JP5789008B2 - シームレス（分散）仮想ネットワーク資源管理のために、仮想ネットワーク要素およびネットワークハイパーバイザ間のインターフェース要件を決定する方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明は、ＶＮＥおよびＮＨＶ間のインターフェースの要件を決定および概念化するメカニズムに関する。

複数のＶＮＥは、ルーター、ルーティング／トポロジーデータベース、ファイアウォール、ロードバランサー（負荷分散装置）等を含む。（ＩＳＯのＯＳＩモデルの）付加価値レイヤ３サービスを提供する多くの他の装置は、ネットワークレイヤエンティティとしても考えられている。これらは、コンピュート、ストレージ、リンク／チャネル、ルーティングおよびフォワーディングテーブル／エンジン、ファイアウォール、ポリシー／サービス品質マネジャ、ロードバランサー／分散器なども含みうる。

ＮＨＶは、ソフトウェア定義の多重連結レイヤ３オーバレイネットワークであり、（ａ）下層の物理ネットワークから完全に分断され、（ｂ）いかなるサーバーハイパーバイザとシームレスに相互作用する。ＮＨＶは、プロビジョニングおよび管理を含め、ドメインに関わりなく接続（付随）される全てのＶＥＮの完全な視認性および可制御性を有する。

ＶＮＥの接続は、本特許出願において開発された全ての要件を満たす、オープンで相互運用可能なインターフェースを介さなければならない。

いずれかの時点で、いずれかの要件が満たさないと、関連したＶＥＮは、ＮＨＶから解除（分離）されうる。同様に、以前に分離したＶＮＥが、準拠したインターフェースにより修復され、または起動されたとき、それは自動的にＮＨＶに追加される。

この自動割り当て／解除の特性は、（ｉ）欠陥または欠陥のあるインターフェースを有するＶＮＥが、大規模な診断によるオーバーヘッドなく、自動的に隔離され、（ｉｉ）適切なインターフェースを有する利用可能なＶＮＥが、自動的にＮＨＶに接続される、という効果を奏する。

ＮＨＶに接続され、あるいは、分離されうるＶＮＥは、次のエンティティ（構成）を含む。

・（仮想（仮想化された））ネットワークポート
・（仮想）ネットワークリンク
・（仮想）フォワーディングテーブル
・（仮想）ＤＮＳ（仮想化された）ローンバランサー
・（仮想）ＡＡＡサーバー
・（仮想）ルーティングエンジン
・（仮想）付加価値ネットワークサービスエンティティ

ネットワークエンティティの仮想化およびそれらのハイパーバイザへの接続のための現在の日々の処理は、レイヤ２ベースのエンティティおよびサーバレベルのハイパーバイザにほとんど関係している。

レイヤ３エンティティの仮想化は、ほぼいつも所有者（独自）ベースで行われ、ＶＮＥをネットワークレベルに接続する方法があれば、ハイパーバイザが所有者インターフェースを用いる。

これらの現在利用可能で実用化されている方法およびソリューションは、仮想化レイヤ３ネットワークおよびサービスのアイランドを生成し、仮想化を用いる動機（アプリケーションおよびサービスからの要求に従って、分散された仮想化資源を異なるドメイン間でシームレスにシェアする動機）を全体的になくさせてしまう。たとえば、あるソリューションは、専らネットワークオペレーティングシステムに着目し、あるソリューションは、（必ずしもＶＮＥである必要はないが）仮想化エンティティの側面として、ネットワーク管理へのシームレスなアクセスを提供し、また、他のソリューションは、（しばしば仮想化される）分散ネットワークエレメントのサポートを試みるが、これらの全てのソリューションは、しばしば“未定義”または独自のネットワークハイパーバイザへのインターフェースを用いる。

本発明は、レイヤ２ベースのハイパーバイザドメイン上で動作する代わりに、オープンで相互運用可能なＮＨＶベースのソリューションに着目する。

レイヤ２ベースのハイパーバイザは、一般的に、小さな地理的領域（部屋、キャンパス、小さな町など）に亘って、ブロードキャストドメインをカバーするのに対し、ネットワークレイヤは、広い地理的領域（大きな町、州、国や、さらに大きな領域）をカバーするので、自動の負荷分散および災害復旧の目的にはより魅力的である。

本発明は、オープンで相互運用可能なインターフェースを介した、ＮＨＶへの仮想レイヤ３ネットワークエンティティの接続に着目している。

そして、分散仮想ネットワーク（レイヤ３）エンティティと、ブロードキャスト（レイヤ２またはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ））ドメインだけでなくより広い地理的範囲に亘る資源との、シームレスな相互運用性をもたらす。

これは、ＮＨＶがネットワーク（レイヤ３）で正確に動作するので、効率的に開発途上の広域ネットワーク認識サービスおよび装置の可能性を広げ、同時にサービス−／装置−認識ネットワークの可能性も広げる。

他の側面では、本発明は、上述に関する特徴および利点を有するシステムおよびコンピュータープログラムを提供する。

概念化されたインターフェースを介して、仮想ネットワークエンティティがネットワークハイパーバイザに接続されている様子を示す上位概略図である。 ＶＮＥおよびＮＨＶ間のインターフェースの要件がどのように決定され、それから適応／相互運用されるかを示す図である。 広域に亘って複数のＶＮＥをつなぎ合わせることによる使用事例の実行を示す図である。

添付の図面は、本発明をより理解するためのものであり、明細書において説明される。開示された実施形態および／または特徴を示す図面は、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するために用いられ、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって決定される。

以下では、本発明を一般的な用語により説明し、添付図面の縮尺は必ずしも正確ではない。

提供される図面および説明は、本発明の明確な理解のために、関係のある構成（エレメント）を簡略化して示す場合があり、また、明確のために、シームレスな（分散）仮想ネットワーク資源管理のための仮想ネットワーク構成およびネットワークハイパーバイザ間のインターフェースに対する要件を決定するのに一般的な方法およびシステムに見られる他の構成を省略する場合がある。当業者は、ここに説明される装置、システムおよび方法の実行に、他の構成および／またはステップが望ましくまたは必要であることを認識しうる。しかし、そのような構成およびステップは公知であり、本願発明のよりよい理解の手助けになるものではないため、そのような構成およびステップの説明は、ここでは省略する。本発明の開示は、そのような全ての構成、ネットワーク仮想化技術の当業者に知られているそれらの構成および方法についてのバリエーションおよび改良を本質的に含む。

以下に、添付図面を参照しつつ、本発明をより完全に説明する。

図１は、概念化されたインターフェースを介して、仮想ネットワークエンティティがネットワークハイパーバイザに接続されている様子を示す上位概略図である。
ＶＮＥをＮＨＶに割り当てるのにどのような相互運用または摘要が必要かを決定するために、抽象化がリアルタイムで実行される。

図２は、ＶＮＥおよびＮＨＶ間のインターフェースの要件がどのように決定され、抽象化（ａｂｓｔｒａｃｔ）され、それから適応／相互運用されるかを示す図である。これらのＶＮＥは、その後、ＮＨＶを通じて広い地理的領域に亘って、アプリおよびサービスによる使用のために、ＶＮＥが割り当てられる。

図３は、サービスに必要なＶＮＥの数の要件が常に変化しているため、アプリまたはサービスのために、一緒につなぎ合わされた広域に亘る複数のＶＮＥの使用事例の実行を示す図である。

特別な用語が使用される場合があるが、それらの用語は、総称および説明的な意味で使用されるものであり、限定するためのものではない。

本発明は、ある程度の詳細さで典型的な形式で説明および図示されているが、説明および図面は、一例としてなされたものである。構造の詳細、組み合わせ、部分およびステップの配置において、数々の変更がなされうる。したがって、そのような変更が本発明に含まれ、発明の範囲が請求の範囲によって定義される。

Claims (19)

1. 少なくとも一つのネットワークハイパーバイザ（ＮＨＶ）に複数の仮想レイヤ３ネットワークエンティティ（ＶＮＥ）を接続するための方法であって、
   （ａ）前記複数のＶＮＥがそれぞれ持つ特性および機能を決定するステップと、
   （ｂ）前記ステップ（ａ）において決定した前記特性および前記機能に基づき、前記複数のＶＮＥをそれぞれサポートしているインターフェースを見つけるステップと、
   （ｃ）前記ステップ（ａ）において決定した前記特性および前記機能から、共通する特性および機能を抽出するステップと、
   （ｄ）前記ステップ（ｃ）において抽出した前記特性および前記機能に基づき、前記ステップ（ｂ）で見つけた前記インターフェースの中から、前記複数のＶＮＥが共通して利用可能な少なくとも一つのインターフェースを決定して適応させるステップと、
   （ｅ）前記ステップ（ｄ）において適応されたインターフェースを通じて、前記少なくとも一つのＮＨＶに前記複数のＶＮＥを接続するステップと、
   を有する方法。
2. 前記複数のＶＮＥには、仮想ネットワークポートが含まれる請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のＶＮＥには、仮想ネットワークリンクが含まれる請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のＶＮＥには、仮想フォワーディングテーブルが含まれる請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のＶＮＥには、仮想ＤＮＳが含まれる請求項１に記載の方法。
6. 前記複数のＶＮＥには、仮想ロードバランサーが含まれる請求項１に記載の方法。
7. 前記複数のＶＮＥには、仮想ＡＡＡサーバーが含まれる請求項１に記載の方法。
8. 前記複数のＶＮＥには、仮想ルーティングエンジンが含まれる請求項１に記載の方法。
9. 前記複数のＶＮＥには、異なるブロードキャストドメインに属するＶＮＥが含まれる請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. （ｆ）前記少なくとも一つのＮＨＶに接続している前記複数のＶＮＥに、機能不全のＶＮＥがある場合には、当該機能不全のＶＮＥを当該ＮＨＶから解除するステップと、
    （ｇ）前記機能不全のＶＮＥを修復するステップと、
    （ｈ）前記ステップ（ｇ）において修復した後のＶＮＥを含めて、前記ステップ（ａ）〜（ｅ）を適用するステップと、
    を有する、請求項１〜９に記載の方法。
11. 少なくとも一つのネットワークハイパーバイザ（ＮＨＶ）に複数の仮想レイヤ３ネットワークエンティティ（ＶＮＥ）を接続するためのコンピューターシステムであって、
    （ａ）前記複数のＶＮＥがそれぞれ持つ特性および機能を決定する手段と、
    （ｂ）前記手段（ａ）により決定した前記特性および前記機能に基づき、前記複数のＶＮＥをそれぞれサポートしているインターフェースを見つける手段と、
    （ｃ）前記手段（ａ）により決定した前記特性および前記機能から、共通する特性および機能を抽出する手段と、
    （ｄ）前記手段（ｃ）により抽出した前記特性および前記機能に基づき、前記手段（ｂ）により見つけた前記インターフェースの中から、前記複数のＶＮＥが共通して利用可能な少なくとも一つのインターフェースを決定して適応させる手段と、
    （ｅ）前記手段（ｄ）により適応されたインターフェースを通じて、前記少なくとも一つのＮＨＶに前記複数のＶＮＥを接続する手段と、
    を有するシステム。
12. 前記複数のＶＮＥには、仮想ネットワークポートが含まれる請求項１１に記載のシステム。
13. 前記複数のＶＮＥには、仮想ネットワークリンクが含まれる請求項１１に記載のシステム。
14. 前記複数のＶＮＥには、仮想フォワーディングテーブルが含まれる請求項１１に記載のシステム。
15. 前記複数のＶＮＥには、仮想ＤＮＳが含まれる請求項１１に記載のシステム。
16. 前記複数のＶＮＥには、仮想ロードバランサーが含まれる請求項１１に記載のシステム。
17. 前記複数のＶＮＥには、仮想ＡＡＡサーバーが含まれる請求項１１に記載のシステム。
18. 前記複数のＶＮＥには、仮想ルーティングエンジンが含まれる請求項１１に記載のシステム。
19. 前記複数のＶＮＥには、異なるブロードキャストドメインに属するＶＮＥが含まれる請求項１１〜１８のいずれか一項に記載のシステム。