以下、図面と共に本発明の一実施形態に係るスライス割当方法の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
図1に本実施形態に係るOSS/BSS10及びNFVO30を含むシステム1の構成を示す。システム1は、仮想ネットワークであるスライスに対してサービスを割り当てるシステムである。スライスとは、ネットワーク装置のリンクとノードの資源を仮想的に切り分けて、切り分けた資源を結合し、ネットワークインフラ上に論理的に生成される仮想ネットワーク又はサービス網であり、スライス同士は資源を分離しており、互いに干渉しない。サービスとは、通信サービス(専用線サービス等)やアプリケーションサービス(動画配信、エンベデッド装置等のセンサ装置を利用したサービス)等のネットワーク資源を用いたサービスをいう。
図1に示すようにシステム1は、OSS/BSS(Operations Support System/Business Support System)10と、SO(Service Operator)20と、NFVO30と、VNFM40と、VIM(Virtualized Infrastructure Management: 仮想化基盤管理)50とを含んで構成されている。また、システム1には、物理資源であるNFVI(NFV(Network Functions Virtualisation) Infrastructure)60と、SBSA(Service-Based Slice Allocator)70と基地局80とUE90と、HSS(Home Subscriber Server)110と、DNS(Domain Name System)120と、MME(Mobility Management Entity)130と、SGW(Serving Gateway)140と、を含んで構成されている。このうち、NFVO30とVNFM40とVIM50とは、MANO(Management & Orchestration)architectureである。
これらの構成要素は、システム1のコアネットワークを構成するものである。なお、互いに情報の送受信が必要な構成要素間は、有線等で接続されており情報の送受信が可能となっている。
本実施形態に係るシステム1は、物理サーバ上に実現される仮想マシンにおいて動作する仮想サーバによって移動通信端末に対して通信機能を提供する。即ち、システム1は、仮想化された移動体通信ネットワークである。通信機能は、仮想マシンによって当該通信機能に応じた通信処理を実行することで移動通信端末に対して提供される。
OSS/BSS10は、システム1におけるサービス管理を行い、システム1での通信機能に係る指示を行うノードである。例えば、OSS/BSS10は、NFVO30に対して、新たな通信機能(通信サービス)を追加するように指示を行う。また、OSS/BSS10は、システム1に係る通信事業者によって操作され得る。
SO(Service Operator)20は、サービス要求する装置であり、例えば、仮想ネットワークを用いて各種ユーザへサービス提供をする事業者の端末装置(例えば、パーソナルコンピュータ等)である。
NFVO30は、物理資源であるNFVI60上に構築された仮想ネットワーク(スライス)全体の管理を行う全体管理ノード(機能エンティティ)である。NFVO30は、OSS/BSS10からの指示を受信し、当該指示に応じた処理を行う。NFVO30は、インフラと通信サービスの移動体通信網の物理資源において構築された仮想化ネットワーク全体にわたる管理を行う。NFVO30は、仮想ネットワークにより提供される通信サービスをVNFM40及びVIM50を経由して適切な場所に実現する。例えば、サービスのライフサイクル管理(具体的には例えば、生成、更新、スケール制御、イベント収集)、移動体通信網内全体にわたる資源の分散・予約・割当管理、サービス・インスタンス管理、及びポリシー管理(具体的には例えば、リソースの予約・割当、地理・法令等に基づく最適配置)を行う。
VNFM40は、物理資源(ノード)となるNFVI60に対して、サービスに係る機能を追加する仮想通信機能管理ノード(機能エンティティ)である。VNFM40は、システム1に複数、設けられていてもよい。
VIM50は、後述するNFVI60における物理資源(ノード)各々を管理する物理資源管理ノード(機能エンティティ)である。具体的には、資源の割当・更新・回収の管理、物理資源と仮想化ネットワークとの関連付け、ハードウェア資源とSW資源(ハイパーバイザー)一覧の管理を行う。通常、VIM50は、データセンタ(局舎)毎に管理を行う。物理資源の管理は、データセンタに応じた方式で行われる。データセンタの管理方式(管理資源の実装方式)は、OPENSTACKやvCenter等の種類がある。通常、VIM50は、データセンタの管理方式毎に設けられる。即ち、互いに異なる方式で、NFVI60における物理資源各々を管理する複数のVIM50が含まれる。なお、異なる管理方式で管理される物理資源の単位は、必ずしもデータセンタ単位でなくてもよい。
なお、NFVO30、VNFM40及びVIM50は、物理的なサーバ装置上でプログラムが実行されることにより実現される(但し仮想化上で実現されることを制限するものでは無く、管理系統を分離した上で、仮想化上で実現してもよい)。NFVO30、VNFM40及びVIM50は、それぞれ別々の物理的なサーバ装置で実現されていてもよいし、同じサーバ装置で実現されていてもよい。NFVO30、VNFM40及びVIM50(を実現するためのプログラム)は、別々のベンダから提供されていてもよい。
NFVO30は、OSS/BSS10からのサービス割当要求を受信すると、VIM50に対してスライス(スライスSL1、SL2等)のためのリソース確保要求を行う。VIM50が、NFVI60を構成するサーバ装置やスイッチにおけるリソースを確保すると、NFVO30は、当該これらNFVI60に対してスライスを定義する。
また、NFVO30は、VIM50に、NFVI60においてリソース確保させると、当該NFVI60に対してスライスを定義した情報をNFVO30が記憶しているテーブルに記憶する。そして、NFVO30は、当該サービスに必要となる機能を実現するためのソフトウェアのインストール要求をVNFM40に対して行う。VNFM40は、当該インストール要求に応じて、VIM50によって確保されたNFVI60(サーバ装置、スイッチ装置またはルータ装置などのノード)に対して上記ソフトウェアをインストールする。
NFVO30は、VNFM40によりソフトウェアがインストールされると、NFVO30が記憶しているテーブルへスライスとサービスとの対応付けをする。
スライスSL1〜スライスSL3は、サービスを割当てる単位となるサービススライス(以下、サービススライスを単に「スライス」ともいう)である。また、上記サービススライスを構成するリソースを定義するリソーススライスがある。リソーススライスとサービススライスとを対応付けることにより、サービススライスを構成するリソースが定まる。例えば、図2に示すように、NFVO30がリソーススライス(リソーススライスR−slice1〜R−slice3)のためのリソース確保要求をVIM50へ行うと、VIM50は、その旨の指示をサーバSV1、スイッチSW1、サーバSV2及びスイッチSW2に対して行う。そして、NFVO30は、サーバSV1、スイッチSW1、サーバSV2及びサーバSV3のリソースをリソーススライスR−slice1のために確保する。また、NFVO30は、サーバSV1及びスイッチSW1のリソースをリソーススライスR−slice2のために確保する。また、NFVO30は、サーバSV2及びサーバSV3のリソースをリソーススライスR−slice3のために確保する。
NFVO30は、リソーススライスを作成し、当該リソーススライスを構成するリソースに機能を設定すると、当該リソーススライスを利用するサービススライスを決定する。
NFVO30は、上記のように、リソーススライスとサービススライスとを対応付けると、NFVO30が記憶する複数のテーブル情報を用いて、図3(A)に示すようにスライスと当該スライスの機能とを対応付けた情報を記憶する。例えば、NFVO30は、リソーススライスR−slice1にサービススライスS−slice1を対応付け、リソーススライスR−slice2及びR−slice3にサービススライスS−slice2を対応付ける。このように、NFVO30は、当該NFVO30の利用者(管理者)からの入力操作に応じて、サービススライスとリソーススライスとを対応付ける。
図3(A)は、NFVO30が記憶するテーブルに基づいたリストである。図3(A)に示すように、「Service slice」欄と、「Resource slice」欄と、「Function set」欄と、「SLA(Service Level Agreement)−SL(Sufficiency Level)」欄とを対応付けたリストである。「Service slice」欄に入力されている情報(例えば、S-slice1)は、サービススライスを示す識別子である。「Resource slice」欄に入力されている情報は、リソーススライスを識別子である。「Function set」欄には、ファンクションセットを示す情報が入力される。ここでファンクションセットとは、リソーススライスのリソースが有する機能の集合である。「SLA−SL」欄に入力される情報は、当該ファンクションセットに含まれるファンクションのそれぞれの機能を指標化した値である。NFVO30が予め記憶している機能と当該機能の指標値とを対応した情報を参照して定めたものである。
NFVO30は、図3(A)に示した情報の内、「Service Slice」欄の情報と「SLA-SL」欄の情報とを定期的にOSS/BSS10に送信する。OSS/BSS10は、当該「Service Slice」欄と「SLA-SL」欄とを対応付けた情報を記憶する。OSS/BSS10は、SO20からサービスパラメータとサービス要件を受信すると共にサービス要求を受け付けた場合、当該サービス要件と、記憶している「SLA-SL」欄の情報とを参照して、サービスの要件を満たす「SLA-SL」欄の情報を有するサービススライスに要求されたサービスを割当てて、当該割当てた結果を記憶する。サービスパラメータとは、サービスを一意に識別することができる情報である。図3(B)にOSS/BSS10が、割当てた結果として記憶する情報を示す。図3(B)に示すように、「Service parameter」欄と「Service slice」欄と「SLA-SL」欄とを対応付けた情報を記憶する。ここで、「Service parameter」欄は、SO20からサービス要求を受け付けたサービスを特定する情報であり、SO20から受信する情報である。「Service slice」欄の情報及び「SLA-SL」欄の情報は、NFVO30から受信する情報である。図3(B)の例では、「Service parameter」欄に入力されている「Smart meter」及び「Road sensor」であるサービスパラメータにサービススライス「S-slice1」が割り当てられていることを示す。OSS/BSS10は、割り当てることが決定されたサービススライス及びサービスパラメータをNFVO30へ通知する。NFVO30は、当該サービススライス及びサービスパラメータをVNFM40へ通知する。VNFM40は、上記割当てに関係する装置へ情報書換要求(編集要求)をする。VNFM40は、編集が完了すると、サービスパラメータをSO20へ送信する。
NFVI60は、仮想化環境を構成する物理資源(ノード群)から形成されたネットワークを示す。この物理資源は、概念的には計算資源、記憶資源、伝送資源を含む。具体的には、この物理資源は、システム1において通信処理を行う物理的なサーバ装置である物理サーバ、スイッチ等のノードを含んで構成されている。物理サーバは、CPU(コア、プロセッサ)、メモリ、及びハードディスク等の記憶手段を備えて構成される。通常、NFVI60を構成する物理サーバ等のノードは、複数まとめてデータセンタ(DC)等の拠点に配置される。データセンタでは、配置された物理サーバがデータセンタ内部のネットワークによって接続されており、互いに情報の送受信を行うことができるようになっている。また、システム1には、複数のデータセンタが設けられている。データセンタ間はネットワークで接続されており、異なるデータセンタに設けられた物理サーバはそのネットワークを介して互いに情報の送受信を行うことができる。
上述のように、VNFM40が、物理資源(ノード)となるNFVI60に対して、各種機能を追加することにより、NFVI60は、HSS110、DNS120、MME130、及びSGW140(通信制御装置)の機能を実現する。
SBSA70は、基地局80と互いに通信可能なサーバ装置であり、UE(User Equipment)90からサービスIDと共に、サービス要求が基地局80へなされると、当該基地局80がSBSA70へUE90から受信したサービスIDをSBSA70へ通知する。
SBSA70は、基地局80からサービスIDを受信すると、SBSA70が記憶するアクセス情報の内、基地局80から受信したサービスIDに対応するアクセス情報のサービスの最初の機能を提供するハードウェアの宛先情報を基地局80へ送信する。基地局80は、当該宛先情報をUE90へ通知する。これにより、UE90は、サービスを利用するために最初にアクセスする宛先を特定することができる。なお、SO20からUE90へアクセスするための情報として、サービスパラメタを送信するようにしてもよい。
HSS110は、UE90等の通信端末の契約情報、認証情報、通信サービス情報、端末タイプ情報及び在圏情報を含む加入者情報をデータベースで管理する機能である。ここで、通信サービス情報とは、各UE90が利用する通信サービスのタイプを定義した情報である。通信サービス情報には、UE90を識別する情報(例えば、IMSI)と、当該UE90が利用する通信サービスの要件を示すサービスタイプとが含まれる。
DNS120は、ネットワーク上でドメイン名やホスト名とIPアドレスの対応関係を管理する機能である。さらにDNS120は、サービスパラメータとSGW140のアドレスとを対応付けた情報を記憶している。DNS120は、MME130からアドレスの送信要求を受け付けると、要求に応じたSGW140のアドレスをMME130へ送信する。
MME130は、LTE(Long Term Evolution)ネットワークに在圏するユーザ端末(UE90)の位置管理、認証制御、及びSGW140とUE90との間のユーザデータの通信経路の設定処理を行う機能である。
SGW140は、LTEを収容する在圏パケット交換機の機能で、PGW(Packet data network Gate Way)との間で通信サービス提供に利用されるユーザデータの送受信を行う。SGW140は、複数の通信サービスの要件に対応して複数設けられている。
引き続いて、OSS/BSS10と、NFVO30と、VNFM40と、VIM50とについて、本実施形態に係る機能について図4を用いて説明する。
また、物理的には、OSS/BSS10と、NFVO30と、VNFM40と、VIM50は、それぞれ図5に示すように、CPU101、主記憶装置であるRAM102及びROM103、データ送受信デバイスである通信モジュール104、ハードディスク、フラッシュメモリ等に例示される補助記憶装置105などを含むコンピュータシステムとして構成されている。OSS/BSS10と、NFVO30と、VNFM40と、VIM50とでは、図5に示すCPU101、RAM102等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU101の制御のもとで通信モジュール104、を動作させるとともに、RAM102や補助記憶装置105におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで、各装置における一連の機能が実現される。図4に戻り、OSS/BSS10と、NFVO30と、VNFM40と、VIM50との機能を説明する。
図4に示すようにOSS/BSS10は、依頼受付部11と、スライス要件取得部12と、保持部13と、リソース取得部14と、割当決定部15と、割当要求部16とを有する。
依頼受付部11は、SO20からのサービスにおける機能の要件であるサービス要件を含むサービス依頼を受け付ける部分である。ここで、サービス要件の内、機能要件とはサービスを実行するための機能に関する要件である。具体的には、機能要件としてモビリティ制御の要否、可能アクセスエリア範囲、サービス利用時間が含まれる。モビリティ制御の要否とは、ハンドオーバ制御を必要とするか否かを意味する。アクセスエリア範囲は、サービスを提供する範囲(エリア)を意味する。サービス利用時間は、サービスを利用する時間帯を意味する。
また、依頼受付部11は、サービス依頼を受け付ける際に、サービスを実現するための機能の要件を示す情報を受信する。ここでいうサービスを実現するための機能の要件を示す情報としては、SLA−SLである。
依頼受付部11は、上記のサービスを実現するための機能の要件を示す情報を受信すると、サービス要件を割当決定部15へ送出する。また、依頼受付部11は、スライス要件取得部12に対して、スライス要件を取得する旨の通知をする。
また、依頼受付部11は、予め定められているリソース状況チェックタイミングであることを検知すると、リソース取得部14へリソース取得する旨の通知をすると共に、上記チェックタイミングである旨を割当決定部15へ通知する。また、依頼受付部11は、リソース状況チェックタイミングである場合も、スライス要件取得部12に対して、スライス要件を取得する旨の通知をする。
スライス要件取得部12は、保持部13で記憶している、図3(B)に示したスライスサービス情報を参照して、各スライスの要件(SLA−SL)を取得する部分である。スライス要件取得部12は、当該スライスの要件を取得すると、割当決定部15へ送出する。
保持部13は、各種テーブルを記憶する部分である。保持部13は、要求サービス管理テーブル及び割当サービステーブル(図3(B))を記憶する。図6に要求サービス管理テーブルを示す。この要求サービス管理テーブルは、「Service Parameter」欄と「SLA-SL」欄とが対応付けられたテーブルである。「Service Parameter」欄には、依頼受付部11がOSS/BSS10から受信したサービスパラメータが入力されている。「SLA-SL」欄には、依頼受付部11がOSS/BSS10から受信したSLA−SLが入力されている。また、上記要求サービス管理テーブルには、上記2つの欄以外に「端末情報」欄も対応付けられている。この「端末情報」欄には、依頼受付部11がOSS/BSS10から受信した端末情報が入力されている。
リソース取得部14は、依頼受付部11からリソース取得要求を受け付けると、NFVO30へリソース取得要求をする。リソース取得部14は、当該リソース取得要求に応じて、NFVO30からリソース情報を受信する。リソース取得部14は、当該リソース情報を割当決定部15へ通知する。
割当決定部15は、依頼受付部11によって受け付けられたサービスのサービス要件に対応するスライスを決定する部分である。例えば、割当決定部15は、依頼受付部11がSO20からサービス割当要求を受け付けた場合、依頼受付部11から受信したSLA―SLと、スライス要件取得部12から取得した図3(B)に示した割当サービステーブルの情報のSLA―SLとを比較して、依頼受付部11から受信したSLA―SLの値を全て包含する(受信したSLA―SLの値以上である)割当サービステーブルの情報のサービススライスIDを決定する。割当決定部15は、割当サービステーブルを参照し、割当対象のサービスパラメータと同一のサービスパラメータが既に割り当てられている場合であり、上記決定したサービススライスIDと、上記サービスパラメータに既に割り当てられているサービススライスIDとが異なる場合、割当要求部16へ割り当て要求をする。また、割当決定部15は、割当サービステーブルを参照し、既に同一のサービスパラメータが割り当てられていない場合は、割当要求部16へ割り当て要求する。
また、割当決定部15は、リソース取得部14からリソース情報を取得した場合、要求サービス管理テーブルの各サービスパラメータに対応するSLA―SLと、割当サービステーブルのSLA―SLと、リソース取得部14によって取得されたサービススライス毎のリソース使用状況とに基づいて、割当対象のサービスパラメータに割り当てるサービススライスを決定する。具体的には、割当決定部15は、割当サービステーブルのSLA―SLを参照し、要求サービス管理テーブルの各サービスパラメータに対応するSLA―SLを満たすサービススライスの内、リソース使用状況に余裕のある(リソースに空きがある)サービススライスにサービスパラメータを割当てることを決定する。ここでリソース使用状況に余裕があるとは、スライス毎のリソース(当該スライスを構成するVM又は、当該VMを実現するハードウェア)の使用率の平均値が最も低いことをいう。この場合に、今回決定したサービススライスと、前回割り当てていたサービススライスが異なる場合、割当要求部16へ割り当て要求をする。割当決定部15は、割当要求部16へ割当要求する場合、端末情報、サービスパラメータ、及び割り当てるサービススライスを通知する。
割当要求部16は、割当対象のサービスが、予めスライスに対応付けられている場合、決定されたスライスへサービスを割当てし直す部分である。割当要求部16は、割当決定部15から受信した端末情報、サービスパラメータ、及び割り当てるサービススライスをNFVO30へ送信すると共に、割当要求をする。また、割当要求部16は、割当対象のサービスパラメータと、割当先のサービススライスを対応付けるように割当サービステーブルを更新する。また、割当要求部16は、新規にサービスパラメータにサービススライスを割当てる場合、サービスパラメータ、SLA−SL、及び端末情報を要求サービス管理テーブルへ登録する。
続いて、NFVO30の機能の説明をする。NFVO30は、サービス割当要求部31と、保持部32と、ファンクション検索部33と、リソース要求受付部34と、リソース通知部35とを備える。
サービス割当要求部31は、OSS/BSS10からの割当要求を受け付けて、これに応じてVNFM40へ割り当て要求する部分である。具体的には、サービス割当要求部31は、OSS/BSS10から、端末情報と、サービスパラメータと、サービススライスIDとを受信すると共に割当要求を受け付ける。また、サービス割当要求部31は、当該サービススライスIDをファンクション検索部33へ送信する。また、サービス割当要求部31は、当該ファンクション検索部33からファンクション検索結果を受信する。そして、サービス割当要求部31は、サービスパラメータと、端末情報と、サービススライスIDと、ファンクション検索結果とをVNFM40へ送信し、サービス割当要求をする。
保持部32は、各種テーブルを記憶する部分である。保持部32は、ファンクションセットテーブル及びファンクション要件テーブルを記憶する。図7にファンクションセットテーブルを示す。このファンクションセットテーブルは、「S-Slice ID」欄と「R-Slice ID」欄と「Function Set」欄とを対応付けた情報を記憶するテーブルである。「S-Slice ID」欄には、サービススライスを識別するサービススライスIDが入力されている。「R-Slice ID」欄には、リソーススライスを識別するリソーススライスIDが入力されている。「Function Set」欄には、ファンクションセットを示す情報が入力されている。図8にファンクション要件テーブル示す。ファンクション要件テーブルは、「Function」欄と「SLA-SL」欄とを対応付けた情報を記憶するテーブルである。図8に示す「Function」欄には、ファンクションを示す情報が入力されている。また、「SLA-SL」欄には、当該ファンクションに対応するSLA−SLを示す情報が入力されている。
ファンクション検索部33は、サービススライスIDに対応するファンクションセットを検索する部分である。ファンクション検索部33は、サービス割当要求部31からサービススライスIDを受信すると、当該サービススライスIDを検索キーとしてファンクションセットテーブルを検索する。ファンクション検索部33は、当該検索結果(ファンクションセット)をサービス割当要求部31へ通知する。
リソース要求受付部34は、OSS/BSS10からリソース要求を受け付けると、保持部32のファンクションセットテーブルからファンクションセットを取得する。リソース要求受付部34は、当該ファンクションセットのそれぞれの機能をVNFM40へ送信し、VM取得要求をする。リソース要求受付部34は、VNFM40からVMを取得する。続いて、リソース要求受付部34は、それぞれのVMのリソース利用状況の送信要求をVIM50へ行う。リソース要求受付部34は、VIM50からリソース利用状況を受信すると、当該リソース利用状況をサービススライス毎にリソース通知部35へ通知する。
リソース通知部35は、リソース要求受付部34から受信したリソース利用状況をサービススライス毎にOSS/BSS10へ送信する。
続いて、VNFM40の説明をする。VNFM40は、構成要求受付部41と、保持部42と、検索部43と、編集要求部44とを有する。構成要求受付部41は、NFVO30からのVM取得要求を受け付ける部分である。構成要求受付部41は、NFVO30から対象機能と共にVM取得要求を受け付けると、当該対象機能を検索部43へ通知する。構成要求受付部41は、検索部43に当該通知をした後に、検索部43による検索結果を検索部43から取得する。構成要求受付部41は、検索結果を検索部43から取得すると、検索結果をNFVO30へ送信する。
保持部42は、各種情報を保持する部分である。保持部42は、ソフトウェア(例えば、リポジトリ)を保持する。また、保持部42は、上記ソフトウェア以外に、VMと機能とを対応付けた情報有するVM機能テーブルを記憶する。図11にVM機能テーブルの例を示す。図11に示すように、「Function」欄と「VM」欄と、図示していないが、当該「VM」のアドレスを示す「アドレス」欄とを対応付けて記憶している。「Function」欄には、ファンクションを示す情報が入力されている。「VM」欄には、当該ファンクションを実行するVMを示す情報(例えば、VMの識別子等)が入力される。
検索部43は、構成要求受付部41からの要求に応じて、保持部42のVM機能テーブルを検索して、その検索結果を構成要求受付部41へ通知する部分である。検索部43は、構成要求受付部41から対象機能を受信すると、VM機能テーブルを検索して、当該対象機能に合致する「Function」欄の情報を有する「VM」を検索結果として、構成要求受付部41へ送信する。
編集要求部44は、NFVO30からの編集要求を受け付け、これに応じて、HSS110及びDNS120へ編集要求をする部分である。編集要求部44は、NFVO30から機能セット(機能のリスト)、端末情報、サービススライスID及びサービスパラメータを受信すると共に、上記編集要求を受け付ける。編集要求部44は、上記端末情報、サービススライスID、及びサービスパラメータを送信し、HSS110へ編集要求をする。ここで、HSS110が記憶している情報の例を図9に示す。HSS110は、図9に示すように、「User ID」欄と「Service Parameter」欄とを対応付けた情報を上記編集要求に応じて記憶する。「User ID」欄には、ユーザを識別する情報であり、例えば、IMSI等の情報が入力される。「Service Parameter」欄には、サービスパラメータが入力される。
また、編集要求部44は、NFVO30から受信した機能セットの内、SGWを示す情報を検索キーとして、VM機能テーブルを検索して、当該SGWのアドレスを取得する。そして、編集要求部44は、当該アドレスとサービスパラメータとをDNS120へ送信すると共に編集要求する。ここで、DNS120が記憶している情報の例を図10に示す。DNS120は、図10に示すように、「Service Parameter」欄と「IP Address」欄とを対応付けた情報を上記編集要求に応じて記憶する。「Service Parameter」欄には、サービスパラメータが入力される。「IP Address」欄には、アクセス先を示すアドレス情報が入力される。DNS120は、上記編集要求を受信すると、要求対象のサービスパラメータの情報が入力されていない場合には、新たにサービスパラメータと、上記アドレス情報を登録する。既にサービスパラメータが登録されている場合には、当該サービスパラメータに対応するアドレス情報を、要求対象のアドレス情報に変更する。
VIM50は、リソース要求受付部51と、保持部52と、リソース通知部53とを備える。リソース要求受付部51は、NFVO30から、対象VMと共にリソース状況の要求を受け付ける部分である。リソース要求受付部51は、リソース状況要求受け付けると、対象VMを検索キーとして、保持部52の情報を検索する。リソース要求受付部51は、検索結果をリソース通知部53へ通知する。
保持部52は、リソース情報を記憶する部分である。リソース情報として、VMの使用率情報及び当該VMを実現するハードウェアの使用率情報を記憶する。図12にVMの使用率情報例を示す。図12に示すように、「VM」欄と、「所属HW」欄と、「Usage」欄とを対応付けた情報を記憶している。「VM」欄には、VMを示す情報(例えば、VMの識別子)が入力されている。「所属HW」欄には、VMを実現するハードウェア(例えば、サーバ)を示す情報(例えば、サーバの識別子)が入力されている。「Usage」欄には、VMの使用率を示す情報が入力されている。続いて、図13にハードウェアの使用率情報の例を示す。図13に示すように、「HW」欄と、「Usage」欄とを対応付けた情報を記憶している。「HW」欄には、ハードウェアを識別する情報が入力されている。「Usage」欄には、ハードウェアの使用率を示す情報が入力されている。
リソース通知部53は、リソース要求受付部51から検索結果を受信し、当該検索結果をNFVO30へ送信する部分である。
引き続いて、図14のシーケンス図を用いて、本実施形態に係るシステム1で実行される処理を説明する。ここでは、SO20からOSS/BSS10へスクリーン搭載車における動作配信サービスにおいて固定モード(SLA―SLのmobilityが「1」)のサービス割当要求がある場合の例とする。
SO20は、上記動作配信サービスを示すサービスパラメータ、SLA―SL及び当該サービスを利用するUE90の端末情報をOSS/BSS10へ送信すると共に、サービス割当要求をする(ステップS1)。OSS/BSS10の依頼受付部11は、当該サービスパラメータ、SLA―SL及び端末情報を受信すると共にサービス割当要求を受け付ける。スライス要件取得部12は、依頼受付部11がサービス割当要求を受け付けると、保持部13で記憶している図3(B)に示した割当サービステーブルから情報を取得する。そして、割当決定部15は、スライス要件取得部12が取得した割当サービステーブルのSLA―SLを参照し、受信したSLA―SLを満たすスライスIDを決定する。ここでは、SLA―SLのmobilityが「1」であるので、他の要件も満たしている場合には、スライスIDが「1」のスライスにサービスを割当てることを決定する(ステップS2)。続いて、割当要求部16は、当該サービススライスIDと、サービスパラメータと、端末情報とをNFVO30へ送信する(ステップS3)。NFVO30のサービス割当要求部31は、サービススライスIDと、サービスパラメータと、端末情報とを受信すると共にサービス割当要求を受信する。NFVO30のファンクション検索部33は、受信したサービススライスIDを検索キーとして、ファンクションセットテーブルを検索して、当該サービススライスIDに対応するファンクションセットを検索する(ステップS4)。NFVO30のサービス割当要求部31は、サービススライスIDと、サービスパラメータと、端末情報と、ファンクションセットとをVNFM40へ送信する(ステップS5)。編集要求部44は、NFVO30から受信した機能セットの内、SGWを示す情報を検索キーとして、VM機能テーブルを検索して、当該SGWのアドレスを取得する(ステップS6)。VNFM40の編集要求部44は、NFVO30からの編集要求を受け付け、上記端末情報、サービススライスID、及びサービスパラメータを送信し、HSS110へ編集要求をする(ステップS7)。そして、編集要求部44は、当該アドレスとサービスパラメータとをDNS120へ送信すると共に編集要求する(ステップS8)。
また、VNFM40の編集要求部44は、上記編集の完了通知をHSS110及びDNS120から受け取ると、サービスパラメータの登録完了通知をSO20へ送信する(ステップS9)。SO20は、当該登録完了通知を受信すると、UE90へサービスパラメータを通知する(ステップS10)。UE90は、サービス利用時には、予め定められているMME130へAttach要求をする(ステップS11)。MME130は、HSS110へAttach要求をする(ステップS12)。HSS110は、当該Attach要求を受け付けると共にAttach要求しているUE90に対応するサービスパラメータを検索する(ステップS13)。HSS110は、検索したサービスパラメータをMME130へ返却する(ステップS14)。MME130は、当該サービスパラメータをDNS120へ送信すると共に、当該サービスパラメータに対応するアドレスを検索する(ステップS16)。DNS120は、検索したアドレスをMME130へ送信する(ステップS17)。MME130は、当該アドレスを受信し、受信したアドレスのSGW140へ接続し、ベアラ確立する(ステップS18)。MME130は、UE90へベアラ接続先を通知する(ステップS19)。UE90は、MME130から受信した接続先へアクセスして、サービスデータの通信を開始する(ステップS20)。
上述のシーケンス図では、MME130がHSS110からサービスパラメータを受信する場合について述べたが、ステップS11においてUE90からサービスパラメータを受信するようにしてもよい。
続いて、図15のシーケンス図を用いて、本実施形態に係るシステム1で実行される処理を説明する。ここでは、SO20からOSS/BSS10へスクリーン搭載車における移動モード(SLA―SLのmobilityが「3」)のサービス割当要求がある場合の例とする。
SO20は、サービスパラメータ及びSLA―SLをOSS/BSS10へ送信すると共に、サービス割当要求をする(ステップS31)。OSS/BSS10の依頼受付部11は、当該サービスパラメータ及びSLA―SLを受信すると共にサービス割当要求を受け付ける。スライス要件取得部12は、依頼受付部11がサービス割当要求を受け付けると、保持部13で記憶している図3(B)に示した割当サービステーブルから情報を取得する。そして、割当決定部15は、スライス要件取得部12が取得した割当サービステーブルのSLA―SLを参照し、受信したSLA―SLを満たすスライスIDを決定する。ここでは、SLA―SLのmobilityが「3」であるので、他の要件も満たしている場合には、「S-slice ID」欄に入力されているサービススライスIDが「2」のスライスにサービスを割当てることを決定する(ステップS32)。また、割当決定部15は、割当対象のサービスパラメータと同一のサービスパラメータが割当サービステーブルに記憶されているか否かを確認する(割当対象のサービスパラメータが割当サービステーブルに記憶されているか否かを確認する)。既に当該サービスパラメータを含む情報が記憶されており、別のサービススライスIDに対応付けられているので、割当決定部15は、割当対象のサービスパラメータと、割当先のサービススライスを対応付けるように割当サービステーブルを更新する。このように、SLA―SLのmobilityが上がると、以前割り当てたスライスとは別のスライスへ割り当てる。
ステップS33〜ステップS38の処理は、ステップS3〜ステップS8の処理とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。なお、既にUE90には、サービスパラメータを通知済みであるので、ステップS9及びステップS10に対応する処理を行わない。ステップS39〜ステップS48の処理は、ステップS11〜ステップS20の処理とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。上述のように、以前割り当てたスライスとは別のスライスへ割り当てることにより、サービスを利用するためのデータを送受信するSGW140を変更する(ステップS33〜ステップS38)。
続いて、図16のシーケンス図を用いて、本実施形態に係るシステム1で実行される処理を説明する。ここでは、所定のタイミングでリソースの状況に基づいて、サービススライスの割当をする処理方法について説明する。
所定のタイミングで、OSS/BSS10のリソース取得部14は、NFVO30へスライスIDと当該スライスのファンクションセットを送信すると共にリソースの利用状況の要求をする(ステップS51)。NFVO30のリソース要求受付部34は、VNFM40へ当該ファンクションセットに対応するVMを要求して、VNFM40の構成要求受付部41は、当該要求を受け付け、上記ファンクションセットのそれぞれのVMをNFVO30へ通知する(ステップS52)。NFVO30のリソース要求受付部34は、VIM50へリソース利用状況の取得要求をする(ステップS53)。VIM50のリソース要求受付部51は、当該リソース要求を受け付けると、保持部52で記憶している情報を検索して、リソース通知部53は、それぞれのVMの使用率をNFVO30へ通知する。NFVO30のリソース通知部35は、スライス毎にファンクションセットを構成するVMの使用状況をOSS/BSS10へ送信する(ステップS54)。OSS/BSS10の割当決定部15は、各スライスのSLA―SLと、スライス毎のファンクションセットのVMの使用状況に基づいて、割り当てるスライスを決定する(ステップS55)。具体的には、割当決定部15は、要求サービス管理テーブルで記憶されているサービスパラメータのSLA―SLを満たすSLA―SLを有する割当サービステーブルのレコードを特定し、当該レコードが示すサービススライスの内、リソースに最も空きがあるサービススライスに割り当てると決定する。割当要求部16は、割当後のサービススライスIDと、サービスパラメータと、端末情報とを、NFVO30へ通知する(ステップS56)。ステップS57〜ステップS59、ステップS61、ステップS62は、ステップS4〜ステップS6、ステップS7、ステップS8とそれぞれ同様であるため、説明を省略する。VNFM40は、端末情報をMME130へ送信する(ステップS60)。また、MME130は、それぞれのUE90へアクセス先のMME130を通知する(ステップS63)。ステップS63〜ステップS72の処理は、ステップS11〜ステップS20の処理とそれぞれ同じであるので、説明を省略する。なお、上記ステップS55及びステップS56の処理は、サービススライスIDを変更することにより、接続先のMMEが変わる場合のみ実行する。
図16のシーケンスでは、OSS/BSS10が定期的にリソース使用状況の情報を取得要求をする場合について述べたが、NFVO30が、ハードウェアのリソース使用状況(VMの使用率、ハードウェアの使用率)を監視して、上記リソース使用状況が一定値(例えば、90%)を超えたタイミングで、NFVO30が上述のシーケンスと同様にリソースの使用状況の情報をスライス毎に取得し、当該情報をOSS/BSS10へ送信する共に、サービス割当変更要求をするようにしてもよい。
つぎに、本実施形態のシステム1の作用効果について説明する。OSS/BSS10では、スライスが割当てられているサービスと当該スライスとの対応付けをした割当サービステーブルの情報を保持する。また、OSS/BSS10の依頼受付部11は、機能の要件であるSLA―SLを受信する。割当決定部15は、受け付けられたサービスのサービス要件(SLA―SL)に対応する(サービス要件を満たす)SLA―SLを有するスライスを決定する。割当要求部16は、割当対象のサービスが、予めスライスに対応付けられている場合、決定されたスライスへサービスを割当てし直す。
この場合、システム1は、割当要求を受けた際に、サービス要件を満たすスライスへ割り当て直すので、仮にサービス要件が変更されても、変更されたサービス要件を満たすスライスへ割り当てし直すことができる。このように、動的に変更されるサービス要件に対応して割り当てるスライスを動的に変更することができ、適切なサービスを提供することができる。
また、システム1は、割当要求部16は、NFVO30に対して、割当決定部15から受信した端末情報、サービスパラメータ、及び割り当てるサービススライスをNFVO30へ送信すると共に、割当要求をする。NFVO30は、当該割当要求に応じて、VNFM40に当該サービスパラメータに対応するSGWのアドレスを変更させる。このように、割当要求部16が割当要求することにより、サービスを利用するためのデータを送受信する通信制御装置を変更する。従って、サービス要件に応じて、当該サービスのデータを送受信する通信制御装置を切り替えるのでサービスを利用するユーザに対して好適なサービスを提供することができる。
また、リソース取得部14は、所定のタイミングで、スライス毎のリソース状況を取得する。スライス要件取得部12は、既にスライスが割り当てられているサービスのサービス要件と共に、各スライスのSLA―SLを特定する。割当決定部15は、サービスのサービス要件と、各スライスのSLA―SLと、リソース状況とに基づいて割り当てるスライスを決定する。
この場合、リソースの状況情報を考慮して、サービスに割り当てるスライスを決定するので、リソース状況が変動した場合でも適切なスライスを動的に割当てることができる。
割当決定部15は、サービス要件を満たすスライスの内、空リソースが最も多いスライスに決定する。この場合、空リソースが最も多いリソースのスライスにサービスを割当てるので、リソースの有効活用することができる。
ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。
また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線(DSL)などの有線技術及び/又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び/又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。
本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。
なお、本明細書で説明した用語及び/又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。例えば、チャネル及び/又はシンボルは信号(シグナル)であってもよい。また、信号はメッセージであってもよい。また、コンポーネントキャリア(CC)は、キャリア周波数、セルなどと呼ばれてもよい。
本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。
また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。
上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル(例えば、PUCCH、PDCCHなど)及び情報要素(例えば、TPCなど)は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。
基地局は、1つまたは複数(例えば、3つ)の(セクタとも呼ばれる)セルを収容することができる。基地局が複数のセルを収容する場合、基地局のカバレッジエリア全体は複数のより小さいエリアに区分でき、各々のより小さいエリアは、基地局サブシステム(例えば、屋内用の小型基地局RRH:Remote Radio Head)によって通信サービスを提供することもできる。「セル」または「セクタ」という用語は、このカバレッジにおいて通信サービスを行う基地局、および/または基地局サブシステムのカバレッジエリアの一部または全体を指す。さらに、「基地局」「eNB」、「セル」、および「セクタ」という用語は、本明細書では互換的に使用され得る。基地局は、固定局(fixed station)、NodeB、eNodeB(eNB)、アクセスポイント(access point)、フェムトセル、スモールセルなどの用語で呼ばれる場合もある。
移動局は、当業者によって、加入者局、モバイルユニット、加入者ユニット、ワイヤレスユニット、リモートユニット、モバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイス、モバイル加入者局、アクセス端末、モバイル端末、ワイヤレス端末、リモート端末、ハンドセット、ユーザエージェント、モバイルクライアント、クライアント、またはいくつかの他の適切な用語で呼ばれる場合もある。
また、本明細書で使用する「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する。「決定」は、例えば、判定(judging)、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)(例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索)、確認(ascertaining)した事を「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「決定」は、受信(receiving)(例えば、情報を受信すること)、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)(例えば、メモリ中のデータにアクセスすること)した事を「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「決定」は、何らかの動作を「決定」したとみなす事を含み得る。
「接続された(connected)」、「結合された(coupled)」という用語、又はこれらのあらゆる変形は、2又はそれ以上の要素間の直接的又は間接的なあらゆる接続又は結合を意味し、互いに「接続」又は「結合」された2つの要素間に1又はそれ以上の中間要素が存在することを含むことができる。要素間の結合又は接続は、物理的なものであっても、論理的なものであっても、或いはこれらの組み合わせであってもよい。本明細書で使用する場合、2つの要素は、1又はそれ以上の電線、ケーブル及び/又はプリント電気接続を使用することにより、並びにいくつかの非限定的かつ非包括的な例として、無線周波数領域、マイクロ波領域及び光(可視及び不可視の両方)領域の波長を有する電磁エネルギーなどの電磁エネルギーを使用することにより、互いに「接続」又は「結合」されると考えることができる。
本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。
また、上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。
「含む(including)」、「含んでいる(comprising)」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または(or)」は、排他的論理和ではないことが意図される。
なお、情報の通知は、本明細書で説明した態様/実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング(例えば、DCI(Downlink Control Information)、UCI(Uplink Control Information))、上位レイヤシグナリング(例えば、RRC(Radio Resource Control)シグナリング、MAC(Medium Access Control)シグナリング、報知情報(MIB(Master Information Block)、SIB(System Information Block)))、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、RRCシグナリングは、RRCメッセージと呼ばれてもよく、例えば、RRC接続セットアップ(RRC Connection Setup)メッセージ、RRC接続再構成(RRC Connection Reconfiguration)メッセージなどであってもよい。
また、本明細書で説明した各態様/実施形態は、LTE(Long Term Evolution)、LTE−A(LTE-Advanced)、SUPER 3G、IMT−Advanced、4G、5G、FRA(Future Radio Access)、W−CDMA(登録商標)、GSM(登録商標)、CDMA2000、UMB(Ultra Mobile Broadband)、IEEE 802.11(Wi−Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、UWB(Ultra-WideBand)、Bluetooth(登録商標)、その他の適切なシステムを利用するシステム及び/又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。
また、本明細書で説明した各態様/実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。
また、本明細書において基地局によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード(upper node)によって行われることもある。基地局を有する1つまたは複数のネットワークノード(network nodes)からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる様々な動作は、基地局および/または基地局以外の他のネットワークノード(例えば、MMEまたはS-GWなどが考えられるが、これらに限られない)によって行われ得ることは明らかである。上記において基地局以外の他のネットワークノードが1つである場合を例示したが、複数の他のネットワークノードの組み合わせ(例えば、MMEおよびS-GW)であってもよい。
上記の情報等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。
入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。
判定は、1ビットで表される値(0か1か)によって行われてもよいし、真偽値(Boolean:trueまたはfalse)によって行われてもよいし、数値の比較(例えば、所定の値との比較)によって行われてもよい。
本明細書で説明した各態様/実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知(例えば、「Xであること」の通知)は、明示的に行うものに限られず、暗黙的(例えば、当該所定の情報の通知を行わない)ことによって行われてもよい。
本開示の全体において、明らかに単数であることを示しているものではない限り、単数および複数の両方のものを含むものとする。
以上、本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。