JP7056555B2 - ネットワークシステム、その管理方法および装置ならびにサーバ - Google Patents
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Description
本発明によるネットワーク管理方法は、仮想ネットワーク機能が動作するプログラム可能論理回路を備えたサーバを含むネットワークの管理方法であって、サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けて記憶手段に格納し、制御手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる、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をそれぞれ含む複数のサーバが接続された下位レイヤネットワークと、前記複数のサーバのいずれかで動作する少なくとも一つの仮想ネットワーク機能からなる上位レイヤネットワークと、前記下位レイヤネットワークおよび前記上位レイヤネットワークを管理する管理装置と、を有し、前記管理装置が、サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる、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、サーバと、サーバに含まれるプログラム可能論理回路と、サーバ上で動作するVNFと、の対応関係を参照して、サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作しているVNFのマイグレーションを実行する。より詳しくは、第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路を第二サーバに設定し、第一サーバと同じVNFを第二サーバ上で動作させる。このように、各サーバのプログラム可能論理回路を考慮しながらVNFのマイグレーションを実行することができ、VNFのマイグレーションを含む種々のネットワーク管理が可能となる。
図2に例示するように、管理装置10は、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とを管理する。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。
図3に示すように、下位レイヤネットワーク20におけるFPGA対応サーバAは、CPU21A、FPGA22Aおよびメモリ23Aを有し、オペレーティングシステム上でハイパバイザ24Aが動作し、ハイパバイザ24Aが複数の仮想マシンを生成しうる。ここでは、ハイパバイザ24Aが2つの仮想マシンVM1およびVM2を生成し、それぞれがVNF-1およびVNF-2のプログラムを実行するものとする。同様に、FPGA対応サーバBは、CPU21B、FPGA22Bおよびメモリ23Bを有し、オペレーティングシステム上でハイパバイザ24Bが動作し、ハイパバイザ24Bが複数の仮想マシンを生成しうる。ここでは、ハイパバイザ24Bが一つの仮想マシンVM3を生成し、それがVNF-3のプログラムを実行するものとする。
<管理装置>
本発明の一実施形態による管理装置10は、下位レイヤネットワーク20および上位レイヤネットワーク30におけるサーバ、CPU、FPGAおよびVNFの対応管理、経路管理およびVNFマイグレーション管理を実行することで、サーバの処理およびサーバ間通信でのボトルネックが発生しないように所望のフォワーディンググラフを高い信頼度で構成することができる。
図6において、静的構成情報はVNF、サーバおよびFPGAに関する情報からなり、それぞれの固定情報である。VNFについては、VNF名、VNF機能、FPGA対応可否、VNFイメージファイルおよびFPGA互換性の情報が格納され、ここでは、3つのVNF(ファイアウォール、インスペクション、ルーティング)が定義されている。サーバについては、複数のFPGA対応サーバの情報が格納され、ここでは2つのサーバ(Host1,Host2)が定義されている。FPGAについては、上記3つのVNF(ファイアウォール、インスペクション、ルーティング)にそれぞれ対応したFPGAの情報が格納されている。なお、VNF構成情報におけるマスタイメージファイルとFPGA構成情報におけるコンフィグレーションデータは、上記VNF/VM/FPGAイメージデータベース102に格納されている。
以下、図6および図7に示す構成情報を一例として、本発明の実施例による管理方法について詳細に説明する。
図10において、オペレータが、サーバHost1からHost2へのVNF-2のマイグレーションを指示すると、管理装置10の制御部106は、対象VNF-2が属するフォワーディンググラフFG(VNF-1~VNF-3)の処理を一時的に停止する指示を各サーバへ送信し(動作201)、この一時停止指示に従って、各サーバは対応するVNFの処理を停止する(動作202)。これによって、VNF-2のパケット受信が一時中断する。
図11において、オペレータが、サーバHost1からHost2へのVNF-2のマイグレーションを指示すると、管理装置10の制御部106は、VNF/VM/FPGAイメージデータベース102からHost1のFPGAと同じFPGAコンフィグレーションデータを読み出して、マイグレーション先のHost2へ当該FPGAコンフィグレーションの適用指示を送信し(動作301)、これによってHost2のFPGAに当該FPGAコンフィグレーションデータが適用される(動作302)。
次に、図12に示す動的構成情報、すなわち、上述したHost1上のVNF-1とHost2上のVNF-2およびVNF-3とからなるフォワーディンググラフFGを一例として、本発明の第2実施例による管理方法について詳細に説明する。
上述した実施形態では、管理装置10が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、本発明はこの一括管理に限定されるものではなく、マルチレイヤシステムの各レイヤを別々の管理部が協調して管理する構成であってもよい。このような分散管理システムの一例を図15に示す。
5.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管理装置であって、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバへ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させる制御手段と、
を有することを特徴とする管理装置。
(付記2)
前記制御手段が、前記第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路を前記第二サーバに設定し、前記第一サーバと同じ仮想ネットワーク機能の少なくとも一部を前記第二サーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記1に記載の管理装置。
(付記3)
前記制御手段が、前記仮想ネットワーク機能が属するフォワーディンググラフの処理を停止した後で前記マイグレーションを実行し、前記マイグレーション完了後に前記フォワーディンググラフの処理を再開することを特徴とする付記1または2に記載の管理装置。
(付記4)
前記制御手段が、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させることを特徴とする付記1または2に記載の管理装置。
(付記5)
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管理方法であって、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、を対応付けて記憶手段に格納し、
制御手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバへ移動させるマイグレーションを前記サーバおよび前記他のサーバに実行させる、
ことを特徴とする管理方法。
(付記6)
前記制御手段が、前記第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路を前記第二サーバに設定し、前記第一サーバと同じ仮想ネットワーク機能の少なくとも一部を前記第二サーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記5に記載の管理方法。
(付記7)
前記制御手段が、前記仮想ネットワーク機能が属するフォワーディンググラフの処理を停止した後で前記マイグレーションを実行し、前記マイグレーション完了後に前記フォワーディンググラフの処理を再開することを特徴とする付記5または6に記載の管理方法。
(付記8)
前記制御手段が、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させることを特徴とする付記5または6に記載の管理方法。
(付記9)
少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、
少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、
前記プログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を他のサーバへ移動させるマイグレーションを前記他のサーバとの間で実行する制御手段と、
を有することを特徴とするサーバ。
(付記10)
前記制御手段が、前記仮想ネットワーク機能が属するフォワーディンググラフの処理を停止した後で前記マイグレーションを実行し、前記マイグレーション完了後に前記フォワーディンググラフの処理を再開することを特徴とする付記9に記載のサーバ。
(付記11)
前記制御手段が、前記プログラム可能論理回路を用いて動作している前記仮想ネットワーク機能の処理を前記CPUへ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記仮想ネットワーク機能を前記他のサーバへ移動させることを特徴とする付記9に記載のサーバ。
(付記12)
少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、
少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、
他のサーバのプログラム可能論理回路で動作している仮想ネットワーク機能を受け入れるマイグレーションを前記他のサーバとの間で実行する制御手段と、
を有することを特徴とするサーバ。
(付記13)
前記制御手段が、自己のサーバの前記プログラム可能論理回路を前記他のサーバのプログラム可能論理回路と同様に設定し、前記仮想ネットワーク機能の少なくとも一部を自己のサーバの前記プログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記12に記載のサーバ。
(付記14)
前記制御手段が、前記仮想ネットワーク機能が属するフォワーディンググラフの処理を停止した後で前記マイグレーションを実行し、前記マイグレーション完了後に前記フォワーディンググラフの処理を再開することを特徴とする付記12または13に記載のサーバ。
(付記15)
前記制御手段が、ライブマイグレーション機能により前記仮想ネットワーク機能を前記他のサーバから受け入れた後、前記自己のサーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記12または13に記載のサーバ。
(付記16)
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をそれぞれ含む複数のサーバが接続された下位レイヤネットワークと、
前記複数のサーバのいずれかで動作する少なくとも一つの仮想ネットワーク機能からなる上位レイヤネットワークと、
前記下位レイヤネットワークおよび前記上位レイヤネットワークを管理する管理装置と、
を有し、
前記管理装置が、サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、を対応付けた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバへ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させる、
ことを特徴とするネットワークシステム。
(付記17)
前記管理装置が、前記第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路を前記第二サーバに設定し、前記第一サーバと同じ仮想ネットワーク機能の少なくとも一部を前記第二サーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記16に記載のネットワークシステム。
(付記18)
前記管理装置が、前記仮想ネットワーク機能が属するフォワーディンググラフの処理を停止した後で前記マイグレーションを実行し、前記マイグレーション完了後に前記フォワーディンググラフの処理を再開することを特徴とする付記16または17に記載のネットワークシステム。
(付記19)
前記管理装置が、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させることを特徴とする付記16または17に記載のネットワークシステム。
(付記20)
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管理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、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、を対応付けて記憶手段に格納する機能と、
制御手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバへ移動させるマイグレーションを前記サーバおよび前記他のサーバに実行させる機能と、
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。
(付記21)
少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、を有するサーバとしてコンピュータを機能させるプログラムであって、
制御手段が、前記プログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を他のサーバへ移動させるマイグレーションを前記他のサーバとの間で実行する機能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。
(付記22)
少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るCPU(Central Processing Unit)と、少なくとも1つの仮想ネットワーク機能の動作主体となり得るプログラム可能論理回路と、を有するサーバとしてコンピュータを機能させるプログラムであって、
制御手段が、他のサーバのプログラム可能論理回路で動作している仮想ネットワーク機能を受け入れるマイグレーションを前記他のサーバとの間で実行する機能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。
(付記23)
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管理装置であって、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのCPU(Central Processing Unit)およびプログラム可能論理回路の各々と、を対応付けた構成情報を記憶する記憶手段と、
前記構成情報に基づいて、少なくとも一方がプログラム可能論理回路を有する第一サーバと第二サーバとの間で仮想ネットワーク機能を移動させる制御手段と、
を有することを特徴とする管理装置。
(付記24)
前記制御手段が、前記第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路を前記第二サーバに設定し、前記第一サーバと同じ仮想ネットワーク機能の少なくとも一部を前記第二サーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記23に記載の管理装置。
(付記25)
前記ネットワーク内の少なくとも一つのサーバに設定された複数の仮想ネットワーク機能が属するフォワーディンググラフの状態を表示するユーザインタフェースを更に有し、
前記ユーザインタフェースを通して前記第一サーバで動作している一つの仮想ネットワーク機能が指定されると、前記制御手段が、前記第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路を前記第二サーバに設定し、前記第一サーバと同じ前記一つの仮想ネットワーク機能の少なくとも一部を前記第二サーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする付記23に記載の管理装置。
(付記26)
付記23-25のいずれかに記載の管理装置により管理される複数のサーバからなるネットワーク。
(付記27)
付記23-25のいずれかに記載の管理装置により管理される、プログラム可能論理回路を有するサーバ。
20 下位レイヤネットワーク
21、21A、21B CPU
22、22A、22B FPGA
22a FPGAコンフィグレーション
23、23A、23B メモリ
24、24A、24B ハイパバイザ
25 VM
30 上位レイヤネットワーク
101 サーバ管理部
102 VNF/VM/FPGAイメージデータベース
103 構成情報データベース
104 ネットワークインタフェース
105 ユーザインタフェース
106 制御部
107 プログラムメモリ
Claims (6)
- 仮想ネットワーク機能が動作するプログラム可能論理回路を備えたサーバを含むネットワークの管理装置であって、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けて記憶する記憶手段と、
前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる制御手段と、
を有することを特徴とする管理装置。 - 前記制御手段が、前記第一サーバのプログラム可能論理回路と同様に構成されたプログラム可能論理回路の回路情報を前記第二サーバのプログラム可能論理回路に設定し、前記第一サーバと同じ仮想ネットワーク機能を前記第二サーバのプログラム可能論理回路上で動作させることを特徴とする請求項1に記載の管理装置。
- 仮想ネットワーク機能が動作するプログラム可能論理回路を備えたサーバを含むネットワークの管理方法であって、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けて記憶手段に格納し、
制御手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる、
ことを特徴とする管理方法。 - 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をそれぞれ含む複数のサーバが接続された下位レイヤネットワークと、
前記複数のサーバのいずれかで動作する少なくとも一つの仮想ネットワーク機能からなる上位レイヤネットワークと、
前記下位レイヤネットワークおよび前記上位レイヤネットワークを管理する管理装置と、
を有し、
前記管理装置が、サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる、
ことを特徴とするネットワークシステム。 - 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管理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、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのプログラム可能論理回路と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けて記憶手段に格納する機能と、
制御手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記サーバおよび前記他のサーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる機能と、
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。 - 仮想ネットワーク機能が動作するプログラム可能論理回路を備えたサーバを含むネットワークの管理装置であって、
サーバ上で動作している少なくとも一つの仮想ネットワーク機能と、仮想ネットワーク機能の少なくとも一部の動作主体としてのCPU(Central Processing Unit)およびプログラム可能論理回路の各々と、プログラム可能論理回路に設定する回路情報と、を対応付けた構成情報を記憶する記憶手段と、
前記構成情報に基づいて、第一サーバ上でプログラム可能論理回路を用いて動作している仮想ネットワーク機能を第二サーバのプログラム可能論理回路へ移動させるマイグレーションを前記第一サーバおよび前記第二サーバに実行させるとき、前記第一サーバにおける前記仮想ネットワーク機能の処理をCPU(Central Processing Unit)へ切り替えた後、ライブマイグレーション機能により前記第一サーバから前記第二サーバへ前記仮想ネットワーク機能を移動させる制御手段と、
を有することを特徴とする管理装置。
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