JP6039517B2 - 管理装置、通信システム、管理方法、および、管理プログラム - Google Patents

管理装置、通信システム、管理方法、および、管理プログラム Download PDF

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Description

本発明は、管理装置、通信システム、管理方法、および、管理プログラムに関する。
近年、クラウドコンピューティングが普及し、データセンタに設置される物理サーバのリソースを用いて仮想環境を構築して、ユーザに各種サービスを提供することが行われている。また、仮想スイッチを用いて、異なるデータセンタ間を跨ったL2ネットワーク構築も行われている。
例えば、部門サーバ、経理サーバ、出退勤管理サーバ、ファイルサーバなどを仮想マシン(以下、VM(Virtual Machine)と記載する場合がある)によって実現する企業(Z)を例にして説明する。企業(Z)では、拠点(札幌)のデータセンタ(X)で仮想マシン(A)と仮想マシン(B)とを動作させ、拠点(福岡)のデータセンタ(Y)で仮想マシン(C)と仮想マシン(D)とを動作させる。そして、Open vSwitchなどによる仮想スイッチを用いて、データセンタ(X)とデータセンタ(Y)とを仮想L2ネットワークで接続する。
このようにして、企業(Z)では、異なるデータセンタで動作して各サービスを提供する仮想マシン間の通信を実現することで、各拠点にいる社員に対して、拠点に依存することなく、各種サービスの提供を行う。
石井久治、上野和風、田上啓介、飯田浩二、藤田智成、森田和孝著、「オープンソースlaaS クラウド基盤OpenStack」、NTT技術ジャーナルVol.23、No.8、2011. 北爪秀雄、小山高明、田島佳武、岸寿春、井上朋子著、「クラウドサービスを支えるネットワーク仮想化技術」、NTT技術ジャーナルVol.23、No.10、2011.
ここで、各拠点の仮想マシンは、複数のユーザ端末に利用されることもある。このような場合において、拠点(福岡)のデータセンタ(Y)の仮想マシン(C)を利用する拠点(福岡)のユーザ端末数よりも、拠点(札幌)のユーザ端末数の方が多かったとき、遠回りの経路でアクセスしなければならないユーザ端末の数が多くなる。つまり、通信遅延の大きなユーザ端末が多くなり、ネットワーク全体としてのサービスの品質が低下するおそれがある。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワーク全体で見た場合のユーザ端末の通信遅延の合計を低減することを課題とする。
前記した課題を解決するため、本発明は、拠点間で仮想マシンのマイグレーションを実行する管理装置であって、前記拠点それぞれに設置され、前記仮想マシンがユーザ端末とデータ通信を行う際に経由するルータにアクセスし、前記拠点それぞれのルータから、当該拠点のルータが中継する各仮想マシンへの通信セッション数を取得するセッション取得部と、前記取得した各拠点のルータが中継する仮想マシンへの通信セッション数を参照して、前記仮想マシンのマイグレーション先として、当該仮想マシンへの通信セッション数が最も多い拠点を選択するマイグレーション決定部と、前記選択した拠点へ、当該仮想マシンをマイグレーションさせるマイグレーション実行部とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、ネットワーク全体で見た場合のユーザ端末の通信遅延の合計を低減することができる。
図1は、各実施形態に係る通信システムの全体構成例を示す図である。 図2は、図1の通信システムにおけるマイグレーションの例を示す図である。 図3は、仮想マシン(VM)を動作させる物理サーバの階層構造を示す図である。 図4は、第1の実施形態のクラウドコントローラの機能構成を示す機能ブロック図である。 図5は、VM管理テーブルの例を示す図である。 図6は、ルータ管理テーブルの例を示す図である。 図7は、セッション情報のうち、拠点(福岡)のルータから取得されたセッション情報の例を示す図である。 図8は、セッション情報のうち、拠点(札幌)のルータから取得されたセッション情報の例を示す図である。 図9は、第1の実施形態のクラウドコントローラの処理手順を示すフローチャートである。 図10は、第2の実施形態のクラウドコントローラを含む通信システムの構成例を示す図である。 図11は、第2の実施形態のクラウドコントローラの機能構成を示す機能ブロック図である。 図12は、拠点間距離情報の例を示す図である。 図13は、第2の実施形態のクラウドコントローラの処理手順を示すフローチャートである。 図14は、ユーザ拠点−データセンタ間距離情報の例を示す図である。 図15は、管理プログラムを実行するコンピュータを示す図である。
次に、図面を参照しながら、本発明の実施形態を第1の実施形態および第2の実施形態に分けて説明する。第1の実施形態は、通信システムが2つの拠点から構成され、クラウドコントローラが、仮想マシン(VM)を、2つの拠点のうち当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点に設置することを特徴とする。
(第1の実施形態)
(全体構成)
図1に示すように、第1の実施形態の通信システムは、例えば企業の拠点間をネットワークで接続するシステムであり、それぞれデータセンタを有する拠点(福岡)1と拠点(札幌)11とクラウドコントローラ(管理装置)30とがインターネットなどのネットワーク20で接続される。このネットワーク20は、インターネットの他、VPN(Virtual Private Network)、広域イーサネット、モデムや専用線を用いることができる。
クラウドコントローラ30は、拠点間でのVMのマイグレーションの実行や、このマイグレーション実行に伴うVMの設定変更を行う。また、クラウドコントローラ30は、各拠点のルータにアクセスし、ルータが中継する各VMへの通信セッション数を計測し、この計測された通信セッション数に基づき、各VMをマイグレーションさせるか否かを判断する。
ユーザ端末10は、拠点(福岡)1のデータセンタ2または拠点(札幌)11のデータセンタ12などで動作するVMにアクセスして、各種サービスを利用する端末装置であり、例えばノートパソコンやスマートフォンなどである。
なお、ユーザ端末10は当該ユーザ端末10が設置される場所から最も近いデータセンタのルータ経由でVMへアクセスするものとする。例えば、ユーザ端末10Aは、拠点(福岡)1のデータセンタ2のルータ4を経由して各VMにアクセスする。すなわち、ユーザ端末10は、各VMにアクセスする際の経路として、当該ユーザ端末10から位置的に近い拠点のデータセンタのルータを経由するように、ユーザ拠点内のルータに経路設定される、もしくは、ユーザ端末10のルーティングテーブルに、当該ルータ経由で各VMにアクセスするように経路設定されるものとする。なお、ユーザ端末10の位置の把握には、例えば、GPS(Global Positioning System)などのGeolocation技術を用いることが考えられる。
また、ユーザ端末10がアクセス先のVMのIPアドレスを取得する方法としては、クラウドコントローラ30や、このクラウドコントローラ30と連携したサーバや、DNS(Domain Name System)サーバから取得する方法が考えられる。
(拠点(福岡))
拠点(福岡)1は、データセンタ2を有する。データセンタ2は、1台以上の物理サーバが設置され、物理サーバの物理リソースを用いて情報処理装置であるVMを動作させるデータセンタである。なお、物理リソースとしては、通信インタフェース、プロセッサ、メモリ、ハードディスクなどである。具体的には、データセンタ2は、ルータ4、OVS(Open vSwitch)5、VM(A)、VM(B)を有する。
ルータ4は、企業内ネットワークにおいて、拠点(福岡)1のデータセンタ2と拠点(札幌)11のデータセンタ12とを同じネットワークセグメント22で分割するルータである。すなわち、ルータ4は、ユーザ端末10と各データセンタの各VMとのデータ通信を中継する。なお、このルータ4は、仮想マシンで実現されてもよく、物理装置で実現されてもよい。
OVS5は、各データセンタの各ルータと各VMとを中継するスイッチであり、データセンタ12のOVS15と協働して、データセンタ間を仮想L2ネットワーク21で接続する仮想スイッチである。例えば、OVS5は、ルータ4、VM(A)、VM(B)、データセンタ12のOVS15のそれぞれと接続される。
VM(A)、VM(B)は、例えばWebサーバやDBサーバなどを実行する仮想マシンである。これらのVMは、OVS5を介して、ユーザ端末10との通信を実行する。
(拠点(札幌))
拠点(札幌)11は、データセンタ12を有する。データセンタ12は、1台以上の物理サーバが設置され、物理サーバの物理リソースを用いて仮想マシンを動作させるデータセンタである。具体的には、データセンタ12は、ルータ14、OVS15、VM(C)、VM(D)を有する。
ルータ14は、企業内ネットワークにおいて、拠点(福岡)1のデータセンタ2と拠点(札幌)11のデータセンタ12とを同じネットワークセグメント22で分割するルータである。すなわち、ルータ14は、外部装置と各データセンタの各VMとのデータ通信を中継する。なお、このルータ14も、仮想マシンで実現されてもよく、物理装置で実現されてもよい。
OVS15は、各データセンタの各ルータと各VMとを中継するスイッチであり、データセンタ2のOVS5と協働して、データセンタ間を仮想L2ネットワーク21で接続する仮想スイッチである。例えば、OVS15は、ルータ14、VM(C)、VM(D)、データセンタ2のOVS5のそれぞれと接続される。
VM(C)、VM(D)は、例えばWebサーバやDBサーバなどを実行する仮想マシンである。これらのVMは、OVS15を介して、データセンタ外の外部装置(ユーザ端末10など)と通信を実行する。
このようなシステムにおいて、各ユーザ端末10は、自身のユーザ端末10が設置される場所から最も近いルータ経由でVMへの通信を実行する。例えば、拠点(福岡)1のユーザ端末10Aは、拠点(福岡)1のルータ4経由でVM(B)への通信を実行する(符号101に示す下り通信参照)。また、拠点(札幌)11のユーザ端末10B,10Cはルータ14経由でVM(B)への通信を実行する(符号102に示す下り通信参照)。一方、VM側から外部装置(例えば、ユーザ端末10)への通信を実行する際には、当該VMの設置される拠点のデータセンタのルータ経由で通信を実行する。例えば、VM(B)は、ルータ4経由で、ユーザ端末10A,10B,10Cへの通信を実行する(符号103および符号104に示す上り通信参照)。
(概要)
上記した通信システムの構成におけるクラウドコントローラ30の動作概要を説明する。まず、クラウドコントローラ30は、各拠点のルータにアクセスし、ユーザ端末10から各VMへの通信セッション数を計測する。例えば、クラウドコントローラ30は、拠点(福岡)1のルータ4にアクセスし、VM(B)への通信セッション数「1」を取得する。また、クラウドコントローラ30は、拠点(札幌)11のルータ14にアクセスし、VM(B)への通信セッション数「2」を取得する。
ここでクラウドコントローラ30は、各拠点の各VMの通信セッション数を取得すると、VMごとに、当該VMへの拠点ごとの通信セッション数をカウントし、どちらの拠点の通信セッション数が多いかを判断する。
例えば、クラウドコントローラ30は、VM(B)への通信セッションのうち、拠点(福岡)1のルータ4を経由する通信セッション数は「1」であり、拠点(札幌)11のルータ14を経由する通信セッション数は「2」なので、拠点(札幌)11の方が通信セッション数が多いと判断する。
そして、クラウドコントローラ30は当該VMの設置される拠点の通信セッション数よりも、他の拠点の通信セッション数の方が多いとき、当該VMを他方の拠点にマイグレーションさせる。図2は、図1の通信システムにおけるマイグレーションの例を示す図である。例えば、クラウドコントローラ30は、図2に示すように、VM(B)を、VM(B)への通信セッション数が多い方の拠点である拠点(札幌)11のデータセンタ12へマイグレーションさせる。これにより、VM(B)への下り方向の通信は符号201および符号202に示す経路に変更される。
このようにすることで、通信システムにおいて、VMへの下り通信で遠回りの経路をとる通信セッション数を低減することができる。つまり、通信システムにおいて、通信遅延が大きいユーザ端末10の数を低減することができる。例えば、図1に示した例でいうと、VM(B)への下り通信において、遠回りの経路をとる通信セッションは符号102に示す2本であるが、図2に示すように、VM(B)を拠点(札幌)11のデータセンタ12へマイグレーションさせることで、遠回りの経路をとる通信セッションを符号201に示す1本に減らすことができる。
(階層構造)
図3は、VMを動作させる物理サーバの階層構造を示す図である。なお、ここでは、一例として1台の物理サーバでVMを動作させる例を説明するが、これに限定されるものではなく、複数台の物理サーバを用いて動作させることができる。
データセンタ2では、物理サーバ6が動作し、データセンタ12では、物理サーバ16が動作する。各物理サーバは、一般的なサーバ装置であり、ハードウェア、プロセッサ、メモリなどを有する。
データセンタ2の物理サーバ6は、ハードウェア6a上でハイパーバイザなどの仮想化ソフトウェア6bを動作させて、仮想環境を提供する。仮想化ソフトウェア6bは、仮想スイッチ6cを動作させる。
同様に、データセンタ12の物理サーバ16は、ハードウェア16a上でハイパーバイザなどの仮想化ソフトウェア16bを動作させて、仮想環境を提供する。仮想化ソフトウェア16bは、仮想スイッチ16cを動作させる。
ここで、仮想スイッチ6cと仮想スイッチ16cは、例えばOpen vSwitch、Open Flow、KVMなどを用いて実現され、仮想L2ネットワーク21を構築する。すなわち、異なるデータセンタ間を仮想ネットワークで通信可能に接続する。
そして、各物理サーバの各仮想化ソフトウェアは、仮想L2ネットワーク21を利用可能な状態で仮想マシンを動作させる。具体的には、仮想化ソフトウェア6bは、物理サーバ6の物理リソースを用いてVM(A)とVM(B)とを動作させ、仮想スイッチ6cを経由して、各VMを仮想L2ネットワーク21に接続する。同様に、仮想化ソフトウェア16bは、物理サーバ16の物理リソースを用いてVM(C)とVM(D)とを動作させ、仮想スイッチ16cを経由して、各VMを仮想L2ネットワーク21に接続する。
(構成)
次に、クラウドコントローラ30の構成について説明する。図4は、第1の実施形態のクラウドコントローラの機能構成を示す機能ブロック図である。図4に示すように、クラウドコントローラ30は、通信制御部31、記憶部32、制御部33を有する。
通信制御部31は、他の装置の通信を制御する処理部である。例えば、通信制御部31は、クラウドコントローラ30やVMとの間で行われる通信を制御する。
記憶部32は、メモリやハードディスクなどの記憶装置であり、VM管理テーブル32a、ルータ管理テーブル32bを保持する。また、記憶部32は、セッション情報32cを記憶する領域を備える。
VM管理テーブル32aは、VMの識別情報ごとに、当該VMのIPアドレスと、当該VMが設置される拠点とを対応付けて示した情報である。図5は、VM管理テーブルの例を示す図である。例えば、図5に示すVM管理テーブル32aにおいて、VM(A)のIPアドレスは「xxx.yyy.zzz.2」であり、このVM(A)が設置される拠点は「福岡」であることを示す。
ルータ管理テーブル32bは、ルータの識別情報ごとに、当該ルータのIPアドレスと、当該ルータが設置される拠点とを対応付けて示した情報である。図6は、ルータ管理テーブルの例を示す図である。例えば、図6に示すルータ管理テーブル32bにおいて、ルータ4のIPアドレスは「xxx.yyy.zzz.8」であり、このルータ4が設置される拠点は「福岡」であることを示す。
このVM管理テーブル32aおよびルータ管理テーブル32bは、制御部33が各ルータから各VMの通信セッション数を取得する際に参照される。
セッション情報32cは、各ルータから取得される各VMへの通信セッション数を示した情報である。図7は、セッション情報のうち、拠点(福岡)のルータから取得されたセッション情報の例を示す図である。また、図8は、セッション情報のうち、拠点(札幌)のルータから取得されたセッション情報の例を示す図である。このセッション情報は、例えば、図7、図8に示すように、VMの識別情報ごとに、当該VMのIPアドレスと、当該VMへの通信セッション数とが示される。例えば、図7に示すセッション情報は、VM(B)への通信セッション数は「1」であり、他のVMへの通信セッションは「0」であることを示す。また、図8に示すセッション情報は、VM(B)への通信セッション数は「2」であり、他のVMへの通信セッションは「0」であることを示す。
制御部33は、プロセッサなどの電子回路であり、セッション取得部33a、カウント部33b、マイグレーション決定部33c、マイグレーション実行部33d、アドレス設定部33e、管理テーブル更新部33fを備える。
セッション取得部33aは、各拠点のルータ(拠点内のVMがユーザ端末10などの外部装置とデータ通信を行う際に経由するデフォルトゲートウェイとなるルータ)にアクセスし、当該ルータが中継する各VMへの通信セッション数を取得する。例えば、セッション取得部33aは、ルータ管理テーブル32bに示される各ルータにアクセスし、VM管理テーブル32aに示される各VMのIPアドレスをキーとして、当該VMの通信セッション数を取得する。
カウント部33bは、各ルータから取得した各VMへの通信セッション数を参照して、VMごとに、当該VMへの拠点ごとの通信セッション数をカウントする。例えば、セッション取得部33aがルータ4およびルータ14から取得したVM(B)の通信セッション数(図7および図8)を参照して、VM(B)の拠点(福岡)1の通信セッション数「1」、拠点(札幌)11の通信セッション数「2」をカウントする。
マイグレーション決定部33cは、VMをマイグレーションさせるか否かの決定、および、VMをマイグレーションさせる場合のマイグレーション先の選択(決定)を行う。まず、マイグレーション決定部33cは、カウント部33bによるカウント結果を用いて、現在、当該VMが設置される拠点が、当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点であるか否かを判断する。例えば、前記した例でいうと、VM(B)への通信セッション数の多い方の拠点(通信セッション数「2」の拠点)は拠点(札幌)11である。しかし、VM管理テーブル32aにも示されるとおり、VM(B)が現在設置される拠点は、拠点(福岡)1であるので、マイグレーション決定部33cは、VM(B)を拠点(札幌)11へマイグレーションさせると決定する。
なお、マイグレーション決定部33cは、現在、当該VMが設置される拠点が、2つの拠点のうち、当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点であればマイグレーションは実行しないと判断する。
マイグレーション実行部33dは、マイグレーション決定部33cにより決定されたマイグレーション先の拠点へVMをマイグレーションさせる。例えば、マイグレーション実行部33dは、VM(B)を拠点(札幌)11へマイグレーションさせる。また、マイグレーション実行部33dは、VMのマイグレーション実行後、VM管理テーブル32aにおける当該VMの拠点をマイグレーション先の拠点に変更する。
アドレス設定部33eは、マイグレーション実行部33dによってVMのマイグレーションが実行された後に、当該VMが外部装置へデータ通信を行う際に経由するルータ(デフォルトゲートウェイ)のアドレスとして、マイグレーション先の拠点のルータのアドレスを設定する。
例えば、拠点(福岡)1のルータ4のIPアドレスが「xxx.yyy.zzz.8」であり、拠点(札幌)11のルータ14のIPアドレスが「xxx.yyy.zzz.9」であった場合において、VM(B)が拠点(福岡)1から拠点(札幌)11へマイグレーションされたとき、VM(B)のデフォルトゲートウェイのアドレスを「xxx.yyy.zzz.9」に変更する。このようにすることで、VMのマイグレーション実行後、VMはマイグレーション先の拠点のルータをデフォルトゲートウェイとして利用する。これにより、VMからユーザ端末10へのデータ通信において、通信遅延を低減することができる。
管理テーブル更新部33fは、VMのマイグレーションが実行されたとき、VM管理テーブル32aにおける、当該VMの設置される拠点をマイグレーション先の拠点に変更する。
(処理手順)
次に、図9を用いて、クラウドコントローラ30の処理手順を説明する。図9は、第1の実施形態のクラウドコントローラの処理手順を示すフローチャートである。なお、以下の処理は、例えば、事前に設定した時間間隔、事前に設定した時刻、または、VMのマイグレーションから、所定時間経過したことをトリガとして実行される。
まず、クラウドコントローラ30のセッション取得部33aは、各拠点のルータにアクセスし、各VMへの通信セッション数を取得する(S1)。例えば、セッション取得部33aは、拠点(福岡)1のルータ4および拠点(札幌)11のルータ14それぞれからVM(A)〜VM(D)への通信セッション数を取得し、記憶部32のセッション情報32cに格納する。そして、カウント部33bは、取得した通信セッション数を参照して、VMそれぞれについて拠点ごとの当該VMへの通信セッション数をカウントする(S2)。例えば、カウント部33bは、カウントの結果として、VM(A)への通信セッション数は、拠点(福岡)1も拠点(札幌)11も「0」であり、VM(B)への通信セッション数は、拠点(福岡)1は「1」であり、拠点(札幌)11は「2」であるという情報を得る。
そして、マイグレーション決定部33cは、S2でカウントした結果を用いて、VMごとに、当該VMの設置される拠点が、2つの拠点のうち、当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点か否かを判断する(S3)。ここで、マイグレーション決定部33cは、VMの設置される拠点が当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点ではないと判断したとき(S3でNo)、当該VMを通信セッション数が最も多い拠点へマイグレーションさせると決定し、マイグレーション実行部33dは当該拠点へのマイグレーションを実行する(S4)。例えば、前記した例でいうと、VM(B)への通信セッション数は、拠点(福岡)1は「1」であり、拠点(札幌)11は「2」なので、マイグレーション決定部33cは、VM(B)を拠点(札幌)11へマイグレーションさせると決定する。そして、マイグレーション実行部33dは、VM(B)の拠点(札幌)11へのマイグレーションを実行する。
一方、当該VMの設置される拠点が、当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点であると判断されたとき(S3でYes)、マイグレーションは実行せず、処理を終了する。
そして、S4の後、アドレス設定部33eは、マイグレーションが実行されたVMにおけるデフォルトゲートウェイのアドレスを、マイグレーション先の拠点のルータのアドレスに変更する(S5)。例えば、VM(B)の拠点(札幌)11へのマイグレーションが実行されたとき、アドレス設定部33eは、ルータ管理テーブル32bを参照して、VM(B)のデフォルトゲートウェイのアドレスを、拠点(札幌)11のルータ14のアドレスに変更する。また、管理テーブル更新部33fは、VMのマイグレーションが実行されたとき、VM管理テーブル32aにおける、当該VMの設置される拠点をマイグレーション先の拠点に変更する。例えば、管理テーブル更新部33fは、VM管理テーブル32aにおける、VM(B)の設置される拠点を拠点(福岡)1から拠点(札幌)11に変更する。
(第1の実施形態の効果)
このように、クラウドコントローラ30は、当該VMへの通信セッション数が多い方の拠点へVMをマイグレーションさせる。これにより、VMとのデータ通信における通信遅延の大きいユーザ端末10の数を低減することができる。例えば、前記した拠点(福岡)1のVM(B)に対し、拠点(福岡)1のユーザ端末10からのアクセスが多かったが、その後、拠点(札幌)11のユーザ端末10からのアクセスの方が多くなった場合に、このVM(B)を拠点(札幌)11にマイグレーションさせる。よって、通信システム全体としての通信遅延を低減できる。
なお、第1の実施形態において、通信システムは2つの拠点で構成される場合を例に説明したが、3つ以上の拠点で構成されていてもよい。この場合、クラウドコントローラ30は、VMのマイグレーション先として、当該VMへの通信セッション数が最大の拠点を選択する。
(第2の実施形態)
第2の実施形態のクラウドコントローラ30aは、拠点間の距離と、各拠点におけるユーザ端末10からVMへの通信セッション数(つまり当該VMへのデータ通信を行うユーザ端末10の数)とに基づき、拠点ごとに当該拠点にVMが設置された場合の通信コストを計算し、通信コストが最小となる拠点にVMを設置することを特徴とする。
図10を用いてクラウドコントローラ30aの動作概要を説明する。図10は、第2の実施形態のクラウドコントローラを含む通信システムの構成例を示す図である。なお、前記した実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。
ここでは、システムが拠点X(福岡)1、拠点Y(大阪)41、拠点Z(東京)51の3つの拠点からなる場合を例に説明する。また、拠点X(福岡)1の付近のユーザ拠点A(福岡)には、ユーザ端末10A,10D,10Eが設置され、拠点Y(大阪)41の付近のユーザ拠点B(大阪)には、ユーザ端末10Fが設置され、拠点Z(東京)51の付近のユーザ拠点C(東京)にはユーザ端末10G,10Hが設置されるものとする。これらのユーザ端末10は、当該ユーザ端末10が設置されるユーザ拠点のルータ(図示省略)経由でネットワーク20へ接続する。また、各拠点内のOVSの図示は省略している。
拠点X(福岡)1は、データセンタ2を備え、拠点Y(札幌)41はデータセンタ42を備え、拠点Z(東京)51は、データセンタ52を備える。データセンタ2,42,52とネットワーク20とを接続するルータはそれぞれルータ4,44,54である。また、各拠点間の距離は、図12に示す距離であるものとする。例えば、図12におけるDXYは、拠点X(福岡)1と拠点Y(大阪)41との距離を示し、()内は距離の値(例えば、単位はkm)を示す。
クラウドコントローラ30aは、拠点ごとに、各VMへの通信コストを計算する。ここでの各VMへの通信コストは、拠点ごとの当該VMへの通信セッション数に、当該拠点から他の拠点への距離に応じた重み付けを行うことで計算される。例えば、拠点X(福岡)1、拠点Y(大阪)41、拠点Z(東京)51それぞれのVMへの通信セッション数S,S,Sが、S=3、S=1,S=2であるとき、各拠点にVMを設置した場合の通信コストは、以下の式(1)に示す値となる。この中で最も通信コストが小さいのは、VMを拠点Y(大阪)41に設置した場合である。よって、もしVMが拠点Y(大阪)41に設置されていなければ、クラウドコントローラ30aは、VMを拠点Y(大阪)41へマイグレーションさせる。
拠点X(福岡)=S×DXX+S×DXY+S×DXZ=2257
拠点Y(大阪)=S×DYX+S×DYX+S×DYZ=1955 …式(1)
拠点Z(東京)=S×DZY+S×DZX+S×DZY=3064
なお、式(1)に示す各通信コストの値は、ユーザ拠点とデータセンタの設置される拠点とが同じ地域で、かつ近くに有る場合、すなわちDXX、DYY、DZZが、DXY、XZ、YXのオーダーに比べて非常に小さい場合、DXX=DYY=DZZ=0と見なして計算した結果である。
(構成)
このようなクラウドコントローラ30aの構成について説明する。図11は、第2の実施形態のクラウドコントローラの機能構成を示す機能ブロック図である。図11に示すように、クラウドコントローラ30aの制御部33は、コスト計算部33gをさらに備える。また、記憶部32は、各拠点間の距離を示した拠点間距離情報32dをさらに備える。
コスト計算部33gは、拠点ごとに、当該拠点に当該VMが設置された場合の通信コストを計算する。通信コストは、前記したとおり、コスト計算部33gが、カウント部33bでカウントされた拠点ごとのVMへの通信セッション数に、拠点間距離情報32d(図12参照)に示される当該拠点から他の拠点への距離に応じた重み付けを行うことで計算される。例えば、前記した式(1)に示すような、他の拠点(当該VMが設置される拠点以外の拠点)から自拠点(当該VMが設置される拠点)への通信セッション数と距離との積の和により計算される。
また、マイグレーション決定部33cは、コスト計算部33gにより計算された通信コストのうち、通信コストが最小となる拠点を、当該VMを設置する拠点とする。つまり、現在VMが設置される拠点が、通信コストが最小となる拠点とは異なるときには、マイグレーション決定部33cは、当該拠点を当該VMのマイグレーション先として選択する。
また、拠点間距離情報32dは、各拠点間の距離を示した情報であり、例えば、各拠点のデータセンタ間の距離が用いられる。図12は、拠点間距離情報の例を示す図である。この拠点間距離情報32dは、図12に示すように、拠点の組み合わせごとに、当該拠点間の距離を示した情報である。なお、この拠点間距離情報32dにおける拠点間の距離は、各拠点に設置されるルータ間のホップ数を用いてもよい。この距離のパラメータは、クラウドコントローラ30aの管理者等が任意の値を設定するものとする。また、距離のパラメータに、ホップ数を用いる場合、クラウドコントローラ30aが、データセンタのルータからユーザ拠点のルータまでのホップ数を取得して、拠点間距離情報32dに格納してもよい。
(処理手順)
次に、図14を用いて、クラウドコントローラ30aの処理手順を説明する。図14は、第2の実施形態のクラウドコントローラの処理手順を示すフローチャートである。なお、以下の処理も、第1の実施形態と同様に、事前に設定した時間間隔、事前に設定した時刻、または、VMのマイグレーションから、所定時間経過したことなどをトリガとして実行される。
S11およびS12は、図9のS1およびS2と同様であるので説明を省略し、S13から説明する。S12の後、コスト計算部33gは、拠点ごとに、当該拠点にVMを設置した場合の通信コストを計算する(S13:拠点ごとの通信コスト計算)。具体的には、コスト計算部33gは、カウント部33bでカウントされた拠点ごとのVMへの通信セッション数に、拠点間距離情報32d(図12参照)に示される当該拠点から他の拠点への距離に応じた重み付けを行うことで、拠点ごとのVMへの通信コストを計算する。
そして、マイグレーション決定部33cは、S13で計算した拠点ごとの通信コストの値に基づき、VMが設置される拠点は、通信コストが最小の拠点か否かを判断する(S14)。ここで、マイグレーション決定部33cが、VMの設置される拠点は、通信コストが最小の拠点ではないと判断したとき(S14でNo)、当該VMを通信コストが最小の拠点へマイグレーションさせると決定し、マイグレーション実行部33dは当該拠点へのマイグレーションを実行する(S15)。その後、S16の処理は、図9のS5と同様なので説明を省略する。
例えば、前記した例でいうと、VMの通信コストが最小になる拠点は、拠点Y(大阪)41であるが、当該VMが設置される拠点は拠点X(福岡)1であるので、当該VMの拠点(大阪)41へのマイグレーションを実行する。
一方、マイグレーション決定部33cが、当該VMの設置される拠点は、通信コストが最小の拠点であると判断されたとき(S14でYes)、マイグレーションは実行せず、処理を終了する。
(第2の実施形態の効果)
このようにクラウドコントローラ30aは、各拠点のユーザ端末10からVMへの通信セッション数に加え、当該VMへの通信距離の長さを考慮し、通信遅延を低減するような拠点にVMを設置するようにする。これにより、システム内の拠点が3箇所以上あるような場合でも、通信システム全体としての遅延時間を低減できる。
(システム構成など)
図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示された構成要素と同一であることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。
また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともできる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPU(Central Processing Unit)および当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
(その他の実施形態)
また、前記した第2の実施形態において、通信システムのユーザ拠点とデータセンタの設置される拠点とが同じ地域にあっても距離が離れていて、その距離が無視できない場合、通信コストの計算に、各ユーザ拠点から各データセンタまでの距離をパラメータとして用いることも可能である。この場合、クラウドコントローラ30aのコスト計算部33gは、前記した拠点間の距離に代えて、各ユーザ拠点から各データセンタまでの距離を示す情報(ユーザ拠点−データセンタ間距離情報)を用いる。このユーザ拠点−データセンタ間距離情報は、記憶部32に格納される。
図14は、ユーザ拠点−データセンタ間距離情報の例を示す図である。ユーザ拠点−データセンタ間距離情報は、例えば、図14に示すように、データセンタの設置される拠点(データセンタ拠点)とユーザ拠点との組み合わせごとに、当該組み合わせにおけるデータセンタ拠点とユーザ拠点との間の距離を示した情報である。
例えば、図14において、データセンタ拠点X(福岡)とユーザ拠点A(福岡)との距離DXAは、35(km)であり、データセンタ拠点X(福岡)とユーザ拠点B(大阪)との距離DXBは、506(km)であり、データセンタ拠点X(福岡)とユーザ拠点C(東京)との距離DXCは、913(km)であることを示す。
ここで、コスト計算部33gが、図14に例示したユーザ拠点−データセンタ間距離情報を用いて、拠点X(福岡)1、拠点Y(大阪)41、拠点Z(東京)51それぞれのVMへの通信セッション数がS,S,Sが、S=3、S=1,S=2であるとき、各拠点にVMを設置した場合の通信コストは、以下の式(2)に示す値となる。
拠点X(福岡)=S×DXA+S×DXB+S×DXC=2437
拠点Y(大阪)=S×DYA+S×DYB+S×DYC=2527 …式(2)
拠点Z(東京)=S×DZA+S×DZB+S×DZC=3237
この中で最も通信コストが小さいのは、VMを拠点X(福岡)1に設置した場合である。よって、もしVMが拠点(福岡)1に設置されていなければ、クラウドコントローラ30aは、VMを拠点(福岡)1へマイグレーションさせる。
このようにクラウドコントローラ30aは、通信システムにおけるユーザ拠点とデータセンタの設置される拠点との距離を考慮して通信コストを計算する。よって、クラウドコントローラ30aは、通信システム全体としての遅延時間を低減するため、VMをどの拠点(データセンタ)へマイグレーションすべきかを正確に判断することができる。
なお、第2の実施形態において、通信システムの拠点数が3つである場合の適用例を説明したが、拠点数は2つでもよいし、4つ以上であってもよい。
また、第1の実施形態および第2の実施形態において、クラウドコントローラ30,30aは、VMのマイグレーション実行後、当該VMのデフォルトゲートウェイのアドレスをマイグレーション先のルータのアドレスに変更することとしたが、これに限定されない。
例えば、通信システムの各拠点のルータが、ユーザ端末10向け、および、データセンタ向けにNAT(Network Address Translation)機能を持ち、VMがユーザ端末10からのパケットを返信する際には、当該パケットを中継した各拠点のルータへ返信する。そして、VMからの返信パケットを受信したルータはNATを行い、当該パケットの送信元のユーザ端末10へ返信パケットを送信する。このようにすることでもマイグレーション後のVMは、マイグレーション先の拠点のルータ経由でユーザ端末10へパケットを送信することができる。
(プログラム)
また、上記実施形態に係るクラウドコントローラが実行する処理をコンピュータが実行可能な言語で記述した管理プログラムを作成することもできる。この場合、コンピュータが管理プログラムを実行することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、かかる管理プログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された管理プログラムをコンピュータに読み込ませて実行することにより上記実施形態と同様の処理を実現してもよい。
図15は、管理プログラムを実行するコンピュータを示す図である。図15に示すように、コンピュータ1000は、例えば、メモリ1010と、CPU1020と、ハードディスクドライブインタフェース1030と、ディスクドライブインタフェース1040と、シリアルポートインタフェース1050と、ビデオアダプタ1060と、ネットワークインタフェース1070とを有する。これらの各部は、バス1080によって接続される。
メモリ1010は、ROM(Read Only Memory)1011およびRAM1012を含む。ROM1011は、例えば、BIOS(Basic Input Output System)などのブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース1030は、ハードディスクドライブ1090に接続される。ディスクドライブインタフェース1040は、ディスクドライブ1100に接続される。ディスクドライブ1100には、例えば、磁気ディスクや光ディスクなどの着脱可能な記憶媒体が挿入される。シリアルポートインタフェース1050には、例えば、マウス1110およびキーボード1120が接続される。ビデオアダプタ1060には、例えば、ディスプレイ1130が接続される。
ここで、図15に示すように、ハードディスクドライブ1090は、例えば、OS1091、アプリケーションプログラム1092、プログラムモジュール1093およびプログラムデータ1094を記憶する。上記実施形態で説明した各テーブルは、例えばハードディスクドライブ1090やメモリ1010に記憶される。
また、管理プログラムは、例えば、コンピュータ1000によって実行される指令が記述されたプログラムモジュールとして、例えばハードディスクドライブ1090に記憶される。具体的には、上記実施形態で説明した制御部33の実行する各ステップが記述されたプログラムモジュールが、ハードディスクドライブ1090に記憶される。
また、管理プログラムによる情報処理に用いられるデータは、プログラムデータとして、例えば、ハードディスクドライブ1090に記憶される。そして、CPU1020が、ハードディスクドライブ1090に記憶されたプログラムモジュール1093やプログラムデータ1094を必要に応じてRAM1012に読み出して、上述した各手順を実行する。
なお、管理プログラムに係るプログラムモジュール1093やプログラムデータ1094は、ハードディスクドライブ1090に記憶される場合に限られず、例えば、着脱可能な記憶媒体に記憶されて、ディスクドライブ1100などを介してCPU1020によって読み出されてもよい。あるいは、管理プログラムに係るプログラムモジュール1093やプログラムデータ1094は、LAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)などのネットワークを介して接続された他のコンピュータに記憶され、ネットワークインタフェース1070を介してCPU1020によって読み出されてもよい。
また、例えば、一般的なクラウドコントローラに上記実施形態と同様の機能を実行させる場合には、クラウドコントローラが実行可能なプログラムに上記手順を記述し、クラウドコントローラに実行させることで、上記実施形態と同様の機能を実行させることもできる。つまり、クラウドコントローラのプロセッサが、上記手順が記述されたプログラムをメモリに展開して実行することで、同様の処理を実行することができる。また、L3スイッチなどに実行させる場合には、上記実施形態と同様の機能を実行させる回路を搭載したLSIを、L3スイッチに搭載させることで、同様の処理を実行することができる。
1、11、41、51 拠点
2、12、42、52 データセンタ
4、14、44、54 ルータ
5、15 OVS
10(10A〜10H) ユーザ端末
20 ネットワーク
21 仮想L2ネットワーク
22 ネットワークセグメント
30、30a クラウドコントローラ
31 通信制御部
32 記憶部
32a VM管理テーブル
32b ルータ管理テーブル
32c セッション情報
32d 拠点間距離情報
33 制御部
33a セッション取得部
33b カウント部
33c マイグレーション決定部
33d マイグレーション実行部
33e アドレス設定部
33f 管理テーブル更新部
33g コスト計算部

Claims (7)

  1. 拠点間で仮想マシンのマイグレーションを実行する管理装置であって、
    前記拠点それぞれに設置され、前記仮想マシンがユーザ端末とデータ通信を行う際に経由するルータにアクセスし、前記拠点それぞれのルータから、当該拠点のルータが中継する各仮想マシンへの通信セッション数を取得するセッション取得部と、
    前記拠点の組み合わせごとに、前記組み合わせの拠点間の距離を示した拠点間距離情報を記憶する記憶部と、
    前記拠点ごとの前記仮想マシンへの通信セッション数に、前記拠点間距離情報に示される当該拠点から他の拠点それぞれまでの距離に応じた重み付けを行うことで、前記拠点ごとに、当該拠点に当該仮想マシンが設置された場合の通信コストを計算するコスト計算部と、
    前記仮想マシンのマイグレーション先として、前記計算された通信コストが最小となる拠点を当該仮想マシンのマイグレーション先として選択するマイグレーション決定部と、
    前記選択した拠点へ、当該仮想マシンをマイグレーションさせるマイグレーション実行部とを備えることを特徴とする管理装置。
  2. 前記記憶部は、さらに、
    前記拠点それぞれから前記ユーザ端末が設置されるユーザ拠点それぞれまでの距離を示した情報を記憶し、
    前記コスト計算部は、前記拠点ごとの前記仮想マシンへの通信セッション数に、当該拠点から前記ユーザ拠点それぞれまでの距離に応じた重み付けを行うことで、前記拠点ごとに、当該拠点に当該仮想マシンが設置された場合の通信コストを計算することを特徴とする請求項1に記載の管理装置。
  3. 前記拠点間の距離、または、前記拠点から前記ユーザ拠点までの距離は、前記拠点に設置されるルータ間のホップ数であることを特徴とする請求項に記載の管理装置。
  4. 前記マイグレーションが実行された仮想マシンに対し、当該仮想マシンが外部装置とデータ通信を行う際に経由するルータのアドレスとして、前記マイグレーション先の拠点のルータのアドレスを設定するアドレス設定部をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の管理装置。
  5. 拠点間で仮想マシンのマイグレーションを実行する管理装置と、前記拠点に設置され、前記仮想マシンが外部装置とデータ通信を行う際に経由するルータとを有する通信システムであって、
    前記管理装置は、
    前記拠点それぞれに設置され、前記仮想マシンがユーザ端末とデータ通信を行う際に経由するルータにアクセスし、前記拠点それぞれのルータから、当該拠点のルータが中継する各仮想マシンへの通信セッション数を取得するセッション取得部と、
    前記拠点の組み合わせごとに、前記組み合わせの拠点間の距離を示した拠点間距離情報を記憶する記憶部と、
    前記拠点ごとの前記仮想マシンへの通信セッション数に、前記拠点間距離情報に示される当該拠点から他の拠点それぞれまでの距離に応じた重み付けを行うことで、前記拠点ごとに、当該拠点に当該仮想マシンが設置された場合の通信コストを計算するコスト計算部と、
    前記仮想マシンのマイグレーション先として、前記計算された通信コストが最小となる拠点を当該仮想マシンのマイグレーション先として選択するマイグレーション決定部と、
    前記選択した拠点へ、当該仮想マシンをマイグレーションさせるマイグレーション実行部とを備え、
    前記ルータは、
    当該ルータが中継する仮想マシンへの通信セッション数を示したセッション情報を保持することを特徴とする通信システム。
  6. 拠点間で仮想マシンのマイグレーションを実行する管理装置が、
    前記拠点それぞれに設置され、前記仮想マシンがユーザ端末とデータ通信を行う際に経由するルータにアクセスし、前記拠点それぞれのルータから、当該拠点のルータが中継する各仮想マシンへの通信セッション数を取得するステップと、
    前記拠点の組み合わせごとに、前記組み合わせの拠点間の距離を示した拠点間距離情報を参照して、前記拠点ごとの前記仮想マシンへの通信セッション数に、前記拠点間距離情報に示される当該拠点から他の拠点それぞれまでの距離に応じた重み付けを行うことで、前記拠点ごとに、当該拠点に当該仮想マシンが設置された場合の通信コストを計算するステップと、
    前記仮想マシンのマイグレーション先として、前記計算された通信コストが最小となる拠点を当該仮想マシンのマイグレーション先として選択するステップと、
    前記選択した拠点へ、当該仮想マシンをマイグレーションさせるステップとを実行することを特徴とする管理方法。
  7. 拠点間で仮想マシンのマイグレーションを実行する管理装置に、
    前記拠点それぞれに設置され、前記仮想マシンがユーザ端末とデータ通信を行う際に経由するルータにアクセスし、前記拠点それぞれのルータから、当該拠点のルータが中継する各仮想マシンへの通信セッション数を取得するステップと、
    前記拠点の組み合わせごとに、前記組み合わせの拠点間の距離を示した拠点間距離情報を参照して、前記拠点ごとの前記仮想マシンへの通信セッション数に、前記拠点間距離情報に示される当該拠点から他の拠点それぞれまでの距離に応じた重み付けを行うことで、前記拠点ごとに、当該拠点に当該仮想マシンが設置された場合の通信コストを計算するステップと、
    前記仮想マシンのマイグレーション先として、前記計算された通信コストが最小となる拠点を当該仮想マシンのマイグレーション先として選択するステップと、
    前記選択した拠点へ、当該仮想マシンをマイグレーションさせるステップとを実行させるための管理プログラム。
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