用されてもよい。いくつかの実施形態では、仮想マシンは、COTSサーバから省略されてもよい。
ラインカードおよび/またはリモートPHYデバイスに含まれる選択されたソフトウェアプロセスは、ソフトウェアコンテナを含み、COTSサーバ上で実行され、「アクティブ」および「バックアップ」ソフトウェアプロセスの両方を含む、「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシン上で実行されてもよい。こうした「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンによって提供される機能は、例えば、ルーティングインターネットパケットプロビジョニングを含むパケット処理、疑似配線を介して動作するレイヤー2仮想プライベートネットワーキング、およびマルチプロトコルラベルスイッチングルーティングなどの、より高いレベルの機能を含み得る。こうした「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンによって提供される機能は、例えば、DOCSIS MACおよびカプセル化、チャネルプロビジョニング、サービスフロー管理、サービス品質およびレート制限、スケジューリング、および暗号化などのDOCSIS機能を含み得る。こうした「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンによって提供される機能は、例えば、EQAMおよびMPEG処理などのビデオ処理を含み得る。
COTSサーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナの各々は、異なるハードウェアプロファイルおよび/またはフレームワークを含み得る。例えば、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナの各々は、異なるプロセッサタイプ、プロセッサ当たりの異なる処理コア数、各プロセッサタイプについての異なるメモリ量、処理コア当たりの異なるメモリ量、異なる暗号化機能、利用可能なオフプロセッサメモリの異なる量、異なるメモリ帯域幅(DDR)速度、イーサネットカードなどの、ネットワークインターフェースの多様なタイプおよび能力、を含み得る。このように、異なるCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナは、特定のハードウェアに応じて異なる処理能力を有し得る。COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナの各々は、異なるソフトウェアプロファイルを含み得る。例えば、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナの各々は、異なるソフトウェアオペレーティングシステムおよび/またはそれを実行する他のサービスを含んでもよく、概して本明細書ではフレームワークと称される。このように、異なるCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナは、特定のソフトウェアプロファイルに応じて変化する異なるソフトウェア処理能力を有し得る。
図3を参照すると、データ処理およびネットワークを介したデータの転送のために、ハードウェアおよび/またはソフトウェアのアーキテクチャは、複数の異なるプレーンの形態で構成されてもよく、その各々が、異なる機能のセットを実行する。関連する部分では、階層化アーキテクチャは、管理プレーン300、制御プレーン310、データプレーン320、およびスイッチファブリック330などの異なるプレーンを含み得、データのパケットの送受信を実施することができる。
例えば、管理プレーン300は、概して、ユーザ相互作用、あるいは実行される一般的なソフトウェアアプリケーションとみなされ得る。管理プレーンは通常、ネットワークスタックのすべての層およびシステムの他の部分に提供される管理、監視、および構成を、構成、監視、および提供する。
例えば、制御プレーン310は、多くの場合、システム構成、管理、およびルーティングテーブル情報および転送情報の交換を含む、スイッチング機能に対するコンポーネントである。典型的には、ルーティングテーブル情報の交換は比較的まれに実施される。制御プレーン310の経路コントローラは、トポロジー情報を他のスイッチと交換し、ルーティングプロトコルに基づいてルーティングテーブルを構築する。制御プレーンはまた、フォワーディングエンジン用のフォワーディングテーブルを作成してもよい。概して、制御プレーンは、トラフィックがどこに送信されるかを決定する層として考えられ得る。制御機能は、到着する個々のパケットごとに実行されないため、厳密な速度制約を持たない傾向がある。
例えば、データプレーン320は、スイッチング用のパケットヘッダを解析し、サービス品質、フィルタリング、媒体アクセス制御、カプセル化、および/またはキューイングを管理する。一般的な問題として、データプレーンはデータトラフィックを伝送するが、これはケーブル分配ネットワークの場合に相当し得る。概して、データプレーンは、スイッチファブリックを通して、制御プレーンロジックに従って、選択された宛先への経路に沿って、トラフィックを主に次のホップに転送する層と考えることができる。データプレーンは、到着する個々のパケットごとに機能を実行するため、速度の制約が厳しい傾向がある。
例えば、スイッチファブリック330は、1つ以上のネットワークスイッチを介してネットワークノードを相互接続するネットワークトポロジーを提供する。
システムが、追加の顧客をサポートするように拡張するにつれ、追加のCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナがシステムに含まれ、システム全体の処理能力が拡張される。処理の冗長性を提供するために、障害イベントの検出時に「アクティブ」プロセスと交換される「バックアップ」として割り当てられている、1つ以上の追加のCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナが含まれ得る。COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはソフトウェアコンテナ上のデータプレーン320のスケーリングは、動的に変動する処理要件をサービスするために、データパケットの十分な高速処理およびデータパケットの送信に十分な帯域幅を確保して、他の方法で失われないようにしなければならない。
データプレーン、特に、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ上のリモートPHY機能の全部または一部を仮想化することが望ましい。このようにして、ケーブル分配システム用のMACコアは、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ上で実行され得る。本明細書で参照することにより、仮想リモートPHY MACコアは、本明細書ではvCoreインスタンスと称され得る。
図4を参照すると、概してコンテナ410と称される、ソフトウェアをパッケージで配信するために、オペレーティングシステムレベルの仮想化を使用するサービスとしてプラットフォームを組み込むことが望ましい。コンテナの各々は互いに分離され、独自のソフトウェア、ライブラリ、および構成ファイルをバンドルする。コンテナは、画定されたチャネルを使用して互いに通信してもよい。一般的な事柄として、1つ以上のアプリケーションおよびその依存性は、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシン上で実行できる仮想コンテナにパックされ得る。このコンテナ化は、オンプレミスのCOTSサーバ、「ベアメタル」サーバ、パブリッククラウドCOTSサーバ、プライベートクラウドCOTSサーバ、またはその他の方法でアプリケーションを実行する際の柔軟性とポータビリティを向上させる。各コンテナが比較的軽量である場合、単一のCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ、および/またはCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ上で動作する仮想マシンは、複数のコンテナを同時に実行し得る。さらに、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ、および/または仮想マシンおよび/またはコンテナは、ケーブル分配システム内で分配されてもよい。
COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンは、1つ以上のCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンにわたって、コンテナ410のアプリケーション展開、スケーリング、および管理を自動化するためのコンテナオーケストレーションシステム420を含み得る。コンテナオーケストレーションシステム420を実行するコンピューティングデバイスは、データプレーンアプリケーションのためのコンテナを提供するコンピューティングデバイスと分離していることが好ましい。理解されるように、図4に図示した仮想マシンでは、COTS Bなどが、省略され得る。アプリケーションの展開、スケーリング、およびコンテナの管理は、複数のCOTSサーバなど、複数のホストにわたるクラスタを含み得る。コンテナの展開、維持、およびスケーリングは、例えば、異なるプロセッサタイプ、プロセッサ当たりの異なる処理コア数、各プロセッサタイプについての異なるメモリ量、処理コア当たりの異なるメモリ量、利用可能なオフプロセッサメモリの異なる量、異なるメモリ帯域幅(DDR)速度、異なるフレームワーク、および/またはイーサネットカードなどの、ネットワークインターフェースの多様なタイプおよび能力などの、基礎となるシステム能力の特徴に基づき得る。さらにコンテナオーケストレーションシステム420が、特定のプロセッサタイプ、選択されたプロセッサ数(例えば、1つ以上)、選択されたプロセッサ当たりの特定の数の処理コア、各プロセッサタイプについて選択されたメモリ量、処理コア当たりの選択されたメモリ量、利用可能なオフプロセッサメモリの選択された量、選択されたフレームワーク、および/またはイーサネットカードなどの、ネットワークインターフェースの選択された量および/またはタイプなどの、基礎となるシステム能力の異なる量を割り当ててもよい。コンテナオーケストレーションシステム420についての対応するエージェントは、各COTSサーバ(例えば、COTS Aおよび/またはCOTS B)に含まれ得る。
コンテナオーケストレーションシステム420は、概してポッド430と呼ばれる、コンテナ化されたコンポーネントのグループを含み得る。ポッドは、同じCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または同じ仮想マシン上に共存する1つ以上のコンテナから構成され、コンテナは、同じCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または同じ仮想マシンのリソースを共有することができる。各ポッド430は、クラスタ内で固有のポッドIPアドレスが好ましくは割り当てられ、これにより、アプリケーションは競合のリスクなしにポートを使用できる。ポッド430内では、コンテナの各々は、ローカルホストまたは他のアドレス指定サービスに基づいて互いに参照してもよいが、1つのポッド内のコンテナは、別のポッド内の別のコンテナを直接アドレス指定する方法を有さないことが好ましく、そのため、ポッドのIPアドレスまたは他のアドレス指定サービスを使用することが好ましい。
従来のD-CMTS RPHYコアは、データパケットの転送タイミングの確保など、所望の性能特性を達成するために、ソフトウェアおよびハードウェアの両方を含む専用構築型アプライアンスとして実装されてもよい。専用構築型アプライアンスは、その特性が固定されているため、自動導入や自動スケーリングには対応していない。専用構築型アプライアンスとは対照的に、vCoreインスタンスは、Linux(登録商標)などのオペレーティングシステム上のCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ上で動作するソフトウェアに実装されることが好ましい。vCoreインスタンスは、ライフサイクル管理、柔軟なスケーリング、健全性監視、テレメトリなどの自動化技法を容易に促進するような方法で実装されることが好ましい。残念ながら、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ上でvCoreインスタンスを実行すると、主にデータプレーンコンポーネントに関連するいくつかの課題が生じる傾向がある。主な課題の1つは、ケーブルデータ配信環境のリアルタイム特性を達成するために、タイムリーかつ効果的な方法でデータがネットワークに確実に提供されるようにすることである。ケーブルデータ配信環境には、データパケット配信のタイミングに対するリアルタイムの制約が含まれ、これは一般的なウェブベースの環境やデータベース環境には存在しない。
各vCoreインスタンスは、好ましくは、コンテナ内に実装され、各コンテナのサイズ(例えば、スケール)は、特定のvCoreインスタンスに割り当てられるサーバハードウェアおよびソフトウェアリソースの量に変換される。各特定のvCoreインスタンスに割り当てられるサーバハードウェアおよびソフトウェアリソースの量は、好ましくは、vCoreインスタンスが容易にRPHY MAC Coreサービスを提供できる顧客(例えば、サービスグループ)のグループ数および/または顧客数の関数である。例えば、限られた量のサーバハードウェアおよびソフトウェアリソースが、限られた数の顧客および/または顧客のグループを有する特定のvCoreインスタンスに割り当てられてもよい。例えば、実質的な量のサーバハードウェアおよびソフトウェアリソースが、実質的な顧客のグループおよび/または顧客の数を有する特定のvCoreインスタンスに割り当てられてもよい。例えば、選択されたサーバハードウェアリソースは、各vCoreインスタンスが専用かつ予測可能な量のサーバハードウェアリソースを持つように、重複しない方法で異なるvCoreインスタンス間に割り当てられることが好ましい。例えば、選択されたソフトウェアリソースは、各vCoreインスタンスが専用かつ予測可能な量のソフトウェアリソースを有するように、重複しない方法で異なるvCoreインスタンス間に割り当てられることが好ましい。
例えば、各vCoreインスタンス(Cc)に割り当てられることが好ましいCPUコアの数は、そのvCoreインスタンスを通して接続されるUSSG(アップストリームサービスグループ-顧客モデムおよび/またはセットトップボックスのグループ)の合計、およびDSSG(ダウンストリームサービスグループ-顧客モデムおよび/またはセットトップボックスのグループ)の合計(DSsg)の関数であってもよい。これは、vCore:Cc=f1(USsg,DSsg)として表すことができる。必要に応じて、他のハードウェアおよび/またはソフトウェアの特性を同様に割り当ててもよい。
例えば、各vCoreインスタンス(Cbw)に割り当てられるネットワーク容量は、そのvCoreインスタンスに接続された総USSG(アップストリームサービスグループ-顧客モデムおよび/またはセットトップボックスのグループ)(USsg)および総DSSG(ダウンストリームサービスグループ-顧客モデムおよび/またはセットトップボックスのグループ)(DSsg)の関数であってもよい。これは、Cbw=f2(USsg,DSsg)として表すことができる。必要に応じて、他のハードウェアおよび/またはソフトウェアの特性を同様に割り当ててもよい。
vCoreインスタンスのスケーリングは、特定のセットのリモート物理デバイスおよび/またはサービスグループ(例えば、ケーブルテレビの顧客のセット)および/またはケーブルテレビの顧客に対応するように適切にサイズ調整された、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシン上のコンテナ内にvCoreインスタンスを自動的に作成および導入する機能を指し得る。vCoreインスタンスのスケーリングは、いくつかの場合、変更された特定のセットのリモート物理デバイスおよび/またはサービスグループ(例えば、ケーブルテレビの顧客のセット)および/またはケーブルテレビの顧客に対応するように適切なサイズにされた、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシン上のコンテナ内に既存のvCoreインスタンスのハードウェアおよび/またはソフトウェアの特性を自動的に変更する能力を含み得る。
リソース割り当てマネージャ470は、適切な量のハードウェアおよびソフトウェアを、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバリソースを、それぞれの特定のvCoreインスタンス(例えば、CPUコア、および/またはメモリ、および/またはネットワーク容量)に割り当てるか、または再割り当てし得る。こうしたCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバハードウェアおよびソフトウェアリソースの量は、各vCoreインスタンスに割り当てられるか、または再配分される、そのスケールの機能であり、また様々な他のリソース配分などの他の機能であってもよい。リソース割り当てマネージャ470に対応するエージェントは、各COTSサーバ(例えば、COTS A、COTS B)に含まれ得る。
vCoreインスタンスは、データパケットおよびデータプレーンの他の機能の転送のためのデータプレーンソフトウェアを含む。データプレーンソフトウェアは、データプレーン用のデータパケットを管理するために使用される、データプレーンライブラリおよびネットワークインターフェースコントローラ(NIC)ドライバのセットを含み得る。好ましくは、データプレーンソフトウェアは、典型的なネットワーク処理ソフトウェアのようなカーネル空間とは対照的に、ユーザ空間で動作するため、オペレーティングシステムカーネルおよびコンテナ管理ネットワークドライバおよびプラグインを使用しない。例えば、データプレーンソフトウェアは、キューマネージャ、バッファマネージャ、メモリマネージャ、および/またはパケット処理のためのパケットフレームワークを含み得る。データプレーンソフトウェアは、カーネルから分離されたCPUコアを使用してもよく、すなわち、オペレーティングシステムがスケジュール設定したプロセスがこれらの分離されたCPUコア上で実行されていないことを意味する。データプレーンソフトウェアとオペレーティングシステムソフトウェアとの間のCPUコアの分離は、オペレーティングシステムソフトウェアによって実行されるタスクが、データパケットを適時に処理しているデータプレーンソフトウェアに干渉しないことを保証する。さらに、データプレーンソフトウェアとオペレーティングシステムソフトウェアとの間のCPUコアの分離により、同じ物理中央処理ユニットの同じ物理中央処理ユニットを、異なるコアであっても使用することが可能になる。加えて、他のハードウェアおよび/またはソフトウェア能力は、同様に、例えば、選択されたプロセッサ(例えば、1つ以上)、選択されたプロセッサ当たりの特定の数の処理コア、各プロセッサタイプについて選択されたメモリ量、処理コア当たりの選択されたメモリ量、利用可能なオフプロセッサメモリの選択された量、選択されたフレームワーク、および/または選択された量および/またはネットワークインターフェースなどに、分離されてもよい。
また、各vCoreインスタンスには、他のvCoreインスタンスおよびオペレーティングシステムソフトウェアとは別に、専用のネットワーク帯域幅機能を持つことが望ましい。vCoreインスタンスに専用のネットワーク帯域幅を提供するために、物理ネットワークインターフェースカードは、複数の異なるソフトウェアアプリケーションが、それぞれが利用可能な帯域幅保証量を有する同じネットワークインターフェースカードを利用することができるように、仮想化されてもよい。ネットワークインターフェースカードは、単一のルート入出力仮想化技術(SR-IOV)を使用して仮想化されることが好ましい。SR-IOVは、NICの物理機能(例えば、PF)を1つ以上の仮想機能(VF)に分割する。PFとVFの能力は概して異なる。概して、PFはキュー、説明、オフロード、ハードウェアロック、ハードウェアリンク制御などをサポートする。概して、VFは、キューおよび記述子に基づくネットワーキング機能をサポートする。
vCoreインスタンスの自動作成、展開、および削除は、コンテナオーケストレーションシステム420によって行われてもよい。
図5を参照すると、vCoreインスタンス530は、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ500上で動作し、通常は同じハブ内に位置する、統合相互接続ネットワークを介して接続される1つ以上のリモート物理デバイス用のリモートPHY MACコアとして機能することができる。vCoreインスタンス530は、データプレーンソフトウェア532を含み得る。vCoreインスタンス530の各々は、望ましい場合、一般にPODと呼ばれる、vCoreインスタンスのグループであってもよい。COTSサーバ500は、インターネット560、ネットワーキングスイッチ570のセットと、リモート物理デバイス580、および顧客590と通信してもよい。その上で動作するvCoreインスタンスを含むCOTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバは、通常、以下の特徴のうちの1つ以上を有する比較的高性能のサーバである。
ハードウェア:
少なくとも1つの管理NIC510は、通常、別の管理ネットワーク512に接続される。管理NIC510は主に、データトラフィックのオーケストレーションと管理に使用される。
好ましくは、データパケットのハードウェアタイムスタンプ機能のために、SR-IOVおよびPTP(IEEE 1588)522とともに、少なくとも2つの(冗長性のための)データプレーンNIC514(すなわち、データプレーン物理ネットワークインターフェース)が含まれる。データプレーンNIC514は、リモート物理デバイスおよび顧客のモデムへの接続性を提供する、および/またはこうしたリモート物理デバイスの背後にあるセットトップボックス/顧客端末を提供するために使用される。vCoreインスタンス530はそれぞれ、データプレーンNIC514のそれぞれに対する仮想機能534ネットワークインターフェースを含み得る。
さらに、ハードウェアは、DES暗号化用の専用デバイスを含んでもよい。
ソフトウェア:
COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバ上のオペレーティングシステムは、Ubuntu、RedhatなどのLINUX OSであることが好ましい。
COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンは、コンテナソフトウェアを含む。
COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはその他のサーバは、少なくとも、コンテナオーケストレーションシステムの一部を含む。
COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはその他のサーバは、少なくとも部分的に、例えば、CPUコア、メモリ、VF、WAT VF、MACアドレスなどを含む、vCoreインスタンスについてのソフトウェアおよび/またはハードウェアリソースのサーバ割り当てを管理する、リソース割り当てマネージャ(RAM)520を含む。RAM520はまた、OS構成、ドライバサポートなど、診断および健全性監視を含む、サーバ構成を提供し得る。COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/またはその他のサーバは、少なくとも部分的に、vCore(例えば、コンテナおよび/またはポッド)の管理を管理するオーケストレーションアプリケーション540を含み得る。
COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/またはその他のサーバは、システム全体のグランドマスタークロックに基づいて、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシンおよび/またはvCoreインスタンス520のシステムクロックを同期化するPTPアプリケーション522を実行し得る。精度向上のために、PTPアプリケーション522は、好ましくは、ハードウェアのタイムスタンピングおよびNIC514上に存在する正確なハードウェアクロックに基づく。
コンテナの初期化およびリソースの割り当ては、分散された様式で行われてもよい。初期vCore初期化582を使用して、インスタンス化vCoreのデフォルト設定を実行するか、またはそうでなければ実行させてもよい。vCoreオーケストレーション584は、特定のvCoreに対するリソースの割り当てとともに、インスタンス化vCoreの管理を実施するか、またはそうでなければ実行させるのに使用され得る。このように、初期のvCore初期化582とvCoreオーケストレーション584は、協力して、vCoreのインスタンス化、vCoreへのリソースの割り当て、リソース化されたインスタンス化vCoreの管理を行う。初期vCore初期化582は、好ましくは、サーバ上のオーケストレーションアプリケーション540とともに動作して、デフォルトのvCoreをインスタンス化することが好ましい。vCoreオーケストレーション584は、好ましくは、サーバ上のオーケストレーションアプリケーション540と併せて動作し、vCoreのオーケストレーションを実行する。vCoreオーケストレーション584は、好ましくは、RAM520と併せて動作して、vCoreのリソースを割り当てる。
前述したように、vCoreインスタンスを含むCOTSサーバは、少なくとも部分的にRAM520によって管理されるリソースの割り当てを有する。COTSサーバ起動段階の間、RAMは、複数のリソースプール(CPUコア、データプレーンネットワークVF、暗号化VFなど)を作成し、その後、RAMは、コンテナオーケストレーションシステム540によって要求された場合に、各プールからのリソースをvCore PODに割り当てるか、またはリースすることができる。さらに、RAM520は、必要に応じて専用ハードウェアに選択的にオフロードされ得るデータ暗号化および復号化を管理してもよい。
RAM520は、リソースを割り当てて解放するために使用することができ、リソースの可用性および割り当て状態を決定するため使用することもできるREST APIを含んでもよい。RAM520はまた、リソースプールの状態を定期的に、耐久性のあるメモリ内キー値データベースキャッシュにチェックポイントし、COTSサーバがクラッシュした場合にそのキャッシュデータを使用し得る。インメモリキー値データベースキャッシュは、容易にランダムアクセスするのには不適であることが好ましく、COTSサーバがクラッシュした場合にデータをメモリに再構築するのに適している。
また図6を参照すると、RAM520リソースプール600は、例えば、割り当てられたいくつかのハードウェアおよび/またはソフトウェアリソースを含み得る。
1つのリソースプールには、CPUコア610が含まれ得る。サーバ(Tc)上で利用可能な物理CPUコアの総数から、COTSサーバ起動構成は、Sc+Ic=Tcで、複数のオペレーティングシステムのスケジュール設定されたCPUコア(Sc)および分離されたCPUコアの数(Ic)を割り当てることができる。Sc CPUコアは、非データプレーンアプリケーション(OS、RM、PTPアプリ、コントロールプレーン、管理プレーンなど)によって使用され、Ic CPUコアはデータプレーンベースのソフトウェアによってのみ使用される。RAMは、CPUコアIDによって識別されるIcコアから構成されるCPUコアプール610を作成および管理してもよい。
別のリソースプールは、データプレーンNIC VF620を含み得る。COTSサーバが起動すると、vCoreインスタンスで、データプレーンNIC VFが作成され得る。作成されたデータプレーンNIC VFの数は、COTSサーバ上に導入される可能性のあるvCoreインスタンスの予測数より大きくなければならない。データプレーンNIC VFプール620は、PCIアドレスを含んでよく、またはそうでない場合、起動時に作成されるすべてのデータプレーンNIC VFのPCIアドレスを含んでよい。
別のリソースプールは、暗号化VF630を含み得る。データプレーンNIC VF620と類似した様式で、サーバ起動時に、vCoreインスタンスに利用可能な暗号化デバイスの専用部分に基づいて、VFを作成してもよい。暗号化VFプール639は、PCIアドレスを含んでよく、またはそうでない場合、起動時に生成されるすべての暗号化VFのPCIアドレスを含んでよい。
別のリソースプールは、データプレーンMACアドレス640を含み得る。多くの場合、NIC VF534は、オペレーティングシステムカーネルまたはデータプレーン532内のドライバを介して割り当てられた「ランダム」MACアドレスを受信する。vCoreインスタンスに「ランダム化された」MACアドレスを使用するのは最適ではなく、複雑なMACアドレス管理を必要とする。データプレーンMACアドレスプール640は、vCoreインスタンスの各サーバに対して一意であるローカル管理範囲を使用し得る。
別のリソースプールは、ネットワーク容量650を含み得る。SR-IOVは、データプレーンNIC上のPFまたはVFが、そのNIC上で利用可能な任意の時点における帯域幅の一部または全部を使用することができるという結果となる、帯域幅分割をサポートしていない。ネットワーク容量の帯域幅分割を提供することは、以下のように実施され得る。システムは、vCoreインスタンスを有する特定のサーバ上のデータプレーンNICが、Tbwの総帯域幅を有すると仮定してもよく、そのサーバ上に配備された各vCoreインスタンスは、上述の式(Cbw=f2(USsg,DSsg))に基づいて計算された何らかの容量を必要とし、その後、COTSサーバ上に配備されたすべてのvCoreインスタンスが必要とする容量の合計は、利用可能な総帯域幅(Cbw1+Cbw2+...+CbwN<Tbw)よりも小さい。したがって、ネットワーク容量「プール」650は、データプレーンNIC上で利用可能な総帯域幅(Tbw)であり得る。次に、RAM520は、Tbwの要求に応じて、vCoreインスタンスのネットワーク容量をリザーブし得る。
必要に応じて、その他のリソースプールも同様に含まれ得る。
vCoreインスタンス構成は典型的には、少なくとも2つの部分で構成される。第1の部分は、RPHY MAC Core構成であってもよい。RPHY MAC Core構成には、例えば、DOCSIS、RF、RPD、cable-mac、IPアドレス指定、ルーティングなどが含まれる。第2の部分は、データプレーン構成532であってもよい。データプレーン構成532、特にRPHY MAC Coreデバイス構成のための仮想化データプレーンには、例えば、データプレーン532によって使用されるCPU Core Id、データプレーン432によって使用されるデータプレーンネットワークVFアドレス、インターフェースのMACアドレス、暗号化オフロード、メモリ割り当てなどに使用される暗号化VFアドレスが含まれる。多くの実施形態では、RPHY MAC Core構成は、実際の構成の前に、複数のシステムオペレータによって提供される。データプレーン532のvCoreインスタンスは、初期化フェーズ中にvCoreインスタンス自体によってRAM520から受信したリソース情報に基づいて判定され得る。
図7Aおよび7Bを参照すると、例示的な初期化プロセスが例示されている。まず、複数のシステムオペレータ700は、710で特定の名称を有するvCoreインスタンスを作成する。複数のシステムオペレータ700は、710で作成されたvCoreインスタンスに対して、712でRPHY MAC Core構成を提供する。複数のシステムオペレータ700は、710で作成されたvCoreインスタンスのスケーリングを714で提供する。複数のシステムオペレータ700は、710で作成されたvCoreインスタンスに対する他の展開パラメータを716で提供する。提供されたデータに基づいて、複数のシステムオペレータ700は、710で作成されたvCoreインスタンスを718で配備する。vCoreオーケストレーションシステム730は、710で作成されたvCoreインスタンスに対する展開仕様を732で作成する。vCoreオーケストレーションシステム730は、スケーリングおよび展開パラメータをvCoreインスタンス固有のハードウェアおよび/またはソフトウェアの割り当てに734で変換する。vCoreオーケストレーションシステム730は、710で作成されたvCoreインスタンスをvCoreオーケストレーションAPI740に736で導入する。vCoreオーケストレーションAPI740は、vCoreオーケストレーションAPI740に基づいて、710で作成されたvCoreインスタンスのポッドを、COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシン750上に738で展開する。vCoreオーケストレーションAPI740は、vCoreオーケストレーションシステム730に、ポッドが展開されたという通知を742で提供する。COTSサーバおよび/または「ベアメタル」サーバおよび/または仮想マシン750は、ポッド738を760で初期化する。ポッド762は、リソース管理アプリケーション770からリソースを764で要求する。リソース管理アプリケーション770は、こうしたリソースを722で割り当てる。ポッド762は、データプレーン構成を774で生成し、774の構成でデータプレーンを776で起動し、制御および管理プレーンを778で起動し、780でRPHY MAC Core構成をプッシュする。vCore POD762は、vCoreインスタンスがvCoreオーケストレーションシステム730に対して782で実行(例えば、初期化および構成)されていると応答する。vCoreオーケストレーションシステム730は、vCoreが複数のシステムオペレータ700に対して784で実行していることを応答する。
さらに、前述の実施形態の各々における各機能ブロックまたは様々な特徴は、典型的には集積回路または複数の集積回路である回路によって実施または実行されてもよい。本明細書に記述される機能を実行するように設計された回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向けもしくは一般用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理、またはディスクリートハードウェアコンポーネント、またはそれらの組み合わせを含み得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってもよく、または別の方法として、プロセッサは、従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。上述の汎用プロセッサまたは各回路は、デジタル回路によって構成されてもよく、またはアナログ回路によって構成されてもよい。さらに、半導体技術の進歩により、現時点で集積回路を置き換える集積回路にするための技術が現れると、この技術による集積回路も使用できる。
本発明は、記載される特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、その変形が、同等の教義、またはその文字通りの範囲を超えて特許請求の範囲の強制可能な範囲を拡大するいくつかの他の原則を含む、優越的法の原則に従って解釈されるように、行われてもよいことが理解されよう。文脈がそうでないと示さない限り、要素の実例の数に対する特許請求の範囲の参照は、それが1つの実例への参照であろうと、または複数の実例への参照であろうと、少なくとも要素の実例の所定の数を必要とするが、記載されているよりも多くのその要素の実例を有する特許請求の範囲の構造または方法の範囲から除外することを意図するものではない。特許請求の範囲において使用される場合、用語「含む」またはその派生語は、特許請求される構造または方法における他の要素またはステップの存在を除外することを意図するものではない非排他的な意味で使用される。

Claims (20)

  1. ケーブルシステムであって、
    (a)デジタルデータを複数の顧客デバイスに好適なアナログデータに変換するリモートファイバーノードを含む伝送ネットワークを通して前記複数の顧客デバイスに接続されているヘッドエンドであって、前記ヘッドエンドが、プロセッサを含む少なくとも1つのサーバを含む、ヘッドエンドと、
    (b)前記少なくとも1つのサーバ上で動作するコンテナであって、前記コンテナが、前記リモートファイバーノードに送信するためのデータのパケットを提供するデータプレーンアプリケーションを含む、コンテナと、
    (c)前記コンテナ内に含まれている前記データプレーンアプリケーションが、
    (1)前記サーバの物理ネットワーキングの一部分の専用ネットワーキング機能を提供する仮想ネットワーキング機能であって、前記専用ネットワーキング機能が、前記複数の顧客デバイスに基づく前記仮想ネットワーキング機能の割り当てを伴って、他のそのようなデータプレーンアプリケーションと共有されない、仮想ネットワーキング機能、および
    (2)前記サーバの一部分の専用コンピューティングリソースを提供するコンピューティングリソース機能であって、前記専用コンピューティングリソースが、前記複数の顧客デバイスに基づく前記コンピューティングリソース機能の割り当てを伴って、前記サーバのサーバ機能の専用部分の、他のそのようなデータプレーンアプリケーションと共有されない、コンピューティングリソース機能のうちの少なくとも1つでインスタンス化されることと、
    (d)前記データプレーンアプリケーションが、データソースからデータを受信し、前記が、前記リモートファイバーノードに送信するためのデータのパケットを提供することと、を含む、ケーブルシステム。
  2. 前記ヘッドエンドが、パケット化されたビデオを受信し、ネットワークからパケット化されたデータを受信し、前記データプレーンアプリケーションを使用して前記ネットワークにパケット化されたデータを送信する、請求項1に記載のケーブルシステム。
  3. 前記ヘッドエンドが、前記データプレーンアプリケーションを使用して前記複数の顧客デバイスのうちの選択された1つにダウンストリームデータを送信し、前記データプレーンアプリケーションを使用して前記複数の顧客デバイスのうちの選択された1つにダウンストリームビデオを送信し、前記データプレーンアプリケーションを使用して前記複数の顧客デバイスのうちの選択された1つからアップストリームデータを受信する、請求項2に記載のケーブルシステム。
  4. 前記伝送ネットワークが、直交振幅変調器および直交周波数分割変調器のうちの少なくとも1つを含むリモートPHYを含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  5. 前記少なくとも1つのサーバ上で動作する第2のコンテナをさらに備え、前記第2のコンテナが、前記リモートファイバーノードに送信するためのデータのパケットを提供する第2のデータプレーンアプリケーションを含み、
    (a)前記第2のコンテナ内に含まれている前記第2のデータプレーンアプリケーションが、
    (1)前記サーバの前記物理ネットワーキングの一部分の専用ネットワーキング機能を提供する第2の仮想ネットワーキング機能であって、前記専用ネットワーキング機能が、前記複数の顧客デバイスに基づく前記第2の仮想ネットワーキング機能の割り当てを伴って、他のそのようなデータプレーンアプリケーションと共有されない、第2の仮想ネットワーキング機能、および
    (2)前記サーバの一部分の第2の専用コンピューティングリソースを提供するコンピューティングリソース機能であって、前記第2の専用コンピューティングリソースが、前記複数の顧客デバイスに基づく前記コンピューティングリソース機能の割り当てを伴って、前記サーバのサーバ機能の専用部分の、他のそのようなデータプレーンアプリケーションと共有されない、コンピューティングリソース機能のうちの少なくとも1つでインスタンス化されることと、
    (b)前記第2のデータプレーンアプリケーションが、前記データソースからデータを受信し、前記が、前記リモートファイバーノードに送信するためのデータのパケットを前記提供する、請求項1に記載のケーブルシステム。
  6. 前記専用コンピューティングリソースが、(a)プロセッサタイプ、(b)プロセッサ当たりの処理コア数、(c)プロセッサタイプごとのメモリ量、(d)プロセッサコア当たりのメモリ量、(e)暗号化能力、(f)利用可能なオフプロセッサメモリ量、(g)メモリ帯域幅(DDR)速度、(h)ネットワークインターフェースのタイプ、および(i)ネットワーク能力のタイプのうちの少なくとも1つを含む、請求項5に記載のケーブルシステム。
  7. 前記専用コンピューティングリソースが、(a)ソフトウェアプロファイル、(b)オペレーティングシステム、(c)ソフトウェアサービス、および(d)フレームワークのうちの少なくとも1つを含む、請求項5に記載のケーブルシステム。
  8. 前記データプレーンが、リモートPHY機能を含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  9. 前記データプレーンが、リモートMAC機能を含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  10. 前記データプレーンが、リモートPHY MAC機能を含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  11. 前記コンテナ内に含まれる前記データプレーンアプリケーションが、前記仮想ネットワーキング機能および前記コンピューティングリソース機能でインスタンス化される、請求項1に記載のケーブルシステム。
  12. 前記専用コンピューティングリソースが、選択された処理コアを含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  13. 前記専用コンピューティングリソースが、ネットワーク容量を含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  14. 前記データプレーンアプリケーションが、ユーザ空間で動作し、前記少なくとも1つのサーバのオペレーティングシステムカーネルを使用しない、請求項1に記載のケーブルシステム。
  15. 前記専用コンピューティングリソースが、前記少なくとも1つのサーバのオペレーティングシステムによって実行されるタスクと共有されない処理コアを含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  16. 前記専用ネットワーキング機能が、保証された最小帯域幅を含む、請求項1に記載のケーブルシステム。
  17. 前記データプレーンアプリケーションから分離された暗号化デバイスをさらに備える、請求項1に記載のケーブルシステム。
  18. ケーブルシステムであって、
    (a)デジタルデータを複数の顧客デバイスに好適なアナログデータに変換するノードを含む伝送ネットワークを通して前記複数の顧客デバイスに接続されているヘッドエンドであって、前記ヘッドエンドが、プロセッサを含む少なくとも1つのサーバを含む、ヘッドエンドと、
    (b)前記少なくとも1つのサーバ上で動作するコンテナであって、前記コンテナが、前記ノードに送信するためのデータのパケットを提供するデータプレーンアプリケーションを含む、コンテナと、
    (c)前記コンテナ内に含まれている前記データプレーンアプリケーションが、
    (1)前記サーバの物理ネットワーキングの一部分の専用ネットワーキング機能を提供する仮想ネットワーキング機能であって、前記専用ネットワーキング機能が、前記複数の顧客デバイスに基づく前記仮想ネットワーキング機能の割り当てを伴って、他のそのようなデータプレーンアプリケーションと共有されない、仮想ネットワーキング機能、および
    (2)前記サーバの一部分の専用コンピューティングリソースを提供するコンピューティングリソース機能であって、前記専用コンピューティングリソースが、前記複数の顧客デバイスに基づく前記コンピューティングリソース機能の割り当てを伴って、前記サーバのサーバ機能の専用部分の、他のそのようなデータプレーンアプリケーションと共有されない、コンピューティングリソース機能のうちの少なくとも1つでインスタンス化されることと、
    (d)前記データプレーンアプリケーションが、データソースからデータを受信し、前記が、前記ノードに送信するためのデータのパケットを提供することと、を含む、ケーブルシステム。
  19. 前記ノードが、前記ヘッドエンドから離れた位置に位置決めされ、前記ノードがリモートファイバーノードである、請求項18に記載のケーブルシステム。
  20. 前記ノードが、前記ヘッドエンドに位置決めされる、請求項18に記載のケーブルシステム。
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