JP6687106B2 - ネットワークシステムの制御方法および制御装置ならびにサーバ - Google Patents
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Description
また、本発明によるネットワーク制御装置は、仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御装置であって、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶する記憶手段と、前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、を有し、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする。
本発明によるネットワーク制御方法は、仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御方法であって、記憶手段が、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶し、制御手段が、前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる、ことを特徴とする。
また、本発明によるネットワーク制御方法は、仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御方法であって、記憶手段が、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶し、制御手段が、前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる、ことを特徴とする。
本発明によるネットワークシステムは、仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークシステムであって、少なくとも一つのプログラム可能論理回路に対応したサーバを含む複数のサーバが接続されたネットワークと、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる制御装置と、を有することを特徴とする。
本発明によるサーバは、コントローラにより制御されるサーバであって、仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンの動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンの動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、前記コントローラからの指示に従って、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、を有し、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする。
本発明の実施形態によれば、サーバ上で仮想化ネットワーク機能(VNF)が動作しうるネットワークシステムにおいて、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシン(VM)と、サーバのVMで実現するVNFと、の対応関係を用いてネットワークを制御する。たとえば、どのサーバがプログラム可能論理回路に対応しているか、プログラム可能論理回路にどのプログラムがインストールされているか、どのサーバにどのVM、どのVNFが動作しているか、を示す情報を参照することで、更新すべきVMおよび/またはプログラム可能論理回路を特定することができる。このように、プログラム可能論理回路に関する情報とそれに対応付けられたVM/VNF情報とを用いることで、プログラム可能論理回路の回路構成プログラムの更新、VMの追加/更新に伴ったプログラム可能論理回路の追加/更新等の制御を実行することができ、プログラム可能論理回路を含むネットワークの効率的な制御が可能となる。
図2に例示するように、コントローラ10は、管理装置11からの指示に従って、複数のサーバからなる下位レイヤネットワーク20と複数のVNFからなる上位レイヤネットワーク30とを制御する。ここでは、図の簡略化のために、下位レイヤネットワーク20がサーバA、B、CおよびDからなり、上位レイヤネットワーク30が仮想ネットワーク機能VNF−1〜VNF−5からなるものとする。
1.1)制御装置
本発明の一実施形態によるコントローラ10は、ネットワークシステムにおけるサーバおよびスイッチを制御し、管理装置11からの指示に従ってFPGA、VMあるいはVNFの制御および経路制御を実行する。
以下、説明の複雑化を回避するために、図5に示すシステムを参照しながら本実施形態による制御方法について説明する。すなわち、サーバX、YがFPGA対応、サーバZがFPGA非対応とし、コントローラ10が管理装置11の指示に従って各サーバのVM/FPGAと各スイッチとを制御するものとする。制御の具体例を説明するための構成を図6に示す。
<VNF更新>
図8に示すように、管理装置11からVM更新およびFPGAプログラムF−A1.1のバージョンアップを含むVNF−Bの更新が指示されると(動作S201)、コントローラ10の制御部106は、機能管理部102の管理テーブルを参照して、VNF−Bに対応づけられたサーバXのFPGAおよびVM2と、サーバYのFPGAおよびVM4とを特定し、さらにFPGA管理部103の管理テーブルを参照して、サーバXのFPGAプログラムF−A1.1を特定する。そして、制御部106は、ネットワークインタフェース104を通して、対象となるサーバXのVM2をVM2’へ更新し、FPGAプログラムをF−A1.1からF−A1.2へバージョンアップし、また、サーバYのVM4をVM4’へ更新する(動作S202)。以上の更新が完了すると、制御部106は機能管理部102およびFPGA管理部103の管理テーブルを図9Aおよび図9Bに示すように更新する。
図10に示すように、管理装置11からFPGAプログラムF−A1.1のバージョンアップが指示されると(動作S301)、コントローラ10の制御部106は、FPGA管理部103の管理テーブルを参照して、サーバXのFPGAプログラムF−A1.1を特定する。そして、制御部106は、ネットワークインタフェース104を通して、対象となるサーバXのFPGAプログラムをF−A1.1からF−A1.2へバージョンアップする(動作S302)。以上の更新が完了すると、制御部106はFPGA管理部103の管理テーブルを図11に示すように更新する。
図12はFGPAプログラム更新制御の他の例を示す。図12において、管理装置11からFPGAプログラムF−A1.1のバージョンアップが指示されると(動作S401)、コントローラ10は、対象となるサーバXのFPGAプログラムをF−A1.1からF−A1.2へバージョンアップする(動作S402)。その際、FPGAが行っていたVM2のデータ処理はCPU側で代理処理される(動作S403)。これにより、一時的なマイグレーション等を実行することなく、FPGA更新中のデータ処理を続行することができる。
上述したように、本実施形態によるネットワーク制御によれば、サーバに含まれるFPGAと、サーバで起動する仮想マシン(VM)と、サーバのVMで実現するVNFと、の対応関係を用いることで、更新すべきVMおよび/またはFPGAを特定することができる。これにより、FPGAプログラムの更新、VMの追加/更新に伴ったFPGAの追加/更新等の制御を実行することができ、FPGAを含むネットワークの効率的な制御が可能となる。
上述した実施形態では、管理装置11がコントローラ10を通してネットワークシステムを一括管理する場合を例示したが、管理装置11とコントローラ10とを一体化した管理装置がネットワークを一括管理してもよい。たとえば、図15に示すように、管理装置12に上述した管理装置11およびコントローラ10の機能がふくまれており、管理装置12がネットワークシステムを一括管理することもできる。
3.付記
上述した実施形態および実施例の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
(付記1)
仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御装置であって、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶する記憶手段と、
前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、
を有することを特徴とする制御装置。
(付記2)
前記制御手段が、前記仮想マシンまたは前記プログラム可能論理回路の追加、更新あるいは削除を実行することを特徴とする付記1に記載の制御装置。
(付記3)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新することを特徴とする付記1または2に記載の制御装置。
(付記4)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載の制御装置。
(付記5)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載の制御装置。
(付記6)
仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御方法であって、
記憶手段が、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶し、
制御手段が、前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する、
ことを特徴とする制御方法。
(付記7)
前記制御手段が、前記仮想マシンまたは前記プログラム可能論理回路の追加、更新あるいは削除を実行することを特徴とする付記6に記載の制御方法。
(付記8)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新することを特徴とする付記6または7に記載の制御方法。
(付記9)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする付記6−8のいずれか1項に記載の制御方法。
(付記10)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする付記6−8のいずれか1項に記載の制御方法。
(付記11)
仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークシステムであって、
少なくとも一つのプログラム可能論理回路に対応したサーバを含む複数のサーバが接続されたネットワークと、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御装置と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。
(付記12)
前記制御装置が、前記仮想マシンまたは前記プログラム可能論理回路の追加、更新あるいは削除を実行することを特徴とする付記11に記載のネットワークシステム。
(付記13)
前記制御装置が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新することを特徴とする付記11または12に記載のネットワークシステム。
(付記14)
前記制御装置が、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする付記11−13のいずれか1項に記載のネットワークシステム。
(付記15)
前記制御装置から前記プログラム可能論理回路のプログラム更新指示を受け取ると、前記サーバが、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する間、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする付記11−13のいずれか1項に記載のネットワークシステム。
(付記16)
コントローラにより制御されるサーバであって、
仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンの動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、
仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンの動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、
前記コントローラからの指示に従って、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、
を有することを特徴とするサーバ。
(付記17)
前記制御手段が、前記仮想マシンまたは前記プログラム可能論理回路の追加、更新あるいは削除を実行することを特徴とする付記16に記載のサーバ。
(付記18)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新することを特徴とする付記16または17に記載のサーバ。
(付記19)
前記コントローラからの前記プログラム可能論理回路のプログラム更新指示に含まれるCPU処理代理指示に従って、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する間、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を前記CPUに代行させることを特徴とする付記16−18のいずれか1項に記載のサーバ。
(付記20)
前記コントローラから前記プログラム可能論理回路のプログラム更新指示を受け取ると、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する間、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を前記CPUに代行させることを特徴とする付記16−18のいずれか1項に記載のサーバ。
(付記21)
仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶する機能と、
前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する機能と、
を前記コンピュータで実現することを特徴とするプログラム。
11、12 管理装置
12a,12b 管理部
20 下位レイヤネットワーク
21−1 CPU
21−2 FPGA
22−1 CPU
30 上位レイヤネットワーク
101 ネットワーク管理部
102 機能管理部
103 FPGA管理部
104 ネットワークインタフェース
105 管理インタフェース
106 制御部
107 プログラムメモリ
VNF 仮想ネットワーク機能
Claims (10)
- 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御装置であって、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶する記憶手段と、
前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、
を有し、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする制御装置。 - 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御装置であって、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶する記憶手段と、
前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、
を有し、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、当該プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とする制御装置。 - 前記制御手段が、前記仮想マシンまたは前記プログラム可能論理回路の追加、更新あるいは削除を実行することを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新することを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の制御装置。
- 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御方法であって、
記憶手段が、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶し、
制御手段が、前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる、
ことを特徴とする制御方法。 - 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御方法であって、
記憶手段が、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶し、
制御手段が、前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる、
ことを特徴とする制御方法。 - 前記制御手段が、前記仮想マシンまたは前記プログラム可能論理回路の追加、更新あるいは削除を実行することを特徴とする請求項5または6に記載の制御方法。
- 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークシステムであって、
少なくとも一つのプログラム可能論理回路に対応したサーバを含む複数のサーバが接続されたネットワークと、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる制御装置と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。 - コントローラにより制御されるサーバであって、
仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンの動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、
仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンの動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、
前記コントローラからの指示に従って、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御する制御手段と、
を有し、前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させることを特徴とするサーバ。 - 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの制御装置としてコンピュータを機能させるプログラムであって、
サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバで起動する仮想マシンと、サーバの仮想マシンで実現する仮想ネットワーク機能と、の対応関係を記憶する機能と、
前記対応関係に基づいて、少なくとも前記仮想マシンと当該仮想マシンが動作する前記プログラム可能論理回路とをそれぞれ制御し、前記プログラム可能論理回路のプログラムを更新する場合、前記プログラム可能論理回路で動作している仮想マシンのデータ処理を当該サーバのCPU(Central Processing Unit)に代行させる機能と、
を前記コンピュータで実現することを特徴とするプログラム。
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