JP7417825B2 - スライスベースルーティング - Google Patents

Description

今日の３Ｇ、４Ｇ、およびＬＴＥネットワークは、クラウド全体に分散可能な複数のデータセンタ（「ＤＣ」）を用いて動作する。これらのネットワークは、わずか数台の運用支援システム（「ＯＳＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ」）およびネットワークオペレーションセンタ（「ＮＯＣ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｃｅｎｔｅｒ」）によって中央管理される。５Ｇ技術は、Ｔｅｌｃｏネットワークへの接続および物理ネットワークリソースの共有が必要となるあらゆる種類のデバイスに対するネットワーク接続性を大幅に増大させることになる。現行のネットワークアーキテクチャは、これらの需要を満たすようにはスケーリングし得ない。

ネットワークスライシングは、共有物理ネットワークインフラ上での複数の論理ネットワークの動作を可能にする仮想化の一形態である。分散クラウドネットワークがさまざまなスライスによってネットワークリソースを共有して、テナントと称する異なるユーザの単一の物理インフラ上での多重化を可能にし得る。たとえば、インターネット・オブ・シングス（「ＩｏＴ」）デバイス、モバイルブロードバンドデバイス、および低レイテンシ車載デバイスはすべて、５Ｇネットワークの共有が必要となる。これらの異なる使用事例は、異なる伝送特性および要件を有することになる。たとえば、ＩｏＴデバイスは通常、多数のデバイスを有するものの、スループットは非常に低い。モバイルブロードバンドはその反対に、各デバイスが高帯域コンテンツを送受信する。ネットワークスライシングは、物理ネットワークのエンドツーエンドレベルでの分割によって、トラフィックのグループ化、テナントトラフィックの隔離、およびマクロレベルでのネットワークリソースの設定を可能にし得る。

従来のネットワークにおいて、ルーティングの決定は、パケットの宛先ＩＰアドレスに基づいてなされる。各ルータは、パケットの宛先インターネットプロトコル（「ＩＰ」）アドレスを確認し、当該ルータにおけるルーティングテーブルに基づいて、パケットを次ルータに転送する。ただし、スライスベースの仮想サービスネットワーク（「ＶＳＮ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）においては、各スライスがネットワークを通るそれ自体の経路を有し得る複数のスライスで、単一のＩＰアドレスをパケットにより共有可能である。宛先ＩＰアドレスのみならず、パケットが属するスライスに基づいてルータが転送を決定するための新たな技術が求められている。

また、従来のスイッチは、リンクアグリゲーショングループ（「ＬＡＧ：Ｌｉｎｋ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ」）の生成を可能にし得る。ＬＡＧは、スイッチ間のリンクを単一の仮想リンクとして一体的にバンドルすることにより、リンク全体でのトラフィックの分散を可能にし得る。ただし、スライスベースネットワークにおいては、同じスライスに属するパケットが異なるリンク上となって、データの配信順序がばらばらになる可能性もある。たとえば、一部のリンクがその他よりも長い。

結果として、ＶＳＮにおいてスライスベースルーティングを実行する新たなシステムが求められている。

本明細書に記載の例は、ＶＳＮにおけるスライスベースルーティングのためのシステムおよび方法を含む。このシステムは、１つまたは複数のクラスタまたはクラウド上でスライスベースネットワーク全体に分散した複数の（物理または仮想）スイッチを具備し得る。スイッチは、ネットワークの物理レイヤで機能を実行するようにプログラム可能である。一例においては、オーケストレータがリモートで、プログラミングコマンドをスイッチに送ることができる。スイッチは、Ｐ４言語またはその他何らかのプロトコルを用いてプログラム可能なＴｏｆｉｎｏチップ等のプログラム可能ネットワーキング特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）を含み得る。仮想スイッチについても同様に、プログラム可能である。

スイッチは、プログラムされると、スライスベースルーティングのためのステージを実行可能である。たとえば、スイッチは、第１のパケットを受信し、当該スイッチにおいて、当該パケットに対応するスライス識別子を決定することができる。スイッチは、スライスを一意に識別し得るパケットヘッダ情報に基づいて、これを実行可能である。一例において、パケットヘッダは、スライスセレクタによる事前の割り当てに基づくスライス識別子を含む。あるいは、スイッチは、パケットヘッダ中の情報を使用して、スライス識別子を決定することができる。スイッチは、スライステーブルに対してパケットヘッダ情報を比較することにより、スライス識別子（「ＩＤ：Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ」）を識別することができる。

スイッチは、スライス識別子に基づいて、パケットの次ホップを決定することができる。これは、スイッチのローカルストレージからスライス経路またはその一部を読み出すことを含み得る。スイッチは、次ホップおよびスライス識別子に基づいて、スイッチで利用可能な複数のポートから出力ポート（ｅｇｒｅｓｓ ｐｏｒｔ）を選択可能である。一例において、スイッチは、トラフィックを次ホップに送るマルチパステーブルが存在するかを判定することができる。存在する場合、スイッチは、スライス識別子に基づいて、マルチパステーブルから出力ポートを選択可能である。一例において、マルチパステーブルは、レイヤ３イコールコストマルチパステーブル（ｅｑｕａｌ－ｃｏｓｔ ｍｕｌｔｉ－ｐａｔｈ ｔａｂｌｅ）である。マルチパステーブルは、たとえばＥＣＭＰまたはＬＡＧ機能に使用可能である。

そして、スイッチは、出力ポートから物理ネットワークひいては次ホップ（別のスイッチと考えられる）へとパケットを送り出すことができる。一例において、スイッチは、複数の出力ポートを次ホップへのリンクアグリゲーショングループにおいて一体的にグループ化する。リンクアグリゲーショングループは、スライス識別子を使用して、当該リンクアグリゲーショングループ内の特定の出力ポート上にパケットを配置することができる。

一例において、これらのステージは、一方法に従うスイッチにより実行可能である。これらのステージとしては、たとえばエージェントを動作させて当該ステージを実行するようにスイッチをプログラムするオーケストレータを含む、システムの一部が挙げられる。あるいは、命令を含む非一過性コンピュータ可読媒体によって、スイッチのプロセッサが命令を実行した場合に、当該プロセッサに上記ステージを実行させることができる。用語「スイッチ（ｓｗｉｔｃｈ）」は、サーバ、ルータ、またはホスト等、ネットワーク機能を実行する任意のデバイスを広義に表し得る。

以上の概要および以下の詳細な説明は、いずれも例示かつ説明を目的としているに過ぎず、上記例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の通りとする。

ＶＳＮにおけるスライスベースルーティングのための例示的な方法のフローチャートである。 ＶＳＮにおけるスライスベースルーティングのための例示的なシーケンス図である。 パケットのルーティングに用いられるシステム構成要素の例示的な図である。 ＶＳＮにおけるスライスベースルーティングのためのシステム構成要素の例示的な図である。 異なるスライス経路におけるパケットのルーティングに用いられるシステム構成要素の例示的な図である。 ＶＳＮのトポロジの例示的なシステム図である。

以下、添付の図面に示す例を含めて、本例を詳しく参照する。図面全体を通して、同一または同様の部分を表すのに、可能な限り同じ参照番号を使用する。
一例において、システムは、ＶＳＮにおける１つまたは複数のクラスタまたはクラウド全体に複数のスイッチを含む。オーケストレータは、特定の目的での使用またはテナントへの貸与が可能なネットワーク内の複数のスライスを管理することができる。たとえば、スライスは、特定のアプリケーション、ＩｏＴデバイス、または顧客に対して予約可能である。各スライスとしては、１つまたは複数のＴｅｌｃｏクラウドにわたって分散した共有物理ネットワークインフラ上で動作する仮想ネットワークが挙げられる。スライスは、特定のネットワークタスクを実行するＶＮＦのサービスチェーンを含み得る。

一例において、スイッチは、パケットのスライスＩＤをトラフィックのルーティングに使用可能である。スイッチは、同じ宛先ＩＰアドレスを有する入力パケット（ｉｎｇｒｅｓｓ ｐａｃｋｅｔｓ）を受信するが、それぞれをスライスＩＤに基づいて、異なるスイッチへと別々にルーティングすることができる。スイッチは、スライスＩＤに基づいて、どの出力ポートが使用されるかと、次ホップが何であるかと、を管理するスライス経路を含むようにプログラム可能である。

また、スイッチは、イコールコストマルチパス（「ＥＣＭＰ：Ｅｑｕａｌ Ｃｏｓｔ Ｍｕｌｔｉ－Ｐａｔｈ」）を実装可能である。ＥＣＭＰは、開放型システム間相互接続（「ＯＳＩ：Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ」）モデルのレイヤ２および３の特徴を含み得る。レイヤ３（ネットワーキングレイヤ）において、ＥＣＭＰは、複数のイコールコスト経路にわたってトラフィックを分散させる場合に、スライスベーステーブルおよび付加的なロジックを使用するように修正可能である。従来の、宛先ＩＰアドレスに基づくＥＣＭＰルーティングを用いてどのＥＣＭＰルートを使用するかを決定することは、スライスベースネットワークにおいてデータの順序がばらばらになる可能性がある。この問題を回避するため、ＥＣＭＰ用のマルチパステーブル（「ＥＣＭＰテーブル」または「ＥＣＭＰルーティングテーブル」）を代替として、スライスベースとするとともに、スライスＩＤに基づき特定することができる。これにより、スイッチがＥＣＭＰを用いて次ホップと接続している場合に、スライスに対してＥＣＭＰを使用可能となり得る。一例において、これらのスライス固有のＥＣＭＰ動作は、オーケストレータプロセスによってスイッチにプログラム可能である。

ＥＣＭＰのレイヤ２態様の場合、スイッチは、一例において、ＬＡＧを実装することにより、別のスイッチへの仮想チャネルにおいてポートを一体的にバンドルすることができる。ただし、スライスＩＤが同じパケットは、スイッチ間の同じリンク上でルーティング可能である。これにより、スライスデータの順序が維持され得る。スライスＩＤを考慮しなければ、リンク全体の異なる移動時間に基づいて、データが順序ばらばらに到着する可能性もある。これは、リンクの異なる移動距離および他の要因に起因し得る。

図１は、ＶＳＮにおいてスライスベースルーティングを実行する例示的なフローチャートである。ステージ１１０において、スイッチは、パケットを受信する。パケットは、複数の入力ポート（ｉｎｇｒｅｓｓ ｐｏｒｔｓ）のうちの１つで受信可能である。パケットとしては、ＶＳＮにおけるスライスの一部が挙げられる。

ステージ１２０において、スイッチは、パケットのスライス識別子を決定可能である。スイッチは、パケットヘッダを検査することにより、これを実行可能である。たとえば、スイッチまたはスライスセレクタは、レイヤ２～レイヤ４（Ｌ２～Ｌ４）ヘッダの組み合わせを使用することも可能であるし、（たとえば、レイヤ７（Ｌ７）ヘッダ中のデータに基づいてトラフィックを分類するために）深層パケット検査を実行することも可能である。たとえば、スライス選択は単に、送信元ネットワークレイヤ（たとえば、ＩＰ）アドレスを用いることにより、送信元デバイスに基づくことも可能であるし、Ｌ７ヘッダを確認することにより、トラフィックタイプまたは宛先ネットワーク領域に基づくことも可能である。いくつかの実施形態において、ネットワークスライスセレクタは、接続の各データメッセージ上で深層パケット検査を実行する必要がないように、接続をネットワークスライスにマッピングする状態を維持する。また、一部の接続については、スライス選択の実行に必要なＬ７ヘッダ情報を特定のデータメッセージのみが含む。

深層パケット検査を用いてスライス選択を実行する場合、接続の最初のデータメッセージには、スライスセレクタがスライスを正しく識別するために必要とするＬ７ヘッダ情報が含まれていなくてもよい。たとえば、端末デバイス（たとえば、スマートフォンまたはタブレット等のモバイルデバイス、ラップトップまたはデスクトップコンピュータ、ＩｏＴデバイス、自動運転車、セキュリティシステムに属するスマートカメラ）とネットワーク領域との間の接続は、ＴＣＰハンドシェイク等の一組の接続開始メッセージによって開始となることが多い。ハンドシェイクの完了後、デバイスは、たとえばネットワーク領域を含むｈｔｔｐ取得メッセージを送る。デバイスとネットワーク領域との間で送信される後続のデータメッセージは、このような情報を含んでいなくてもよい。

セレクタにおける最初のスライス選択の後、ルータは、パケットヘッダ情報をスライスＩＤに相関させるスライステーブル（一種のルーティングテーブル）を含むように更新可能である。これにより、スイッチは、アドレス情報を含み得るパケットヘッダを用いて、スライスＩＤを調べることが可能となり得る。たとえば、パケットヘッダは、送信元および宛先媒体アクセス制御（「ＭＡＣ：Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ」）アドレス、送信元および宛先インターネットプロトコル（「ＩＰ」）アドレス、送信元および宛先ポートを一覧化可能であるとともに、パケットプロトコルを示し得る。スイッチは、これらの情報により、ローカルスライステーブルにおいてスライスＩＤを識別することができる。例示的なスライステーブルを表１として以下に示す。

エージェントは、送信元ＩＰアドレス（「送信元ＩＰ」）、宛先ＩＰアドレス（「宛先ＩＰ」）、送信元ポート、宛先ポート、およびプロトコルタイプを用いて、相関するスライスＩＤを見出すことができる。一例において、プロトコルタイプは、数字として表すことができ、異なる数字がＩＣＭＰ、ＡＲＰ、およびＴＣＰ等の異なるパケットタイプに相関する。

一例において、スライステーブルは、オーケストレータプロセスによってスイッチにプログラム可能である。たとえば、オーケストレータは、スライス固有の動作を実行するようにスイッチをリモートでプログラム可能である。一例において、スイッチは、Ｐ４言語またはその他何らかのプロトコルを用いてプログラム可能なＴＯＦＩＮＯチップ等のプログラム可能ネットワーキング特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）を含む。

ステージ１３０において、スイッチは、スライスＩＤに基づいて、パケットの次ホップを決定可能である。次ホップとしては、スライス経路の別のスイッチが挙げられる。次ホップを決定するため、スイッチは、スライスＩＤを用いてルーティングテーブルにアクセス可能である。ルーティングテーブルは、次ホップを含めて、当該スライスＩＤのスライス経路に関する情報を返すことができる。ルーティングテーブルは、スイッチ上にローカル配置可能である。一例において、オーケストレータは、ルーティングテーブルを含むようにスイッチをプログラムする。オーケストレータは、スイッチによってルーティングに影響するスライス経路を変更するたびに、スイッチへの問い合わせによって、ルーティングテーブルを更新可能である。たとえば、第１のスライス経路がスイッチ２の次ホップを含み、新たなスライス経路がスイッチ３の次ホップを含む場合、オーケストレータは、その情報をスイッチに送って、当該スライスの将来のトラフィックをスイッチ３にルーティング可能とし得る。

例示的なルーティングテーブルを表２として以下に示す。

例示的なルーティングテーブルを以下の表２に示す。スライスＩＤおよび宛先ＩＰを使用して、次ホップを決定可能である。また、一例において、ルーティングテーブルは、使用する出力インタフェースを与えることができる。別の例において、ルーティングテーブルとしては、一例として表１のスライステーブル等のスライステーブルと同じものが挙げられる。当該例においては、１つまたは複数の付加的な列が次ホップまたは出力インタフェースを表し得る。あるいは、表１の宛先ＩＰまたは宛先ポートを出力インタフェースの決定に使用可能である。また、ルーティングテーブルの使用は、後述の通り、ＥＣＭＰルーティングテーブルまたは１つもしくは複数のＬＡＧテーブルにおいて情報を調べることを含み得る。

ステージ１４０において、スイッチは、スライス識別子に基づいて、パケットの出力ポートを選択可能である。たとえば、スライスは、ルーティングテーブルにおいて次ホップに対応する割り当て出力インタフェースを有し得る。一例において、出力ポートの選択は、出力インタフェースの選択により実現可能である。出力インタフェースは、当該出力インタフェースにおいて出力ポートから次ホップへとパケットが実際に送られるタイミングを管理するパケットキューおよび他のメカニズム（負荷分散アルゴリズム等）を有し得る。

一例において、スイッチは、ＥＣＭＰをサポートし得る。従来のＥＣＭＰルーティングは、送信元および宛先が同じトラフィックをイコールコストの複数の経路にわたって送信可能となり得る。これにより、その他の場合は使用されない帯域幅を同じ宛先（次ホップ）へのリンク上で十分に利用することで、負荷分散トラフィックおよび帯域幅の増大が可能となり得る。ＥＣＭＰが用いられる場合は、ルーティングメトリック計算およびハッシュアルゴリズムに基づいて、イコールコストの次ホップ経路が識別される。すなわち、イコールコストのルートは、ネットワークに対して同じプリファレンス値およびメトリック値、ならびに同じコストを有し得る。ＥＣＭＰプロセスは、それぞれが宛先に向かう正規のイコールコスト次ホップである一組のルートを識別可能である。識別されたルートは、ＥＣＭＰ集合と称する。これは次ホップの宛先しかアドレス指定しないため、ＥＣＭＰは、さまざまなルーティングプロトコルと併用可能である。一例において、ＥＣＭＰは、ＯＳＩモデルのレイヤ３ネットワーキングプロトコルで動作し得る。レイヤ３は、ネットワーキングモデルのネットワークレイヤと称し得る。

一例において、スライステーブルからアクセスした情報はＥＣＭＰルーティングテーブルと併用可能であるが、その一例を以下の表３に示す。ＥＣＭＰによれば、２つのスイッチ間の複数の経路を使用可能となるとともに、これら経路のメトリックが等しい場合に経路全体でトラフィックを分散させる方法を決定可能となる。

表３に示すように、各行がＥＣＭＰ集合を表し得る。ＥＣＭＰメンバーは、宛先ＩＰアドレスに対応するサブネットに基づく次ホップを表し得る。たとえば、サブネット１０．１．２．０（および、マスク２５５．２５５．２５５．０）の場合は、ＥＣＭＰ集合において、考え得る６つの異なる次ホップ（ＥＣＭＰメンバー）を利用可能となる。２つ目のＥＣＭＰ集合は４つの次ホップを有し、３つ目のＥＣＭＰ集合は２つの次ホップを有する。

一例においては、スライステーブル（たとえば、表１）およびＥＣＭＰルーティングテーブル（たとえば、表３）を次ホップの決定に使用可能である。たとえば、スライスＩＤが１のパケットの場合、宛先ＩＰは、１０．１．２．１０である。これは、サブネットが１０．１．２．０の１つ目のＥＣＭＰ集合に対応する。

イコールコストの同じ宛先への到達に使用する複数の次ホップアドレスを表３のようなＥＣＭＰルーティングテーブルが含む場合にＥＣＭＰ集合が形成され得る。イコールコストのルートは、同一（または、閾値内で同様）のプリファレンス値およびメトリック値を有する。アクティブなルートのＥＣＭＰ集合が存在する場合は、負荷分散アルゴリズムの使用により、ＥＣＭＰ集合中の次ホップアドレスのうちの１つを選定して転送テーブルにインストールすることができる。

ＥＣＭＰは、負荷分散の使用により、ＥＣＭＰ集合中の複数のリンク間の選択が可能となる。一例においては、スライスベース負荷分散の使用により、複数のリンクにわたってパケットを分散させることができる。スライスＩＤが同じパケットは、同じリンクをたどることが保証され得る。たとえば、スライスＩＤをリンクに相関させるテーブルを使用可能である。あるいは、表３の追加列においてスライスＩＤを示すことにより、ＥＣＭＰ集合中のリンク間の選択に当該スライスが用いられるようにすることができる。

一例においては、スライスＩＤを含むハッシュの使用によって、どのＥＣＭＰ経路がパケットに対応するかを選定することができる。また、この手法によれば、同じスライスが同じリンク上で動作する間に、異なるスライスを異なるリンクにわたって分散させることが可能となり得る。ハッシュは、送信元および宛先ＩＰならびに送信元および宛先ポートを含み得る。

一例においては、ハッシュをＥＣＭＰ ＩＤとして使用することにより、どのリンクがパケットに当てはまるかを選択することができる。たとえば、ＥＣＭＰテーブルは、後述する表５と同様に、ＥＣＭＰ ＩＤ用の列と、出力インタフェースまたはポート用の別の列とを含み得る。また、負荷分散を目的としてハッシュシードを使用可能である。ハッシュシードは、たとえばあるリンクを別のリンクよりも多くのスライスで使用させるようにすることができる。これにより、優先順位の高いスライスに対して、１つまたは複数のリンクを残すことが可能となり得る。

一例においては、スイッチでのＥＣＭＰ動作の修正により、スライスベースルーティングに対応可能である。以下の表４は、一例として表３のようなＥＣＭＰテーブルのスライスベースの使用と関連する疑似コードを含む。

表４の疑似コードを参照して、スイッチがパケットを受信した場合、スイッチは、ステージ１２０に関して論じた通り、スライスＩＤを決定可能である。本例において、エージェントは、送信元ＩＰアドレス（「ｓｉｐ」）、宛先ＩＰアドレス（「ｄｉｐ」）、送信元ポート（「ｓｐｏｒｔ」）、宛先ポート（「ｄｐｏｒｔ」）、およびプロトコルタイプ（「ｐｒｏｔｏ」）に基づいて、スライステーブル（たとえば、表１）からスライスＩＤを読み出すことができる。その後、エージェントは、ステージ１３０に関して説明した通り、表１または表２等のルーティングテーブルからのスライスＩＤを用いて、次ホップを取得することができる。これは、たとえばスライスＩＤおよび宛先ＩＰに基づいてルーティングテーブル中の次ホップアドレスを調べることを含み得る。ルーティングテーブルは、スライスＩＤ用の列と、次ホップ用の別の列とを含み得る。

本例においては、ステージ１４０において、スイッチは、次ホップがＥＣＭＰルーティングテーブル（たとえば、表３）に示されているかを判定可能であり、これによって、次ホップにどのリンク（たとえば、ＥＣＭＰメンバー）を採用するかを決定可能である。たとえば、表１の宛先ＩＰに対するサブネットが表３に存在する場合、エージェントは、ＥＣＭＰを使用して、次ホップにどのリンク（ＥＣＭＰメンバー）を採用するかを決定可能である。

このリンク決定を行うため、スライスＩＤを使用するようにＥＣＭＰを修正可能である。一例において、エージェントは、ハッシュの読み出しまたは生成を行う。一例においては、スライスＩＤ、パケット宛先ＩＰアドレス、およびＥＣＭＰメンバー数を使用して、ハッシュ（ｈａｓｈ＿ｉｄ）を生成可能である（ｃｒｅａｔｅ＿ｈａｓｈ）。その後、このハッシュＩＤの使用により、どのＥＣＭＰメンバーがパケットに当てはまるかを選択することができる。

同一（または、閾値内で同様）のプリファレンス値およびメトリック値を有する複数のリンクが利用可能な場合は、負荷分散アルゴリズムによって、どのリンクをスライスに使用するかを決定することができる。アクティブなルートのＥＣＭＰ集合が存在する場合は、負荷分散アルゴリズムの使用により、スライスＩＤに基づいて、ＥＣＭＰ中の次ホップアドレスのうちの１つを選定してパケットに使用することができる。また、負荷分散アルゴリズムによれば、１つまたは複数のスライスをその他に対して優先的に処理可能である。たとえば、第１のリンク上での性能が閾値を下回る場合は、好適なスライスに対して当該リンクを予約可能である。たとえば、複数のリンクを次ホップに利用可能であるとともに、９１１のスライスが優先される場合は、９１１番通報が特定のリンクを用いた唯一のスライスとなり得る。スライスの優先度は、スライスのサービスレベル契約（「ＳＬＡ：Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｌｅｖｅｌ Ａｇｒｅｅｍｅｎｔ」）要件に基づいて、スイッチまたはオーケストレータにて決定可能である。たとえば、各スライスは、レイテンシ、スループット、および帯域幅の閾値レベル等、保証された性能特性を有し得る。一例において、ＳＬＡレコードは、スイッチが負荷分散を目的として使用する優先度パラメータを明示的に割り当て可能である。

一例において、オーケストレータは、ＥＣＭＰルーティングに使用するスライスベースの負荷分散アルゴリズムをスイッチに供給する。一例において、これは、スライス優先順位およびスライスルートに基づき得る。

本開示の目的として、出力インタフェースの選択は、出力ポートの選択と同一化可能である。
ステージ１４０において出力ポートを選択することは、データリンクレイヤと称し得るＯＳＩモデルのレイヤ２（「Ｌ２」）に従ってスライスが適正にルーティングすることの確認をさらに含み得る。一例において、スイッチは、たとえばリンクアグリゲーション制御プロトコル（「ＬＡＣＰ：Ｌｉｎｋ Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ」）を用いてＬＡＧを実装可能である。ＬＡＧは、ポートをチャネルとしてバンドルすることにより、スイッチ間のリンクを一体的にグループ化することができる。一例において、ＬＡＣＰは、負荷分散およびＥＣＭＰと併用可能である。例示的なＬ２転送テーブルを以下の表５に示す。また、例示的なＬＡＧテーブルを表６に示す。

一例においては、スライスＩＤを利用してパケットが移動するポートを選択するようにＬＡＧを修正可能である。これは、同じスライスに属するすべてのパケットを同じリンクでルーティングすることを含み得る。

ＬＡＧにスライスＩＤを使用しない従来の手法では、２つの異なるリンクが使用される場合に、データの配信順序がばらばらになるため、データ伝送にエラーが生じる可能性がある。これは、次ホップ（スイッチ）までの距離および移動時間が異なり得る異なるリンク上に単一のスライスのパケットが分散する可能性があるためである。たとえば、第１のリンクの長さが１キロメートルである一方、第２のリンクの長さが１０キロメートルとなる可能性もある。ＬＡＧリンクの選定にスライスＩＤを組み入れることによって、スイッチがスライスのパケットを一体的に保持することを確実にし得る。たとえば、パケット情報（送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ポート、および宛先ポート）と併せてスライスＩＤを使用して、どのリンクを選定するかに関するハッシュを生成可能である。ハッシュは、利用可能なリンクの総数に基づく特定が可能であるとともに、スライスがリンク全体に分散するようにリンクを選択するためのインデックスとして使用可能である。

表３の疑似コードの続きとして、次ホップがＥＣＭＰルーティングテーブルに含まれない場合、エージェントは、表４に例示のレベル２（「Ｌ２」）転送テーブルまたは表５に例示のＬＡＧテーブル等、次ホップのｌａｇインタフェースを読み出すことができる（たとえば、ｇｅｔＬＡＧＩｎｔｆ）。一例において、ＬＡＧ ＩＤは、表４に示す宛先ＭＡＣアドレス（「宛先ＭＡＣ」）等のＬ２情報に基づいて決定される。パケットの宛先（次ホップに関する情報）を宛先ＭＡＣに対して照合することにより、ＬＡＧ ＩＤを決定可能である。その後、エージェントは、ＬＡＧテーブルから、対応するＬＡＧメンバー数およびＬＡＧメンバーポートを読み出すことができる。

そして、エージェントは、スライスＩＤに基づいて、どのＬＡＧメンバーポートを使用するかを決定して、同じスライスのパケットが一体化することを確実にし得る。これは、ＬＡＧメンバーポートの選択に用いられるハッシュを生成することを含み得る。ハッシュは、表５を使用する一例において、スライスＩＤ、宛先ＩＰアドレス（「Ｐ－＞ｉｐ＿ｉｄ」）、およびＬＡＧメンバー数に基づき得る。ハッシュをインデックスまたはセレクタとして用いてＬＡＧメンバーポートを選択することにより、出力インタフェースを決定可能である。

その後、エージェントは、ＥＣＭＰまたはＬＡＧを用いたスライスベースの選択により選定された出力インタフェースにパケットＰを送ることができる。
負荷分散を目的としてＥＣＭＰおよびＬＡＧを一体的に使用することにより、スイッチ上の帯域幅およびスループットを向上可能である。ＥＣＭＰおよびＬＡＧの探索にスライスＩＤを組み入れることにより、スイッチは、スライスに対してデータを一体的に保持するとともに、スライス優先度に基づいてリンクを選択することができる。たとえば、ＥＣＭＰは、優先順位の高いスライスに対して第１のリンクを使用するとともに、当該リンク上の輻輳が負荷分散の一部として低いままであることを確認することができる。このように、ポート全体で異なるスライスの平衡を保つことができる。リンクの集約も同様に、優先順位の高いスライスが主にまたは単独で使用するＬＡＧの形成等によって、スライス優先度に基づき得る。

ステージ１５０において、スイッチは、ルーティングテーブル、ＥＣＭＰ、およびＬＡＧのうちの１つまたは複数に基づいて選択された出力インタフェース（すなわち、出力ポート）を用いて、ネットワークひいては次ホップへとパケットを送り出すことができる。出力プロセスは、出力ポートからどのパケットが最初に出力されるかを決定するポリシングアルゴリズムによって管理可能である。一例において、スイッチは、スライスベースプールに受信された順序でパケットが出力キューにルーティングされるＦＩＦＯアルゴリズムを使用する。あるいは、各スライスから１つのパケットが一度に転送されるスライスラウンドロビン（「ＳＲＲ：Ｓｌｉｃｅ Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ」）アルゴリズムを使用可能である。たとえば、スイッチは、各スライスベース入力キューからパケットを取得し、適当なインタフェースから同じスライスの出力キューへとルーティングすることができる。別の例においては、スライス加重ラウンドロビンアルゴリズム（「ＳＷＲＲ：Ｓｌｉｃｅ－Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｒｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎ」）が用いられる。ＳＷＲＲにおいては、各スライスの加重に基づいて、パケットを転送可能である。

図２は、ＶＳＮにおけるスライスベースルーティングのための例示的なシーケンス図である。ステージ２０５において、オーケストレータは、スライス経路情報をスイッチに送る。スイッチは、当該スイッチ上のスライステーブルおよび他のテーブルの更新にスライス経路情報が用いられるようにプログラム可能である。たとえば、スライステーブルは、どの出力インタフェースをどのスライスに利用するかを示し得る。また、いくつかの例において、スライステーブルは、送信元および宛先ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、およびポート等のパケットヘッダ情報に基づいてスライスＩＤを決定するのに使用可能である。

ステージ２１０において、スイッチは、スライス経路情報を用いて、ＥＣＭＰルーティングテーブルまたはＬＡＧテーブル等のマルチパステーブルを更新可能である。これらは一般的に、ルーティングテーブルと称し得る。一例において、ルーティングテーブルは、表２のようにスライスベースである。一例において、ＥＣＭＰおよびＬＡＧは、スライスＩＤに基づいて動作するように修正可能である。たとえば、ＥＣＭＰまたはＬＡＧメンバーを選択し、出力インタフェースとして使用するためのインデックスとして、パケットのスライスＩＤに基づくハッシュを使用可能である。別の例において、ＥＣＭＰルーティングテーブルは、同じくスライスＩＤに基づいて動作するように修正可能である。これにより、スライスＩＤに基づいて、送信元および宛先が同じトラフィックを等メトリックの複数の経路にわたって送信可能となり得る。たとえば、ＬＡＧの同じリンク上でスライスデータが一体的に保持され得るように、異なるスライスＩＤは異なる経路に対応し得る。

ステージ２１５においては、オーケストレータから、ポリシングアルゴリズムおよび負荷分散アルゴリズムをスイッチに送信可能である。一例において、これは、ステージ２０５の一部として起こり得る。負荷分散アルゴリズムをマルチパステーブルと併せて使用することにより、スライスＩＤに基づいて、どのパケットをどのリンク（出力ポート）に配置するかを決定することができる。ポリシングアルゴリズムの使用により、輻輳に際してネットワークに出力されるパケットの順序を決定することができる。

ステージ２２０において、スイッチは、入力パケットを受信可能である。これらのパケットは、複数の送信元区域から、複数の入力ポート上で受信可能である。ステージ２２５において、スイッチは、パケットごとにスライスＩＤを決定可能である。一例において、スイッチは、パケットヘッダからスライスＩＤを読み取る。上流のスイッチまたはスライスセレクタは、ネットワークの他のスイッチによる使用のためにスライスＩＤをパケットヘッダに書き込むことができる。あるいは、スイッチは、当該スイッチにおいてローカルに保持されたスライステーブルを調べることにより、スライスＩＤを決定することができる。このため、スイッチは、送信元および宛先ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、およびポートの組み合わせ等、スライスに一意となるパケットヘッダ情報を使用可能である。

その後、ステージ２３０において、スイッチは、スライスＩＤに基づいて次ホップを読み出し可能である。ルーティングテーブルは、各スライスの次ホップ情報を含み得る。一例において、スイッチは、ＥＣＭＰルーティングを確認することができる。一例において、これは、ＥＣＭＰテーブルにおける別個の探索とすることができる。あるいは、ＥＣＭＰに基づいてスイッチ上のＥＣＭＰプロセスによりルーティングテーブルを更新することによって、スイッチは、ルーティングテーブルのスライスＩＤに基づいて、正しい出力インタフェースを調べることができる。出力インタフェースは、ＥＣＭＰの負荷分散またはＬＡＧ中のさまざまなリンクの変更特性に基づいて、動的に変化し得る。たとえば、特定のリンクが十分に機能していない場合、負荷分散アルゴリズムは、優先スライスを異なるリンク上に移動可能である。ステージ２３０において次ホップが読み出された場合、ルーティングテーブルは、当該スライスのパケットが異なるリンクへとルーティングされるような更新情報を含み得る。

ステージ２３５において、パケットは、ネットワークひいては次ホップに送られる。一例において、スイッチからネットワークにパケットが送られる順序は、ポリシングアルゴリズムによって管理可能である。ポリシングアルゴリズムの使用により、優先スライスに属する出力パケットを優先可能である。この優先度は、輻輳に基づいて高くなり得る。輻輳は、スイッチで検出することも可能であるし、下流で検出し、報告としてスイッチに返すことも可能である。

次ホップとしては、類似のステージが実行される別のスイッチが挙げられる。たとえば、ステージ２５０において、次スイッチは、スライスＩＤを決定可能である。ステージ２５５において、このスイッチは、スライスＩＤに基づいて、新たな次ホップを決定する。このように、パケットは、スライス固有となり得る最終宛先に達するまで、ネットワークを移動し続け得る。たとえば、スライスは、当該スライスの目的の実行に用いられるコールセンタ、データベース、サーバ、または他のハードウェアで終端し得る。

また、スイッチは、ステージ２４０において、テレメトリックデータ（ｔｅｌｅｍｅｔｒｉｃ ｄａｔａ）を報告としてオーケストレータに返すエージェントを実行するように、オーケストレータによってプログラム可能である。テレメトリックデータには、レイテンシ、帯域幅、スループット、ラウンドトリップタイム、またはＳＬＡのその他任意の性能基準と関連する任意の性能データが含まれ得る。一例において、テレメトリックデータは、ネットワーク輻輳を緩和する方法を決定するため、オーケストレータまたは関連するプロセスにより使用可能である。一例において、これは、１つまたは複数のスイッチにおいて負荷分散またはポリシングアルゴリズムを変更することを含み得る。また、それは、ネットワークにおいてスライスを再ルーティングすることを含み得る。

ステージ２４５において、オーケストレータがスライス経路の変更等の変更を行った場合、この変更は、影響を受けるスイッチに報告され得る。新たなスライス経路の場合、スイッチは、当該新たなスライス経路で使用する正しい次ホップを示すようにプログラム可能である。一例において、オーケストレータは、新たなスライス経路に基づいてスイッチに１つまたは複数のルーティングテーブルを更新させるメッセージをスイッチに送ることができる。これは、次ホップが既存のＥＣＭＰの一部であるかを判定することと、それに応じてルーティングテーブルを更新することとを含み得る。たとえば、第１のスライスが当初、第１のＥＣＭＰ集合のスイッチ１において次ホップを有していたものの、スイッチ２における更新された次ホップが当該ＥＣＭＰ集合の一部でない場合は、ＥＣＭＰルーティングテーブルを更新可能である。第１の集合は、別の利用可能な帯域幅に応じた異なる負荷分散が可能である。また、第２のＥＣＭＰ集合がスイッチ２に接続されている場合は、当該集合にスライスを含むようにＥＣＭＰルーティングテーブルを更新可能である。

図３Ａは、ＬＡＧなしでのパケットのルーティングに用いられるシステム構成要素の例示的な図である。本例においては、サーバ等のホスト３１０がパケットを第１のスイッチ３２０に送る。第１のスイッチ３２０は、宛先ホスト３４０への経路中にある第２のスイッチ３３０への複数のリンク３２５を含み得る。本例において、第１および第２のスイッチ３２０、３３０は、リンク３２５を構成する４つの１０Ｇｂｐｓインタフェースを用いて接続されている。ただし、スイッチ３２０、３３０上のネットワークオペレーティングシステム（「ＯＳ」）は、レイヤ２ループに基づいて、これら１０Ｇｂｐｓインタフェースのうちの３つを無効化し得る。第１および第２のスイッチ３２０、３３０等の２つのノード間に２つ以上のレイヤ２経路が存在する場合は、ネットワークにおいて、スイッチングループが発生し得る。これらのループは、スイッチ３２０、３３０がすべてのポートにおいてブロードキャストを転送することと、レイヤ２パケットヘッダが有効期限（「ＴＴＬ：Ｔｉｍｅ Ｔｏ Ｌｉｖｅ」）値をサポートしないことに基づいて、ブロードキャストストームを生成し得る。冗長性を理由として複数のリンク３２５を有することが魅力的となり得ることから、ループは通常、最短経路ブリッジ（「ＳＰＢ：Ｓｈｏｒｔｅｓｔ－Ｐａｔｈ Ｂｒｉｄｇｉｎｇ」）プロトコルを用いて除外される。この手法の不都合として、冗長リンク３２５は、図３Ａにおいて「×」により示す通り、非アクティブな状態に留まる。これは、スイッチの全帯域幅が最適化されていないことを意味する。

図３Ｂに示すように、ＥＣＭＰ等を伴うＬＡＧを用いて、帯域幅を増大可能である。図３Ｂは、ＶＳＮにおけるスライスベースルーティングのためのシステム構成要素の例示的な図である。図３Ｂに示すように、第１のスイッチ３２０に入ったパケット３１５は、スイッチ間ＬＡＧ３４５を用いることにより、リンク３２５全体で一様にルーティング可能である。第１のスイッチ３２０上の負荷分散アルゴリズムによって、スイッチ３２０、３３０間のすべてのリンク３２５にわたってパケット３１５を分散させることができる。

一例において、パケット３１５は、スライスＩＤに従って、リンク３２５上に分散する。本例において、リンク３２５は、単一の仮想リンクとして一体的にバンドルされているが、同じリンク上の同じスライスのパケットを保持するには、スライスＩＤが用いられる。一例において、特定のスライスに用いられるリンクは、負荷分散に基づいて変化し得る。ただし、スライスＩＤが同じ第１および第２のパケットは、仮想チャネル内の同じリンク上に保持される。これにより、スライスのパケットがばらばらの順序で第２のスイッチ３３０に到着することがないようにし得る。これにより、第２のスイッチ３３０は、スライスのフローにエラーを招来することなく、パケット３１５を宛先ホスト３４０に転送可能となる。

図４は、ＶＳＮ中の異なるスライス経路におけるパケットのルーティングに用いられるシステム構成要素の例示的な図である。第１のスライス４６０は、スイッチＲ１、Ｒ３、Ｒ５、およびＲ６に及ぶ可能性がある。第２のスライス４６５は、スイッチＲ１、Ｒ２、Ｒ４、およびＲ６に及ぶ可能性がある。本例において、両スライス４６０、４６５は、サンフランシスコ４２０からニューヨーク市４５０まで及ぶが、その全体において、異なるルートをたどる。本例のスイッチとしては、ルータが挙げられる。一例において、これらのスイッチはそれぞれ、各スライス４６０、４６５のパケットレートおよびタイミング情報を計算し得る。

ＶＳＮを通るルートであるスライス経路は、オーケストレーションプロセスに基づいて変更可能である。たとえば、図４の実例に先立って、第１および第２の両スライス４６０、４６５は、ネットワークを通る同じスライス経路をたどることができ、これを第１のスライス４６０の経路として示す。当該例において、第２のスライス４６５は当初、（図４において現在、第１のスライス４６０に対して示すような）スイッチＲ３およびＲ５を横切るサンフランシスコ４２０からニューヨーク市４５０までのスライス経路を有する。第２のスライス４６５のスライス経路は、輻輳に基づいて、スイッチＲ３、Ｒ５の代わりに（図４において現在示すような）スイッチＲ２、Ｒ４を使用するように変更されたと考え得る。このため、オーケストレータは、スイッチＲ１におけるルーティングテーブルを更新して、スイッチＲ２の代わりにスイッチＲ２へと次ホップを変更可能である。また、スイッチＲ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５におけるルーティングテーブルは、新たなスライス経路を反映するように更新可能である。また、オーケストレータは、スイッチＲ２およびＲ４において第２のスライスが必要とするＶＮＦをインスタンス化することができる。

ルーティングテーブルの更新は、ＥＣＭＰおよびＬＡＧのスライスベーステーブルの更新を含み得る。次ホップが変化した場合は、どのスライスがどの集合に含まれるかに対して、ＥＣＭＰ集合も変化し得る。たとえば、第１のスイッチＲ１において、第１のＥＣＭＰ集合は、第１および第２の両スライス４６０、４６５を含み得る。ただし、スイッチＲ２、Ｒ４に沿うスライス経路をたどるように第１のスライス４６０が再ルーティングされた場合、第１のスイッチＲ１は、第１のＥＣＭＰ集合に第１のスライス４６０を含むことができなくなる。これは、現時点の次ホップが、スイッチＲ３に代わってスイッチＲ２となっているためである。したがって、第１のスイッチＲ１は、第１のＥＣＭＰ集合から第１のスライス４６０を除去するとともに、代替として、スイッチＲ２へのバンドル化リンクを含む第２のＥＣＭＰ集合に配置することができる。一例において、スイッチは、新たなスライス経路情報を受信するたびに、そのＥＣＭＰ集合を変更するようにプログラムされる。

前述の通り、オーケストレータは、輻輳に基づいてスライス経路を変更可能である。オーケストレータは、輻輳を検出するため、さまざまなスイッチからのパケットレートおよびタイミング情報等のテレメトリックデータを使用可能である。オーケストレータは、このデータを使用して、各スライス４６０、４６５のスループットの集約を試行可能である。ただし、スイッチＲ３およびＲ５は、サンフランシスコ４２０からニューヨーク４５０に向かう第１のスライス４６０の重複するパケットレートデータを有するが、スイッチＲ５は、マイアミ４７０からニューヨーク４５０に向かう第１のスライス４６０の重複しない関連するパケットレートデータも含むことになる。このため、一例においては、スイッチＲ３からのデータが無視される一方、スイッチＲ５におけるマイアミ４７０のデータは、第１のスライス４６０のスループットの計算に含まれるものとする。これは、第１のスライス４６０が、サンフランシスコ４２０およびニューヨーク市４５０それぞれからのフローである図示の２つの異なるフローを有するためである。

一例としてオーケストレータに言及するが、本明細書の種々例においてオーケストレータに割り当てられたステップは、モニタリングモジュール等、オーケストレータと通信する別個のプロセスによっても実行可能である。

図５は、ＶＳＮ５００におけるシステム構成要素の例示的な図である。ＶＳＮ５００としては、１つまたは複数のクラウド５２０、５４０を含む分散Ｔｅｌｃｏクラウドネットワークが挙げられる。スライス５７２、５７８、５８２は、これらのクラウド５２０、５４０全体に分散可能である。

各クラウド５２０、５４０は、ネットワーク機能仮想化（「ＮＦＶ」）５４２のための物理および仮想インフラを有し得る。たとえば、ルータおよびサーバ等の物理スイッチ５４４は、ＶＮＦ機能を提供するＶＭ５４６またはマイクロサービスを動作させ得る。スライスは、エッジクラウド５２０上で実行される第１のＶＮＦを含み得る。ＶＮＦは、１つまたは複数のｖＣＰＵを利用可能であり、一例においては、１つまたは複数のＶＭ５２４が挙げられる。ただし、エッジクラウド５２０は、多数のＶＮＦを実行可能であり、これは多くの場合、ＶＮＦがさまざまなスライスの一部である場合の複数のテナントを対象とする。スライスは、異なるスライスからのＶＮＦが、共有物理ハードウェア５２２上で動作するＶＭ５２４に依拠する場合であっても、互いの存在を認識しない状態で、機能的観点からの分離を保ち得る。

スライス経路中の第１のＶＮＦは、異なるクラウド５４０に配置可能な第２のＶＮＦと通信可能である。たとえば、第２のＶＮＦは、コアクラウド５４０の物理ハードウェア５４４上で動作する１つまたは複数のＶＭ５４６を含み得る。また、第２のＶＮＦは、スライス経路中のさらに別のＶＮＦと通信可能である。一例において、これらのＶＮＦのうちの１つまたは複数は、インターネット５６０への出力として作用し得る。

１つまたは複数のユーザデバイス５０２は、たとえば５Ｇデータ接続を用いて、ＶＮＦ５００のスライスに接続可能である。ユーザデバイス５０２としては、Ｔｅｌｃｏネットワークに接続可能な任意の物理プロセッサ対応デバイスが挙げられる。例として、車両、電話、ラップトップ、タブレット、ＩｏＴデバイス、仮想現実デバイス等が挙げられる。セルタワー５０５等の送受信機がこれらのユーザデバイス５０２と送受信可能である。エッジクラウド５２０への入力では、スライスセレクタ５０８がユーザデバイス５０２から送られたデータを受信して、適用するスライスを決定可能である。スライスセレクタ５０８は、エッジクラウド中のＶＭ５２４として動作することも可能であるし、またはエッジクラウド５２０に接続された異なるハードウェア上で動作することも可能である。一例において、スライスセレクタは、パケットヘッダ中の情報を用いて、パケットが属するスライスを決定することができる。

一例において、スライスセレクタ５０８は最初、パケットを処理して、ＶＳＮのネットワークスライスのうちの１つに割り当てる。また、スライスセレクタ５０８は、割り当てスライスに対する正しい一組のネットワークサービスによってパケットが処理されるように、サービスチェーン動作を取り扱うことができる。種々例において、スライスセレクタ５０８は、とりわけ、ＶＭ、ＶＭ内もしくはホストコンピュータの仮想化ソフトウェア内で動作するソフトウェア転送要素（たとえば、フローベースの転送要素）、ホストコンピュータの仮想化ソフトウェア内の転送要素の外側（たとえば、ＶＭと転送要素のポートとの間）で実行される一組のモジュールによって実装可能である。

場合により、ＶＳＮに対して、多数のスライスセレクタ５０８を設定する。通信サービスプロバイダの例においては、アクセスネットワークの各セルタワー、基地局、または他の態様に対してネットワークスライスセレクタを設定可能である。通信サービスプロバイダのアクセスネットワークは、各セルタワーのエッジクラウドを含み得るとともに、このような各エッジクラウドにおいて少なくとも１つのスライスセレクタ５０８を設定可能である。他の例（たとえば、一組の接続データセンタ内に完全に含まれるＳＤ－ＷＡＮトラフィックの場合）においては、ＶＭから送られたデータメッセージに対するネットワークスライス選択が（送信元ＶＭの外側ではあるものの）データメッセージの送信元と同じホストコンピュータで発生するように、分散ネットワークスライスセレクタが設定される。

スライス選択は、パケットのパケットヘッダ中の情報に基づき得る。たとえば、スイッチまたはスライスセレクタは、レイヤ２～レイヤ４（Ｌ２～Ｌ４）ヘッダの組み合わせを使用することも可能であるし、（たとえば、レイヤ７（Ｌ７）ヘッダ中のデータに基づいてトラフィックを分類するために）深層パケット検査を実行することも可能である。たとえば、スライス選択は単に、送信元ネットワークレイヤ（たとえば、ＩＰ）アドレスを用いることにより、送信元デバイスに基づくことも可能であるし、Ｌ７ヘッダを確認することにより、トラフィックタイプまたは宛先ネットワーク領域に基づくことも可能である。いくつかの実施形態において、ネットワークスライスセレクタは、接続の各データメッセージ上で深層パケット検査を実行する必要がないように、接続をネットワークスライスにマッピングする状態を維持する。また、一部の接続については、スライス選択の実行に必要なＬ７ヘッダ情報を特定のデータメッセージのみが含む。

深層パケット検査を用いてスライス選択を実行する場合、接続の最初のデータメッセージには、スライスセレクタがスライスを正しく識別するために必要とするＬ７ヘッダ情報が含まれていなくてもよい。たとえば、端末デバイス（たとえば、スマートフォンまたはタブレット等のモバイルデバイス、ラップトップまたはデスクトップコンピュータ、ＩｏＴデバイス、自動運転車、セキュリティシステムに属するスマートカメラ）とネットワーク領域との間の接続は、ＴＣＰハンドシェイク等の一組の接続開始メッセージによって開始となることが多い。ハンドシェイクの完了後、デバイスは、たとえばネットワーク領域を含むｈｔｔｐ取得メッセージを送る。デバイスとネットワーク領域との間で送信される後続のデータメッセージは、このような情報を含んでいなくてもよい。

分散仮想インフラを管理するため、モニタリングモジュールを有するオーケストレータ５６８を含めて、プロバイダは管理プロセスのトポロジ５６５を動作させ得る。オーケストレータ５６８は、異なるサーバ上または異なる仮想環境中で別個に動作するモニタリングモジュールと交互に通信可能である。本例において、モニタリングモジュールとしては、オーケストレータ５６８とともに機能するトポロジ５６５の一部が挙げられる。これらのプロセスの一例となるフレームワークがＶＭＷＡＲＥによるＶＣＬＯＵＤ ＮＦＶであって、これは、ネットワーク仮想化にＶＳＰＨＥＲＥを、仮想解析にＶＲＥＡＬＩＺＥを使用可能である。例示的なオーケストレータは、ＣＬＯＵＤＩＦＹである。

一例において、オーケストレータ５６８は、スライスおよびＶＮＦの管理を担当し得る。これは、性能基準およびネットワーク負荷に基づく新たなスライスのプロビジョニングまたは既存のスライスの再プロビジョニングを含み得る。オーケストレータ５６８は、１つまたは複数のコアクラウド５２０、５４０中またはクラウドとは別個に配置された１つまたは複数の物理サーバ上で動作し得る。オーケストレータ５６８は、各スライスにどのクラウドおよびＶＮＦが含まれるかについての経過を追うツールを提供可能である。オーケストレータ５６８はさらに、個々のテナント５７０、５８０のスライス性能を追跡して、管理コンソールを提供可能である。また、オーケストレータ５６８は、性能基準および負荷情報を受信して、モニタリングモジュールが新たなスライス経路を見出すべきタイミングを決定可能である。

本例においては、第１のテナント５７０が複数のスライス５７２、５７４を有する。各スライス５７２、５７８は、当該スライスのＶＮＦ要件を示すスライス記録により規定可能である。ＶＮＦ５７４、５７６はそれぞれ、サービスチェーンにおける異なる機能を提供可能である。

また、ＳＬＡはスライスのさまざまな閾値性能要件を規定し得る。これらの性能要件は、レイテンシ、ラウンドトリップタイム、帯域幅等を含み得る。一例において、これらは、スライスごとのＱｏＳ要件として機能し得る。

オーケストレータ５６８は、モニタリングモジュールに依拠して、スイッチ５２２、５４４からテレメトリック情報を受信するとともに、ＳＬＡが満たされているかを判定することができる。一例において、モニタリングモジュールは、スイッチ５２２、５４４にエージェント５０１を提供する。スイッチ５２２、５４４は、エージェント５０１を実行するようにプログラム可能である。また、モニタリングモジュールは、入力ポート５０３から出力ポート５０６まで、および、出力ポート５０６から物理ネットワーク５００中の次ホップまでパケットを移動させるのにスイッチが使用するユーザ定義のポリシングアルゴリズムを供給可能である。また、モニタリングモジュールは、次ホップおよびこれらの次ホップに対して使用する出力インタフェース（たとえば、ポート）を決定するのにスイッチ５２２、５４４が使用するスライス経路情報も供給可能である。

また、オーケストレータ５６８は、スライスセレクタ５０８およびスイッチ５２２、５４４の設定を変更して、スライス経路を通るトラフィックのルートが正しくなるようにし得る。

オーケストレータ５６８、仮想管理トポロジ、およびモニタリングモジュールに別々に言及したが、これらのプロセスはすべて、一体的に動作し得る。これらの例は、どのプロセスがどのステップを実行するかを制限するものではない。その代わりに、モニタリングモジュールは、上記ステージを実行する仮想管理トポロジの任意の部分と考えられる。

本明細書に開示の例の規定および実施を考慮することにより、当業者には、本開示の他の例が明らかとなるであろう。上記方法の一部を一連のステップとして提示したが、当然のことながら、１つまたは複数のステップが同時に起こることもあり得るし、重なって起こることもあり得るし、異なる順序で起こることもあり得る。提示のステップの順序は、可能性を示したに過ぎず、これらのステップは、任意の好適な様態で実行または実施可能である。さらに、本明細書に記載の例のさまざまな特徴は、相互に排他的ではない。むしろ、本明細書に記載の如何なる例の如何なる特徴も、その他任意の好適な例に組み込み可能である。上記規定および例は、ほんの一例に過ぎないと考えられ、本開示の真の範囲および思想は、以下の特許請求の範囲により示されるものとする。

Claims (9)

1. スライスベースルーティングの方法であって、
   スイッチにおいて、第１のパケットを受信するステップと、
   前記スイッチにおいて、前記第１のパケットのスライス識別子を前記第１のパケットのヘッダ情報に基づいて決定するステップと、ここで、前記スライス識別子によって、仮想サービスネットワーク（ＶＳＮ）において複数のスライスから１つのスライスが一意に識別され、前記複数のスライスは、共有物理ネットワークインフラ上の異なる仮想ネットワークを表し、
   前記スイッチにおいて、前記第１のパケットの次ホップを、前記スライス識別子を用いて複数のスイッチから前記次ホップを選択することによって決定するステップと、
   前記スライス識別子に基づいて、複数のインタフェースから前記次ホップにリンクする出力インタフェースを選択するステップと、ここで、前記スライス識別子が、ハッシュの生成に用いられ、前記ハッシュが、前記出力インタフェースの選択に用いられ、
   選択された前記出力インタフェースを介して前記出力インタフェースから前記次ホップに前記第１のパケットを送るステップと、
   を含み、同じスライス識別子を有するものと決定された他のパケットも、同じ出口インタフェースを介して前記次ホップに送られる、方法。
2. 第２のパケットの異なる次ホップを決定するステップをさらに含み、前記第１のパケットおよび前記第２のパケットが、同じ宛先アドレスを含む一方、異なるスライス識別子を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記スライス識別子を決定するステップが、宛先マシンアドレス制御（ＭＡＣ）アドレス、宛先インターネットプロトコル（ＩＰ）アドレス、および宛先ポートに基づいて、前記スイッチにおける前記スライス識別子を調べることを含む、請求項１に記載の方法。
4. トラフィックを前記次ホップに送るマルチパステーブルが存在するかを判定するステップと、前記マルチパステーブルが、トラフィックを前記次ホップに送る複数のリンクを含んでおり、
   前記マルチパステーブルが存在する場合、前記スライス識別子を用いて生成された前記ハッシュに基づいて、前記マルチパステーブルから前記出力インタフェースを選択するステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記マルチパステーブルが、レイヤ３イコールコストマルチパス（ＥＣＭＰ）テーブルである、請求項４に記載の方法。
6. 前記複数のインタフェースをリンクアグリゲーショングループ（ＬＡＧ）において一体的にグループ化するステップをさらに含み、前記ＬＡＧ内の前記出力インタフェースが、前記スライス識別子を用いて生成された前記ハッシュに基づいて選択され、前記ＬＡＧ内の前記出力インタフェースの選択が、前記スライス識別子に対して新たなスライス経路が実装されることに基づいて変化する、請求項１に記載の方法。
7. 前記スライス識別子が前記出力インタフェースに割り当てられていることに基づいて、前記出力インタフェースにおいて別の帯域幅を保持するために前記複数のインタフェースを負荷分散させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. プロセッサによる実行時に、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法を実行する命令を含む非一過性コンピュータ可読媒体。
9. スライスベースルーティングのためのシステムであって、
   命令を含む非一過性コンピュータ可読媒体と、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法を実行するモニタリングモジュールを遂行するプロセッサと、を備えるシステム。