JP6426849B2

JP6426849B2 - Ｓｄｔがｎｆｖ及びｓｄｎと連携するためのシステム及び方法

Info

Publication number: JP6426849B2
Application number: JP2017538249A
Authority: JP
Inventors: リ，シュイ; ヴルジック，ソフィー; ラオ，ジャヤ
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2036-01-20
Also published as: JP2018508137A; CN107005480A; US10298466B2; WO2016118646A1; EP3241319B1; KR20170105582A; EP3241319A4; EP3241319A1; US20160212017A1; CN107005480B; BR112017015617A2

Description

本出願は、参照することによって援用される、“Method and Apparatus for NFV Management and Orchestration”という名称の2015年2月23日に出願された米国仮出願第62/119,620号、“Systems and Methods for SDT to Interwork with NFV and SDN”という名称の2015年1月20日に出願された米国仮出願第62/105,486号及び“Systems and Methods for SDT to Interwork with NFV and SDN”という名称の2015年12月11日に出願された米国仮出願第62/266,412号の利益を主張する。

技術分野
本発明は、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）の利用を可能にするシステム及び方法に関し、特定の実施例では、SDTがネットワークファンクション仮想化（NFV）及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）と連携するシステム及び方法に関する。

従来の通信ネットワークでは、トポロジは、ノードの位置及びそれらを相互接続するリンクによって定義される。ノードとファンクションが仮想化され、仮想化されたノード間で論理リンクが作成可能であるため、物理リソースの配置のみによって一度定義されたネットワークのトポロジは、ネットワーク管理エンティティによって定義可能である。ソフトウェア定義トポロジ（SDT）は、ソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）などの他の技術と共に、ネットワークの動的な作成及び管理を可能にする技術として考えられる。いわゆる、第5世代（5G）無線ネットワークなどの次世代ネットワークとの関連において、SDT管理エンティティが、(1)バーチャルファンクション存在ポイント（PoP）判定、すなわち、バーチャルファンクションの物理位置（ネットワークアドレス）、及び（2）論理リンク判定、すなわち、サービストラフィックソース、サービスVF PoP及びサービストラフィックデスティネーション間の論理リンク及び各リソース要求を含む、各サービスについてネットワーク論理トポロジを生成/判定するのに利用可能である。

ネットワークファンクション仮想化（NFV）及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）とのソフトウェア定義トポロジ（SDT）管理連携のための実施例の方法は、SDTマネージャにおいて、サービスカスタマから仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含むサービスリクエストを受信するステップと、受信されたサービスリクエストに従って仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択するステップと、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従って仮想ファンクション（VF）FGを生成するステップと、VF FGにおけるVFのための存在点（PoP）を選択するステップと、生成されたVF FG及び決定されたPoPの少なくとも1つに従ってVFをインスタンス化するための命令をNFVマネージャに送信するステップとを含む。

実施例のソフトウェア定義トポロジ（SDT）マネージャは、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラミングは、サービスカスタマから仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含むサービスリクエストを受信し、受信されたサービスリクエストに従って仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択し、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従って仮想ファンクション（VF）FGを生成し、VF FGにおけるVFのための存在点（PoP）を選択し、生成されたVF FG及び決定されたPoPの少なくとも1つに従ってVFをインスタンス化するための命令をNFVマネージャに送信するための命令を含む。

実施例のネットワークコントローラは、プロセッサと、非一時的なコンピュータ可読媒体とを含むソフトウェア定義トポロジ（SDT）コンポーネントと、インタフェースとを含み、SDTコンポーネントは、テンプレートセレクタ、テンプレートセレクタによって選択された少なくとも1つの仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレート、カスタマからのサービスリクエスト、トラフィック情報及びNFVI情報に従ってVF FGを生成する仮想ファンクション（VF）フォワーディンググラフ（FG）生成器であって、サービスリクエストは仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含む、VF FG生成器、VF PoP情報を決定し、VF FG、サービスリクエスト、トラフィック情報及びNFVI情報に従って、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVN PoPの間のLLのLL情報を決定する存在点（PoP）及び論理リンク（LL）生成器を含み、インタフェースは、VF FG、PoP情報及びLL情報の少なくとも1つを、NFV管理及び組織（MANO）コンポーネント及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）トラフィックエンジニアリング（TE）コンポーネントの少なくとも1つに提供する。

本発明及びその効果のより完全な理解のため、添付図面と共になされる以下の説明がここで参照される。
図1は、software defined topology（SDT）の実施例を示す。図2は、European Telecommunications Standards Institute (ETSI) ネットワークファンクション仮想化(NFV)- Management and Organization (MANO)の内部であって、特にNFV Orchestrator(NFVO)の一部としてのSDTのシステムの実施例を示す。図3は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステムの第1の実施例を示す。図4は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステムの実施例を示す。図5は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステムの第2の実施例を示す。図6は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステムの第3の実施例を示す。図7は、SDTの内部処理の実施例及び特に分散化された実現形態の実施例を示す。図8は、各バーチャルファンクションfがラウンドノードとして示されるPoP候補位置により拡張される拡張フォワーディンググラフ(AFG)及び特に順序付けされたファンクションチェーニングの具体例を示す。図9は、単一サービスケースの実施例を示す。図10は、分散最適化の実施例を示す。図11は、分散アルゴリズム法の実施例のフローチャートを示す。図12Aは、シンボル記号VFを示す3つのタイプのファンクションを示す図である。図12Bは、3つのファンクションのSFCの実施例を示す図である。図13は、実施例における要求キューブと割当てキューブとの間の関係を示す図である。図14Aは、SFCのSFC前処理のための実施例の方法におけるステップを示すブロック図である。図14Bは、SFCのSFC前処理のための実施例の方法におけるステップを示すブロック図である。図14Cは、SFCのSFC前処理のための実施例の方法におけるステップを示すブロック図である。図15は、ホストデバイスにインストールされうるここに説明される方法を実行するための実施例の処理システムのブロック図を示す。図16は、通信ネットワークを介しシグナリングを送受信するよう構成される送受信機のブロック図を示す。

現在好適な実施例の構成、製造及び利用が以下において詳細に説明される。しかしながら、本発明は広範な具体的なコンテキストにおいて実現可能な多数の適用可能な発明コンセプトを提供することが理解されるべきである。説明される具体的な実施例は、発明を作成及び利用するための具体的な方法を単に示し、発明の範囲を限定するものでない。

SDT機能の一部はEuropean Telecommunications Standards Institute(ETSI）ネットワークファンクション仮想化（NFV）によって必要とされるため、NFV-MANOフレームワークを強化するためSDTがNFV-MANagement and Orchestration（MANO）フレームワークとどのように連携するか定義する必要がある。

実施例のシステム及び方法は、SDTがNFV及びSDNと連携することを可能にする。様々な実施例は、SDT/NFVへの新しい入力、4つの連携オプション及びSDT、NFV及びSDNコンポーネント間のインタフェース/インタラクションを含む。分散化SDTの実現形態を含む実施例のSDT問題の定式化及び解法。

実施例は、SDTとNFV及びSDNアーキテクチャとの相互運用を可能にする。実施例は、分散化SDTの実現形態を可能にする。実施例は、ネットワーク管理からNFVインフラストラクチャ（NFVI）（例えば、データセンタ）リソース管理を分離する。実施例は、管理の複雑さ、計算の複雑さ及び制御シグナリングオーバヘッドを低減する。実施例は、管理のフレキシビリティ及び局所的な反応/調整を可能にする。

実施例では、ネットワークファンクション仮想化（NFV）及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）とのソフトウェア定義トポロジ（SDT）管理の連携のための方法は、仮想サービスファンクション（VSF）フォワーディンググラフ（FG）を含むサービスリクエストを受信し、少なくとも1つの仮想ネットワークファンクション（VNF）FGテンプレートを選択し、サービスリクエスト及び選択された少なくとも1つのVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成し、VF FGにおけるVFの存在ポイント（PoP）を決定し、 VNFインスタンス化及び論理リンクプロビジョニングのためのVF FG及びPoP情報を提供することを含む。

実施例では、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）マネージャはプロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラミングを格納する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラミングは、VSF FGを含むサービスリクエストを受信し、少なくとも1つの仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択し、サービスリクエスト及び選択された少なくとも1つのVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成し、VF FGにおけるVFの存在ポイント（PoP）を決定し、VNFインスタンス化及び論理リンクプロビジョニングのためのVF FG及びPoP情報を提供するための命令を含む。

ETSI NFVアーキテクチャでは、オーケストレータは以下のデータレポジトリ、すなわち、ネットワークサービスカタログ、VNFカタログ、NFVインスタンス及びNFVIリソースにアクセスできると仮定される。ネットワークサービスカタログは、搭載されている全てのネットワークサービスのレポジトリである。これは、ネットワークサービス記述子（NSD）、仮想リンク記述子（VLD）及びVNFフォワーディンググラフ記述子（VNFFGD）を含む。VLDは、VNF、物理ネットワーク機能（PNF）及びエンドポイント間のリンクに必要とされるリソース要求を記述する。VNFFGDは、リストに関連付けられたルール/ポリシーと共に、接続ポイントの順序付けされたリストを含むネットワークフォワーディングパス（NFP）要素を含む。

VNFカタログは、搭載されている全てのVNFパッケージのレポジトリである。それは、ソフトウェアイメージと、それの展開及び処理動作に関してVNFを記述するVNF記述子（VNFD）とを含み、VNFとVNFのライフサイクル管理とをインスタンス化するためVNFMによって利用される。

NFVインスタンスレポジトリは、全てのVNFインスタンスとネットワークサービスインスタンスとの情報を保持し、各VNFインスタンスはVNFレコードによって表され、各NSインスタンスはNSレコードによって表される。

NFVIリソースレポジトリは、オペレータのインフラストラクチャドメインにわたってVIMによって抽象化されるような利用可能/予約済み/割り当て済みのNFVIリソースに関する情報を保持する。それは、リソース予約、割り当て及び監視のために利用される。

ETSI NFVフレームワーク内において、オーケストレータはNSカタログからFGを決定する。FGは、要求されたネットワークサービスの論理トポロジを定義する。現在、VNFFGはサービスプロバイダによって、又はそれらのシステムインテグレーションパートナーによって開発されることが仮定される。サービスプロバイダは、典型的なネットワークサービスのテンプレートを利用して、カスタマイズされたネットワークサービスを定義することができる。しかしながら、これは手動で実行される。

SDTに関して、VNFはVSFと区別され、ETSI NFVフレームワークは、VNFとVSFの両方を含む汎用VFを扱うよう拡張され、ネットワークサービスの論理トポロジを手動で定義する代わりに、論理トポロジがネットワークサービスリクエストから自動的に作成できる。論理トポロジの定義に対するこの自動化されたアプローチは、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）として参照される。SDTの役割は、（機能チェーニング要求を定義する）VF FGを決定し、（例えば、制御プレーン及びデータプレーンのための）フォワーディングパスを決定し、FGにおける各ファンクションのインスタンス数を含む、（論理トポロジを定義する）VF FGにおける各ファンクションのPoPを決定することである。SDTエンティティはまた、トポロジマネージャとして参照可能である。SDTはNFVと組み合わせ可能であり、この場合、SDTはまたNFV-MANOによってインスタンス化される仮想ファンクションとすることができる。SDNがまた制御プレーンとデータプレーンとを分割するのに利用される場合、SDNコントローラとSDTとの間に定義されるインタフェースが存在すべきである。SDTはNSリクエストのための論理トポロジをオーケストレータに提供するため、SDTとオーケストレータとの間には定義されたインターフェイスがあるべきである。SDTの意思決定後、NFVとSDNとが、結果となるサービスに固有のネットワークトポロジをプロビジョニングするのに利用される。NFVはサービスファンクションをインスタンス化するため利用される一方、SDNは論理接続をアンダーレイする物理接続をプロビジョニングするのに利用される。

仮想ファンクションは、カスタマに固有のサービスファンクション（VSF）と汎用ネットワーキングファンクション（VNF）とを区別する。VSFは、サービスビジネスロジックを反映したサービスカスタマによって定義され、ネットワークオペレータに知られてもよいし、知られなくてもよい。VNFは、ネットワーキング処理の強化に利用される。それらは、ネットワークオペレータによって提供され、従って既知である。

ネットワークシステムは、典型的なVNFフォワーディンググラフ（VNF FG）テンプレートを含むパーシャルネットワークサービスカタログを維持する。カスタマはそれを知るか、又は維持する必要はない。VNF FGは単一のVNFを含むことができる。

サービスのVF FGは、VNF FGとVSF FGとの組み合わせである。VF FGはVNF FG又はVSF FGと同じである可能性がある。当業者によって、FGの何れかにおけるVFが特定の順序なしに存在してもよいことがまた理解されるであろう。

図1は、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）102の実施例を示す。SDT102はまた、SDTマネージャ又は管理エンティティとして参照される。SDT102は、VF FG生成コンポーネント104及びVF PoP論理リンク（LL）生成コンポーネント110を含む。コンポーネント104は、テンプレート選択コンポーネント106及びVF FG生成器108を含む。テンプレート選択コンポーネント106は、例えば、ネットワークオペレータから、少なくともパーシャルNSカタログ112を受信する。実施例では、NSカタログ112は、それがVNF FGしか含まないかもしれないため、パーシャルでありうるが、実施例ではカスタマによって供給されるVSF FG部分を欠いている可能性がある。他の実施例では、NSカタログ112は、VNF FGとVSF FGの両方を含んでもよい。テンプレート選択コンポーネント106は、VNF FGテンプレートを選択し、それをVF FG生成器108に提供する。VF FG生成器108は、VF FGを生成する。VF PoP LL生成コンポーネント110は、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVF PoPの間のVNF及び論理リンク（LL）の存在ポイント（PoP）を決定し、VF PoP LLを出力する。

サービスリクエストでは、サービスカスタマは、パーシャルVF FG（例えば、VSF FG）又は完全なVF FGを提供してもよい。

サービスリクエストでは、サービスカスタマは、トラフィックソース及びトラフィックデスティネーションを特別なVSFとして含むVSF FGを提供してもよい。

サービスリクエストでは、サービスカスタマは、トラフィックソース及びトラフィックデスティネーションのみを含むVSF FGを提供してもよい。

SDT102への入力は、サービストラフィック記述、すなわち、トラフィックソース分布、トラフィックソースモビリティ、トラフィック特性などと、サービスファンクション記述、すなわち、VSF FG（又はサービスファンクションチェーン）、ファンクション特性などを含むサービスリクエストを含む。サービスファンクション記述は、ステートレスファンクション又はステートフルファンクション、ストレージ、CPU、メモリ、I/Oアクセス、トラフィックレートに関するファンクションオーバヘッド、PoPの最小/最大数、優先/非優先PoP、任意的か否か、別のVFのインスタンス化への依存、別個のVFとして再帰的か否か、及び最大/最小再帰回数などのファンクションインスタンス化制約を含む。

サービスリクエストは更に、トラフィックQoS要求、サービスユーザQoE要求及びサービスファンクション品質要求、すなわち、有効性、効率性などのサービストラフィック品質要求を含む。ファンクションの有効性は、例えば、イベント検出の確率又は誤ったアラームの確率などである。ファンクションの効率性は、例えば、報告応答遅延である。

SDT102への入力は更に、例えば、データ分析から取得されうる、物理リンク毎、ノード毎、論理リンク毎の統計的負荷を含むトラフィック情報を含む。

SDT102への入力は更に、PoP位置、PoP毎のファンクション可用性、PoP毎の処理負荷範囲などのNFVI情報と、デバイス、BS、ルータ及びNFVI PoPの間の統計的負荷、名目的な残りのネットワークリソース（物理リンク容量、無線リソースなど）を含む。

SDT102への入力は更に、例えば、サービス、ネットワーク及び/又はNFVI PoP情報の変更、人間のトリガ、タイムアウトイベント又はパフォーマンストリガ（サービス、SDT、TE）などを示すトリガを含む。

SDT102への入力は更に、典型的なVNF FGテンプレートなどのパーシャルネットワークサービス（NS）カタログを含む。

SDT102は、VNF毎のポリシー/制約に依存し、その各々はVF FGを生成するためVNFのVSF FGへの挿入を規制する。ポリシーは事前定義され、必要に応じて更新されてもよい。それらはNSカタログに格納可能である。

VNF毎のポリシー/制約は、一般に、サービスタイプ依存制約、接続性制約、順序制約、リソース/負荷認識制約、監視ファンクション固有制約として分類される。

サービスタイプ依存制約は、特定のタイプのサービスに対してVNFが選択/使用されるか否かを制限する。例えば、仮想MMEファンクションは、モバイルサービスのみに適用可能である。

接続性制約は、第1のVNFと第2のVNFとの接続性の論理的接続性及び特性（例えば、それが直接的接続であるか、コロケーション優先度、方向など）を定義する。それは、結果として得られるVF FGにおいて両方のVNFを使用/選択させうる。例えば、トラフィックエンジニアリングがネットワークに関与しているとき、仮想MMEファンクション及び仮想TEファンクションのための接続性制約が定義され、仮想MMEファンクションが、サービスがモバイルサービスであるという事実のために選択される場合、仮想TEファンクションが自動的に選択され、論理的リンクがこの制約に従ってそれらの間に作成される。接続性制約は、VNF FGテンプレートの一部として表現されてもよく、それらはまたVNFとVSFとの間で定義されてもよい。

順序付け制約は、結果として生じるVF FGにおけるファンクションチェーンに沿って、他の仮想ファンクションに関するVNFの出現順序を指定する。例えば、仮想サービングゲートウェイファンクションは、仮想eNodeBファンクションと仮想パケットゲートウェイファンクションとの間に出現する必要がある。いくつかの実施例では、順序付け制約はなくてもよいか、あるいは、それがファンクションチェーンにおけるVFセットについて、VFの順序付けが重要でないことを指定しうることが、当業者によって理解されるであろう。

リソース/負荷認識制約は、PoPリソースの負荷及び/又はトラフィック負荷の対象となるVNFの選択及び配置を定義する。例えば、ロードバランシングファンクションは、トラフィックがVF FGにおける同じネクストホップファンクションの複数のPoPの1つに転送される選択肢を有する場所にのみ挿入可能である。

監視ファンクション制約は、仮想監視VNFの選択及び配置制約を定義する。VNFは、監視目的及び要求に適合した適切な場所において利用及び配置されるべきである。例えば、課金指向監視ファンクションは、課金可能なリソース（CPU、ストレージ、帯域幅など）に関する利用情報が収集可能となるように、適切な場所に挿入されるべきである（また、論理リンクがそれに対して作成される）。

図2は、ETSI NFV-MANOに準拠したコントローラ204内にあって、特にNFVオーケストレータ（NFVO）の一部としてのSDT210のシステム200の実施例を示す。NFV-MANO204コンポーネントは、サービスリクエストを受信し、VNF FGテンプレートのNSカタログ202を読み、それは、VF FG、VF PoP及び論理リンク（LL）に関する決定を行う内部SDTコンポーネント210にデータをリダイレクトする。NFV-MANO204は、SDN（TE）206に結合され、SDN（TE）にLL情報（ノード間）を提供する。SDN（TE）206は、ネットワーク208にLLプロビジョニングコマンドを決定及び提供する。NFV-MANO204はまた、VFインスタンス化コマンドをネットワーク208に提供する。

図3は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステム300の第1の実施例を示す。システム300は、パーシャルNSカタログ302、SDT-1 304、SDT-2 312を含むNFV-MANO 306、SDN（TE）308及びネットワーク310を含む。SDT-1 304はVF FG生成器であり、SDT-2 312は、VF PoP及びLLを決定する。SDT-1 304コンポーネントは、サービスリクエストを受信し、VNF FGテンプレートについてNSカタログ302を読み、初期的なVF FGを計算し、それをVF PoP及びLLを決定するNFV-MANOコンポーネント306に入力し、その決定をSDT-1 304にフィードバックする。フィードバックによって、SDT-1 304は、それのVF FG決定を調整し、それをNFV-MANO 306に更新する。上記ステップは、SDT-1 304がVF FGに新たなVNFを追加する必要がないか、あるいは、VF FGにおけるVF間の論理接続を変更する必要がないことが分かり、NFV-MANO 306にそれの決定が最終的である（すなわち、フィードバックが必要でない）ことを通知するまで、繰り返しリピートされる。

図4は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステム400の実施例を示す。ファンクションF2は、ステートレス関数（何れかのコンテキスト情報がないことによって特徴付けされる）である。SDTコントローラは、F2の複数のインスタンスを確認した後、VF FGにロードバランシング（LB）ファンクションを追加できる。

図5は、ETSI NFV-MANOの外部のSDTによるシステム500の第2の実施例を示す。SDTは、論理トポロジを定義するNFVO機能を実現する。システム500は、パーシャルNSカタログ502、SDT504、NFV-MANOコンポーネント506、SDN（TE）508及びネットワーク510を含む。SDTコンポーネント504は、完全にNFV-MANO506の外部にある（NFV-MANOの外側と内側の2つのサブコンポーネントに分割される図3におけるケースと対照的に）。SDTコンポーネント504は、完全なSDT決定（すなわち、VF FGの定義に加えて、VNF PoP及びLLを含む論理トポロジを定義するNFVO機能を満たすことに加えて）を受け、当該決定をNFV-MANO506に入力し、後者は、VFをインスタンス化し、SDN（トラフィックエンジニアリング（TE））コンポーネント508を介してネットワークをプロビジョニングする決定を受け入れる。

図6は、ETSI NFV-MANOの外側のSDTによるシステム600の第3の実施例を示す。システム600は、パーシャルNSカタログ602、SDTコンポーネント604、NFV-MANOコンポーネント606、SDN（TE）コンポーネント608及びネットワーク610を含む。SDTコンポーネント604は、VF FGを決定し、論理トポロジを定義するNFVO機能を満たし、（図5に示されるように、NFV-MANOコンポーネント606を通過するのとは対照的に）SDNにLL情報を直接（論理リンク）通知する。

図7は、SDT700の内部処理、特に分散化実現形態の実施例を示す。SDT700は、VF FG GENコンポーネント702及びSDT-2コンポーネント704を含む。VF-FG-GENコンポーネント702（図3におけるSDT-1 304コンポーネントに対応する）は、サービスリクエスト、NSカタログ及び他の必要な入力情報に基づきVF FGを生成し、それをSDT-2コンポーネント704に入力し、VF PoP及びLLに関する決定を行う。このSDT-2コンポーネント704は、3つのサブモジュール、すなわち、APR706、LL-R708及びPoP-R710を介し実現可能である。APR706は、VNF FGを受信し、PoP-R及びLL-Rを初期化する。PoP-R 710及びLL-R 708はそれぞれ、VNF PoP及びLLをAPR706に推奨する。APR706は、それらの推奨のため、あるいは、それらの推奨を承認するためPoP-R 710及びLL-R 708へのフィードバックを提供する。実施例では、一意的な各VF及びPoPのペアについて、フィードバックは、PoPにおいてVFをインスタンス化するコスト又は価格として記述することができる。各論理リンクについて、フィードバックは、論理リンクを介しデータを送信するための単位コストとして記述することができる。実施例では、フィードバックは、以下の第1の実施例のアルゴリズムにおいて説明された実施例に従って双対可変値λを含む。フィードバックによると、PoP-R 710及びLL-R 708はそれらの推奨を改訂する。この推奨フィードバック処理は、いくつかの基準が満たされたときにAPR706が推奨を承認する（すなわち、フィードバックが承認メッセージを示す）まで反復して進む。承認されると、PoP-R 710及びLL-R 708は、最終的なSDT 700の解決策を構成するそれらの結果を出力する。

図8は、各仮想ファンクションfがラウンドノードとして示されるPoP候補位置によって拡張される拡張されたフォワーディンググラフ（AFG）800及び特に順序付けされたファンクションチェーニングを示す。

図9は、単一サービスケースの実施例900を示す。

ネットワークコストは、例えば、

として定義される。

分散化DCコストは、例えば、

として定義される。

をネットワークコストの加重ファクタとする。トータルコストは、

として与えられる。

第1の実施例のアルゴリズムを示す問題の分解（カップリング制約に対する）
問題１のパーシャルラグランジェ関数は、以下のような分離可能な関数として表現される。

ただし、

はネットワークコスト関数であり、

はDCコスト関数である。

問題1の双対は、

によって与えられる。

双対目的から、双対問題は、

として定式化される。

双対のサブ問題は、

によって与えられる。

図10は、分散最適化1000の実施例を示す。分散最適化1000は、VF-FG生成器1002、APR 1004、LL-R 1006及びPoP-R 1008を有する。サブ問題P2.1及びP2.2は、LL-R 1006及びPoP-R 1008においてそれぞれパラレルに解かれ、解の出力は更新された双対変数λ_revと引き換えにAPR1004に繰り返し中継される。

双対変数は、例えば、

として、受信したサブ勾配に基づきAPR 1004において改訂され、ここで、αは、固定値に設定可能であるか、あるいは、ラインサーチ技術を介し繰り返し更新可能なステップサイズである。

各繰り返しにおいて、双対分解を介し取得される解は、

によって与えられる主問題の下限に収束する。

繰り返し手順は、収束するか、あるいは、最大繰り返し数後（システムパラメータ）に停止する。

図11は、分散アルゴリズム法1100の実施例のフローチャートを示す。当該方法1100は、VF FGが位置aにおいて生成されるブロック1102において開始される。ブロック1104において、P2.1及びP2.2問題は、位置b,cにおいてパラレルに解かれる。ブロック1106において、P2は、P2.1及びP2.2の結果に関して位置dにおいて解かれる。ブロック1108において、方法1100は、終了条件が位置dにおいて到達したか判定する。ブロック1108において、終了条件に到達しなかった場合、方法1100はブロック1110に進み、P2.1及びP2.2がP2の結果に従って位置b,cにおいて更新され、その後、当該方法1100はブロック1104に進む。ブロック1108において、終了条件に到達した場合、方法1100はブロック1112に進み、P2.1及びP2.2の結果が、最終的な解としてそれぞれ位置b,cから出力される。方法1100は、その後にブロック1114に進み、当該方法は終了する。

マルチサービスケースの実施例は、単一サービスケースの拡張である。最適化制約は、個々のサービスに対するものか、あるいは、サービスの全て又はサブセットの組み合わせ（例えば、合計）に基づくものであるべきである。例えば、ファンクションはサービスのサブセットによって共有され、NFVI PoPはサービスのサブセットによってのみ利用可能であるなどである。実施例では、目的は全てのサービスの組み合わせに基づくべきである。個々のサービスが重み付け可能である。

ここで、図12-14を参照して、代替の実施例が説明される。

ネットワークスライシングは、しばしば、おそらくいくつかのファンクションチェーニング制約の下、ある仮想化されたネットワークファンクションののネットワークノードへのインスタンス化を伴う。実施例では、ネットワークスライシングの一体的な態様として、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）技術が、仮想ファンクション位置及びその間の接続を含むサービスに固有のデータプレーン論理トポロジを定義するのに利用され、これに基づき、ネットワークスライスは、ネットワークファンクション仮想化（NFV）及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）を介し以降にレンダリングされる。

実施例では、弾性的なサービスファンクションチェーンが開示される。弾性的なサービスファンクションチェーンは、実施例では任意的又は再帰的であり得る仮想ファンクションの順序付けられたリストである。実施例では、SDTの問題はそのようなチェーニング要求により対処される。実施例では、SDT問題は、複数商品フロー問題及びビンパッキング問題をサブ問題として含む組み合わせ最適化問題として数学的に定式化される。この問題は、ビンパッキングサブ問題からNP困難を継承し、一般に多項式時間内に解くことができないため、それに取り組むための高速ヒューリスティックアルゴリズムが開示される。

以前のVF配置研究は必須のVFのみを考慮し、そのそれぞれはネットワークにおいて少なくとも1つのインスタンスが作成されることを要求する。このようなシナリオでは、ファンクションチェーニング要求は、存在する場合、弾性的でなく、剛性である。ここで分析され、それについて実施例の解決策が提供されるSDT問題は、任意的なVF又は垂直方向に再帰的なVFが存在し、そのようなVFの発生又は再発に関する決定が解の一部となる弾性的SFCを独自にサポートする汎用的又は拡張されたVF配置問題である。VFのインスタンス数を制限する水平方向の再帰と異なって、垂直方向の再帰は、VFがSFCにおける別のファンクションとして現れる回数を定義する。

ネットワークスライシングは、典型的には、異なるカスタマ又はカスタマのグループに提供され、潜在的に異なるQoS要求及び/又はパケット処理要求を有する異なるネットワークサービスに対して指向されるネットワークリソースの異なる“スライス”をインスタンス化する新たなコンセプトである。ネットワークリソースは、ネットワークノード（例えば、CPU、メモリ、ストレージ、I/Oなど）における計算リソースと、ネットワークリンクを介した帯域幅リソースとの両方を含む。仮想ネットワークとしても知られるネットワークスライスは、サービスがカスタマの観点から他のサービスから実質的に“分離されている”ように見えるように、所与のサービスに対するプールされたネットワークリソースの割り当てに対応する。ネットワークスリッキングのコンテキストでは、分離とは、あるサービスのパフォーマンスが別のサービスのトラフィックによって悪影響を受けていないことを意味する。

しばしば、ネットワークスライシングは、あるネットワーク機能をネットワークノードにインスタンス化することを伴う。所与のネットワークスライスに対して所望されるサービスレベル能力を提供するため、どのネットワークが機能するかによってどのノードがインスタンス化されるべきかの特定は、ネットワークリソース制約だけでなく、ファンクションチェーニング制約（存在する場合）にも従い、典型的には、手動により提供される。この手順は、変化するカスタマ要求に対するネットワークのフレキシビリティ及び応答性を最大限にするよう自動化される。自動化されたネットワークスライシングは、再構成可能なネットワークアーキテクチャにおいて適用可能であり、そこでは、プールされたネットワークリソースは、ソフトウェア定義ネットワーク、ネットワークファンクション仮想化及びソフトウェア定義トポロジなどの仮想化アプローチを介し構成可能なコマーシャルオフ・ザ・シェルフ（COTS）ハードウェアコンポーネントである。

ソフトウェア定義ネットワーク（SDN）
SDNは、トラフィック管理とトラフィック転送とを分離し、集中制御及び高度な機敏性を可能にする。SDN制御プレーンでは、1つ又は少数のSDNコントローラが、ネットワークリソース（特に、帯域幅リソース）を管理し、ネットワークトラフィックをグローバルに制御する。コントローラは、個々のネットワーク要素からのステータス情報と全体のトラフィック要求に基づき、トラフィックエンジニアリング（TE）問題を解くことによって、トラフィック制御決定を行い、TE解決策によると、それらは、例えば、OpenFlowサウスバウンドAPIを介して、ネットワーク全体の動作を最適化するためパケットを転送するようデータプレーンハードウェアに指示する。TEは、個々のフローに対して、それらのQoS要求、例えば、レート要求とネットワークリソース制約、例えば、リンク容量などに関して、パスに沿って通信パス及びレート割り当てを一緒に決定し、これにより、ネットワークユーティリティが最大化される。フローは、制御プレーンにおけるTE判定の後、データプレーンにおいてそれらのルーティングパス間で分割される。

ネットワークファンクション仮想化（NFV）
SDNは、ネットワークの集中制御を実現するためのフレームワークを提供し、その結果、潜在的にグローバルに最適なネットワークパフォーマンスを提供するが、ネットワーク処理を実現するための他の自由度は、ネットワークファンクション仮想化（NFV）の補完的なコンセプトを介し実現される。実施例では、それぞれが固有のトラフィック特性に加えて一連のサービスに固有なファンクションによっておそらく区別される多数のサービスをネットワークがサポートすることが不可欠である。これに関して、NFVは、例えば、NFV対応のソフトウェアエンティティ、COTSハードウェア、例えば、OPNFVノードとしてのディープパケット検査及びアドレス変換などの様々なネットワークファンクションをオンデマンドに利用して、ネットワークファンクションを物理的装置から効果的に切断することを実現することを可能にする。従って、実施例では、SDNコントローラ自体は、データセンタ、サーバ又はネットワークノードのいずれかに存在する何れかの大容量プロセッサにおいて仮想化されたファンクションとしてインスタンス化される。

ソフトウェア定義トポロジ（SDT）
組み合わされたSDN及びNFV技術は、カスタマとネットワークオペレータとの双方に高い程度のスケーラビリティ及びコスト有効性を提供しながら、高度にプログラマブルであってフレキシブルなサービスの迅速な導入を促進する魅力的な解決策を提供する。本発明者らは、SDNとNFVとを接続し、それらの動作をネットワークスライシング目標に導くコンポーネントが必要であり、この点に関してSDTが必要であることを認識した。所与のサービスについて、サービスレベルの機能要求を充足し、及び/又はネットワーキング目的を実現するため、サービストラフィックが訪問するための多数の仮想ファンクション（VF）がある。 SDTの1つの目的は、ネットワークにおけるVFの位置を特定し、ファンクション位置の論理トポロジを定義することである。論理トポロジにおけるノード及びリンクはそれぞれ、計算リソース要求及びトラフィックQoS要求を伴う。このとき、ネットワークスライスは、NFV及びSDN技術を利用したサービスの論理トポロジに基づきレンダリングされる。

実施例では、ネットワークスライシングの手順は、基本的にスライスフレーミング（SDTによる）とスライスレンダリング（NFV及びSDNによる）の2つのステップに分けられる。この分離は、ネットワークオペレータがネットワークリソース利用率及びサービスレベルQoS/Eを最適化するため、安定したスライススケルトンによる動的スライスレンダリングを実行することを可能にする。SDT中心のスライスフレーミングステップに対処するための実施例のシステム及び方法が、ここに開示される。

SDTプリミティブ
以下において、考慮されるSDT問題のプリミティブが提示される。サービスファンクションチェーン（SFC）がここで開示され、SFCがどのように見えるかを示すための具体例が提供される。その後、計算リソースに関連するデータ処理レート（ビット/秒）におけるVFの性能がモデル化される。そのような性能モデルは、ファンクション位置の決定に対する計算リソースの影響がSDT問題のステートメントにおいて記述できるように、必要でありうる。

VF分類及びチェーニング
サービスは、典型的には、それぞれがVFの順序付けされたリストであるサービスファンクションチェーン（SFC）の集合を含むVFフォワーディンググラフ（VF-FG）に関連付けされる。VFは、仮想サービスファンクション（VSF）又は仮想ネットワーキングファンクション（VNF）のいずれかである。VSFはサービスに依存し、サービスビジネスロジックを反映し、従って、通常は仮想サービスプロバイダなどのカスタマによって定義され、一方、VNFはネットワーキング処理を強化するためネットワークオペレータによって提供される。カスタマは、通常はネットワーキングにおける主題の専門家でなく、VSFのみに関する部分的なVF-FGを提供する可能性が非常に高い。ネットワークオペレータは、サービスの特性に従って所与のサービスのネットワーキング手順をカスタマイズし、それは、ネットワーキング手順を実現するのに必要なVNFによってカスタマに提供されたパーシャルVF-GGを完成させる。

SFCにおいて、1つ以上のソース、1つ以上のデスティネーション及びそれらの間の複数のファンクションがある。当該ファンクションは、ソースからデスティネーションに向かって互いに接続され、サービストラフィックによってトラバースされるシーケンスを意味する。後方接続は、チェーンセグメントの再帰を示すのに利用される。サービスは、それぞれが単一のデスティネーションがある単一のSFCを含むVF-FGを有するように、複数のプリミティブなサブサービスに分割可能であり、複雑な元のサービスについてでなく、サブサービスについてネットワークスライシングが実行可能である。この場合、元のサービスのネットワークスライスがサブネットワークスライスから復元できるように、ファンクション共有及びトラフィック接続がサブサービス間で実施される必要がありうる。一般性を失うことなく、プリミティブなサービスシナリオが検討され、SFC及びVF-FGが互換的に利用される。

実施例では、必須ファンクション、任意的ファンクション及び従属的ファンクションの3種類のVFが考慮される。

図12Aは、記号表現VFを示す3つのタイプのファンクション1200を示す図である。これら3つのファンクション1200は、必須ファンクション1202、任意的機能1204及び従属的ファンクション1206を含む。

論理サービスファンクションパス（SFP）は、SDTによって計算されたデータプレーンの論理トポロジにおけるソースとデスティネーションとをリンクするパスである。論理トポロジには複数の論理SFPが含まれうる。論理SFPに沿って、必須ファンクションは少なくとも1回は出現しなければならず、任意的ファンクションは全く存在しなくてもよく、従属的ファンクションの存在はそれの以前のファンクションの出現に依存する。

図12Bは、3つのファンクションのSFC1250の実施例を示す図である。SFC1250は、ソース1252、デスティネーション1254及びファンクションF1、ファンクションF2及びファンクションF3を含み、ファンクションF1は任意的ファンクションであり、ファンクションF2は従属的ファンクションであり、ファンクションF3は必須ファンクションである。F1-F2のセグメントは、逆方向リンク上の最大再帰カウントによって示されるように、k回まで繰り返すことができる。実施例では、VFはある位置で高々1回インスタンス化されるため、kの値は常にネットワークにおけるNFV対応ノードの数より小さい。セグメントは、それの通常の出現が別々にカウントされるため、最大でk+1回出現しうることに留意されたい。任意的又は再帰的VFを含むSFCは、弾性的SFCとして参照される。文献では、非弾性的SFCのみが研究されてきた。しかしながら、弾性的SFCは、ネットワークスライスに対する新たな次元のフレキシビリティを可能にし、VFを追加及び/又は削除するようネットワークシステムを強化する。弾性的SFCによって、スライスレンダリングだけでなくスライスフレーミングもまた、ネットワークダイナミックスに適応的になってもよい。このように、ネットワークシステムは、ネットワークオペレータの意思決定に介入するため、よりインテリジェントであって自己進化的になる。例えば、それは、任意的なVSFをインスタンス化しないか、あるいは、VSFの垂直方向の再帰を減らすことによって、スマートデータ価格設定（VSFインスタンス化及び管理が状況に応じる）のコンテキストにおいてカスタマの資本コストを最小限にすることに役立ちうる。別の具体例では、それは、より多くのサービスリクエストを収容又は充足させるため、ネットワーク負荷に従って、任意的VNFを動的に削除することによって、あるいは、VNFの垂直方向の再帰を増やすことによって、サービスのネットワーキング手順を自律的に変更してもよい。

計算リソースモデリング
ネットワークスライシングは、サービスのVF-FGにおける各VFの位置又は存在点を決定する。ファンクション位置を決定するとき、計算リソースの可用性及びVFパフォーマンスとのそれの関係が、サービスのQoS/Eを保証するため考慮される必要がある。

文献では、高いレベルのサービス目標が低レベルのリソース割り当てポリシーに変換できることが示されてきた。各VFについて、プロバイダ（カスタマ又はネットワークオペレータのいずれか）は、計算リソースタイプ毎に最小（剛性）割り当て及び最大インクリメント（流体）割り当てを指定する。前者は、VFが最低限の許容可能なパフォーマンスレベルで動作するために充足される必要があり、後者は、最良の可能なパフォーマンスを提供するため、可能な限り全てのリソースタイプ間で比例的に充足されるべきである。基本的（ネイティブ）リソースと集約的（仮想化）リソースとに対する要求は更に、後者がVFパフォーマンスに対してオーバヘッドを有する可能性があるため、区別できる。単純化のため、ネイティブリソースと仮想化されたリソースとの間の相違は無視され、それらの間のマッピングが以前の研究に従ってオフラインプロファイリングを介し生成可能であるためである。

実施例では、VF fの流体リソース要求は多次元キューブと見なされ、各次元は固有のリソースタイプに対応する。キューブは通常のキューブではない可能性があるが、ファンクションパフォーマンスにおける個々の次元の重要性に応じて歪められてもよい。SDT目標の一部として、要求キューブに比例するリソース配分キューブは、各ファンクション位置において決定されるべきである。

図13は、一実施例における要求キューブ1302と割り当てキューブ1304との間の関係を示す図である。決定tは、0から1までの範囲の内包的なスカラー値である。キューブ1302,1304は、多様な計算リソース要求/割り当てを直接比較可能にするため、全ての可能なアプリケーション間で正規化できる。キューブベースの測定アプローチは、ワークロード割り当てキューブ（WAC）として知られる。

実施例では、毎秒ビットで測定されるデータ処理レートとしてのfのパフォーマンスPf及びリソース割り当て決定とのそれの関係は、ファンクション及びプラットフォームに依存するリソース効率（RE）係数υfによってモデル化される。このとき、Pfは、以下の線形関数によって計算される。

ただし、π_fは、厳格なリソース割り当てに起因する最小のパフォーマンスである。さらに、π_f（およびυ_f）は、全ての計算プラットフォームにわたって同一であると定義され、プラットフォームの相違を反映するようリソース要求を変更する。

汎用的ファンクションのパフォーマンスモデルの構築は、ファンクションロジック、計算プラットフォーム及び実装の詳細に大きく依存するため、簡単ではないことが留意されるべきである。それにもかかわらず、所与のファンクションについて、実世界のアプリケーションでは、実験ベースのモデリングアプローチが利用可能である。例えば、WAC技術を利用し、異なるWAC決定によってファンクションのパフォーマンスを監視してもよい。それから、モニタ結果に対して曲線フィッティングを適用してモデルを抽出する。SDT問題に焦点を当て、ファンクションパフォーマンスのモデリングの副次的問題によって妨げられないようにするため、上記の線形モデルがコンセプトの証明として利用される。開示されたシステム及び方法は、モデルが凸である限り、任意のモデルに容易に適応可能である。

解決策
ネットワークオペレータが個々のサービスのVF-FGを完成させたと仮定すると、SDTの目的は、各VF-FG及び他の必要な情報に従って全てのサービスのサービスに固有のデータプレーン論理トポロジを計算することである。当該計算は、複数のサービスについて一緒に結合的に実行されてもよく、あるいは、毎回1つのサービスを増分的に実行されてもよい。サービス間でファンクションの共有が許可されると、論理トポロジ間にノードの重複が出現しうる。

実施例では、SDT問題に取り組むための最適化アプローチが開示される。開示された1つのアプローチでは、第1のステップは所与のSFC（すなわち、VF-FG）を拡張することである。実施例では、SFCの拡張は、備えるファンクションのタイプに従って実行されるべきである。拡張されたSFC（A-SFC）に基づき、SDT問題は最適化問題として定式化される。第2のステップでは、SDT最適化問題は、例えば、最適化ツールキットを利用して解決策を取得するため解かれる。

VF-FG/SFC拡張
図14A〜図14Cは、SFC1400のためのSFC前処理のための実施例の方法におけるステップを示すブロック図である。SFCは、ソース1402及びデスティネーション1404を含む。SFC1400を拡張する前に、SFC1400は２つのステップを介し前処理される。第1のステップでは、再帰セグメントがループを削除するため展開される。最大k回の再帰による各再帰セグメント（SFC1400において逆方向接続によって示される）について、チェーンに沿って隣接してそれをk回複製し、これらのセグメント（オリジナル又は複製）のいずれかにおけるVFから以降の複製セグメントのいずれかにおける従属的VFまでの弧を作成し、すぐメントにわたるファンクション依存性を可能にする。展開ステップは、図14Aに示されるように、セグメントF1'〜F2'がセグメントF1〜F2の複製であり、複製ファンクションF2'がF1とF1'との何れかに依存しうる具体例によって説明されてもよい。第2のステップでは、第1のステップにおけるセグメント間のファンクションの従属性を可能にするため作成された弧が、任意的ファンクションについて処理される。次に、任意的セグメントが特定できる。任意的セグメントは、任意的ファンクションから始まり、チェーンに沿って最初に続く非従属的ファンクションにおいて終了する。各任意的セグメントについて、その前のセグメントと次のセグメントとの間に弧が作成される。図14Aにおいて、ループ除去されたSFCは、任意的セグメントとしてF1-F2及びF1'-F2’を有する。第2のステップの後、それは、図14Bに示されるようになる。

拡張されたSFC（A-SFC）は、Nがノード集合であって、Aが弧集合であるG(N,A)と表される有向非循環グラフである。弧a∈Aが与えられると、a_srcはaのソース端を示すのに用いられ、a_dstはデスティネーション端を示すのに用いられる。A-SFCは、全ての可能な位置（NFV対応ネットワークノード）において各VFを複製することによって、SFCの前処理バージョンを拡張するという点でSFCを拡張する。A-SFCでは、ノードNは従ってソースノードセットS、デスティネーションノードセットD及びηノードセットEの3つの互いに素なサブセットに分割される。ソースノードは出力リンクのみを有し、デスティネーションノードは入力リンクのみを有する。ηノードは、出力リンクと入力リンクとの両方を有する中間ノードである。各ηノードは、ファンクションと位置と一意的なペアに対応し、η_p ^fとして表され、位置pにおけるファンクションfの存在を意味する。e∈Eが与えられると、e_funはそれぞれのファンクションを示し、e_locはそれぞれの位置を示す。前処理されたSFCにおいて定義された接続性に従って、ノードN間に弧が作成される。図14（c）は最終的な拡張されたSFCを示す。

複数のサービスがあるとき、実施例では、各サービスについて、上記拡張が実行される。最終的なA-SFCでは、ソース、デスティネーション及びηノードセットは、それぞれ個々のサービスの対応するセットの和集合である。ファンクションの共有が可能であり、許可されている場合、一部のηノードは複数のサービスに共通するものであってもよい。

問題の定式化
テーブルIIは、ここで用いられる主要な表記を列記する。それらの多くはサービスに固有なバージョンを有し、スーパースクリプトが区別するのに用いられる。例えば、サービスυに属するηノードセットはE^υとして示され、γ_S ^υはサービスυにおけるソースsのデータレートを意味し、ηノードeにおけるサービスυに関する入力トラフィックレートはr_e ^υ+によって表されるなどである。

提示の容易のため、全てのηノードeについて、π_e=π_efun及びυ_e=υ_efunが定義される。厳格なリソース割当て決定y_e、y_e∈{0,1}及び流動的なリソース割当決定t_e,0≦t_e≦1が与えられると、eのパフォーマンス、すなわち、位置e_locにおけるファンクションe_funのインスタンスのパフォーマンスは、上述されたリソースモデリングに従って、

として計算される。

サービスのパフォーマンスは、トラフィックパフォーマンスとファンクションパフォーマンスとの２つの側面において反映される。サービスファンクションチェーンに沿って、それらは周知のキューイング理論によって結合される。すなわち、何れかのηノードeにおいて、入力トラフィックレートr_eは、輻輳を有しないように、処理レートP_eより大きくなるべきでない。従って、サービスのパフォーマンスを最大化することは、この制約によって制限されるηノード上の計算リソースの割当てに関してサービスのトラフィックレートの充足を最大化することを意味する。

ここで提示されるSDT問題では、実施例において、ネットワークにおいて存在する全てのサービスの間で最小のサービスパフォーマンスを最大化すると共に、NFV対応ネットワークノード、論理弧（A-SFCグラフにおける）及びネットワークリンク（ネットワークグラフにおいて）に対するトータルコストとして定義され、すなわち、

ここで、0≦μ,ν≦１は加重係数であり、μ+ν≦1であるコストを最小化することが所望される。全てのサービスにわたって全てのソースの間の最小のトラフィック充足を

として定義する。SDT問題は、

の最大化目的による組み合わせ的最適化問題として定式化でき、ただし、0≦ω≦1は加重係数である。数学的定式化は問題１において提示される。実世界のアプリケーションにおいて、他のSDT目的がネットワークオペレータの定義に依存して可能であることが留意されるべきである。

このSDT問題は、A-SFC及び物理ネットワークグラフに対する階層的マルチコモディティフロー（HMCF）問題と、NFV対応ノードに対するネットワークコスト最小化（NCM）問題との２つのサブ問題を含む。第2の実施例のアルゴリズムが以下に示される。

制約条件(1)〜(9)の第1のグループはHMCF問題に属し、制約条件(10)〜(18)の第2のグループはNCM問題に属する。これら2つの問題はηノード入力レート変数γ_e ^ν+を介し結合される。NCM問題はNP困難なビンパッキング問題の変形であることが留意されるべきである。従って、全体的なSDT問題は、帰化によってNP困難である。

2つのレベルのMCF決定が行われるHMCF問題を調べる。トップレベルにおいて、開示されたシステム及び方法は、A-SFCにおける各アークが使用されるかどうか、及びどのように使用されるかを決定する。このレベルの決定について、サービス毎の制約条件（1）〜（3）及び弧毎の制約条件（4）が適用される。特に、制約条件（1）は割り当てられたソースレートを計算し、制約条件（2）は各ηノードへの入力レートを計算する。制約条件（3）は、ηノードのトラフィックレート低減係数に関する各ηノードにおけるフロー保全を保証する。制約条件（4）は、各円弧上のレート割り当てが無限大として設定されてもよい上限を超えないことを保証する。制約条件（5）は、全てのサービスの中で最小のソースレートを計算する。ボトムレベルでは、HMCF問題は、各弧をフローとして処理し、従来のMCF制約条件を適用することによって、物理リンクを使用して第1レベルの決定をサポートする方法を決定する。制約条件（6）及び（7）はフロー充足を保証し、制約条件（8）及び（9）はそれぞれフロー保全制約条件及びリンク容量制約条件である。

数学的プログラミングにおける通常のプラクティスとして、集約技術が、問題の複雑さを低減するため、フロー及びノードに適用されることに留意することは注目に値する。例えば、同じノードを宛先とするフローは、単一のフローに集約されてもよく、同じノードから発信されたフローのデスティネーションは、単一のノードとして集約されてもよいなどである。SDT問題は、集約を適用することなく直接的な方法で明確さのため提示される。

ここで、NCM制約条件に戻って、制約条件（10）及び（11）はそれぞれ、ηノードの入力レート決定をVF配置（位置選択）決定に変換し、NFV対応ノードのアクティブ化決定を計算する。制約条件（12）は、水平方向の再帰制約条件であり、ファンクションの選択されたηノードの数を所与の上限以下に制限する。制約条件（13）は、ファンクションの非コロケーション制約条件である。制約条件（14）は、流動的なリソース割当てが何れの選択されていないファンクションの位置においても行われないことを強制する。制約条件（15）は、同じポイントで運営されているファンクションの数が最大値よりも大きくできないことを述べている。制約条件（16）は、δが解決策における全てのηノードの間で最大過負荷、すなわち、ηノードにおける入力トラフィックレートとデータ処理レートとの間の差分に等しくなるよう強制する。制約条件（17）は、各NFV対応ノードにおけるリソース使用率を計算する。制約条件（18）は、σを解決策におけるNFV対応ノードでの最大リソース過剰使用と等しくするよう強制する。実施例では、目的関数における最後の項によって示されるように、解はδ及びσによってペナルティされる。

実際的なヒューリスティック解
SDT問題は、周知なNP困難問題であるサブ問題としてビンパッキングを含むため、NP困難である。一般にそれに対する多項時間解決策はない。前のセクションにおいて提供された最適解は、SDT問題を最適に解くことを要求するが、問題のサイズが大きいときは実際的でない。このような組み合わせ的問題を解く際の通常のプラクティスは、古典的なブランチ・アンド・バウンドアプローチを適用することである。このセクションでは、NP困難は、ブランチ・アンド・バウンドアプローチ（速い収束のためにバックトラッキングを不可にする簡単化されたバージョン）とSDT問題の特別な構造との双方を利用するヒューリスティックアルゴリズムを解して取り組まれる。

アルゴリズムは、2つのηノードセットE₀及びE₁を維持する。前者は、y値が0に固定されるηノードを含み、後者は、y値が1に固定されるηノードを含む。E’を残余セット、すなわち、E’=E＼（E₀∪E₁）を表すとする。初期的には、E₀及びE₁は空であり、E’はEと同一である。さらに、それは変数Objによって直近のSDT最適化目的関数を維持する。アルゴリズムは、ブーストラッピング、フィルタリング及びグリーディ選択の3つの連続するステップから構成される。これらのステップは以下に精緻化される。提示の簡単化のため、ηノードのy値が0に設定される場合、ηノードの状態を“オフ”（又は“オン”）として参照する（resp.1）。

A.リラクゼーションを介したブーストラッピング
E₀及びE₁を最大回数まで又はそれらが安定化するまで更新するため、以下のステップを繰り返し実行する。

1.)y及びzを問題(1)における実変数となるよう緩和し、定数の変数としてE₁におけるηノードのy個の変数により緩和された問題を解く。問題が実現可能でない場合、目的関数値をObjに記録し、現在の繰り返しを終了し、そうでない場合、以降のステップに進捗する。

2.)2つの閾値0≦θ₁≦θ₂≦1を選択する。フラクショナルな解では、θ₂より小さくないy値によってηノードのグループを特定し、それらを一時的な集合E₁’に移動する。残りのηノードから、θ₁より大きくないy値を有するものを検出し、それらを一時的集合E₀’に移動する。個々のVFに対する水平方向の再帰制約条件(12)が尊重される必要がある。

3.) E₀’及びE₁’に対してファンクション非コロケーション制約条件(13)を検証し、２つの集合から制約条件の違反に関するηノードを削除する（存在する場合）。それから、E₀=E₀’及びE₁＝E₁’を設定し、現在の繰り返しが終了する。

Objが未初期化のままである場合、SDT問題は実現不可であることを意味し、アルゴリズムは終了し、そうでない場合、それは進捗する。

コメント1:閾値θ₁,θ₂は、異なるVFのヘテロジーニアスなy値の分布に適応するため、VF毎に定義されるべきである。それらは、インスタンスカウント制約条件(12)が違反されず、充分なフレキシビリティがファンクション位置判定を行うために残されるように、注意深く選択されるべきである。

問題2（簡単化されたSDT）
(1)〜(9)及び(14)〜(19）の制約の下、

である。この問題は、それが判定変数としてでなく入力としてy,zをとる点で、問題(1)の簡単化された形式である。

B.非コロケーション制約条件を強制することによるフィルタリング
E’において、各位置p∈Pにおいて、ファンクション非コロケーション制約条件(13)に従って同時にオンであることが可能でないηノードのグループを特定する。2つの一時的集合E₀’及びE₁’を定義する。以下のステップを介し各グループを独立に処理する。

1.)E’における他の全てのηノードがオンであることによって、グループにおける全てのηノードがオフであるよう初期化する。

2.)グループにおける各ηノードを以下のように個別にテストする。すなわち、ηノードをオンし、zを評価し、yにより問題(2)を解き、zは一定の変数であり、問題の実現可能性及び目的関数値を記録する。

3.)テスト結果から、オンされるηノードが実現可能性、あるいは目的関数値の最大増加又は最小減少を導くことを検出し（Objの値と比較することによって）、それをE₁’に移動し、残りをE₀’に移動し、Objを更新する。

その後、

を設定することによって、E₀及びE₁を更新する。

コメント2:ηノード選択についてタイの場合（例えば、StepsB.3において）、ランダム又は特定の選択ポリシーに従って選択を行うことができる。ポリシーは、パフォーマンスファーストポリシー、コストファーストポリシー、制約条件ファーストポリシーなどの特定の側面における利益を優先して調整可能である。これら3つのポリシーはそれぞれ、好ましい最大パフォーマンス増加（例えば、最小パフォーマンス又は平均パフォーマンスに関して）、最小コスト増加又は最小制約条件違反が選択されることにより生じるηノードを示す。どのポリシーが利用されるかにかかわらず、ランダムな選択がタイブレークについて不可避であることもある。

C.ηノードのオフによるグリーディ選択
E’における全てのηノードを一時的にオンする。この一時的な状況において問題(2)を解き、結果によってObjを更新する。E’において、個々の任意的ファンクションに対応するηノードのグループを特定する。SFCにおける順序に従ってグループをソートする。以降の繰り返し手順を介してソートされたリストに沿って各グループを順次処理し、グループが空になると終了する。

1.)前の繰り返しにおいて処理されたグループの初期メンバーが全てオフであるか確認する（存在する場合）。それらがである場合、前のグループの従属的ファンクションの全てのノードをE_０に移動する（直接的又は従属チェーンを介し）。

2.)グループにおける各ηノードを以下のように個々にテストする。すなわち、ηノードをオフし、zを評価し、yにより問題（２）を解き、ここで、zは一定の変数であり、問題が実現不可である場合、ηノードをE₁に移動する。

3.)テスト結果から、オフであるηノードが目的関数値の最大増加又は最小減少を導くことを検出し、それをE₀に移動し、Objを更新する。特定の所定のポリシーに基づきタイはブレークできる。

それから、上記と同様にして、必須ファンクションに全てが属するE’におけるηノードを処理する。その後にベース解を取得するため、E₀及びE₁によって問題(2)を解く。各ファンクションの水平方向の再帰制約条件(12)を充足するため、E₁から低い入力トラフィックレートを有するηノードを移動することによって、ベース解を修正する。最終的な解を取得するため、更新されたE₀及びE₁によって問題（２）を決定する。

コメント3:水平方向の再帰制約条件の実施は、増加した複雑さによってステップC.2)及びC.3)と同様に他の手順を介し実行可能であり、水平方向の再帰制約条件がSFCにおける順序において違反となるファンクションを処理し、ファンクションを処理する際、水平方向の再帰制約条件が充足されるまで、１つずつηノードを増分的にオフし、処理結果が以降のファンクション処理においてすぐに適用される。

図15は、ホストデバイスにインストールされてもよい、ここに説明される方法を実行するための実施例の処理システム1500のブロック図を示す。図示されるように、処理システム1500は、図15において示されるように配置されてもよい（又は配置されなくてもよい）、プロセッサ1504、メモリ1506及びインタフェース1510〜1514を含む。プロセッサ1504は、計算及び/又は他の処理関連タスクを実行するよう構成される何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってもよく、メモリ1506は、プロセッサ1504による実行のためのプログラミング及び/又は命令を記憶するよう構成される何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってもよい。実施例では、メモリ1506は、非一時的なコンピュータ可読媒体を含む。インタフェース1510,1512,1514は、処理システム1500が他のデバイス/コンポーネント及び/又はユーザと通信することを可能にするれかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりであってもよい。例えば、インタフェース1510,1512,1514の1つ以上は、プロセッサ1504からのデータ、制御又は管理メッセージをホストデバイス及び/又はリモートデバイスにインストールされたアプリケーションに通信するように構成されてもよい。別の例として、インタフェース1510,1512,1514の1つ以上は、ユーザ又はユーザデバイス（例えば、パーソナルコンピュータ（PC）など）が処理システム1500とやりとり/通信することを可能にするよう構成されてもよい。処理システム1500は、長期ストレージ（例えば、不揮発性メモリなど）など、図15に示されていない追加のコンポーネントを含んでもよい。

いくつかの実施例では、処理システム1500は、通信ネットワークにアクセスしているか、そうでなければその一部であるネットワークデバイスに含まる。一例では、処理システム1500は、基地局、中継局、スケジューラ、コントローラ、ゲートウェイ、ルータ、アプリケーションサーバ又は通信ネットワークにおける他の何れかのデバイスなど、無線又は有線通信ネットワークにおけるネットワーク側デバイスにある。他の実施例では、処理システム1500は、移動局、ユーザ装置（UE）、パーソナルコンピュータ（PC）、タブレット、ウェアラブル通信デバイス（例えば、スマートウォッチなど）又は通信ネットワークにアクセスするよう構成される他の何れかのデバイスなど、無線又は有線通信ネットワークにアクセスするユーザ側デバイスにある。

いくつかの実施例では、インターフェース1510,1512,1514の1つ以上は、通信ネットワークを介して信号を送受信するよう構成された送受信機に処理システム1500を接続する。

図16は、通信ネットワークを介してシグナリングを送受信するよう構成された送受信機1600のブロック図を示す。送受信機1600は、ホストデバイスに設置されてもよい。図示されるように、送受信機1600は、ネットワーク側インタフェース1602、カプラ1604、送信機1606、受信機1608、信号プロセッサ1610及びデバイス側インタフェース1612を含む。ネットワーク側インタフェース1602は、無線又は有線通信ネットワークを介しシグナリングを送信又は受信するよう構成された何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりを含んでもよい。カプラ1604は、ネットワーク側インタフェース1602を介し双方向通信を実現するように構成された何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりを含んでもよい。送信機1606は、ネットワーク側インタフェース1602を介した送信に適した変調された搬送波信号にベースバンド信号を変換するよう構成される何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まり（例えば、アップコンバータ、電力アンプなど）を含んでもよい。受信機1608は、ネットワーク側インタフェース1602を介し受信されたキャリア信号をベースバンド信号に変換するよう構成された何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まり（例えば、ダウンコンバータ、低ノイズアンプなど）を含んでもよい。信号プロセッサ1610は、ベースバンド信号をデバイス側インタフェース1612を介した通信に適したデータ信号に変換するよう構成された何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりを含んでもよく、またはその逆も可能である。デバイス側インタフェース1612は、信号プロセッサ1610とホストデバイス内のコンポーネント（例えば、処理システム1500、ローカルエリアネットワーク（LAN）ポートなど）との間でデータ信号を通信するよう構成された何れかのコンポーネント又はコンポーネントの集まりを含んでもよい。

送受信機1600は、何れかのタイプの通信媒体を介しシグナリングを送受信してもよい。いくつかの実施例では、送受信機1600は、無線媒体を介しシグナリングを送受信する。例えば、送受信機1600は、セルラプロトコル（例えば、ロングタームエボリューション（LTE）など）、無線ローカルエリアネットワーク（WLAN）（例えば、Wi-Fiなど）又は他の何れかのタイプの無線プロトコル（例えば、ブルートゥース、近距離通信（NFC）など）などの無線通信プロトコルに従って通信するよう構成される無線送受信機であってもよい。そのような実施例では、ネットワーク側インタフェース1602は、1つ以上のアンテナ/放射素子を含む。例えば、ネットワーク側インタフェース1602は、単一アンテナ、複数の別個のアンテナ又は、例えば、SIMO（single input multiple output）、MISO（multiple input single output）、MIMO（multiple input multiple output）などのマルチレイヤ通信用に構成されたマルチアンテナアレイを含んでもよい。他の実施例では、送受信機1600は、有線媒体、例えばツイストペアケーブル、同軸ケーブル、光ファイバなどを介しシグナリングを送受信する。特定の処理システム及び/又は送受信機は、図示されるコンポーネントの全て又はコンポーネントのサブセットのみを利用してもよく、統合レベルはデバイスによって異なりうる。

開示された実施例では、ネットワークファンクション仮想化（NFV）及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）とのソフトウェア定義トポロジ（SDT）管理連携のための方法は、SDTマネージャにおいて、サービスカスタマから仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含むサービスリクエストを受信するステップと、受信されたサービスリクエストに従って仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択するステップと、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従って仮想ファンクション（VF）FGを生成するステップと、VF FGにおけるVFのための存在点（PoP）を選択するステップと、生成されたVF FG及び決定されたPoPの少なくとも1つに従ってVFをインスタンス化するための命令をNFVマネージャに送信するステップとを含む。実施例では、サービスリクエストは更に、VSF FGに関連する計算リソース要求、トラフィック分布、トラフィック特性及びモビリティ情報の少なくとも1つをさらに含む。実施例では、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成するステップは更に、サービスリクエスト、選択されたVNF FGテンプレート、トラフィック情報及びNFVインフラストラクチャ（NFVI）情報に従ってVF NGを生成するステップを含む。実施例では、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成するステップは更に、終了条件が充足されるまで、論理リンク推奨を繰り返し決定するステップを含む。実施例では、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成するステップは更に、終了条件が充足されるまで、PoPを繰り返し決定するステップを含む。実施例では、サービスリクエストはネットワーキングの詳細を含まない。実施例では、当該方法は更に、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVF PoPの間の論理リンク（LL）を決定するステップを含む。実施例では、当該方法は更に、前記決定されたLLに従って、物理パスを定義し、前記定義された物理パスに沿ってリソースを割り当てることによって、LLをプロビジョニングする命令をSDNコントローラに送信するステップであって、物理リソースは帯域幅を含む、送信するステップを含む。実施例では、PoPを選択するステップは、VSF FGに関連するネットワークリソース要求と、ネットワーキングリソースの地理的位置とVSF FGに関連するトポロジとの間の一致との少なくとも1つに従ってPoPを選択するステップを含む。

開示される実施例では、ソフトウェア定義トポロジ（SDT）マネージャは、プロセッサと、プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体とを含み、プログラミングは、サービスカスタマから仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含むサービスリクエストを受信し、受信されたサービスリクエストに従って仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択し、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従って仮想ファンクション（VF）FGを生成し、VF FGにおけるVFのための存在点（PoP）を選択し、生成されたVF FG及び決定されたPoPの少なくとも1つに従ってVFをインスタンス化するための命令をNFVマネージャに送信するための命令を含む。実施例では、サービスリクエストは更に、VSF FGに関連する計算リソース要求、トラフィック分布、トラフィック特性及びモビリティ情報の少なくとも1つをさらに含む。実施例では、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成する命令は更に、サービスリクエスト、選択されたVNF FGテンプレート、トラフィック情報及びNFVインフラストラクチャ（NFVI）情報に従ってVF NGを生成する命令を含む。実施例では、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成する命令は更に、終了条件が充足されるまで、論理リンク推奨を繰り返し決定する命令を含む。実施例では、サービスリクエスト及び選択されたVNF FGテンプレートに従ってVF FGを生成する命令は更に、終了条件が充足されるまで、PoPを繰り返し決定する命令を含む。実施例では、サービスリクエストはネットワーキングの詳細を含まない。実施例では、プログラミングは更に、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVF PoPの間の論理リンク（LL）を決定する命令を含む。実施例では、プログラミングは更に、決定されたLLに従って、物理パスを定義し、定義された物理パスに沿ってリソースを割り当てることによって、LLをプロビジョニングする命令をSDNコントローラに送信する命令であって、物理リソースは帯域幅を含む、送信する命令を含む。実施例では、PoPを選択する命令は、VSF FGに関連するネットワークリソース要求と、ネットワーキングリソースの地理的位置とVSF FGに関連するトポロジとの間の一致との少なくとも1つに従ってPoPを選択する命令を含む。

開示された実施例では、ネットワークコントローラは、プロセッサと、非一時的なコンピュータ可読媒体とを含むソフトウェア定義トポロジ（SDT）コンポーネントと、インタフェースとを含み、SDTコンポーネントは、テンプレートセレクタ、テンプレートセレクタによって選択された少なくとも1つの仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレート、カスタマからのサービスリクエスト、トラフィック情報及びNFVI情報に従ってVF FGを生成する仮想ファンクション（VF）フォワーディンググラフ（FG）生成器であって、サービスリクエストは仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含む、VF FG生成器、VF PoP情報を決定し、VF FG、サービスリクエスト、トラフィック情報及びNFVI情報に従って、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVN PoPの間のLLのLL情報を決定する存在点（PoP）及び論理リンク（LL）生成器を含み、インタフェースは、VF FG、PoP情報及びLL情報の少なくとも1つを、NFV管理及び組織（MANO）コンポーネント及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）トラフィックエンジニアリング（TE）コンポーネントの少なくとも1つに提供する。実施例では、SDTコンポーネントは、NFV-MANOコンポーネントに含まれる。実施例では、SDTコンポーネントは、NFV-MANOコンポーネントの外部にある。実施例では、SDTコンポーネントは、第1のSDTコンポーネント及び第2のSDTコンポーネントを含み、第2のSDTコンポーネントは、NFV-MANOコンポーネントに含まれる。実施例では、PoP及びLL生成器は、承認者コンポーネント、LL推奨器及びPoP推奨器を含み、LL推奨器は、承認者との第1の繰り返しフィードバック処理を介しLL判定を決定し、PoP推奨器は、承認者との第2の繰り返しフィードバック処理を介しPoP判定を決定する。実施例では、第1の繰り返しフィードバック処理及び第2の繰り返しフィードバック処理はパラレルに行われる。実施例では、PoP及びLL生成器の出力は、サービスに固有のネットワーク論理トポロジを含む。
一態様では、プロセッサと非一時的なコンピュータ可読媒体とを含むソフトウェア定義トポロジ（SDT）コンポーネントと、インタフェースとを有するネットワークコントローラが提供され、SDTコンポーネントは、テンプレートセレクタ、テンプレートセレクタによって選択された少なくとも1つの仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレート、カスタマからのサービスリクエスト、トラフィック情報及びNFVI情報に従ってVF FGを生成する仮想ファンクション（VF）フォワーディンググラフ（FG）生成器であって、サービスリクエストは仮想ファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含む、VF FG生成器、及びVF PoP情報を決定し、VF FG、サービスリクエスト、トラフィック情報及びNFVI情報に従って、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVN PoPの間のLLのLL情報を決定する存在ポイントPoP及び論理リンク（LL）生成器を有し、インターフェースは、VF FG、PoP情報及びLL情報の少なくとも1つを、NFV管理及び組織（MANO）コンポーネント及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）トラフィックエンジニアリング（TE）コンポーネントの少なくとも1つに提供する。
本態様の実施例では、SDTコンポーネントはNFV-MANOコンポーネントに含まれる。別の実施例では、SDTコンポーネントは、NFV-MANOコンポーネントの外部にある。更なる実施例では、SDTコンポーネントは、第1のSDTコンポーネント及び第2のSDTコンポーネントを含み、第2のSDTコンポーネントはNFV-MANOコンポーネントに含まれる。別の実施例では、PoP及びLL生成器は、承認者コンポーネント、LL推奨器及びPoP推奨器を含み、LL推奨器は承認者との第1の繰り返しフィードバック処理によってLL判定を決定し、PoP推奨器は承認者との第2の繰り返しフィードバック処理によってPoP判定を決定する。任意的に、第1の繰り返しフィードバック処理及び第2の繰り返しフィードバック処理はパラレルに行われる。別のオプションでは、PoP及びLL生成器の出力は、サービスに固有のネットワーク論理トポロジを含む。

以下のリファレンスは、本出願の主題に関する。これらのリファレンスのそれぞれは、その全体が参照することによってここに援用される。
[1] S. Sezer, S. Scott-Hayward, P.-K. Chouhan, B. Fraser, D. Lake, J. Finnegan, N. Viljoen, M. Miller, and N. Rao, “Are We Ready for SDN? Implementation Challenges for Software-Defined Networks,” IEEE Communications Magazine, vol. 51, no. 7, pp. 36-43, 2013.
[2] H. Hawilo, A. Shami, M. Mirahmadi, and R. Asal, “NFV: State of the Art, Challenges and Implementation in Next Generation Mobile Networks (vEPC),” IEEE Network, vol. 28, no. 6, pp. 18-26, 2014.
[3] H. Zhang, S. Vrzic, G. Senarath, N.-D. Dao, H. Farmanbar, J. Rao, C. Peng, and H. Zhuang, “5G Wireless Network: MyNET and SONAC,” IEEE Network, vol. 29, no. 4, pp. 14-23, 2015.
[4] F. Hu, Q. Hao, and K. Bao, “A Survey on Software-Defined Network and OpenFlow: From Concept to Implementation,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 16, no. 4, pp. 2181-2206, 2014.
[5] Open Platform for NFV, https://www.opnfv.org.
[6] H. Tullberg, et al., “METIS system Concept: The Shape of 5G to Come,” IEEE Communications Magazine, 2015.
[7] J. Halpern and C. Pignataro, “Service Function Chaining (SFC) Architecture,” IETF RFC 7665, Oct. 2015. https://tools.ietf.org/html/rfc7665.
[8] Y. Chen, S. Iyer, X. Liu, D. Milojicic, and A. Sahai, “Translating service level objectives to lower level policies for multi-tier services,” Cluster Computing, 11(3): 299-311, 2008.
[9] D. Dolev, D.G. Feitelson, J.Y. Halpern, R. Kupferman, and N. Linial, “No justified complaints: On fair sharing of multiple resources,” Proc. ITCS, pp. 68-75, 2012.
[10] M. Stillwell, F. Vivien, and Casanova, “Virtual machine resource allocation for service hosting on heterogeneous distributed platforms,” Proc. IEEE IPDPS, pp. 786-797, 2012.
[11] T. Wood, L. Cherkasova, K. Ozonat, and P. Shenoy, “Profiling and modeling resource usage of virtualized applications,” Proc. ACM/IFIP/USENIX Middleware, pp. 366-387, 2008.
[12] J.D. Cowan, D. Seymour, and J. Carlington, “Method and System for Determining Computing Resource Usage in Utility Computing,” US patent application No. 61/107,557, 6Fusion USA Inc., Oct, 22nd, 2009. Granted.
[13] J. Clausen, “Branch and Bound Algorithms - Principles and Examples,” Department of Computer Science, University of Copenhagen, Denmark, 1999. Internet resource: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/summary?doi=10.1.1.5.7475.
本発明が例示的な実施例を参照して説明されたが、本説明は限定的な意味で解釈されることを意図するものでない。例示的な実施例の様々な修正及び組み合わせは、本発明の他の実施例と共に、本説明を参照した当業者に明らかであろう。従って、添付された請求項は、そのような何れかの修正又は実施例を包含することが意図される。

Claims

ネットワークファンクション仮想化（NFV）及びソフトウェア定義ネットワーキング（SDN）とのソフトウェア定義トポロジ（SDT）管理連携のための方法であって、
SDTマネージャにおいて、サービスカスタマから仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含むサービスリクエストを受信するステップと、
前記受信されたサービスリクエストに従って仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択するステップと、
前記サービスリクエスト及び前記選択されたVNF FGテンプレートに従って仮想ファンクション（VF）FGを生成するステップと、
前記VF FGにおけるVFのための存在点（PoP）を選択するステップと、
前記生成されたVF FG及び決定されたPoPの少なくとも1つに従って前記VFをインスタンス化するための命令をNFVマネージャに送信するステップと、
を含む方法。
前記サービスリクエストは更に、前記VSF FGに関連する計算リソース要求、トラフィック分布、トラフィック特性及びモビリティ情報の少なくとも1つを含む、請求項１記載の方法。
前記サービスリクエスト及び前記選択されたVNF FGテンプレートに従って前記VF FGを生成するステップは更に、
前記サービスリクエスト、前記選択されたVNF FGテンプレート、トラフィック情報及びNFVインフラストラクチャ（NFVI）情報に従って前記VF NGを生成するステップと、
終了条件が充足されるまで、論理リンク推奨を繰り返し決定するステップと、
終了条件が充足されるまで、前記PoPを繰り返し決定するステップと、
の少なくとも1つを含む、請求項１又は２記載の方法。
サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVF PoPの間の論理リンク（LL）を決定するステップを更に含む、請求項１乃至３何れか一項記載の方法。
前記決定されたLLに従って、物理パスを定義し、前記定義された物理パスに沿ってリソースを割り当てることによって、LLをプロビジョニングする命令をSDNコントローラに送信するステップであって、前記物理リソースは帯域幅を含む、送信するステップを含む、請求項４記載の方法。
前記PoPを選択するステップは、前記VSF FGに関連するネットワークリソース要求と、ネットワーキングリソースの地理的位置と前記VSF FGに関連するトポロジとの間の一致との少なくとも1つに従ってPoPを選択するステップを含む、請求項１乃至５何れか一項記載の方法。
ソフトウェア定義トポロジ（SDT）マネージャであって、
プロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのプログラミングを記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体と、
を含み、前記プログラミングは、
サービスカスタマから仮想サービスファンクションフォワーディンググラフ（VSF FG）を含むサービスリクエストを受信し、
前記受信されたサービスリクエストに従って仮想ネットワークファンクション（VNF）フォワーディンググラフ（FG）テンプレートを選択し、
前記サービスリクエスト及び前記選択されたVNF FGテンプレートに従って仮想ファンクション（VF）FGを生成し、
前記VF FGにおけるVFのための存在点（PoP）を選択し、
前記生成されたVF FG及び決定されたPoPの少なくとも1つに従って前記VFをインスタンス化するための命令をNFVマネージャに送信する、
ための命令を含むSDTマネージャ。
前記サービスリクエストは更に、前記VSF FGに関連する計算リソース要求、トラフィック分布、トラフィック特性及びモビリティ情報の少なくとも1つを含む、請求項７記載のSDTマネージャ。
前記サービスリクエスト及び前記選択されたVNF FGテンプレートに従って前記VF FGを生成する命令は更に、前記サービスリクエスト、前記選択されたVNF FGテンプレート、トラフィック情報及びNFVインフラストラクチャ（NFVI）情報に従って前記VF NGを生成する命令を含む、請求項７又は８記載のSDTマネージャ。
前記サービスリクエスト及び前記選択された少なくとも1つのVNF FGテンプレートに従って前記VF FGを生成する命令は更に、終了条件が充足されるまで、論理リンク推奨を繰り返し決定する命令を含む、請求項７乃至９何れか一項記載のSDTマネージャ。
前記サービスリクエスト及び前記選択された少なくとも1つのVNF FGテンプレートに従って前記VF FGを生成する命令は更に、終了条件が充足されるまで、前記PoPを繰り返し決定する命令を含む、請求項７乃至１０何れか一項記載のSDTマネージャ。
前記プログラミングは更に、サービストラフィックソース、サービストラフィックシンク及びVF PoPの間の論理リンク（LL）を決定する命令を含む、請求項７乃至１１何れか一項記載のSDTマネージャ。
前記プログラミングは更に、前記決定されたLLに従って、物理パスを定義し、前記定義された物理パスに沿ってリソースを割り当てることによって、LLをプロビジョニングする命令をSDNコントローラに送信する命令であって、前記物理リソースは帯域幅を含む、送信する命令を含む、請求項１２記載のSDTマネージャ。
前記PoPを選択する命令は、前記VSF FGに関連するネットワークリソース要求と、ネットワーキングリソースの地理的位置と前記VSF FGに関連するトポロジとの間の一致との少なくとも1つに従ってPoPを選択する命令を含む、請求項７乃至１３何れか一項記載のSDTマネージャ。