JP6879338B2 - 通信装置とシステムと方法並びに割り当て装置とプログラム - Google Patents

通信装置とシステムと方法並びに割り当て装置とプログラム Download PDF

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Description

(関連出願についての記載)
本発明は、日本国特許出願:特願2015−051225号(2015年3月13日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、通信装置とシステムと方法並びに割り当て装置とプログラムに関し、特にモバイルネットワークに適用して好適な装置、システム、方法、並びにプログラムに関する。
モバイル通信サービスを提供する事業形態の一つであるMVNO(Mobile Virtual Network Operator:仮想移動体通信事業者)は、自前の無線通信インフラ等を持たず、MNO(Mobile Network Operator:移動体通信事業者)から無線通信インフラ等必要なインフラを借り受け、自社ブランドでモバイル通信事業を行う。
<L3接続>
レイヤ3(L3:ネットワーク層)接続によるMVNOでは、図19(A)に模式的に示すように、エンドユーザ(End User)からのIP(Internet Protocol)パケット転送用のレイヤ2(Layer2: L2)のGTP(GPRS(General Packet Radio Service) Tunneling Protocol)セッションは、MNOのネットワーク(コア網)内で終端される。L3接続のMVNOは、MVNOネットワーク3に、L3の通信サービスを提供するルータ(Router)等を用意するだけでよい。
図19(B)は、L3接続のMVNOの形態の一例を模式的に示す図である。図19(B)には、3GPP(3rd Generation Partnership Project)で規定されている既存の2G/3G網とLTE(Long Term Evolution)アクセス網を収容するEPC(Evolved Packet Core)を、MNOのネットワーク2とし、MVNOのネットワーク3に、エッジルータ等のルータや不図示のサーバ等を備え、インターネット(The Internet)4に接続する構成例が模式的に示されている。ここで、EPCの各ノードについて概説する(なお、詳細は、例えば3GPP TS 23.401 V9.5.0(2010−06)等が参照される)。
MME(Mobility Management Entity)は、端末(移動端末)1(User Equipment:UE)の移動管理や認証、ユーザデータ転送経路の設定等の各種処理を行う。またMMEはHSS(Home Subscriber Server)(加入者プロファイルを保持)と連携してユーザの認証等を行う。さらに、MMEはSGSN(Serving GPRS Support Node)(3rd Generation: 3G)の制御局/基地局(RNC(Radio Network Controller)/NodeB)に接続する)とも接続し3G端末の位置登録等を行う。MMEはSGW(Serving Gateway)から基地局eNB(eNodeB)の区間(S1−U)のユーザデータ転送経路の設定・解放を行う。
SGWはeNBとの間でユーザデータの送受信を行い、PGW(PDN(Packet Data Network) Gateway)との間の通信経路の設定・解放を行う。PGWは、IMS(IP Multimedia Subsystem)やインターネット等のパケットデータ網(Packet Data Network:PDN)と接続し、端末に対するIP(Internet Protocol)アドレス(プライベートIPアドレス)の割当て等を行う。PCRF(Policy and Charging Rules Function)はQoS(Quality of Service)等のポリシ制御や課金制御ルールを決定するポリシ制御装置である。PGWおよびSGWは、PCRFからの通知情報(ポリシ)に基づき、例えばパケット単位にポリシ制御を行う。なお、図19(B)において、各ノード間の線の符号S11等はインタフェースを表しており、破線はコントロールプレーン(C−Plane)、実線はユーザプレーン(U−Plane)の信号(データ)を表している。
L3接続の場合、MVNOは、MVOのネットワーク2上のパケット中継装置であるPGW(あるいは不図示のGGSN(Gateway GPRS Support Node))等を直接運用することはない。端末(移動端末)1に対するIPアドレスの払い出しは、MNOのPGW等が行う。L3接続では、MVNOでの通信制御はL3(ネットワーク層)で行われる。また課金等に必要な情報であるパケット転送量は、一般に、MNO側から提供される日又は月単位での転送量となる。
<L2接続>
レイヤ2(L2:データリンク層)接続によるMVNOでは、図20(A)に模式的に示すように、エンドユーザのGTPセッションはMVNOまで延在される。MVNOは、MVOのネットワーク上にパケット中継装置を設置する必要がある。L2のGTPトンネルは、例えばMVNOのネットワークのPGW(又はGGSN)で終端される。
図20(B)は、L2接続のMVNOの形態の一例を模式的に示す図である。図20(B)には、EPCをMNOのネットワーク2とし、MVNOのネットワーク3にPGWを備え、インターネット(The Internet)4に接続する構成例が模式的に示されている。
L2接続は、エンドユーザである端末1とMVNOのPGWがL2トンネル(GTP)で結ばれる接続形態である。PGWがMVNO側にあるため、MVNOでは、様々な制御が可能である。また、MVNOネットワーク3上のPGWに隣接して各種制御用のサーバが配置される。例えば、利用者の管理・認証などを受け持つRADIUSサーバ(不図示)、利用者のデータ容量や課金情報を管理するOCS(Online Charging System)(不図示)、利用者ごとの通信ルールを管理するPCRF(Policy and Charging Rules Function)、ルールをPGWに適用してパケット転送を制御するPCEF(Policy and Enforcement Function)(不図示)等である。PGW等のパケット中継装置やサーバ群はIPルータ等と比べ技術的に高度、高価格であり、L2接続のMVNOにおいてPGW等の運用や保守等のコストは、ルータだけを用意すればよいL3接続形態と比べて高額となる。しかしながら、L2接続のMVNOは、MVNOのネットワーク3上のPGW等により帯域制御等を行うことができる。
ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration 2015年1月25日検索 インターネット<http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf>
以下に、本発明者らにより為された分析を与える。
前述したようにMVNOは、無線通信設備等を自前で構築せずに、貸出元であるMNOから借り、ユーザに対して安価でサービスを提供する。このため、MVNOとMNOのサービスを比較したとき、MVNOには制限があることが多い。例えば、
・通信速度が遅い、
・月当たりの最大使用容量が低い、
・音声通話等の付加機能がない、
等である。
MVNOが、例えばユーザトラフィック等に制限を課そうとするとき、現状では、MVNOネットワーク内のゲートウェイ等の特定のノードにおけるトラフィックシェーピング(帯域制御)等により、制限を課している。例えばMVNOネットワークであるEPCにおいてeNBとSGW間のS1−Uインタフェース上でトラフィックシェーピングが行われる。
MVNOでは、原則、MNOが提供するリソースやサービス(例えば帯域)を使った分だけ、MNOに料金を支払う。例えばL3接続のMVNOでは、一般的に、MVNOとMNO間の接続帯域(例えば図19(B)の参照ポイントSGiでの帯域)により課金される。MVNOでは、金額(顧客の支払額等)に応じたサービス(例えば帯域)を当該顧客に提供する。
したがって、顧客に提供するサービス(例えば帯域)を柔軟に制御できるようにすることが望ましい。
しかしながら、帯域制御は、一般に、予測されるトラフィック量等に基づき行われる。このため、柔軟かつ正確な帯域制御は難しい。例えば、トラフィック量によっては、予測値と実際の値との間に相当量の誤差が生じる可能性がある。
特に、PGW等のパケット転送装置を持たないL3接続のMVNOでは、帯域制御のリアルタイム制御は不可能である。このため、その処理に、特に高機能、高性能の装置を必要としないユーザトラフィックが、高機能、高性能の装置に割り当てられる場合がある。逆に、高機能、高性能の装置を必要とするユーザトラフィックが、低機能、低性能の装置に割り当てられてしまう場合もある。いずれの場合も、リソース、サービスの有効利用からは程遠い。
したがって、本発明は、上記問題点に鑑みて創案されたものであって、その目的は、トラフィックを処理するリソースの割り当ての適切化、リソースの利用の効率化を図る装置、システム、方法、プログラムを提供することにある。
本発明の1つの側面によれば、トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベルに応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当てるように動作可能な第1の手段(第1ユニット)と、前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送するように動作可能な第2の手段(第2ユニット)と、を備える装置が提供される。
本発明の別の側面によれば、トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベルに応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当てること、及び、
前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送すること、を含む方法が提供される。
本発明のさらに別の側面によれば、トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベル応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当てる処理と、
前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する処理と、をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。さらに、本発明によれば、該プログラムを記録したコンピュータ読み出し可能なストレージ装置等の記録媒体(non-transitory computer readable recording medium)が提供される。
本発明のさらに別の側面によれば、複数の仮想マシン上に、処理性能の異なる複数の仮想ネットワーク機能を備え、受信したトラフィックに関連したサービスレベルに応じて、複数の前記仮想ネットワーク機能の中から1つを選択して前記トラフィックを割り当てる、サーバ装置が提供される。
本発明によれば、トラフィックを処理するリソースの割り当ての適切化、リソースの利用の効率化を図ることができる。
(A)、(B)は本発明の基本概念の一例を説明する図である。 (A)、(B)は図1の割り当て装置の一例を説明する図である。 本発明の実施形態1を説明する図である。 本発明の実施形態1の一例を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態1−1を説明する図である。 本発明の実施形態1−1の変形例を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態1−2を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態1−3を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態1−4を説明する図である。 本発明の実施形態2を説明する図である。 本発明の実施形態2の一例を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態2−1を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態2−2を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態2−3を説明する図である。 (A)、(B)は本発明の実施形態2−4を説明する図である。 本発明の実施形態3を説明する図である。 (A)乃至(D)は本発明の実施形態4を説明する図である。 (A)乃至(D)は本発明の実施形態5を説明する図である。 (A)、(B)はL3接続のMVNOを説明する図である。 (A)、(B)はL2接続のMVNOを説明する図である。
本発明の実施形態について以下に説明する。
本発明の一つの側面によれば、ネットワーク機器やノード等の機能の一部又は全てをサーバ装置上に仮想化した仮想ネットワーク機能(Virtual Network Function: VNF)を用いて、MNOやMVNOキャリアのユーザにサービスを提供する。
はじめに、本発明の前提であるネットワーク機能の仮想化技術について概説する。ネットワーク機能を仮想化する技術であるNFV(Network Functions Virtualization)では、サーバ装置において、ハイパーバイザ(HyperVisor)や仮想マシンモニタ(Virtual Machine Monitor:VMM)等の仮想化レイヤ(Virtualization Layer)上の仮想マシン(Virtual Machine:VM)で稼働するアプリケーション(VNF)により、ソフトウェア的にネットワーク機能を実現している。例えば専用機器(EPCのノード、例えばMME、PGW、SGW等)の機能は、仮想化レイヤ上のVMで稼働するVNFとして実装することができる。サーバ装置のコンピューティング、ストレージ、ネットワーク等ハードウェア資源および仮想化レイヤは、VNFの実行基盤となるNFVI(Network Functions Virtualization Infrastructure)を構成する。NFVI、及びVNFをそれぞれ制御する管理ユニットとして、VIM(Virtualized Infrastructure Manager)、VNFM(Virtual Network Function Manager)を備え、ネットワークサービス全体を管理するものとしてNFVOを備える(例えば非特許文献1参照)。
本発明の側面の一つによれば、割り当て装置(図1(A)の111)は、VNFに転送されるトラフィックがどのキャリア、又はユーザのものであるかに応じて、当該トラフィックの転送先を、VNFを実現する仮想マシンとするか、あるいは専用装置(図1(A)の120)とするか、その割り当てを制御する。すなわち、トラフィックの転送先となるVNF(VM)、又は専用装置(図1(A)の120)の割り当てを、キャリア(例えばMNO、あるいはMVNOキャリア)、ユーザ、当該トラフィックのコンテンツ等の少なくとも一つに対して設定されたサービスレベルに応じて制御する。あるいは、当該トラフィックの送信元又は宛先であるユーザ端末(移動端末)の種別に応じて、トラフィックの転送先となるVNFの割り当てを決定するようにしてもよい。
割り当て装置(図1(A)の111)によるトラフィックのVNFへの割り当ての制御は、VNFが稼働する仮想マシン(VM)単位に行うようにしてもよい。その際、1つ又は複数の仮想マシン(VM)からなるグループを、例えば機能等に応じて、複数グループ備え(この場合、例えば同一グループの仮想マシン(VM)で稼働するVNFは同一機能を提供する)、複数のグループの中から1つのグループを選択し、次に、当該グループの中から、所定のスケジューリングアルゴリズム(例えばランダムに割り当てるランダム方式、あるいは順番に割り当てるラウンドロビン方式等)にしたがって、1つの仮想マシンを選択し、当該選択された仮想マシンをトラフィックの割り当て先としてもよい。
割り当て装置(図1(A)の111)は、VNFと当該VNFを実現する仮想マシン(VM)との対応をテーブル等に記憶保持しておき、トラフィック割り当て先のVNFを実行する仮想マシン(VM)宛てに、当該トラフィックを転送する構成としてもよい。また、1つのVNFが複数のVNFC(Virtual Network Function Component)の組み合わせからなり、複数のVNFCが複数の仮想マシン(VM)に対応している場合等のように、1つのVNFを複数の仮想マシン(VM)で実行する場合がある。この場合も、割り当て装置(図1(A)の111)は、VNFと、当該VNFを実行する複数の仮想マシン(VM)のうちトラフィック転送先の仮想マシン(VM)との対応を予め記憶保持する構成としてもよい。
あるいは、割り当て装置(図1(A)の111)は、トラフィックの割り当て先のVNFの識別情報(あるいはVDU(Virtual Deployment Unit)の識別情報)を、転送するパケットのヘッダ内の未使用領域等(例えばIPヘッダのTOS(Type of Service)やフラグのビットフィールド等、未使用フィールド)に設定してサーバ装置(図1(A)の100)に転送し、サーバ装置(図1(A)の100)側の制御部(ハイパーバイザ等)が、当該パケットのヘッダ等を解析して、パケット転送先のVNFを決定し、当該VNFを実現する仮想スイッチ(vSwitch)等を介して当該VNFにパケットを転送するようにしてもよい。
あるいは、VNFが配置されるサーバ装置(物理サーバ)単位でトラフィックの割り当てを制御するようにしてもよい。この場合も、割り当て装置(図1(A)の111)は、VNFと、当該VNFが配置されるサーバ装置(トラフィック転送先のサーバ装置)との対応を予め記憶保持する構成としてもよい。
また、サーバ装置(物理サーバ)単位でトラフィックの割り当て先を制御する場合、1つ又は複数のサーバ装置からなるグループを、例えば機能等に応じて、複数グループ備え(この場合、同一グループのサーバ装置は同一機能を提供する)、複数のグループの中から1つのグループを選択し、次に、当該グループの中から所定のスケジューリングアルゴリズム(例えばランダム方式、あるいはラウンドロビン方式等)にしたがって1つのサーバ装置を選択するようにしてもよい。
図1(A)を参照すると、サーバ装置(物理サーバ)100は、制御部101と、複数の仮想マシン(VM)102と、複数のVNF103を備えている。複数のVNF103(VNF1B、VNF1C)は、例えば同一の仮想化ネットワーク機能であり、性能が異なるものであってもよい。本明細書では、例えば、“VNF1A”、“VNF1B”、“VNF1C”等の表記において、“1”を機能、“A”、“B”、“C”を性能のクラスを表すものとする。特に制限されないが、VNF103は、ネットワーク機器又はその一部を仮想化したものであってよい。例えばVNF103B、103Cは、図20(B)のMVNOネットワーク3のPGW等の機能の一部又は全部を仮想化し、仮想マシン(VM)上で動作するアプリケーションソフトウェアとして実装したものであってもよい。この場合、専用装置120は、例えばPGW(Non−NFV:ネットワーク機能を仮想化したVNFではない装置又はノード)で構成してもよい。あるいは、図19(B)のMVNOネットワーク3のルータや、不図示のサーバ等の機能の一部又は全部を仮想化し、仮想マシン(VM)上で動作するアプリケーションソフトウェアとして実装したものであってもよい。なお、複数のVNF103の個数等に制限はない。また、専用装置120を複数台備えた構成としてもよい。
サーバ装置(物理サーバ)100の制御部101は、例えばCPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ、HDD(Hard Disk Drive)等のストレージ、ネットワークインタフェースコントローラ(Network Interface Controller:NIC)等のハードウェア資源(HW)104を仮想化して仮想マシン(VM)に割り当てるハイパーバイザ(Hypervisor)等の仮想化レイヤを備えている。
なお、図1(A)では、単に説明を容易化するため、制御部101が、仮想ハードウェアとして仮想スイッチ(vSwitch)を含む例が示されている。例えば、NFVの標準仕様に準拠する場合、制御部101、ハードウェア資源(HW)104は、VNF用の仮想マシン(VM)を実行するための仮想化基盤を提供するNFVIを構成する。NFVIは、例えば仮想マシン(VM)の設定や、VNFの生成や停止、スケーリング、更新等にあたり、図示されないNFV−MANO(Management and Orchestration)のVIM(Virtualization Infrastructure Manager)の制御を受ける。
特に制限されるものではないが、VNFとして、例えば、VNF1A(不図示)は高機能(性能)型、VNF1B103Bは中(標準)機能(性能)型、VNF1C103Cは低機能(性能)型である。なお、図示されない保守端末又はOSS(Operations Support Systems)等から、NFVの管理装置(NFV−MANO(NFV Orchestrator(NFVO)、VNF Manager(VNFM)、VIMを含む)))に対して、VNFパッケージの登録(on-boarding VNF Package)又は更新(update)を行うことで、VNFと対応するVMイメージ(仮想マシンVMのイメージファイル)の設定又は更新が行われる。VNFの処理性能は、例えば当該VNFが稼働する仮想マシン(VM)に割り付ける仮想CPU(vCPU)の個数、仮想メモリの容量、仮想NICの個数や帯域、仮想ストレージの容量等によって制御される。これらは、NFV Orchestrator(NFVO)で、VNF等のインスタンス情報生成時に参照されるVNFデスクリプタの定義情報により設定される(詳細は非特許文献1参照)。
図1(B)に示す例では、キャリアA(MVNOキャリア)は、第1サービスレベル(高速、高品質)であるが、高額契約である。キャリアAは、専用装置120を含む通信設備を保有するMNOキャリアであってもよい。あるいは、キャリアAは、専用装置120を保有するMVNOキャリアであってもよい。一方、キャリアC(MVNOキャリア)は、第3サービスレベル(低速、低品質)である。キャリアB(MVNOキャリア)のサービスレベル(第2サービスレベル)は第1、第3サービスレベルの中間であるものとする。
この場合、割り当て装置111は、キャリアA、B、Cのトラフィックを、それぞれ、専用装置120、VNF1B、VNF1Cに割り当てる。
すなわち、キャリアA、B、Cのトラフィック(キャリアA、B、Cにそれぞれ契約した端末のトラフィック)は、割り当て装置111から、それぞれ専用装置120、VNF1B、VNF1Cを実現する仮想マシン(VM)に転送され、専用装置120、VNF1B、VNF1Cにて処理される。
VNFを実現する仮想マシンに転送される場合、例えばサーバ装置100のNIC等で受信したフレーム(パケット)は、仮想スイッチ(vSwitch)等を介して対応するVNFを実現する仮想マシン(VM)に送信され、VNFからのパケット(フレーム)データは、サーバ装置100の仮想スイッチ、NIC等を介してMVNOネットワークのルータを経由し、インターネットやIMS網等のパケットデータ網等を介して宛先(destination)に転送される。
本発明の一形態によれば、トラフィックを処理するVNFを、サービスレベルに対応したキャリア毎に、割り当てを制御する。すなわち、図1(A)の割り当て装置111は、例えばキャリアによってユーザトラフィックを、専用装置120、VNF103B〜103Cへの割り当てを変える。例えばキャリアAが通信設備をMVNOキャリアに貸し出しているMNOである場合、MNOキャリアAのユーザトラフィックは、専用装置120、又は、同一機能の複数のVNFうち、高性能(あるいは最高性能)のVNFに割り当てる。
なお、図1(B)に例示したサービスレベルは単に説明のためのものであり、サービスレベルは3段階に限定されるものでないことは勿論である。さらに、通信速度(帯域)(下り通信速度)とQoS(Quality of Service)の組み合わせと契約金額の関係等から、さらにサービスレベルの粒度を上げて区分するようにしてもよい。例えば、キャリア毎に、
・高速且つ高品質:高額、
・高速且つ中品質:やや高額、
・中速且つ中品質:中間、
・中速且つ低品質:中間、
・低速且つ中品質:やや低額、
・低速且つ低品質:低額
という具合である。
この場合、割り当て装置111は、MVNOキャリアのうち、高額契約のMVNOキャリアに対して、同じ機能の複数のVNFのうち性能の高いVNF、あるいは専用装置120にトラフィック割り当てるようにしてもよい。一方、低額契約のMVNOキャリアの場合、同じ機能の複数のVNFのうち性能の低いものにトラフィック割り当てるようにしてもよい。
トラフィックの割り当てをキャリア単位で行う場合、同一キャリアの複数の加入者の端末のトラフィックの割り当て先は同一とされる。あるいは、後述する実施形態で説明するように、VNFへのトラフィックの割り当てをキャリア単位のかわりに、ユーザ単位としてもよい。ユーザ毎のVNFの割り当てを行う場合、例えば同一キャリアの加入者であっても、加入者の契約内容等に応じて加入者(ユーザ)単位にサービスレベルが設定される。その結果、同一キャリアの複数の加入者(例えばMVNOユーザ)のトラフィックが別々のVNF又は、専用装置120に割り当てられる場合がある。
なお、図1(A)において、複数のVNFが稼働する複数の仮想マシン(VM)をそれぞれ別々のサーバ装置に搭載し、トラフィックのVNFへの割り当てをサーバ装置単位に、キャリア毎、又はユーザ毎に制御するようにしてもよい。
本発明の一形態によれば、VNFの割り当てをキャリア単位、またはユーザ単位で制御することにより、より、柔軟な制御が可能となり、リソースの有効利用を図ることができる。
図2(A)は、図1(A)の割り当て装置111の構成の一例を模式的に例示する図である。割り当て装置111は、制御部112と、処理部113と、記憶部114とを有する。図2(B)は、記憶部114に記憶される情報を模式的に例示した図である。
割り当て装置111の制御部112は、受信したパケットのヘッダ等に含まれる端末識別情報(アドレス情報)から、当該パケットを送信した端末を特定し、当該端末に対応するVNFを実現する仮想マシンに当該パケットを転送するように処理部113を制御する。
割り当て装置111の処理部113は、制御部112の制御のもと、端末側から送信されたパケット(フレーム)のヘッダに送信先情報として、専用装置120のアドレス(例えばMAC(Media Access Control)アドレス)を設定するか、あるいは、割り当て先のVNFにパケット(フレーム)を送信する場合、当該VNFを実現する仮想マシン(VM)の識別情報(例えば仮想マシンのホスト名、仮想NIC(vNIC)のIP/MACアドレス等)を設定するか、あるいは、当該仮想マシン宛ての送出ポートに送信するようにしてもよい。
割り当て装置111の記憶部114は、例えば図2(B)に示すように、端末の識別情報(例えばアドレス等)と、割り当て先のVNFの対応をテーブル構造として記憶する。記憶部114に記憶保持される端末識別情報(アドレス)と割り当て先のVNFとの対応は、端末が基地局を介してネットワークに登録するアタッチ処理等において、必要に応じてHSS等に格納されるユーザの契約情報等に基づき、制御部112が、当該端末の契約するキャリア(MNO/MVNO)と、当該端末の端末識別情報(アドレス)とを対応付け、記憶部114に、端末識別情報(アドレス)と、当該キャリアに対応した割り当て先VNFの対応を格納するようにしてもよい。割り当て装置111において、記憶部114への端末識別情報(アドレス)と割り当て先の格納処理は、上記アタッチ処理において、MMEによる認証後のEPS(Evolved Packet System)セッション確立時に行うようにしてもよい。MMEからSGWにセッション生成要求(Create Session Request)が送信され、SGWからPGWにセッション生成要求(Create Session Request)が送信され、SWGとPGW間にトンネルが張られる。端末からMMEに送信されるアタッチ要求メッセージには、加入者識別情報であるIMSI(International Mobile Subscriber Identity:国際移動通信加入者識別子)が含まれ、MMEからSGW、SGWからPGWに送信されるセッション生成要求(Create Session Request)メッセージにはIMSIが含まれている。例えば割り当て装置111は、このセッション生成要求メッセージをキャプチャしIMSIを取得し、HSSから当該加入者の契約情報等を参照して、当該加入者が契約するキャリア(MNO/MVNOキャリア等)を判定し、該キャリアがMNO又は高額契約のMVNOの場合、割り当て先は専用装置、キャリアが低額契約又は中間のMVNOの場合、割り当て先はVNFC、VNFBという割り当てルールに基づき、キャリア単位に、端末のトラフィック(データトラフィック等)の割り当て先のVNFを決定するようにしてもよい。あるいは、割り当て装置111は、IMSIによりSPR(Service Profile Repository)のサービス契約情報を参照し、加入者(ユーザ)のサービス契約内容に基づき、ユーザ単位にトラフィックの割り当て先を決定するようにしてもよい。あるいは、MME等がIMSIに基づきHSSから当該加入者の契約情報等から端末のトラフィック(データトラフィック等)の割り当て先を決定し、これを割り当て装置111に通知するようにしてもよい。割り当て装置111は、当該端末のIPアドレスと、割り当て先VNFを対応付けて記憶部114に記憶することで、パケットヘッダのIPアドレス等を端末識別情報として、該パケットの転送先のVNFを決定することができる。さらに、割り当て装置111は、端末識別情報(アドレス)と、当該キャリアに対応した割り当て先VNF(パケット転送先VNF)の対応において、当該VNFと、当該VNFが配置されるサーバ装置、あるいは、当該VNF実現する仮想マシン(VM)の識別情報(例えばホスト名、仮想NIC(vNIC)のIP/MAC(Media Access Control)アドレス)等との対応を記憶保持するようにしてもよい。
かかる構成により、端末の接続確立ののちに端末から転送されるパケットは、該パケットのヘッダから抽出した送信元アドレス情報(source IP address:端末のIPアドレス)と、記憶部114の端末のアドレスと割り当て先の対応から、転送先(専用装置又はVNF)が決定され、処理部113にて、該パケットは、専用装置120に転送されるか、又は、対応するVNFが稼働するサーバ装置、又は仮想マシン(VM)宛てに転送される。処理部113は、入力ポートと、複数に出力ポートを備えたスイッチで構成としてもよい。なお、以下では、トラフィックの割り当て先を複数のVNFから選択する例から説明する。
<実施形態1>
図3は、実施形態1の構成を示す図である。なお、図3において、端末1、基地局(eNB)20は、図20(A)等を参照して説明したものと同一である。図3において、SGW30は、図20(A)等を参照して説明したものと基本構成は同一とされるが、図1及び図2を参照して説明した割り当て装置111の機能を備えている。
図3では、端末1(移動端末)は、基地局(eNB)20と無線接続してネットワーク接続を確立し、宛先ノード(例えば図20(A)のインターネット40の不図示のノード)に接続する。
実施形態1では、同一機能であるが性能が相違するVNF1A〜VNF1Cをそれぞれ別々のサーバ装置100A〜100C上に実装し、トラフィックのVNFへの割り当てを、サーバ装置(物理サーバ)単位で制御する。なお、特に制限されないが、サーバ装置100A〜100C上に実装されるVNF1A〜VNF1Cは、PGW(例えば図19(B)又は図20(B)参照)の機能の一部又は全てを実現するものであってもよいし、ファイアウォールやロードバランサあるいは他のサーバ機能を実現するものであってもよい。
サーバ装置100Aは相対的に高性能であり、サーバ装置100Cは、相対的に低性能である(サーバ装置100Aと比較して性能が低い)。またサーバ装置100Aとサーバ装置100Cの間に、サーバ装置100Aとサーバ装置100Cの中間の性能を有する1つ又は複数のサーバ装置100B(不図示)を備えてもよい。なお、サーバ装置の台数に特に制限はない。
図3において、SGW30は、キャリア単位(例えばMVNO、又は、MNOとMVNO)に対応するVNFが配置されるサーバ装置(VNFが稼働する仮想マシン(VM)が配置される)を選択する。SGW30は、割り当てられたVNFが配置されたサーバ装置(100A〜100Cのいずれか)に、トラフィックを転送する。割り当てられた当該サーバ装置では、受信したトラフィックを、当該サーバ装置上のハイパーバイザ等を介して当該VNFが稼働する仮想マシン(VM)に転送する。
SGW30は、図2を参照して説明した割り当て装置111の機能を備えており、MNOあるいは高額のMVNOキャリアのトラフィックを、高性能のサーバ装置100Aに設置したVNF1Aに割り当てる。なお、後述する例のように、高額契約のMVNOキャリアのトラフィックを専用装置(NFVを使わない)に割り当ててもよい。専用装置を備えたキャリアのユーザのトラフィックを専用装置に割り当てるようにしてもよい。
SGW30は、低額契約のMVNOキャリアのトラフィックを、汎用サーバ(複数のVNFを混在して備える汎用サーバ:VNFの処理性能は低くなる)、または低性能のサーバ装置100Cに設置したVNF1Cに割り当てる。
あるいは、図3において、SGW30は、ユーザ単位にVNFの割り当てを行ってもよい。サービスクラスが上位のユーザのトラフィックは、高性能のサーバ装置100Aに設置したVNF1Aに割り当てる。なお、ユーザ単位に専用装置(NFVを使わない)に割り当てるようにしてもよい。サービスクラスが下のユーザのトラフィックは、低性能のサーバ装置100C上のVNF1Cに割り当てる。
あるいは、例えば同一のキャリアに契約する複数のユーザについて、高額契約のユーザのトラフィックは高性能のサーバ装置100Aに設置したVNF1Aに割り当て、低額契約のユーザのトラフィックは低性能のサーバ装置100Cに設置したVNF1Cに割り当てるようにしてもよい。
実施形態1では、サーバ装置単位でVNFの割り当てを制御する構成としている。そして、トラフィックをどのVNFに割り当てるかを、キャリア単位、又は、ユーザ単位で決定する構成としている。したがって、キャリア単位、又は、ユーザ単位で決定されたVNFが配置されるサーバ装置を選択すればよいことから、割り当ての制御等が簡易となる。
実施形態1の変形例として、複数のサーバ装置をグループ分けしたサーバ装置グループを備えてもよい。この場合、サーバ装置グループは、複数のサーバ装置を例えば機能等に応じて複数のグループにグループ分けした構成としてもよい(例えば同一機能の複数のサーバ装置を同一グループに属するようにグループ分けしてもよい)。
この変形例の場合、トラフィックの割り当て先のサーバ装置の選択にあたり、サービスレベルに応じて、複数のサーバ装置グループの中から1つのサーバ装置グループに対して1次的な割り当てが行われ、当該1つのサーバ装置グループの中から、いずれか1つのサーバ装置を選択し、該一つのサーバ装置にトラフィックに割り当てるようにしてもよい。グループ内でのサーバ装置の割り当ては、ランダム、前回の割り当てからの継続(前回(最後)に割り当てられたサーバ装置を再度選択し、結果として割り当てを継続することになる)、あるいはラウンドロビン方式等で行うようにしてもよい。1つのサーバ装置グループは少なくとも1つのサーバ装置を含めばよい。例えば、同一グループのサーバ装置が同一の機能を提供する場合、同一グループ内の1つ又は複数のサーバ装置のVNFは同一の機能(Network Function)とされる。同一グループ内の複数のサーバ装置の性能に高低はあってもよいし(グループは同一機能で性能が異なるサーバ装置を含む)、同一の性能であってもよい(グループ内の全てのサーバ装置は同一機能、同一性能)。
例えば、複数のキャリア(キャリアA、B、C)の各々に対応して、性能クラスが異なる複数のサーバ装置グループ(グループA、B、C)を備え、加入者が契約するキャリア(例えばキャリアA)に応じて、複数のサーバ装置グル―プから1つのサーバ装置グループ(例えばグループA)を選択し、選択した1つのサーバ装置グループ(例えばグループA)の中から、当該加入者の契約内容等に応じた性能に対応する1つのサーバ装置を選択する構成としてもよい。
<振り分け方の別の例>
例えばM2M(Machine to Machine)端末は、
・通信量が少ない、及び、
・通信頻度が少ない、
ことが想定される。
このため、M2M端末のトラフィックは、スループットの出ない経路を通しても、特段の問題は生じないといえる。そこで、図3において、端末1がM2M端末である場合、該M2M端末のトラフィックは、低性能のサーバ装置100CのVNF1Cに振り分ける。この場合、例えばM2M端末の接続確立時(アタッチ時)等に、eNB20等で取得された端末情報(端末識別情報、端末タイプ等)に基づき、当該M2M端末のタイプと、パケット送信元のアドレス情報との対応から、当該トラフィックが、M2M端末からのものである場合、当該トラフィックを、パケット単位に、低性能のサーバ装置100CのVNF1Cに割り振るようにしてもよい。
M2M以外のタイプの移動端末等のトラフィックは、高性能のサーバ装置100A上のVNF1A103Aに割り振る。これは、スマートフォン等の移動端末は、M2M端末よりも通信量が多く、且つ、通信頻度が高いため(端末1への動画ダウンロードや、Twitter(Twitter, Inc.の商標又は登録商標)、Facebook(Facebook, Inc.の登録商標)等による通信量、通信頻度が大)、よりスループットの出る経路を通すようにするためである。端末1の通信相手(インターネットやIMS等のパケットデータ網に接続するノード)から端末1宛てのトラフィック(下りパケット)は、ルータ(スイッチ)等(例えば図20(B)のMVNOネットワーク上のRouter)から、端末1が加入するキャリアに対応して割り当てられたサーバ装置上のVNF(例えばPGW機能を仮想的に実現する)に転送され、該VNFから、SGW30、eNB20を介して、端末1に送信される。この場合、該ルータ(スイッチ)等は、図2(B)に示した端末識別情報と割り当て先のVNFの対応を保持し、端末1宛てのパケット(下りパケット)を、割り当て先VNFを備えたサーバ装置に転送するようにしてもよい。なお、図3において、サーバ装置100A〜100C上のVNF103A〜103Cは、例えば端末1からの上り方向のパケットの通過許可を制御するファイアウォール機能(パケットフィルタ)等、端末1からの上りのトラフィックのみを一方向で処理するものであってもよいことは勿論である(この場合、端末1宛てのパケット(下りパケット)は当該VNFに転送されない)。
<実施形態1の一例>
図4は、図3の実施形態1の一例を例示する図である。図4では、図3の端末1、基地局(eNB)20は省略されている。図4の例では、サーバ装置100A〜100Cの選択を、スイッチ(物理スイッチ)110で行う。この場合、SGW30とスイッチ110が、図1(A)の割り当て装置111に対応している。
図4において、SGW30は、サーバ装置100A〜100Cの中から、キャリア単位、あるいは、ユーザ単位に、トラフィックの割り当て先のVNFが配置されるサーバ装置を選択する。SGW30は、トラフィックを、スイッチ110を介して、選択したサーバ装置宛てに転送する。SGW30は、選択したサーバ装置の識別情報(例えばMACアドレス)を、ヘッダ等に設定したフレームをスイッチ110に転送してもよい。スイッチ110は、ポート番号と、該ポートが接続するサーバ装置のMACアドレスとの対応をテーブルで管理し、フレームヘッダの宛先MACアドレスから、該フレームの転送先のサーバ装置に接続するポートに該フレームを転送する。
<実施形態1−1>
図5(A)、図5(B)は、実施形態1−1を説明する図である。実施形態1−1は、実施形態1を、より具体的に説明するものである。実施形態1−1では、実施形態1と同じく、サーバ装置(物理サーバ)単位に、VNFの割り当てを制御する。図5(A)に示すように、実施形態1−1では、SGW30は、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシに基づき、キャリア毎に、トラフィックのVNFへの割り当てを制御する。図5(A)において、例えば制御装置50とSGW30が、図1、図2を参照して説明した割り当て装置111の機能を実現している。
SGW30は、割り当てられたVNFが配置されたサーバ装置にトラフィックを転送する。当該サーバ装置では、受信したトラフィックを、当該サーバ装置上のハイパーバイザ等を介して当該VNFが稼働する仮想マシン(VM)に転送する。
図5(B)は、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシの一例を説明する図である。図5(B)に示すように、キャリア毎に設定されたサービスレベルに応じて、VNFの割り当てを決定する。なお、割り当ての仕方は、図1(B)と同じであるため、説明は省略する。なお、以下の各実施形態において、キャリアAは、MNOであっても、MVNOであってもよい。同様に、キャリアB等についても、MVNOにのみ限定されるものではない。
上記の通り、実施形態1−1では、制御装置(又はオペレータ)50からSGW30へのポリシの設定により、キャリア毎に設定されるサービスレベルに応じたVNFの割り当てを行う。このため、制御装置(又はオペレータ)50から、例えばSGW30に対してポリシを可変に設定(更新設定)することで、キャリアと、サービスレベルと、割り当てるVNFの対応を可変に設定することができる。このため、サーバ装置のリソースを有効、且つ、適切に利用可能としている。
<実施形態1−1の変形例>
図6は、上記した実施形態1−1の変形例を説明する図である。この変形例では、PCRF51とPCEF(Policy and Enforcement Function)52で制御装置を構成し、PGW40でトラフィックの割り当てを行う構成例を説明する図である。図6において、PCEF52は、不図示のOCS(Online Charging System:オンライン課金システム)やPCRF51と連携し、PGW40を通過する通信(トラフィック)に対してポリシを適用する。図6において、例えばPCRF51とPGW40が、図1、図2を参照して説明した割り当て装置111の機能を実現している。
PCEF52は、例えば、高速ポリシ、低速ポリシ等に基づき、PGW40を通過するキャリアのトラフィックを制御する。なお、PCEF52はPGW40内に実装してもよい。
図6の構成例では、PGW40は、例えばキャリア毎に、トラフィックの割り当てを行うようにてもよい。さらに、PGW40では、Gxcインタフェースを介してPCRF51から送信されるポリシ制御情報に基づき、例えば、同一キャリアに対して、サービスレベルに応じて、VNFの割り当てをサーバ装置単位で行い、割り当てられたVNFが配置されたサーバ装置を選択する。この場合、PGW40では、例えばPCEF52の制御等により、同一キャリアにおいて、ユーザ単位に、異なるサービスレベルに応じて、VNFの割り当てをサーバ装置単位で行うようにしてもよい。例えば、ユーザに対するプリペイド型料金プラン(契約)に対して、通信量を管理しプリペイド残高と換算する不図示のOCSから通信可能量を取得したPCRF51は通信ポリシ(通信速度)を決定し、PCEF52はPGW40においてユーザトラフィックに対するポリシを適用する。例えばプリペイド型料金プラン(例えば2GB(Gigabytes))において通信残量がある場合、PCEF52では高速通信のポリシを適用し、ユーザトラフィックはサーバ装置100A上のVNF1Aに割り当てられ、通信残量がなくなると、例えば最大128kbps(kilo bits per second)等の低速通信ポリシに切り替え、ユーザトラフィックはサーバ装置100C上のVNF1Cに割り当てるようにしてもよい。なお、図6のPCRF51とPCEF52は、図5の制御装置50の変形例ともいえるが、ポリシの設定とポリシに基づくトラフィックの割り当ての制御方式は、図6の構成に制限されるものでないことは勿論である。
<実施形態1−2>
図7(A)、図7(B)は、実施形態1−2を説明する図である。実施形態1−2は、実施形態1をより具体的に説明するものであり、実施形態1と同じく、サーバ装置(物理サーバ)単位でVNFの割り当てを制御する。
図7(A)、図7(B)に示すように、実施形態1−2では、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシに基づき、ユーザ単位(端末1の端末識別情報(端末ID)、又はアドレス単位)に、トラフィックのVNFへの割り当てを制御する。なお、端末1の識別情報としては、端末1のSIM(Subscriber Identity Module)カードに格納され、端末1からMMEに送信されるアタッチ要求(Attachment request)メッセージに含まれるIMSI(International Mobile Subscriber Identity:国際移動通信加入者識別子)等の識別情報を用いてもよい。
図7(A)に示すように、実施形態1−2では、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシに基づき、SGW30は、ユーザ毎にトラフィックのVNFへの割り当てを制御する。SGW30は、割り当てられたVNF宛てに、当該VNFが配置されたサーバ装置にトラフィックを転送する。当該サーバ装置では、受信したトラフィックを、当該サーバ装置上のハイパーバイザ等を介して当該VNFが稼働する仮想マシン(VM)に転送する。
図7(B)は、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシの一例を説明する図である。図7(B)に示すように、ユーザ毎(端末1のID又はアドレス)に設定されたサービスレベルに応じてVNFの割り当てを制御する。
図7(B)の例では、
・MNO又はMVNOキャリアであるキャリアAに加入するユーザ1の端末のトラフィックは、VNF1Aが稼働する高速のサーバ装置100A、
・キャリアAに加入するユーザ2の端末のトラフィックは、VNF1Bが稼働する中速のサーバ装置100B、
・MVNOキャリアBに加入するユーザ3の端末のトラフィックは、VNF1Cが稼働する低速のサーバ装置100C、
にそれぞれ割り振られる。
上記の通り、実施形態1−2では、制御装置(又はオペレータ)50からSGW30へのポリシの設定により、ユーザ毎に設定されるサービスレベルに応じたVNFの割り当てを行っている。制御装置(又はオペレータ)50からのポリシを可変に設定することで、ユーザと、サービスレベルと、ユーザトラフィックの割り当て先のVNFとの対応を、可変に設定することができる。このため、サーバ装置のリソースを有効、且つ、適切に利用可能としている。
なお、図7(A)の制御装置50を、図6を参照して説明したように、PCRF51とPCEF52で構成してもよいことは勿論である。この場合、PCRF51は、ユーザの課金ルール等を参照して、ポリシを設定するようにしてもよい。
なお、端末1がM2M端末である場合、図7(B)の第3のサービスレベルとするポリシとし、M2M端末からのトラフィックをVNF1Cが設定された低速のサーバ装置100Cに割り振るようにしてもよい。端末1の通信相手(インターネットやIMS等のパケットデータ網に接続するノード)から端末1宛てのトラフィック(下りパケット)は、ルータ(スイッチ)等(例えば図20(B)のMVNOネットワーク上のRouter)から、ユーザ単位割り当てられたサーバ装置上のVNF(例えばPGW機能を仮想的に実現する)に転送され、該VNFから、SGW30、eNB20を介して、端末1に送信される。この場合、該ルータ(スイッチ)等は、図7(B)に示した端末のアドレス(ユーザ端末ID)と割り当て先のVNFの対応を保持し、該当するユーザの端末1宛てのパケット(下りパケット)を、割り当て先VNFを備えたサーバ装置に転送するようにしてもよい。なお、図7(A)において、サーバ装置100A〜100C上のVNF103A〜103Cは、例えば端末1からの上り方向のパケットの通過許可を制御するファイアウォール機能(パケットフィルタ)等、端末1からの上りのトラフィックのみを一方向で処理するものであってもよいことは勿論である(この場合、端末1宛てのパケット(下りパケット)は当該VNFに転送されない)。
<実施形態1−3>
図8(A)、図8(B)は、実施形態1−3を説明する図である。実施形態1−3は、実施形態1をより具体的に説明するものであり、実施形態1と同じく、サーバ装置(物理サーバ)単位でVNFの割り当てを制御する。
図8(A)に示すように、実施形態1−3では、HSS70の加入者情報あるいはSPR(Subscriber Profile Repository)のサービス契約情報(契約内容変更:例えば、料金プラン変更、プリペイド料金追加等)に基づき、ユーザ単位に、トラフィックのVNFへの割り当てを制御する。SGW30では、割り当てられたVNFが配置されたサーバ装置に、トラフィックを転送する。当該サーバ装置では、受信したトラフィックを、当該サーバ装置上のハイパーバイザ等を介して当該VNFが稼働する仮想マシン(VM)に転送する。
図8(A)において、MME60は、端末1のアタッチ処理時、HSS70と連携して端末1の認証等を行う。なお、認証手順(Authentication Procedure)では、端末1からMME60へ送信されるアタッチ要求メッセージにはIMSIが含まれ、MME60は、IMSIとサービングネットワークIDを含む認証情報要求をHSS70に送信し、HSS70は認証ベクトルを生成し、MME60に送信する。MME60は、端末1に認証要求を送信し端末1はネットワークを認証し、端末1の認証応答をMME60に送信し、MME60では、端末1からの認証応答の値(RES)とHSS70からの認証ベクトルに含まれる値(XRES)を比較してユーザを認証する。この認証につづいて、MME60は、端末1のIMSIを用いて、HSS70のSPR(Subscriber Profile Repository)の加入者プロファイル情報(サービス契約情報、課金情報等)を取得し、ユーザ毎のトラフィックの割り当て先のVNFを、サーバ装置単位で決定するようにしてもよい。あるいは、SGW30は、上記認証につづいて、MME60からSGW30に送信されるセッション生成要求(Create Session Request)メッセージに含まれるIMSI等を用いてHSS70のSPRの加入者プロファイル情報(サービス契約情報、課金情報等)を取得し、ユーザ毎のトラフィックの割り当て先のVNFを、サーバ装置単位で決定するようにしてもよい。あるいは、PCRF(不図示)で決定したサービスポリシ(ユーザに対するサービスポリシ)等に基づき、SGW30は、ユーザ毎のトラフィックの割り当て先のVNFを、サーバ装置単位で決定するようにしてもよい。あるいは、基地局(eNB)20において、ユーザ毎のトラフィックの割り当て先のVNFを、サーバ装置単位で決定するようにしてもよい。この場合、基地局(eNB)20は、図2を参照して説明した割り当て装置111を備えた構成としてもよい。
図8(B)は、ユーザ単位(端末1の端末識別情報(端末ID)、アドレス単位)のVNFの割り当ての一例を示す図である。図8(B)の割り当ては、図7(B)のポリシ(ユーザ単位のVNFの割り当て)と同一であるため、説明は省略する。
実施形態1−3において、例えばHSS70のユーザのサービス契約情報(課金情報)に基づき、ユーザの契約内容変更(例:料金プラン変更、プリペイド料金追加等)に応じて、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更するようにしてもよい。
実施形態1−3において、例えば、プリペイド料金追加による、月当たりの通信容量アップ等に応じて、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更(例えば低性能のVNFから高性能のVNFへ変更)するようにしてもよい。
あるいは、実施形態1−3において、ユーザのサービス契約内容の変更(例えばアップグレード等)により、現在選択されているVNFに対して機能をさらに追加したVNFを割り当てるように、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更(スケールアップ/スケールアウト等)してもよい。また、ユーザのサービス契約内容の変更(例えばダウングレード等)により、現在選択されているVNFから機能を削減したVNFへ、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更(スケールダウン/スケールイン等)するようにしてもよい。
さらに、実施形態1−3において、ユーザのサービス契約内容の変更のアップグレード等により、音声通話、SMS(Short Message Service)機能を開放するようにしてもよい。該当ユーザのトラフィックは音声通話、SMSが可能になるように、サービスチェーン(VNFおよびVNFをサポートする物理および仮想の構成要素の配備)を再構成するようにしてもよい。逆に、サービス契約内容の変更がダウングレードした場合は、それまで設定されていた機能を使えなくなるように、VNFのサービスチェーンを再構成するようにしてもよい。
実施形態1−3によれば、ユーザのサービス契約内容にしたがって、ユーザトラフィックをVNFに割り当てることが可能であるとともに、サービス契約内容の変更等に追従して、最適なVNFの割り当てを可能としている。
なお、実施形態1−3においても、実施形態1−2と同様、端末1がM2M端末である場合、当該M2M端末の契約情報にしたがって、M2M端末からのトラフィックをVNF1Cが設定された低速のサーバ装置100Cに割り振るようにしてもよい。
<実施形態1−4>
図9(A)、図9(B)は、実施形態1−4を説明する図である。実施形態1−4は、実施形態1をより具体的に説明するものであり、実施形態1と同じく、サーバ装置(物理サーバ)単位でVNFの割り当てを制御する。図9(A)、図9(B)に示すように、実施形態1−4では、制御装置50からのポリシに基づき、SGW30は、VNFが稼働するサーバ装置100A〜100Cの中から、トラフィックのコンテンツ、アプリケーションに応じて、割り当て先のVNFが設置されたサーバ装置を選択する。SGW30は、割り当てられたVNF宛てに、当該VNFが配置されたサーバ装置にトラフィックを転送する。当該サーバ装置では、受信したトラフィックを、当該サーバ装置上のハイパーバイザ等を介して当該VNFが稼働する仮想マシン(VM)に転送する。
図9(B)に示すポリシでは、
・コンテンツ:YouTube(登録商標)(HD(High Definition television))は高速であり、第1のサービスレベルであり、割り当て先はVNF1A、
・コンテンツ:YouTube(登録商標)(SD(Standard Definition television))は低速であり、第3サービスレベルであり、割り当て先はVNF1C、
・その他の動画サービスは第2サービスレベルであり、割り当て先はVNF1B
としている。
例えばHTTP(Hyper text Transport Protocol)リクエストのヘッダ(HTTPヘッダ)情報を解析し、コンテンツ情報等を取得するようにしてもよい。例えばhostフィールド(HTTP 1.1)等から、コンテンツ配信元のURL(Uniform Resource Locator)、あるいは、エンティティヘッダのContent−Locationから、コンテンツの固有位置を示すURI(Uniform Resource Identifier)を取得するようにしてもよい。さらに、パケットのペイロード部を分析するディープパケットインスペクション(Deep Packet Inspection)や、パケットヘッダ部をチェックするステートフルディープパケットインスペクション(Stateful Deep Packet Inspection)等を使用してコンテンツあるいはアプリケーションの情報を抽出するようにしてもよい。取得したコンテンツ情報とポリシを照合し、トラフィックの割り当て先のVNFを実現する仮想マシン(VM)が設置されたサーバ装置を選択する。
実施形態1−4によれば、転送されるコンテンツ又はコンテンツを提供するアプリケーション等に対応した、VNFを割り当てることが可能である。
<実施形態2>
図10は、実施形態2の構成を説明する図である。実施形態2では、仮想マシン(VM)単位でVNFの割り当てを制御する。例えば同じ機能の複数のVNF(VNF1A〜VNF1C)を、同一サーバ装置上の別々の仮想マシン(VM)上に実装する。なお、仮想マシンの台数に特に制限はない。図10の例では、サーバ装置100のハイパーバイザ等仮想化レイヤ(制御部101)上に実装された仮想マシン(VM)102A〜102Cを備え、仮想マシン(VM)102A〜102C上でそれぞれVNF1A〜VNF1Cが稼働する。なお、図10において、SGW30が、図1(A)、図2(A)を参照して説明した割り当て装置111の機能を備える。
仮想マシン102A〜102Cの処理性能は、仮想マシン102Aが相対的に高性能、仮想マシン102Cは相対的に低性能、不図示の仮想マシン102Bは中間性能とする。仮想マシン102Bの性能値は、例えば、仮想マシン102Aと仮想マシン102Cの性能の中間値である。
MVNOキャリア単位にVNFの割り当てを行う場合、例えば、高額契約のMVNOキャリアのトラフィックは、高性能のVM102A上で稼働するVNF1Aに割り当てる。一方、低額契約のMVNOキャリアのトラフィックは、低性能のVM102C上で稼働するVNF1Cに割り当てる。
あるいは、ユーザ単位のVNF割り当てを行う場合、ユーザのサービス契約情報に基づき、サービスクラスが上のユーザのトラフィックは、高性能のVM102A上で稼働するVNF1Aに割り当てる。一方、サービスクラスが下のユーザのトラフィックは、低性能のVM102C上で稼働するVNF1Cに割り振る。
SGW30は、サーバ装置100にトラフィックを送信する。その際、SGW30は、トラフィックのパケットのヘッダ(例えばIPヘッダの未使用ビットフィールド等)に、割り当てられたVNFを指定する情報(識別情報等)を設定してサーバ装置100に転送するようにしてもよい。あるいは、SGW30は、割り当てられたVNFが稼働する仮想マシン(VM)のMACアドレス(VMのパワーオン時等にハイパーバイザ等によりソフトウェア的に自動で割り当てられる仮想MACアドレス)等をトラフィックのフレームヘッダに設定してサーバ装置100に転送するようにしてもよい。
サーバ装置100では、当該サーバ装置上の複数のVNF1A〜VNF1Cのうち、SGW30で割り当てられたVNFが稼働する仮想マシン(VM)に対して、SGW30から受信したトラフィックを転送する。
実施形態2によれば、仮想マシン(VM)単位でVNFの割り当てを制御する。このため、サーバ装置単位で割り当てを制御する実施形態1と比較して、サーバリソース(例えばサーバ装置の台数)の削減を可能としており、運用コストの低減を図ることができる。
<実施形態2の一例>
図11は、実施形態2の構成の一例を模式的に説明する図である。図11の例では、サーバ装置100内の仮想スイッチ(vSwitch)106により、SGW30から受信したトラフィックを仮想マシン(VM)へ転送する。
物理NIC105からのフレーム(パケット)は、仮想スイッチ106の入力ポート(U)に入力される。仮想スイッチ106では、例えばフレームのヘッダを解析し、SGW30でフレームのヘッダに設定された仮想マシン(VM)のMACアドレス、あるいは、SGW30でヘッダに設定された識別情報(ヘッダの未使用ビットフィールド等に設定されたVNFの識別情報)等に基づき、転送先の仮想マシン(VM)が接続する出力ポートを決定し、入力したフレームを、仮想マシン(VM)の仮想NIC、及びゲストOS(Operating System)(デバイスドライバ)を介して、ゲストOS上で動作する、当該割り当てられたVNF(アプリケーション)に転送する。VNFで処理されVNFから出力されたデータ(パケットデータ)は、仮想NICで例えばフレームとされ、仮想スイッチ106、物理NIC105を介して、MVNOネットワークの転送先(図20(B)のMVNOネットワークのRouter等)に送出され、さらに、インターネット又はIMS等のパケットデータ網を介して端末1の通信相手に向けて送信される。なお、図11において、仮想スイッチ(vSwitch)106は、図11のSGW30とともに、図1(A)の割り当て装置111を構成している。なお、特に制限されるものではないが、1つのVNFが複数の仮想マシン(VM)によって実現されている場合、VNFを構成する複数のVNFC(VNF Component)のうち、仮想NIC(仮想ネットワーク:外部リンク)に接続されるVNFCを実現する仮想マシン(VM)に、トラフィックが転送されることになる。
<実施形態2−1>
図12(A)、図12(B)は、実施形態2−1を説明する図である。実施形態2−1は、実施形態2をより具体的に説明するものであり、実施形態2と同じく、仮想マシン(VM)単位でVNFの割り当てを制御する。
図12(A)に示すように、実施形態2−1では、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシに基づき、SGW30は、キャリア毎に、トラフィックのVNFへの割り当てを、仮想マシン(VM)単位で制御する。SGW30は、割り当てられたVNFがその上で稼働する仮想マシン(VM)にトラフィックが転送されるように、フレーム又はパケットのヘッダ情報に仮想マシン(VM)の識別情報(例えば仮想MACアドレス等)等を設定し、サーバ装置100に転送する。サーバ装置100では、図11を参照して説明したように、トラフィックを、宛先となるVNFへ転送する。
図12(B)は、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシの一例を説明する図である。図12(B)に示すように、キャリア毎に設定されたサービスレベルに応じてVNFの割り当てを制御する。なお、割り当ての仕方は、図5(B)と同じであるため、説明は省略する。
実施形態2−1では、制御装置(又はオペレータ)50からSGW30へのポリシの設定により、キャリア毎に設定されるサービスレベルに応じたVNFの割り当てを行っている。制御装置(又はオペレータ)50からのポリシを可変に設定することで、MVNOキャリアと、サービスレベル、VNFの対応を可変に設定することができる。このため、サーバのリソースを有効且つ適切に利用可能としている。
実施形態2−1においても、前記実施形態1−1の変形例と同様(図6参照)、SGW30では、キャリア毎に、トラフィックの仮想マシン(グループ)への割り当てを行い、さらに、PGW40では、Gxcインタフェースを介してPCRF51から送信されるポリシ制御情報等に基づき、同一キャリアに対して、サービスレベルに応じて、VNFの割り当てを、仮想マシン単位で行うようにしてもよい。
<実施形態2−2>
図13(A)、図13(B)は、実施形態2−2を説明する図である。実施形態2−2は、実施形態2をより具体的に説明するものであり、実施形態2と同じく、仮想マシン(VM)単位でVNFの割り当てを制御する。
図13(A)、図13(B)に示すように、実施形態2−2では、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシに基づき、SGW30は、ユーザ単位(端末1の端末識別情報(端末ID)、又はアドレス単位)に、トラフィックのVNFへの割り当てを制御する。なお、端末1の識別情報としては端末のSIM(Subscriber Identity Module)カードに格納されたIMSI(International Mobile Subscriber Identity)等を用いてもよい。SGW30は、割り当てられたVNFがその上で稼働する仮想マシン(VM)にトラフィックが転送されるように、フレーム又はパケットのヘッダ情報に仮想マシンの識別情報(例えば仮想MACアドレス等)等を設定し、サーバ装置100に転送する。サーバ装置100では、図11を参照して説明したように、トラフィックを、宛先となるVNFへ転送する。
図13(A)に示すように、実施形態2−2では、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシに基づき、ユーザ毎にトラフィックのVNFへの割り当てを制御する。図13(B)は、制御装置(又はオペレータ)50から設定されるポリシの一例を説明する図である。図13(B)に示すように、ユーザ毎(端末1のID又はアドレス)に設定されたサービスレベルに応じてVNFの割り当てを制御する。図13(B)の例では、
・キャリアA(MNO又はMVNO)に加入するユーザ1の端末のトラフィックは、その上でVNF1Aが稼働する高速のVM102A、
・キャリアA(MNO又はMVNO)に加入するユーザ2の端末のトラフィックは、その上でVNF1Bが稼働する中速のVM102B、
・キャリアB(MVNOキャリア)に加入するユーザ3の端末のトラフィックは、その上でVNF1Cが稼働する低速のVM102C、
にそれぞれ割り振られる。
図13(A)において、制御装置(又はオペレータ)50とSGW30は、図1(A)、図2(A)を参照して説明した割り当て装置111の機能を実現している。
実施形態2−2では、制御装置(又はオペレータ)50からSGW30へのポリシの設定により、ユーザ毎に設定されるサービスレベルに応じたVNFの割り当てを行っている。実施形態2−2によれば、制御装置(又はオペレータ)50からのポリシを可変に設定することで、ユーザと、サービスレベル、VNFの対応を可変に設定することができる。このため、サーバ、特にVMのリソースを有効且つ適切に利用可能としている。
なお、実施形態2−2においても、実施形態1−2と同様、端末1がM2M端末である場合、図13(B)の第3のサービスレベルとするポリシとし、M2M端末からのトラフィックを低速のVNF1Cに割り振るようにしてもよい。
<実施形態2−3>
図14(A)、図14(B)は、実施形態2−3を説明する図である。実施形態2−3は、実施形態2をより具体的に説明するものであり、実施形態2と同じく、仮想マシン(VM)単位でVNFの割り当てを制御する。
図14(A)に示すように、実施形態2−3では、HSS70の加入者情報(例えばサービス契約内容の変更(例:料金プラン変更、プリペイド料金追加等)に基づき、ユーザ単位にトラフィックのVNFへの割り当てを制御する。
図14(A)において、MME60は、端末1のアタッチ処理時、HSS70と連携して認証等を行う。MME60は、HSS70の加入者プロファイル情報(サービス契約情報や課金情報等)を参照し、加入者プロファイル情報に基づき、トラフィックを割り当てるVNFを決定するようにしてもよい。SGW30は、MME60又は基地局20からの通知(割り当て先VNF)を受け、割り当てられたVNFがその上で稼働する仮想マシン(VM)にトラフィックが転送されるように、フレーム又はパケットのヘッダ情報に仮想マシンの識別情報(例えば仮想MACアドレス等)等を設定し、サーバ装置100に転送する。サーバ装置100では、図11を参照して説明したように、トラフィックを、宛先となるVNFへ転送する。
なお、本実施形態では、基地局20でユーザ毎のトラフィックの割り当て先のVNFを仮想マシン(VM)単位で決定するようにしてもよい。
図14(B)は、ユーザ単位(端末1の端末識別情報(端末ID)、アドレス単位)のVNFの割り当ての一例を示す図である。図14(A)の割り当ては、図8(B)のポリシ(ユーザ単位のVNFの割り当て)と同一であるため、説明は省略する。
実施形態2−3において、ユーザの契約内容変更(例:料金プラン変更、プリペイド料金追加)に応じて、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更するようにしてもよい。
実施形態2−3において、例えば、プリペイド料金追加による、月当たりの通信容量アップ等に応じて、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更(例えば低性能のVNFから高性能のVNFへ変更)するようにしてもよい。
あるいは、実施形態2−3において、契約内容変更(例えばアップグレード等)により、現在選択されているVNFに対して機能をさらに追加したVNFを割り当てるように、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更してもよい。また、契約内容変更(例えばダウングレード等)により、現在選択されているVNFから機能を削減したVNFへ、ユーザトラフィックのVNFへの割り当ての設定を変更するようにしてもよい。
さらに、実施形態2−3において、契約内容変更のアップグレード等により、音声通話、SMS(Short Message Service)機能を開放するようにしてもよい。該当ユーザのトラフィックは音声通話、SMSが可能になるように、サービスチェーン(VNFおよびVNFをサポートする物理および仮想の構成要素の配備)を再構成するようにしてもよい。逆に、契約内容変更がダウングレードした場合は、それまで設定されていた機能を使えなくなるように、VNFのサービスチェーンを再構成するようにしてもよい。
実施形態2−3によれば、ユーザの契約内容にしたがってユーザトラフィックをVNFに割り当てることが可能であるとともに、契約内容の変更等に追従して、最適なVNFの割り当てを可能としている。
なお、実施形態2−3においても、実施形態2−2と同様、端末1がM2M端末である場合、M2M端末の契約情報にしたがって、M2M端末からのトラフィックを低速のVNF1Cに割り振るようにしてもよい。
<実施形態2−4>
図15(A)、図15(B)は、実施形態2−4を説明する図である。実施形態2−4は、実施形態2をより具体的に説明するものであり、実施形態2と同じく、VM単位でVNFの割り当てを制御する。
図15(A)、図15(B)に示すように、実施形態2−4では、制御装置50からのポリシに基づき、SGW30は、サーバ装置100に配置された複数のVNF1A〜VNF1Cの中から、トラフィックのコンテンツ、アプリケーション等に応じて、当該トラフィックの割り当て先のVNFを選択する。図15(B)に示すポリシでは、
・コンテンツ:YouTube(登録商標)(HD(High Definition television))は高速であり、第1のサービスレベルであり、割り当て先はVNF1A、
・コンテンツ:YouTube(登録商標)(SD(Standard Definition television))は低速であり、第3サービスレベルであり、割り当て先はVNF1C、
・その他の動画サービスは第2サービスレベルであり、割り当て先はVNF1B
としている。
SGW30は、MME60又は基地局20からの通知(割り当て先VNF)を受け、割り当てられたVNFがその上で稼働する仮想マシン(VM)にトラフィックが転送されるように、フレーム又はパケットのヘッダ情報に仮想マシンの識別情報(例えば仮想MACアドレス等)等を設定し、サーバ装置100に転送する。サーバ装置100では、図11を参照して説明したように、トラフィックを、宛先となるVNFへ転送する。
実施形態2−4においても、前記実施形態1−4と同様に、例えばHTTP(Hyper text Transport Protocol)リクエストのヘッダ(HTTPヘッダ)情報を解析し、コンテンツ情報等を取得するようにしてもよい。例えばhostフィールド(HTTP 1.1)等から、コンテンツ配信元のURL(Uniform Resource Locator)、あるいは、エンティティヘッダのContent−Locationから、コンテンツの固有位置を示すURI(Uniform Resource Identifier)を取得するようにしてもよい。さらに、パケットのペイロード部を分析するディープパケットインスペクション(Deep Packet Inspection)や、パケットヘッダ部をチェックするステートフルディープパケットインスペクション(Stateful Deep Packet Inspection)等を使用してコンテンツあるいはアプリケーションの情報を抽出するようにしてもよい。取得したコンテンツ情報とポリシを照合し、トラフィックの割り当て先のVNFを実現する仮想マシン(VM)を選択するようにしてもよい。
実施形態2−4によれば、転送されるコンテンツ又はコンテンツを提供するアプリケーションに対応した、VNFを割り当てることが可能である。
<実施形態3>
図16は、実施形態3の構成を説明する図である。実施形態3においても、仮想マシン(VM)単位でVNFの割り当てを制御する。
図16に示す例では、第1のサーバ装置100D上のVNF(VNF1A、VNF1B)と、第2のサーバ装置100E上のVNF(VNF2A、VNF2B)がそれぞれ提供するサービスが相違する構成とされる。すなわち、VNF1AとVNF1Bは同一機能(第1機能)であるが、性能のクラスが相違する。VNF2AとVNF2Bは同一機能(第2機能:第1機能と相違する)であるが、性能のクラスが相違する。
第1のサービスを提供するVNF1A、VNF1Bが設置される第1のサーバ装置100Dにおいて、仮想マシンVM1Aは高性能VM、仮想マシンVM1Bは低性能VMである。仮想マシンVM1A上のVNF1Aは高性能、仮想マシンVM1B上のVNF1Bは低性能となる。第2のサービスを提供するVNF2A、VNF2Bが設置される第2のサーバ装置100Eにおいて、仮想マシンVM2Aは高性能VM、仮想マシンVM2Bは低性能VMである。仮想マシンVM2A上のVNF2Aは高性能、仮想マシンVM2B上のVNF2Bは低性能となる。
このように、実施形態3では、サービス毎に、品質がクラス分けされた複数のVNFをチェーニング構成としている。VNF毎の品質等のクラス分けの粒度は、サーバ装置100D、100E間で相違してもよい。例えば第1のサーバ装置100Dでは、サービスレベルを8レベルに分け、第2のサーバ装置100Eでは、サービスレベルを4レベルに分けるというように、Qos(Quality of Service)や通信速度、契約等に応じたサービスレベルの粒度が相違してもよい。
実施形態3において、VNFによって、クラス分けの階層(ランク)を異なるものにしてもよい。例えばサーバ装置100Dでは、高性能と低性能のVNFが配置され、サーバ装置100Eでは、高性能、中性能、低性能のVNFが配置される構成としてもよい。
実施形態3において、VNFによっては、VNFが提供するサービス毎にサーバ装置を分けずに、共通にしてもよい。
また、実施形態3において、サービス毎にクラス分けするVNFと、その機能そのものを付加するか否かを(例えば、SMSオプション)選択するVNFとを混在させる構成としてもよい。
さらに、実施形態3において、前記実施形態1−4、2−4等で説明したように、ユーザの加入者情報等に基づき、トラフィックを割り当てるVNFを選択する(サーバ装置の選択と、サーバ装置内でのVNFの選択する)ようにしてもよい。あるいは、前記実施形態1−2、1−3、2−2、2−3等のように、設定されたポリシに基づき、SGW30で割り当てるVNFを選択する(サーバ装置の選択と、サーバ装置内でのVNFの選択)ようにしてもよい。
実施形態3によれば、提供するサービス(機能)と品質の組み合わせ、及びクラス分けの粒度に応じてきめ細かにリソースの割り当てを可能としている。
<実施形態4>
図17(A)は、実施形態4の構成を説明する図である。図17(A)を参照すると、実施形態4においては、キャリアグレードの専用装置120と、図3を参照して説明した実施形態1のサーバ装置(図3のサーバ装置100A〜100Cのうちのサーバ装置100B、100C)を備えている。サーバ装置100B上のVNF1Bは専用装置120の機能(ネットワーク機能)を、サーバ装置100B上で仮想化したものであり、専用装置120が行う処理・機能を仮想マシン上でソフトウェア的に実現している。専用装置120は、MNOが所有するものであってもよいし、あるいは、特定のMVNOキャリアが所有するものであってもよい。なお、図17(A)には、簡単のため、サーバ装置は1台のみが示されているが、複数台あってもよいことは勿論である。
図17(B)に示すように、例えば、キャリアAが、専用装置120等のインフラを所有しているキャリア(MNO又はMVNO)であるか、あるいは、キャリアAが高額契約のMVNOキャリアの場合、当該キャリアAのトラフィックは専用装置120を割り当てる。低額契約のMVNOキャリアB、Cのトラフィックは、サーバ装置100B上のVNF1Bや不図示のサーバ装置100C上のVNF1Cに割り当てる。
SGW30は、ユーザトラフィックを専用装置120に割り当てる場合、専用装置120のMACアドレスを当該トラフィックのフレームヘッダに設定して転送するようにしてもよい。SGW30は、トラフィックをVNF1Bに割り当てる場合、VNF1Bが配置されるサーバ装置100を選択する(サーバ単位の選択)。SGW30は、VNF1Bを実現する仮想マシン(VM)の識別情報(あるいはVNFの識別情報)を当該トラフィックのフレームヘッダ(パケットヘッダ)等に設定し、当該トラフィックを、サーバ装置100Bに転送するようにしてもよい。サーバ装置100Bでは、図11を参照して説明したように、トラフィックを、宛先となるVNFへ転送する。
なお、実施形態4の変形例として、ユーザ単位にトラフィックの割り当て先を制御するようにしてもよい。例えば図17(C)に示す例では、キャリアAのユーザ1は、第1のサービスレベルに対応しており、そのトラフィックを専用装置120に割り当て、キャリアAのユーザ2は、第2のサービスレベルに対応しており、そのトラフィックをVNF1Bに割り当てている。
あるいは、実施形態4のさらなる変形例として、例えば同一キャリアのユーザのトラフィックに対して、当該トラフィック(端末1宛てのトラフィック)が運ぶコンテンツに対応したサービスレベルに応じて、トラフィックの割り当てを、専用装置120、VNF1B、VNF1Cのいずれかに設定するようにしてもよい。図17(D)に示す例では、第1のサービスレベルのコンテンツを運ぶトラフィックを専用装置120に割り当てている。
なお、専用装置120は、任意のネットワーク設備、あるいはサーバ装置等とされる。例えば図20(B)のPGWやサーバ群、あるいは図19(B)のルータ(Router)等であってもよい。
実施形態4によれば、NFVに準拠しない既存の専用装置120(例えば既存のPGW等)と、NFVとの併用を可能とし、ネットワーク設備が完全にNFV化するまでの経過措置(システム構成)として極めて有効である。
<実施形態5>
図18(A)は、実施形態5の構成を説明する図である。図18(A)を参照すると、実施形態5においては、専用装置120と、サーバ装置100を備えている。サーバ装置100は、図10を参照して説明した実施形態2のサーバ装置100に対応している(ただし、VNFはVNF1BとVNF1Cを有する)。図18(A)において、サーバ装置100上のVNF1B、VNF1Cは、それぞれ、専用装置120の機能を仮想化したものであり、専用装置120が行う処理・機能を仮想マシン上でソフトウェア的に実現している。専用装置120は、MNOが所有するものであってもよいし、あるいは、特定のMVNOキャリアが所有するものであってもよい。図18(A)には、簡単のため、サーバ装置は1台のみが示されているが、複数台あってもよいことは勿論である。
図18(B)に示すように、例えば、キャリアAが、専用装置120等のインフラを所有しているキャリア(MNO又はMVNO)であるか、あるいは、キャリアAが高額契約のMVNOキャリアの場合、当該キャリアAのトラフィックは専用装置120を割り当てる。低額契約のMVNOキャリアB、Cのトラフィックは、サーバ装置100B上のVNF1BやVNF1Cに割り当てる。
SGW30は、トラフィックを専用装置120に割り当てる場合、例えば専用装置120のMACアドレスを当該トラフィックのフレームヘッダに設定して転送するようにしてもよい。SGW30は、トラフィックをVNF1Bに割り当てる場合、VNF1Bが配置されるサーバ装置100を選択する(サーバ単位の選択)。SGW30は、VNF1Bを実現する仮想マシン(VM)の識別情報(あるいはVNFの識別情報)を当該トラフィックのフレームヘッダ(パケットヘッダ)等に設定し、当該トラフィックを、サーバ装置100Bに転送するようにしてもよい。サーバ装置100Bでは、図11を参照して説明したように、トラフィックを、宛先となるVNFへ転送する。
実施形態5の変形例として、図18(C)に示すように、第1のサービスレベルのキャリアAのユーザ1のトラフィックを専用装置120に割り当てるようにしてもよい。すなわち、ユーザ単位にトラフィックの割り当て先が設定される。
あるいは、実施形態5のさらなる変形例として、図18(D)に示すように、第1のサービスレベルのコンテンツを運ぶトラフィックを専用装置120に割り当てるようにしてもよい。すなわち、トラフィック(端末1宛てのトラフィック)が運ぶコンテンツに対応したサービスレベルに応じて、トラフィックの割り当て先が設定される。
なお、専用装置120は、任意のネットワーク設備、あるいはサーバ装置等とされる。例えば図20(B)のPGWやサーバ群、あるいは図19(B)のルータ(Router)等であってもよい。
実施形態5によれば、NFVに準拠しない既存の専用装置120と、NFVとの併用を可能とし、ネットワーク設備が完全にNFV化するまでの経過措置(システム構成)として極めて有効である。
なお、上記非特許文献1の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
上記した実施形態は特に制限されないが、例えば以下のように付記される。
(付記1)
トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベルに応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当てる第1の手段(ユニット)と、
前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する第2の手段(ユニット)と、
を備えた、ことを特徴とする通信装置。
(付記2)
前記通信装置は、前記トラフィックの属性に応じて、当該トラフィックを、前記所定の仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンのうち、第1の仮想ネットワークに含まれる第1の仮想マシン、又は、第2の仮想ネットワークに含まれる第2の仮想マシンに割り当てる、ことを特徴とする付記1に記載の通信装置。
(付記3)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックのユーザが加入する通信事業者を含む、ことを特徴とする付記1又は2に記載の通信装置。
(付記4)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、ユーザの固有の情報を含む、ことを特徴とする付記1又は2に記載の通信装置。
(付記5)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックが運ぶコンテンツを含む、ことを特徴とする付記1又は2に記載の通信装置。
(付記6)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、コンテンツ送信元のアプリケーションを含む、ことを特徴とする付記1又は2に記載の通信装置。
(付記7)
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて前記仮想ネットワーク機能へトラフィックを割り当てるにあたり、前記仮想ネットワーク機能を備えたサーバ装置を選択する、ことを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の通信装置。
(付記8)
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じた前記仮想ネットワーク機能へのトラフィックの割り当てを、サーバ装置に実装され、前記仮想ネットワーク機能がその上で稼働する仮想マシン単位に行う、ことを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の通信装置。
(付記9)
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能へ前記トラフィックを割り当てるにあたり、処理性能の異なる複数の前記サーバ装置の中から、前記サービスレベルに対応した前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を選択して前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記7記載の通信装置。
(付記10)
前記サーバ装置が、複数の前記仮想マシン上に、処理性能の異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能を実現する前記仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てるにあたり、前記サービスレベルに応じて、複数の前記仮想ネットワーク機能の中から1つを選択し、選択した前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンに前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記7記載の通信装置。
(付記11)
機能が互いに異なる前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を複数備え、
同一の前記サーバ装置上に、機能は同一であり処理性能が互いに異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能を実現する前記仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てるにあたり、複数の前記サーバ装置の中から選択された前記サーバ装置上の複数の前記仮想ネットワーク機能の中から、前記サービスレベルに応じて選択された前記仮想ネットワーク機能に割り当てる、ことを特徴とする付記7記載の通信装置。
(付記12)
1つ又は複数の仮想ネットワーク機能を実現する1つ又は複数の仮想マシンを実装した1つ又は複数のサーバ装置と、
付記1乃至11のいずれかに記載の通信装置と、
を備えた、ことを特徴とする通信システム。
(付記13)
トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベルに応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当てる第1の手段(ユニット)と、
前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する第2の手段(ユニット)と、
を備えた、ことを特徴とする割り当て装置。
(付記14)
前記割り当て装置は、前記トラフィックの属性に応じて、当該トラフィックを、前記所定の仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンのうち、第1の仮想ネットワークに含まれる第1の仮想マシン、又は、第2の仮想ネットワークに含まれる第2の仮想マシンに割り当てる、ことを特徴とする付記13に記載の割り当て装置。
(付記15)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックのユーザが加入する通信事業者を含む、ことを特徴とする付記13又は14に記載の割り当て装置。
(付記16)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、ユーザの固有の情報を含む、ことを特徴とする付記13又は14に記載の割り当て装置。
(付記17)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックが運ぶコンテンツを含む、ことを特徴とする付記13又は14に記載の割り当て装置。
(付記18)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、コンテンツ送信元のアプリケーションを含む、ことを特徴とする付記13又は14に記載の割り当て装置。
(付記19)
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて前記仮想ネットワーク機能へトラフィックを割り当てるにあたり、前記仮想ネットワーク機能を備えたサーバ装置を選択する、ことを特徴とする付記13乃至18のいずれかに記載の割り当て装置。
(付記20)
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じた前記仮想ネットワーク機能へのトラフィックの割り当てを、サーバ装置に実装され、前記仮想ネットワーク機能がその上で稼働する仮想マシン単位に行う、ことを特徴とする付記13乃至18のいずれかに記載の割り当て装置。
(付記21)
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てるにあたり、処理性能の異なる複数の前記サーバ装置の中から、前記サービスレベルに対応した前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を選択して前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記19記載の割り当て装置。
(付記22)
前記サーバ装置が、複数の前記仮想マシン上に、処理性能の異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てるにあたり、前記サービスレベルに応じて、複数の前記仮想ネットワーク機能の中から1つを選択して前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記19記載の割り当て装置。
(付記23)
機能が互いに異なる前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を複数備え、
同一の前記サーバ装置上に、機能は同一であり処理性能が互いに異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記第1の手段(ユニット)は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てるにあたり、複数の前記サーバ装置の中から選択された前記サーバ装置上の複数の前記仮想ネットワーク機能の中から、前記サービスレベルに応じて選択された前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンに前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記19記載の割り当て装置。
(付記24)
トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベルに応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当て、
前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する、ことを特徴とする通信方法。
(付記25)
前記トラフィックの属性に応じて、当該トラフィックを、前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンのうち、第1の仮想ネットワークに含まれる第1の仮想マシン、又は、第2の仮想ネットワークに含まれる第2の仮想マシンに割り当てる、ことを特徴とする付記24に記載の通信方法。
(付記26)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックのユーザが加入する通信事業者を含む、ことを特徴とする付記24又は25に記載の通信方法。
(付記27)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、ユーザの固有の情報を含む、ことを特徴とする付記24又は25に記載の通信方法。
(付記28)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックが運ぶコンテンツを含む、ことを特徴とする付記24又は25に記載の通信方法。
(付記29)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、コンテンツ送信元のアプリケーションを含む、ことを特徴とする付記24又は25に記載の通信方法。
(付記30)
前記サービスレベルに応じて前記仮想ネットワーク機能へトラフィックを割り当てるにあたり、前記仮想ネットワーク機能を備えたサーバ装置を選択する、ことを特徴とする付記24乃至29のいずれかに記載の通信方法。
(付記31)
前記サービスレベルに応じた前記仮想ネットワーク機能へのトラフィックの割り当てを、サーバ装置に実装され、前記仮想ネットワーク機能がその上で稼働する仮想マシン単位に行う、ことを特徴とする付記24乃至29のいずれかに記載の通信方法。
(付記32)
処理性能の異なる複数の前記サーバ装置の中から、前記サービスレベルに対応した前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を選択して前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記30記載の通信方法。
(付記33)
前記サーバ装置が、複数の前記仮想マシン上に、処理性能の異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記サービスレベルに応じて、複数の前記仮想ネットワーク機能の中から1つを選択して前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記30記載の通信方法。
(付記34)
機能が互いに異なる前記仮想ネットワーク機能を備えた複数の前記サーバ装置について、同一の前記サーバ装置上に、機能は同一であり処理性能が互いに異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記トラフィックを、複数の前記サーバ装置の中から選択された前記サーバ装置上の複数の前記仮想ネットワーク機能の中から、前記サービスレベルに応じて選択された前記仮想ネットワーク機能に割り当てる、ことを特徴とする付記30記載の通信方法。
(付記35)
トラフィックに関連する情報に対応して設定されたサービスレベルに応じて、当該トラフィックを、所定のネットワーク機能を実行する専用装置、又は、前記専用装置の前記所定のネットワーク機能に対応する所定の仮想ネットワーク機能に割り当てる第1の処理と、
前記割り当て結果に応じて、前記専用装置又は前記所定の仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する第2の処理と、
をコンピュータに実行させるプログラム。
(付記36)
前記トラフィックの属性に応じて、当該トラフィックを、前記所定の仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンのうち、第1の仮想ネットワークに含まれる第1の仮想マシン、又は、第2の仮想ネットワークに含まれる第2の仮想マシンに割り当てる処理を前記コンピュータに実行させる付記35に記載のプログラム。
(付記37)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックのユーザが加入する通信事業者を含む、ことを特徴とする付記35又は36に記載のプログラム。
(付記38)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、ユーザの固有の情報を含む、ことを特徴とする付記35又は37に記載のプログラム。
(付記39)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、前記トラフィックが運ぶコンテンツを含む、ことを特徴とする付記35又は36に記載のプログラム。
(付記40)
前記トラフィックに関連した情報は、前記トラフィックに対応して抽出された、コンテンツ送信元のアプリケーションを含む、ことを特徴とする付記35又は36に記載のプログラム。
(付記41)
前記第1の処理は、前記サービスレベルに応じて前記仮想ネットワーク機能へトラフィックを割り当てるにあたり、前記仮想ネットワーク機能を備えたサーバ装置を選択する、ことを特徴とする付記35乃至40のいずれかに記載のプログラム。
(付記42)
前記第1の処理は、前記サービスレベルに応じた前記仮想ネットワーク機能へのトラフィックの割り当てを、サーバ装置に実装され、前記仮想ネットワーク機能がその上で稼働する仮想マシン単位に行う、ことを特徴とする付記35乃至40のいずれかに記載のプログラム。
(付記43)
前記第1の処理は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能へ前記トラフィックを割り当てるにあたり、処理性能の異なる複数の前記サーバ装置の中から、前記サービスレベルに対応した処理性能を有し前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を選択し、選択した前記サーバ装置の前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記42記載のプログラム。
(付記44)
前記サーバ装置が、複数の前記仮想マシン上に、処理性能の異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記第1の処理は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能を実現する前記仮想マシンへ前記トラフィックを割り当てるにあたり、前記サービスレベルに応じて、複数の前記仮想ネットワーク機能の中から1つを選択し、選択した前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンに前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記42記載のプログラム。
(付記45)
機能が互いに異なる前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を複数備え、
同一の前記サーバ装置上に、機能は同一であり処理性能が互いに異なる複数の前記仮想ネットワーク機能を備え、
前記第1の処理は、前記サービスレベルに応じて、前記仮想ネットワーク機能へ前記トラフィックを割り当てるにあたり、複数の前記サーバ装置の中から、該当する機能の前記仮想ネットワーク機能を備えた前記サーバ装置を選択し、選択した前記サーバ装置上の処理性能が互いに異なる複数の前記仮想ネットワーク機能の中から、前記サービスレベルに応じて前記仮想ネットワーク機能を選択し、選択した前記仮想ネットワーク機能を実現する仮想マシンに前記トラフィックを割り当てる、ことを特徴とする付記42記載のプログラム。
1 端末(移動端末)
2 MNOネットワーク(MNO NW)
3 MVNOネットワーク(MVNO NW)
4 インターネット
20 eNB(基地局)
30 SGW
40 PGW
50 制御装置
51 PCRF
52 PCEF
60 MME
70 HSS
100、100A〜100E サーバ装置(物理サーバ)
101、101A〜101C 制御部(ハイパーバイザ)
102、102A〜102C 仮想マシン(VM)
103、103A〜103C VNF
104 ハードウェア資源
105 物理NIC
106 仮想スイッチ(vSwitch)
107A、107B 仮想NIC
108A、108B ゲストOS
110 スイッチ(物理スイッチ)
111 割り当て装置
112 制御部
113 処理部
114 記憶部
120 専用装置

Claims (20)

  1. 通信端末からのトラフィックを受信すると、前記通信端末のユーザが加入する通信事業者を抽出し、前記通信端末からの前記トラフィックの割り当て先の仮想ネットワーク機能を、前記通信事業者が提供する通信のサービスレベルに対応して定められた前記トラフィックの割り当て先である仮想ネットワーク機能に決定する第1の手段と、
    前記第1の手段が決定した前記仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する第2の手段と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 前記第1の手段は、
    前記ユーザと前記通信事業者との契約内容を取得し、前記通信端末からの前記トラフィックの割り当て先を、前記契約内容に対応して定められた前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能に決定す
    ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記契約内容は、前記通信事業者が提供するネットワークの通信帯域に関する
    ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記契約内容は、前記通信事業者が提供するネットワークの通信速度に関する
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の通信装置。
  5. 前記契約内容は、前記通信事業者が提供するネットワークの通信料金に関する
    ことを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の通信装置。
  6. 前記第1の手段は、
    前記ユーザが加入する前記通信事業者が、仮想通信事業者である場合、前記通信端末からの前記トラフィックの割り当て先の仮想ネットワーク機能、前記仮想通信事業者が提供する通信のサービスレベルに対応して定められた前記トラフィックの割り当て先である仮想ネットワーク機能に決定す
    ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の通信装置。
  7. 前記第1の手段は、
    前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも高い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能と同一機能を実行する物理マシンに対して、前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信装置。
  8. 前記第1の手段は、
    前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも低い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能を実行する仮想マシンに対して、前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信装置。
  9. 前記第1の手段は、
    前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも高い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能を実行するサーバのうち、高性能のサーバに前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信装置。
  10. 前記第1の手段は、
    前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも低い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能を実行するサーバのうち、低性能のサーバに前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の通信装置。
  11. 通信端末からのトラフィックを受信すると、前記通信端末のユーザが加入する通信事業者を抽出し、前記通信端末からの前記トラフィックの割り当て先の仮想ネットワーク機能を、前記通信事業者が提供する通信のサービスレベルに対応して定められた前記トラフィックの割り当て先である仮想ネットワーク機能に決定し
    前記決定された前記仮想ネットワーク機能に前記トラフィックを転送する、
    ことを特徴とする通信方法。
  12. 前記ユーザと前記通信事業者との契約内容を取得し、前記通信端末からの前記トラフィックの割り当て先を、前記契約内容に対応して定められた前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能に決定す
    ことを特徴とする請求項11に記載の通信方法。
  13. 前記契約内容は、前記通信事業者が提供するネットワークの通信帯域に関する
    ことを特徴とする請求項12に記載の通信方法。
  14. 前記契約内容は、前記通信事業者が提供するネットワークの通信速度に関する
    ことを特徴とする請求項12または13に記載の通信方法。
  15. 前記契約内容は、前記通信事業者が提供するネットワークの通信料金に関する
    ことを特徴とする請求項12から14のいずれかに記載の通信方法。
  16. 前記ユーザが加入する前記通信事業者が、仮想通信事業者である場合、前記通信端末からの前記トラフィックの割り当て先の仮想ネットワーク機能、前記仮想通信事業者が提供する通信のサービスレベルに対応して定められた前記トラフィックの割り当て先である仮想ネットワーク機能に決定す
    ことを特徴とする請求項11から15のいずれかに記載の通信方法。
  17. 前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも高い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能と同一機能を実行する物理マシンに対して、前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項11から16のいずれかに記載の通信方法。
  18. 前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも低い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能を実行する仮想マシンに対して、前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項11から16のいずれかに記載の通信方法。
  19. 前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも高い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能を実行するサーバのうち、高性能のサーバに前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項11から16のいずれかに記載の通信方法。
  20. 前記トラフィックの優先度が予め定められた値よりも低い場合に、前記トラフィックの割り当て先である前記仮想ネットワーク機能を実行するサーバのうち、低性能のサーバに前記トラフィックを割り当てる
    ことを特徴とする請求項11から16のいずれかに記載の通信方法。
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9588791B2 (en) * 2015-04-27 2017-03-07 Altera Corporation Flexible physical function and virtual function mapping
WO2016202400A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Nokia Solutions And Networks Oy Optimizing traffic
EP3329703B1 (en) 2015-07-27 2019-06-26 Intel IP Corporation Virtual mobile management entity management
US10645528B2 (en) 2015-09-18 2020-05-05 Huawei Technologies Co., Ltd. System and methods for reliable communication with mobility along a predictable route
US9930587B2 (en) * 2015-09-18 2018-03-27 Huawei Technologies Co., Ltd. Distributed virtual gateways
EP3437306B1 (en) * 2016-04-15 2023-11-22 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (PUBL) User equipment containers and network slices
CN106670038B (zh) * 2016-11-29 2019-01-15 重庆市大足区华盛环保设备有限公司 水旋喷漆房
US10716150B2 (en) * 2016-12-19 2020-07-14 At&T Intellectual Property I, L.P. Method for mobile service chaining via hybrid network resources switching
EP3340581B1 (en) * 2016-12-20 2022-02-23 InterDigital CE Patent Holdings Method for managing service chaining at a network equipment, corresponding network equipment
EP3593494B1 (en) * 2017-03-09 2021-10-06 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ.) Configuration generation for virtual network functions (vnfs) with requested service availability
WO2018174225A1 (ja) 2017-03-24 2018-09-27 日本電気株式会社 ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置、通信システム、方法及びプログラム
JP6496860B2 (ja) * 2018-03-30 2019-04-10 エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社 監視システム、監視方法および監視プログラム
US11895024B2 (en) * 2018-07-24 2024-02-06 Nokia Technologies Oy Method, device and computer readable medium for delivering data-plane packets by using separate transport service VNFC
EP3609128A1 (en) * 2018-08-07 2020-02-12 Siemens Aktiengesellschaft Communication system, provider node, communication node and method for providing a virtual network function to a customer node
JP2020028035A (ja) * 2018-08-13 2020-02-20 日本電信電話株式会社 通信システムおよび通信方法
JP2020031411A (ja) * 2018-08-24 2020-02-27 日本電信電話株式会社 管理システム及び管理方法
CN111628921B (zh) * 2019-02-27 2021-07-20 华为技术有限公司 一种报文的处理方法、报文转发装置以及报文处理装置
US11212262B2 (en) * 2019-03-04 2021-12-28 Cyxtera Cybersecurity, Inc. Management of network access request based on source address of device
US11516261B2 (en) * 2019-06-14 2022-11-29 T-Mobile Usa, Inc. IMS routing based on subscriber type
US11533259B2 (en) * 2019-07-24 2022-12-20 Vmware, Inc. Building a platform to scale control and data plane for virtual network functions
WO2021044825A1 (ja) * 2019-09-04 2021-03-11 日本電気株式会社 設定システム及び制御システム
CN110581809B (zh) * 2019-09-27 2023-02-10 腾讯科技(深圳)有限公司 数据处理方法、多sim卡业务功能管理实体及终端设备
WO2021200099A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 日本電気株式会社 管理システム、コアネットワーク、移動体通信システム、方法、及びプログラム
US11677583B2 (en) 2020-04-06 2023-06-13 Cisco Technology, Inc. Dynamic cellular connectivity between the hypervisors and virtual machines
JP7023397B2 (ja) * 2020-07-13 2022-02-21 株式会社ソラコム データ処理のための装置、方法及びプログラム
JP2022016935A (ja) * 2020-07-13 2022-01-25 株式会社ソラコム データ処理のための装置、方法及びプログラム
WO2023100253A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 楽天モバイル株式会社 制御システム及び制御方法
US20230413157A1 (en) * 2021-11-30 2023-12-21 Rakuten Mobile, Inc. Control system and control method
WO2023100252A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 楽天モバイル株式会社 制御システム及び制御方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010066430A1 (en) 2008-12-10 2010-06-17 Nec Europe Ltd. A method for operating at least one virtual network on a substrate network and a virtual network environment
US8874712B2 (en) * 2010-01-20 2014-10-28 Futurewei Technologies, Inc. System and method for differentiated services in adaptive streaming
US8711721B2 (en) * 2010-07-15 2014-04-29 Rivada Networks Llc Methods and systems for dynamic spectrum arbitrage
US9188275B2 (en) 2010-07-30 2015-11-17 Ergotron, Inc. Edge mount positioning apparatus, system, and method
EP3016321A4 (en) 2013-06-25 2017-02-22 Nec Corporation Communication system, apparatus, method and program
US20150124622A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 Movik Networks, Inc. Multi-Interface, Multi-Layer State-full Load Balancer For RAN-Analytics Deployments In Multi-Chassis, Cloud And Virtual Server Environments
US10219168B2 (en) * 2014-06-30 2019-02-26 Futurewei Technologies, Inc. Methods and systems for intelligent mobile function distribution
CN105453658A (zh) * 2014-06-30 2016-03-30 华为技术有限公司 网元选择实体及用户设备注册的方法
US9794266B2 (en) * 2014-09-05 2017-10-17 Qualcomm Incorporated Using multiple credentials for access and traffic differentiation
JPWO2016079990A1 (ja) * 2014-11-21 2017-09-21 日本電気株式会社 基地局及び通信方法

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