JPWO2017170310A1 - ネットワークシステムにおける管理方法および管理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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(10)は、サーバ(A,B,C,D)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(VNF−1〜VNF−5と、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路に対応しているか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けて記憶し、対応づけられた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する。
【選択図】図2
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サーバを含むネットワークの管理方法であって、記憶手段が、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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けて記憶し、管理手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する、ことを特徴とする。
本発明によるネットワークシステムは、仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークシステムであって、少なくとも一つのプログラム可能論理回路に対応したサーバを含む複数のサーバが接続された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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する、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、の対応関係を保持してネットワークを管理する。たとえば、各サーバがプログラム可能論理回路に対応しているか否か、プログラム可能論理回路がどのような種類であるか、およびプログラム可能論理回路上で動作しているVNFが何であるか、を考慮することで、一連のVNFを提供する際に処理能力および通信容量のボトルネックを回避することができ、ネットワークの効率的な管理が可能となる。
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。
本発明の第1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/FPGAとVNFとの対応管理および経路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。
・VM/VNF起動時のサーバ選択(第2実施形態)
・VMマイグレーション時のサーバ選択(第3実施形態)
・優先制御によるサーバ選択(第4実施形態)
・下位レイヤネットワークでの経路変更時あるいは上位レイヤネットワークでのフォワーディンググラフ変更時のサーバ選択(第5実施形態)
本発明の第2実施形態による管理方法は、VM/VNFを起動する際、起動するサーバをどのように選択するかを規定する。以下、図6〜図8を参照しながら、本実施形態による管理方法について説明する。
図6において、サーバ管理部102は、あるVNF(たとえばFW)を起動しようとする場合、オペレータがユーザインタフェース105によりFPGA対応サーバの使用を指示したか否かを判断し(動作201)、FPGA対応サーバの使用指示があれば(動作201のYES)、続いて、オペレータがFPGAタイプを選択したか否かを判断する(動作202)。FPGAタイプが選択されると(動作202のYES)、サーバ管理部102は当該選択されたFPGAタイプのFPGA対応サーバを選択し、当該選択されたFPGA対応サーバのFPGAで前記VNFを起動するように当該FPGA対応サーバへ指示するとともに、管理データベース103に当該FPGA対応サーバと当該VNFとの対応関係を登録する(動作203)。
第1例として、図7に示すように、管理装置10のサーバ管理部102は、DPI起動時にFPGA対応サーバの使用指示の有無に従って管理データベース103を参照し(図6の動作201)、FPGA対応サーバAあるいはFPGA非対応サーバBのいずれかを選択し、選択されたサーバでDPIを起動する。
上述したように、本発明の第2実施形態によれば、VM/VNFの起動時に、サーバのFPGA対応の有無あるいはFPGA−typeを考慮して、最も適したサーバあるいはFPGAを選択することができる。
本発明の第3実施形態による管理方法は、あるサーバで動作しているVM/VNFを別のサーバに移行するVMマイグレーション時に、どのように移行先のサーバを選択するかを規定する。以下、図11〜図13を参照しながら、本実施形態による管理方法について説明する。
図11において、動作しているVNFのサーバを他のサーバへリプレースするためのマイグレーション制御が開始されると(動作301)、サーバ管理部102は、管理データベース103を参照して当該VNFが動作している移行元のサーバがFPGA対応サーバか否かを判定する(動作302)。FPGA対応サーバであれば(動作302のYES)、さらに当該VNFが動作しているFPGA−typeと同じFPGA対応サーバが存在するか否かを判定する(動作303)。
第1例として、図12に示すように、管理装置10のサーバ管理部102は、サーバリプレース時に、FPGA上で動作していたVNF(ここではDPI)に対しては、同じくFPGA対応サーバを用意する。より詳しくは、当該DPIが動作しているサーバAがFPGA対応であれば、サーバ管理部102は、管理データベース103を参照して、移行先のサーバとしてFPGA対応サーバBを選択し、マイグレーションを指示する。
上述したように、本発明の第3実施形態によれば、あるサーバで動作しているVM/VNFを別のサーバに移行するVMマイグレーション時に、移行元のサーバの属性に従って移行先のサーバを選択することができ、FPGA対応の有無あるいはFPGA−typeを考慮して、最も適したサーバあるいはFPGAを選択することができる。
本発明の第4実施形態による管理方法は、VNF起動時あるいはVMマイグレーション時におけるサーバ選択に優先制御を導入することで、サーバ選択の適切化および公平化を促進できる。たとえばFPGA向きか否か、特定のFPGA−type向きか否か等に依存して優先度を予め設定する。
a)FPGA対応サーバを非対応サーバよりも優先する;
b)特定のFPGA−typeのサーバをその他のFPGA−typeのサーバよりも優先する;
c)予め割り当てられた優先度に従って選択する、
等の基準を採用することができ、あるいはこれらの組み合わせを採用してもよい。たとえばサーバ管理部102は、管理データベース103を参照して、FPGA対応が”Y”のサーバを優先して選択したり、特定のFPGA−type”aa”のサーバを優先して選択したりすることが可能となる。あるいは、図14に例示するように、管理データベース103に優先度のフィールドを付加して、優先度の高い順にVNFを起動することもできる。VMマイグレーション時のサーバ選択も同様である。
本発明の第5実施形態による管理方法は、下位レイヤネットワークでの経路変更時あるいは上位レイヤネットワークでのフォワーディンググラフ変更時におけるサーバ選択および経路変更を管理することで、サーバのFPGA対応の有無あるいはFPGA−typeを考慮して、最も適したサーバあるいはFPGAを選択することができる。
図15において、ネットワーク管理部101は、各サーバから通知される状態情報を監視し、あるサーバSVxから、たとえば障害あるいは通信品質劣化の発生通知があったものとする(動作401)。この障害発生通知があると、サーバ管理部102は、管理データベース103を参照して、当該サーバSVxの属性(FPGA対応の有無、FPGA−type)および当該サーバSVxで動作していたVMxおよびVNFxを特定する(動作402)。一例として、当該サーバSVxがFPGA対応であれば(動作403のYES)、サーバ管理部102は、管理データベース103を検索して、利用可能なFPGA対応サーバSVyを選択し(動作404)、当該サーバSVxがFPGA非対応であれば、利用可能なFPGA非対応サーバSVzを選択する(動作405)。サーバ管理部102は、こうして選択されたサーバSVy/SVzに対して、サーバSVxで動作していたVMx/VNFxを起動するように指示する(動作406)。
図16に示すように、下位レイヤネットワーク20ではFPGA対応サーバA、BおよびDとFPGA非対応サーバCとがメッシュ状に接続され、上位レイヤネットワーク30には仮想ネットワーク機能VNF−1〜VNF−4がサーバA〜D上でそれぞれ動作してフォワーディンググラフVNF−1〜VNF−4を形成しているものとする。この場合、下位レイヤネットワーク20における物理経路はサーバA−B−C−Dであり、管理装置10の管理データベース103には、図17に示すデータが登録されている。
上位レイヤネットワークでのフォワーディンググラフ変更時における経路変更制御も上述した下位レイヤネットワークの場合と同様である。たとえば、図16に示すように、上位レイヤネットワーク30にはサーバA〜Dでそれぞれ仮想ネットワーク機能VNF−1〜VNF−4が動作してフォワーディンググラフが形成され、下位レイヤネットワーク20における物理経路はサーバA−B−C−Dであり、管理装置10の管理データベース103には、図17に示すデータが登録されているものとする。
上述したように、本発明の第5実施形態によれば、下位レイヤネットワークでの経路変更時あるいは上位レイヤネットワークでのフォワーディンググラフ変更時におけるサーバ選択および経路変更をサーバのFPGA対応の有無あるいはFPGA−typeを考慮して最適化することができる。
上述した第1〜第5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24に示す。
20 下位レイヤネットワーク
21−1 CPU
21−2 FPGA
22−1 CPU
30 上位レイヤネットワーク
101 ネットワーク管理部
102 サーバ管理部
103 管理データベース
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
VNF 仮想ネットワーク機能
7.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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、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、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する管理手段と、
を有することを特徴とする管理装置。
(付記2)
前記管理手段が、一の仮想ネットワーク機能を起動する際、前記対応付けられた情報に基づいて、当該一の仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする付記1に記載の管理装置。
(付記3)
前記管理手段が、さらに外部からの指示あるいは仮想ネットワーク機能の特性に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択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)
前記管理手段が、さらにプログラム可能論理回路の種類に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする付記1−3のいずれか1項に記載の管理装置。
(付記5)
前記仮想ネットワーク機能を第1サーバから第2サーバへ移行させる際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択することを特徴とする付記1−4のいずれか1項に記載の管理装置。
(付記6)
前記管理手段が、予め設定された優先順位に従って、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする付記1−5のいずれか1項に記載の管理装置。
(付記7)
ある仮想ネットワーク機能を実現する第1サーバを通る経路を第2サーバが通る経路へ切り替える際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択することを特徴とする付記1−6のいずれか1項に記載の管理装置。
(付記8)
前記ネットワークが、ソフトウェア制御により所望の仮想ネットワーク機能を実現する第1処理手段と、構成データにより所望の仮想ネットワーク機能を実現するプログラム可能論理回路からなる第2処理手段と、を含み、
前記管理手段が前記仮想ネットワーク機能の動作主体として前記第1処理手段あるいは前記第2処理手段のいずれかを選択する、ことを特徴とする付記1−7のいずれか1項に記載の管理装置。
(付記9)
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、
記憶手段が、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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けて記憶し、
管理手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する、
ことを特徴とする管理方法。
(付記10)
前記管理手段が、一の仮想ネットワーク機能を起動する際、前記対応付けられた情報に基づいて、当該一の仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする付記9に記載の管理方法。
(付記11)
前記管理手段が、さらに外部からの指示あるいは仮想ネットワーク機能の特性に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする付記9または10に記載の管理方法。
(付記12)
前記管理手段が、さらにプログラム可能論理回路の種類に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする付記9−11のいずれか1項に記載の管理方法。
(付記13)
前記仮想ネットワーク機能を第1サーバから第2サーバへ移行させる際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択する、
ことを特徴とする付記9−12のいずれか1項に記載の管理方法。
(付記14)
前記管理手段が、予め設定された優先順位に従って、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする付記9−13のいずれか1項に記載の管理方法。
(付記15)
ある仮想ネットワーク機能を実現する第1サーバを通る経路を第2サーバが通る経路へ切り替える際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択する、
ことを特徴とする付記9−14のいずれか1項に記載の管理方法。
(付記16)
前記ネットワークが、ソフトウェア制御により所望の仮想ネットワーク機能を実現する第1処理手段と、構成データにより所望の仮想ネットワーク機能を実現するプログラム可能論理回路からなる第2処理手段と、を含み、
前記管理手段が前記仮想ネットワーク機能の動作主体として前記第1処理手段あるいは前記第2処理手段のいずれかを選択する、ことを特徴とする付記9−15のいずれか1項に記載の管理方法。
(付記17)
仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークシステムであって、
少なくとも一つのプログラム可能論理回路に対応したサーバを含む複数のサーバが接続された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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する、
ことを特徴とするネットワークシステム。
(付記18)
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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けて記憶する機能と、
前記対応づけられた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する機能と、
を前記コンピュータで実現することを特徴とするプログラム。
Claims (18)
- 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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、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、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する管理手段と、
を有することを特徴とする管理装置。 - 前記管理手段が、一の仮想ネットワーク機能を起動する際、前記対応付けられた情報に基づいて、当該一の仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする請求項1に記載の管理装置。
- 前記管理手段が、さらに外部からの指示あるいは仮想ネットワーク機能の特性に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする請求項1または2に記載の管理装置。
- 前記管理手段が、さらにプログラム可能論理回路の種類に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする請求項1−3のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記仮想ネットワーク機能を第1サーバから第2サーバへ移行させる際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択することを特徴とする請求項1−4のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記管理手段が、予め設定された優先順位に従って、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択することを特徴とする請求項1−5のいずれか1項に記載の管理装置。
- ある仮想ネットワーク機能を実現する第1サーバを通る経路を第2サーバが通る経路へ切り替える際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択することを特徴とする請求項1−6のいずれか1項に記載の管理装置。
- 前記ネットワークが、ソフトウェア制御により所望の仮想ネットワーク機能を実現する第1処理手段と、構成データにより所望の仮想ネットワーク機能を実現するプログラム可能論理回路からなる第2処理手段と、を含み、
前記管理手段が前記仮想ネットワーク機能の動作主体として前記第1処理手段あるいは前記第2処理手段のいずれかを選択する、ことを特徴とする請求項1−7のいずれか1項に記載の管理装置。 - 仮想ネットワーク機能が動作するサーバを含むネットワークの管理方法であって、
記憶手段が、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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けて記憶し、
管理手段が、前記対応づけられた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する、
ことを特徴とする管理方法。 - 前記管理手段が、一の仮想ネットワーク機能を起動する際、前記対応付けられた情報に基づいて、当該一の仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする請求項9に記載の管理方法。 - 前記管理手段が、さらに外部からの指示あるいは仮想ネットワーク機能の特性に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする請求項9または10に記載の管理方法。 - 前記管理手段が、さらにプログラム可能論理回路の種類に基づいて、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする請求項9−11のいずれか1項に記載の管理方法。 - 前記仮想ネットワーク機能を第1サーバから第2サーバへ移行させる際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択する、
ことを特徴とする請求項9−12のいずれか1項に記載の管理方法。 - 前記管理手段が、予め設定された優先順位に従って、前記仮想ネットワーク機能の動作主体となるサーバあるいはプログラム可能論理回路を選択する、
ことを特徴とする請求項9−13のいずれか1項に記載の管理方法。 - ある仮想ネットワーク機能を実現する第1サーバを通る経路を第2サーバが通る経路へ切り替える際、前記管理手段が前記第1サーバの属性と一致する第2サーバを選択する、
ことを特徴とする請求項9−14のいずれか1項に記載の管理方法。 - 前記ネットワークが、ソフトウェア制御により所望の仮想ネットワーク機能を実現する第1処理手段と、構成データにより所望の仮想ネットワーク機能を実現するプログラム可能論理回路からなる第2処理手段と、を含み、
前記管理手段が前記仮想ネットワーク機能の動作主体として前記第1処理手段あるいは前記第2処理手段のいずれかを選択する、ことを特徴とする請求項9−15のいずれか1項に記載の管理方法。 - 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に対応したサーバを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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する、
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、サーバが仮想ネットワーク機能の動作主体としてのプログラム可能論理回路を含むか否かを示すサーバ属性情報と、を対応付けて記憶する機能と、
前記対応づけられた情報に基づいて、少なくとも、前記仮想ネットワーク機能が動作する、前記プログラム可能論理回路を含むサーバを管理する機能と、
を前記コンピュータで実現することを特徴とするプログラム。
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