JPWO2020032169A1 - 障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
本発明は、サービスチェイニングの障害復旧時間を短縮可能とする。各拠点に配置されサービスチェイニングに用いられる複数の仮想ネットワーク機能を有する通信装置と、前記拠点の前記通信装置とネットワークを介して接続するデータセンタに配置され、前記各拠点の通信装置の前記仮想ネットワーク機能及びサービスチェイニングの管理を行う少なくとも1つの上位装置とを有する通信システムにおける前記通信装置の障害復旧制御方法であって、前記上位装置で行われる前記拠点の通信装置のサービスチェイニングの変更機能の少なくとも一部を、前記拠点の通信装置に配備し、前記拠点の通信装置での障害発生時、前記通信装置で自律的に前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する。
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2018−151993号(2018年08月10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、障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラムに関する。
本発明は、日本国特許出願:特願2018−151993号(2018年08月10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、障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラムに関する。
仮想化技術ソフトウェア定義型ネットワーキング(Software Defined Networking:SDN)の進歩の中、ネットワークの構築とサービスの提供方法は大きく変わりつつある。その一例として、これまでのハードウェアベースのネットワーク機器によるネットワーク構築とサービス提供と異なり、ネットワーク機能をハードウェアから切り離し、仮想化技術を利用して汎用ハードウェア上でソフトウェアイメージとして実行する手法が用いられている。また、これらソフトウェア化されたネットワーク機能はSDNコントローラで統合管理可能とされる。この結果、全体的な運用コストが削減され、例えばサービス需要の変化等にも迅速な対応が可能とされる。
ソフトウェア化されたネットワーク機能はSDNコントローラ等の上位装置からの制御が可能となる一方で、例えば、以下で説明されるuCPE(Universal Customer Premises Equipment)のように、複数の仮想化ネットワーク機能(Virtual Network Function:VNF)を利用してサービスを提供する場合、特殊なオーケストレーション機能が必要とされる。なお、よく知られているように、ネットワーク機能の仮想化(Network Function Virtualization:NFV)に関してNFV標準化組織ETSI(European Telecommunications Standards Institute:欧州電気通信標準化機構)では、仮想化インフラストラクチャ管理(Virtualized Infrastructure Manager:VIM)、VNF管理(Virtual Network Function Manager:VNFM)、オーケストレーション(NFV Orchestrater)の3つの機能レイヤに分割したアーキテクチャが検討されている。
仮想化技術の一つのユースケースであるuCPEについて説明する。図9は、uCPEシステムの典型的なシステム構成の一例を模式的に例示した図である。図9に示すように、各拠点(Enterprise Branch Site)10A、10Bに配置されたハードウェア(「uCPE装置」、あるいは、「uCPE端末」ともいう)100A、100Bに、CPE(Customer Premises Equipment:ユーザ宅内通信設備あるいは顧客構内通信設備)のネットワーク機能を仮想化した、複数の仮想化ネットワーク機能(Virtual Network Function:VNF)を搭載する。uCPE装置100A、100BはLAN(Local Area Network)で拠点内のサーバ群101A、101Bに接続される。
各拠点10A、10Bは、広域ネットワーク(Wide Area Network:WAN)30を介して接続するデータセンタ20(クラウド)に接続する。WAN30は、例えばインターネットやMPLS(Multi-Protocol Label Switching)等であってもよい。WAN30は、SD(Software-Defined)−WANとして構成されてもよい。
データセンタ20には、オーケストレータ202やVNFコントローラ203等の上位装置が配置される。オーケストレータ202は、例えば、NFV MANO(Network Functions Virtualization Management and Network Orchestration)のオーケストレータ(NFV Orchestrator)として構成される。オーケストレータ(NFV Orchestrator)202は、複数のVNFから構成されるネットワークサービスのライフサイクル管理(生成、監視、運用、削除など)等を行い、システム全体の統合的な運用管理を担う。
VNFコントローラ203は、VNF管理(VNF Manager:VNFM)を行う。VNFMは、VNFの構成、ライフサイクル管理、要素管理を担う。VNFのライフサイクル管理において、ディプロイメントとオペレーション上の要件等に関してVNFを記述したテンプレートであるVNFディスクリプタ(VNF Descriptor:VNFD)が用いられる。
なお、uCPE装置100A、100Bは、拠点A、Bを区別しない場合、参照符号からA、Bを除き、参照符号100で参照される。uCPE装置100は、VNF用の仮想マシンの実行基盤を提供するNFVインフラストラクチャ(Network Functions Virtualization Infrastructure:NFVI)を備える。NFVIは、例えばハイパーバイザ等の仮想化レイヤと、VNFをホストするコンピューティング、ストレージ、ネットワーキングハードウェアのコンポーネントを提供する。NFVIのコンピューティング、ストレージ、ネットワークのリソース(物理リソース、仮想リソース)の制御とライフサイクル管理は、NFV MANOの仮想インフラストラクチャマネージャ(Virtualized Infrastructure Manager:VIM)を介して行われる。VIMは、例えばuCPE装置100A、100B側に備えてもよい。
サービスチェイニングは、ルータやファイアウォール、ロードバランサ等の各種ネットワーク機能を連携させ、適切な順番でパケットをやり取りさせる仕組みをいう。uCPE装置100において、NFVI上に複数のVNFを稼動させ、VNF間をサービスチェイニングによって繋げることで、各拠点の顧客(ユーザ)に、様々なネットワークサービスを提供することができる。
uCPE装置100上のVNF間のサービスチェイニングを実現するために、ハードウェアプラットフォーム内部の経路を設定/制御するコントローラ(uCPE−PF(Platform)コントローラ)201や、各拠点のVNFを設定/制御するコントローラ群(VNFコントローラ)203、各コントローラを連携させ最終的なネットワークサービスを提供するオーケストレータ202を含む。これらのuCPE−PFコントローラ201、VNF203やオーケストレータ202といった上位装置群は一般にデータセンタ20に配置される。
特に制限されないが、図9において、uCPE装置100に搭載されるVNFで仮想化されるネットワーク機能は、仮想ファイアウォール、IPS(Intrusion Prevention System)、仮想ルータ、VPN(Virtual Private Network)/NAT(Network Address Translation)、仮想スイッチ、ロードバランサ、SD−WAN(Software-Defined Wide Area Network)、WAN高速化装置等のいずれかであってもよい。
図9では、簡単のため、uCPE装置100A、100Bにおいて、2つのVNFによるサービスチェイニングが例示されているが、VNFの数は2に制限されるものでないことは勿論である。なお、複数のVNF間は仮想リンク(Virtual Link:VL)によって接続される。仮想リンク(VL)のうち外部仮想リンク(External Virtual Link)は、VNFの外部インタフェースのCP(Connection Point)間、VNFのCPとネットワークサービスエンドポイントとなるCP間等の接続を提供する論理リンクである。内部仮想リンク(Internal Virtual Link)はVNF内の論理リンクであり、VNFC(Virtual Network Function Component)のCPと、VNFの外部インタフェースであるCP間の接続を提供する。仮想リンク(VL)はネットワークサービスを構成するVNF、PNF(Physical Network Function)間を接続する論理リンクのリソース要件を記述したテンプレートであるVLD(Virtual Link Descriptor)等によって定義される。
uCPEシステムでは、複数のVNFを有するuCPE装置100は、各拠点10に配置され、uCPE装置100上の複数のVNF及びVNFのサービスチェインを制御するコントローラやオーケストレータ等の上位装置群は、データセンタ20に配置される。
そのため、例えば、グローバル企業等、世界に事業展開している顧客(ユーザ)の場合、各拠点10とデータセンタ20間が、例えば数万キロと遠く離れている場合もあり得る。この場合、拠点10とデータセンタ20間における伝送遅延の問題が顕在化する。例えば網内遅延時間等に関してSLA(Service Level Agreement)等に影響することになる。
また、サービスチェイニングにおいて、データセンタ20のオーケストレータ202が、システム全体を把握し、顧客(ユーザ)のネットワークサービスの要求に応じてuCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203へ指示(「第1の制御信号」という)を送る。
該指示を受信したuCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203から、ユーザの拠点のuCPE装置100に制御信号(「第2の制御信号」という)が送信され、uCPE装置100に対する制御が行われる。このように、uCPE装置100においてサービスチェイニングの設定が行われるまでに、複数の制御プレーン(Control Plane)に跨った制御が行われる。
上位装置(オーケストレータ202やuCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)の処理能力や負荷状況によっては、uCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203から第2の制御信号がuCPE装置100に到達するまでに遅延が生じる。オーケストレータ202からuCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203への第1の制御信号、及び、uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203からuCPE装置100への第2の制御信号が、それぞれ遅延することによって、uCPE装置100における障害の発生から復旧までに時間を要する。
図9において、uCPE装置100からの破線矢印は、uCPE装置100における障害の発生から、オーケストレータ202、uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203を介して制御信号がuCPE装置100に送信されるまでの経路を模式的に示している。uCPE装置100での障害発生から復旧までの時間の遅延の結果、サービスレベルの低下や、例えば許容できないサービス断時間等が発生する可能性がある。
特許文献1には、仮想化されたネットワークサービス機能が制御装置により集中制御される場合、制御装置が故障した場合に影響が大きく、仮想化されたネットワークサービス機能の可用性の問題があるという課題が記載されている。特許文献1では、この課題に対して、サービスチェイニングシステムにおいて、各装置間の死活監視と、リンクの障害検知及び障害復旧並びに各装置のリンクの障害検知及び障害復旧とを各装置が自律的に行い、かつ分散して行う。また、サービスチェイニングシステムにおいて、各装置間のサービスチェイニングを可能にするためのサービスファンクションステートアドバタイズメント情報の相互交換を、SCF(Service Chaining Forwarder)装置間で自律的に行い、かつ分散して行う。また、各SCF装置が、自装置が管理するトポロジ情報テーブルに基づき、転送先のSF(Service Function)を「リソース情報」及び「コスト合計値」に基づき適切に選択する。このように、特許文献1では、各装置間のサービスチェイニングを可能にするためのサービスファンクションステートアドバタイズメント情報の相互交換をSCF装置間で行うことが必要とされる。
上記したように、uCPEシステムでは、拠点に配置されるuCPE装置上のVNF等に障害発生時、
・データセンタ側の上位装置(オーケストレータ、コントローラ等)で該障害を把握し、
・データセンタ側の上位装置から拠点に配置されるuCPE装置に制御信号が送信され、
・uCPE装置では、該制御信号に基づき復旧処理が実行される。
・データセンタ側の上位装置(オーケストレータ、コントローラ等)で該障害を把握し、
・データセンタ側の上位装置から拠点に配置されるuCPE装置に制御信号が送信され、
・uCPE装置では、該制御信号に基づき復旧処理が実行される。
このため、uCPE装置での障害発生から復旧までの時間の遅延の結果、サービスレベルの低下や、例えば許容できないサービス断時間等が発生する可能性がある。
本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであって、その目的は、サービスチェイニングの障害復旧時間の短縮を可能とする障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラムと記録媒体を提供することにある。
本発明の一つの形態によれば、各拠点に配置され、サービスチェイニングに用いられる複数の仮想ネットワーク機能を有する通信装置と、前記拠点の前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能とサービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置と、を有する通信システムにおける前記通信装置の障害復旧制御方法であって、前記上位装置で行われる前記拠点の通信装置のサービスチェイニングの変更機能の少なくとも一部を、前記拠点の通信装置に配備し、前記拠点の前記通信装置での障害発生時、前記通信装置で自律的に前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する障害復旧制御方法が提供される。
本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置と、
前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置と、
を備え、前記通信装置が、前記通信装置の前記サービスチェイニングを変更する制御部を備え、前記通信装置での障害発生時、前記通信装置の前記制御部が前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する通信システムが提供される。
前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置と、
を備え、前記通信装置が、前記通信装置の前記サービスチェイニングを変更する制御部を備え、前記通信装置での障害発生時、前記通信装置の前記制御部が前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する通信システムが提供される。
本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置にネットワークを介して接続され、
前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を保持する記憶部と、障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する制御部と、を備えた通信装置が提供される。
前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を保持する記憶部と、障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する制御部と、を備えた通信装置が提供される。
本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置にネットワークを介して接続される前記通信装置を構成するコンピュータに、
前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、
障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、を実行させるプログラムが提供される。
前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、
障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、を実行させるプログラムが提供される。
本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置にネットワークを介して接続される前記通信装置を構成するコンピュータに、前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、を実行させるプログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能な記録媒体が提供される。該記録媒体は、例えばRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、又はEEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)等の半導体ストレージや、HDD(Hard Disk Drive)、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の非一時的なコンピュータ可読記録媒体(non-transitory computer readable recording medium)からなる。
本発明によれば、サービスチェイニングの障害復旧時間を短縮することができる。
本発明の一形態によれば、本来ならばオーケストレータ(NFV Orchestrator)等の上位装置が実施する障害時のサービスチェイニング変更機能を、各拠点のuCPE装置に配備する。uCPE装置では、障害発生時、該オーケストレータ等の上位装置からの指示を待たずに、uCPE装置内で、自律的に、障害からの復旧のためのサービスチェイニングの変更を行い、障害復旧を実施する。このため、障害発生から復旧までに時間を要していた、サービスチェイニング変更の時間を短縮可能とし、障害復旧時間の短縮を実現する。
図1は、本発明の例示的な実施形態を説明する図である。図1は、図9に示した典型的なuCPEシステムに対する、例示的な実施形態の相違点を模式的に示した図である。なお、図1は、図9を比較例とした場合において、本発明の実施形態を説明するための図であり、本発明が図1の構成に限定されるものと解釈されるべきでないことは勿論である。例えば、拠点の個数は2に制限されるものでなく、uCPE装置上のVNFの数は2に制限されるものでないことは勿論である。なお、以下では、uCPE装置100、WAN30、データセンタ20等に関して、図9と同一の説明は重複を回避するため、適宜省略し、相違点を説明する。
図1において、uCPE装置100は、uCPE装置100のNFVI上で稼動するVNFの構成情報やサービスチェイニングの内部経路等の設定情報を記憶部(不図示)に保持する。uCPE装置100では、障害情報を契機に、例えばサービスチェイニングを組み替えることで、障害復旧を行う。uCPE装置100は、データセンタ20のオーケストレータ202やuCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203等の上位装置から、uCPE装置100で稼動するVNF等に向けて送信される各種設定情報(VNFの構成情報やサービスチェイニングで使用するVNF間の内部経路)に関する制御信号を仲介する。uCPE装置は、該上位装置からVNF等に向けて送信される各種設定情報を記憶部(不図示)に保持し、各種設定情報を解析することで、VNFの構成情報やサービスチェイニングで使用するVNF間の内部経路に関する情報を取得する。
uCPE装置100内で障害が発生した際には、uCPE装置100から上位装置へ送られる障害通知(管理系信号)を解析して障害の内容を把握する。uCPE装置100では、uCPE装置100のNFVI(NFV Infrastructure)上の仮想マシン(Virtual Machine:VM)として実装されるVNFの論理ポート等の障害や、uCPE装置100のハードウェア、ソフトウェア・プラットフォームの障害等を検知するようにしてもよい。
uCPE装置100は、障害を把握した後、uCPE装置100内で保持しているVNFの構成情報やサービスチェイニング情報に基づき、該障害が発生した箇所(例えばVNF)を迂回するようなサービスチェイニングを導出(計算)し、サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する。
uCPE装置100は、障害の復旧後、上位装置(VNFコントローラ203、オーケストレータ202等)に対して、サービスチェイニングで使用するVNF間の内部経路等の設定変更通知を送信し、上位装置で管理する設定情報を更新させる。この結果、上位装置(VNFコントローラ203やオーケストレータ202等)とuCPE装置100とVNFに関する設定情報に差分が生じないようにする。
図2は、サービスチェイニングの変更の一例を説明する図である。図2は、ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and OrchestrationのFigure 6.5に基づく図である。ここで、uCPE装置100において、VNF間を接続するサービスチェインニングが、仮想リンク(Virtual Link)VL1、VNF1、仮想リンクVL2、VNF2、VNF3、仮想リンクVL4から構成されているものとする。図2の破線は、NFP(Network Forwarding Path:ネットワーク転送経路)1である。NFPは、VNFFGR(VNF Forwarding Graph Record)(インスタンスレコード)等で管理される。図2において、NFP1は、ネットワークサービスエンドポイント(コネクションポイント)CP01からVNF1のコネクションポイントCP11間の仮想リンクVL1、VNF1のコネクションポイントCP13とVNF2のコネクションポイントCP21間の仮想リンクVL2、VNF2のコネクションポイントCP21とVNF3のコネクションポイントCP31間の仮想リンクVL2、VNF3のコネクションポイントCP33とネットワークサービスエンドポイント(コネクションポイントCP02)間の仮想リンクVL4からなる。uCPE装置100において、VNF2のコネクションポイントCP21の障害検出時、VNFFGD(VNF Forwarding Graph Descriptor)、VNFFGR、NFPの情報要素や、顧客のサービス契約等を参照して、NFP1のかわりに、VNF2を迂回する経路NFP2に切り替えるようにしてもよい。あるいは、VNF2を迂回する経路NFP3に切り替えるようにしてもよい。この場合、uCPE装置100では、VNF2を正常終了(gracefully terminate)又は強制終了(forcefully terminate)してもよい。あるいは、uCPE装置100では、VNF2が冗長構成の場合、オートヒーリングとして、運用(アクティブ)系の障害VNFから、待機(スタンバイ)系のVNFに系切り替えを行うようにしてもよい。
図3は、uCPE装置100の構成を例示する図である。図3を参照すると、uCPE装置100は、通信部110、拠点管理部120、uCPE−PF管理部130、VNF管理部140を有する。
通信部110は、uCPE装置100と、WAN30を介して、データセンタ20のuCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203等との通信を行う不図示のインタフェース(ネットワークインタフェース)を含む。
拠点管理部120は、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140と、データセンタ20のuCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203等の上位装置との制御系信号を仲介し、制御系信号から設定情報を抽出して、不図示の記憶部に保持する。
また、制御系信号の他に、管理系信号(例としてSNMP(Simple Network Management Protocol)トラップ(SNMPエージェントがSNMPエージェントシステム内で発生した変化をSNMPトラップとしてSNMPマネージャーに送信する)やログなど)も仲介する。管理系信号に障害情報が含まれている場合は、保持している設定情報を基に、障害復旧可能であると判断した場合、上位装置に代わって、サービスチェイニングの切り替え指示を、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140に対して行う。
uCPE−PF管理部130は、uCPE装置100のVNFを搭載するための仮想マシン(Virtual Machine:VM)の管理と、サービスチェイング用のVNF間の内部経路の管理を行い、上位装置であるuCPE−PFコントローラ201からの制御を受け付ける。
VNF管理部140は、uCPE−PF管理部130によって作成された仮想マシン(VM)にデプロイされたVNFの管理を行い、上位装置であるVNFコントローラ203からの制御を受け付ける。
図4は、図3の拠点管理部120の構成を例示する図である。図4を参照すると、拠点管理部120は信号解析部121、障害復旧制御部122、経路管理部123、構成管理部124を有する。
信号解析部121は、制御系信号や管理系信号を仲介する際に、制御系信号であれば、経路管理部123や構成管理部124に対して、各設定情報の保存指示を行い、管理系信号であれば、障害復旧制御部122へ通知する。
障害復旧制御部122は、信号解析部121からの通知を受け、障害が発生したか否かの判定を行う。障害が発生したと判断した場合、障害復旧制御部122は、経路管理部123や構成管理部124に保持されている設定情報を取得し、障害復旧のためのサービスチェイニングを計算する。
障害復旧制御部122において、障害復旧が可能であると判断した場合、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140に対して設定変更の指示を行う。また、障害復旧制御部122は、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140での設定変更が完了した後は、uCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203等の上位装置へ設定変更の通知を送る。
経路管理部123は、信号解析部121からの指示により、サービスチェイニングに関する内部経路情報を記憶部(不図示)に保存する。経路管理部123は、障害復旧制御部122からの設定情報の取得要求が発生した場合、前記憶部(不図示)に保持す内部経路情報を、障害復旧制御部122に渡す。
構成管理部124は、経路管理部123と同様に、uCPE装置100に搭載されているVNFの種類やサービスチェイニングに使用されている仮想ポートなどの情報の保存と受け渡しを行う。
図5は、本発明の例示的な実施形態の動作を説明する流れ図である。
<ステップS11>
uCPE装置100の通信部110で上位装置(uCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203)からの制御系信号を受信後、制御系信号は、それぞれの制御内容に合わせて、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140へ送られる前に、拠点管理部120に受け渡される。
uCPE装置100の通信部110で上位装置(uCPE−PFコントローラ201やVNFコントローラ203)からの制御系信号を受信後、制御系信号は、それぞれの制御内容に合わせて、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140へ送られる前に、拠点管理部120に受け渡される。
<ステップS12>
制御系信号を受け取った拠点管理部120は、信号解析部121にて制御系信号を解析する。
制御系信号を受け取った拠点管理部120は、信号解析部121にて制御系信号を解析する。
<ステップS13>
ステップS12の解析の結果、制御系信号が、uCPE−PF管理部130に対するサービスチェイニング関係の制御系信号の場合、経路管理部123に設定情報を保存させるために、該制御系信号を経路管理部123に渡し、ステップS14へ移行する。VNFに対する制御系信号の場合、構成管理部124に設定情報を保存させるために、該制御系信号を構成管理部124に渡し、ステップS16へ移行する。
ステップS12の解析の結果、制御系信号が、uCPE−PF管理部130に対するサービスチェイニング関係の制御系信号の場合、経路管理部123に設定情報を保存させるために、該制御系信号を経路管理部123に渡し、ステップS14へ移行する。VNFに対する制御系信号の場合、構成管理部124に設定情報を保存させるために、該制御系信号を構成管理部124に渡し、ステップS16へ移行する。
<ステップS14>
制御系信号(uCPE−PF管理部130に対するサービスチェイニング関係の制御系信号)を受け取った経路管理部123は、サービスチェイニングに関するuCPE装置100内の内部経路情報(物理ポート、論理ポート、仮想スイッチ等の経路情報)を記憶部に内部に保存する。
制御系信号(uCPE−PF管理部130に対するサービスチェイニング関係の制御系信号)を受け取った経路管理部123は、サービスチェイニングに関するuCPE装置100内の内部経路情報(物理ポート、論理ポート、仮想スイッチ等の経路情報)を記憶部に内部に保存する。
<ステップS15>
経路管理部123で内部経路情報を保存した後、制御系信号は、本来の宛先であるuCPE−PF管理部130に渡され、uCPE−PF(uCPEプラットフォーム)設定情報の更新が行われる。
経路管理部123で内部経路情報を保存した後、制御系信号は、本来の宛先であるuCPE−PF管理部130に渡され、uCPE−PF(uCPEプラットフォーム)設定情報の更新が行われる。
<ステップS16>
制御系信号(VNFに対する制御系信号)を受け取った構成管理部124は、VNFの種類やサービスチェイグに使用されている仮想ポートなどの情報を記憶部(不図示)に保存する。
制御系信号(VNFに対する制御系信号)を受け取った構成管理部124は、VNFの種類やサービスチェイグに使用されている仮想ポートなどの情報を記憶部(不図示)に保存する。
<ステップS17>
構成管理部124でVNFの種類や仮想ポートなどの情報を保存した後、制御系信号は、本来の宛先であるVNF管理部140に渡される。VNF管理部140は、前記憶部に保存されているVNFの設定情報を更新する。
構成管理部124でVNFの種類や仮想ポートなどの情報を保存した後、制御系信号は、本来の宛先であるVNF管理部140に渡される。VNF管理部140は、前記憶部に保存されているVNFの設定情報を更新する。
図6は、本発明の例示的な実施形態の障害復旧動作を説明する図である。
<ステップS21>
uCPE装置100において、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140から上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)へ送られる管理系信号を通信部110で受信すると、該管理系信号は、通信部110から該上位装置に送られる前に、拠点管理部120に受け渡される。
uCPE装置100において、uCPE−PF管理部130やVNF管理部140から上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)へ送られる管理系信号を通信部110で受信すると、該管理系信号は、通信部110から該上位装置に送られる前に、拠点管理部120に受け渡される。
<ステップS22>
管理系信号を受け取った拠点管理部120では、障害復旧制御部122が、障害復旧が可能であるか否かを解析するためのサービスチェイニングに関する設定情報を、経路管理部123と構成管理部124から取得する。
管理系信号を受け取った拠点管理部120では、障害復旧制御部122が、障害復旧が可能であるか否かを解析するためのサービスチェイニングに関する設定情報を、経路管理部123と構成管理部124から取得する。
<ステップS23>
障害復旧制御部122は、管理系信号に基づき、障害の発生の有無の解析を行う。そして、障害復旧制御部122は、障害が発生したと判断した場合、ステップS22で取得した各種設定情報を基に、障害発生箇所を迂回し障害復旧を可能とするサービスチェイニングの組み替えが可能であるか否かを判断する。
障害復旧制御部122は、管理系信号に基づき、障害の発生の有無の解析を行う。そして、障害復旧制御部122は、障害が発生したと判断した場合、ステップS22で取得した各種設定情報を基に、障害発生箇所を迂回し障害復旧を可能とするサービスチェイニングの組み替えが可能であるか否かを判断する。
<ステップS24>
障害復旧制御部122は、ステップS23の解析の結果、サービスチェイニングの組み替えにより、障害復旧が可能であると判断した場合、ステップS26の障害復旧処理に移行する。一方、サービスチェイニングの変更による復旧が不可能な場合、障害復旧制御部122は、上位装置へ障害通知を送るために、ステップS25へ移行する。
障害復旧制御部122は、ステップS23の解析の結果、サービスチェイニングの組み替えにより、障害復旧が可能であると判断した場合、ステップS26の障害復旧処理に移行する。一方、サービスチェイニングの変更による復旧が不可能な場合、障害復旧制御部122は、上位装置へ障害通知を送るために、ステップS25へ移行する。
<ステップS25>
障害復旧ができずに障害が確定したことを意味するため、uCPE装置100の通信部110から上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203等)へ障害通知が行われる。なお、uCPE装置100において、サービスチェイニングの変更では障害からの復旧が不可能な場合として、例えばハードウェア装置の故障やネットワーク障害等の場合、上位装置(例えばuCPE−PFコントローラ201)への該障害通知とともに、uCPE装置100において必要な保守、復旧対策を行うようにしてもよい。また上位装置に復旧完了通知を送信するようにしてもよい。
障害復旧ができずに障害が確定したことを意味するため、uCPE装置100の通信部110から上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203等)へ障害通知が行われる。なお、uCPE装置100において、サービスチェイニングの変更では障害からの復旧が不可能な場合として、例えばハードウェア装置の故障やネットワーク障害等の場合、上位装置(例えばuCPE−PFコントローラ201)への該障害通知とともに、uCPE装置100において必要な保守、復旧対策を行うようにしてもよい。また上位装置に復旧完了通知を送信するようにしてもよい。
図7は、本発明の例示的な実施形態の障害復旧制御部122の動作(図6のステップS26)の詳細を説明する図である。
<ステップS31>
障害復旧制御部122は、障害発生箇所を迂回するようなサービスチェイニングと、そのサービスチェイニングへ変更するための設定を計算する。
障害復旧制御部122は、障害発生箇所を迂回するようなサービスチェイニングと、そのサービスチェイニングへ変更するための設定を計算する。
<ステップS32>
障害復旧制御部122は、ステップS31で計算された設定をuCPE−PF管理部130とVNF管理部140へそれぞれ設定変更指示を送り、サービスチェイングの組み替えを実施する。
障害復旧制御部122は、ステップS31で計算された設定をuCPE−PF管理部130とVNF管理部140へそれぞれ設定変更指示を送り、サービスチェイングの組み替えを実施する。
<ステップS33>
障害復旧制御部122は、uCPE−PF管理部130とVNF管理部140からの設定変更完了通知を受信すると、設定変更の完了と判断し、上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)へ設定変更を送るために、ステップS34へ移行する。
障害復旧制御部122は、uCPE−PF管理部130とVNF管理部140からの設定変更完了通知を受信すると、設定変更の完了と判断し、上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)へ設定変更を送るために、ステップS34へ移行する。
<ステップS34>
障害復旧制御部122による設定変更により、uCPE−PF管理部130とVNF管理部140がそれぞれ保持している設定情報と、それぞれに対応する上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)側で保持する設定内容との間に差が生じる。障害復旧制御部122は、それぞれの上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)に対して設定変更通知を送りそれぞれに対応する上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)で保持する設定内容と実際の設定内容との間に差分が生じないように制御する。
障害復旧制御部122による設定変更により、uCPE−PF管理部130とVNF管理部140がそれぞれ保持している設定情報と、それぞれに対応する上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)側で保持する設定内容との間に差が生じる。障害復旧制御部122は、それぞれの上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)に対して設定変更通知を送りそれぞれに対応する上位装置(uCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203)で保持する設定内容と実際の設定内容との間に差分が生じないように制御する。
図8は、本発明の別の実施形態を説明する図である。uCPE装置100をコンピュータで実現した例を説明する図である。図8を参照すると、コンピュータ300は、プロセッサ301、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等のメモリ302、I/O(Input/Output)インタフェース303、304、ネットワークインタフェース305を備えている。I/Oインタフェース303には、入出力装置306が接続され、I/Oインタフェース 304には、ストレージ307が接続される。ネットワークインタフェース305は、図1のWAN30等のネットワークに接続され、データセンタ20のuCPE−PFコントローラ201、VNFコントローラ203等と通信する。プロセッサ301が例えばメモリ302に記憶されたプログラム(命令群)を実行することで、コンピュータ300は、上記した実施形態のuCPE装置100の処理・機能を実現する。
前述したように、複数のVNFを所定の条件、順序で連結したサービスチェイニングの計算及び設定は、本来であれば、そのライフサイクルを管理するオーケストレータからの指示により行われる。しかしながら、各拠点のuCPE装置とオーケストレータまでの地理的な距離や制御系の負荷状況により、uCPE装置におけるサービスチェイニングの設定の変更が反映されるまでに、時間を要し、サービス断等が長期化するという事態も起こり得る。このような状況において、上記実施形態では、オーケストレータとコントローラの機能の一部(VNF管理、サービスチェイニング変更機能)を具備した機構である拠点管理部(図3の120)を、uCPE装置(図3の100)に搭載することで、サービス断時間の短縮を可能としている。
なお、上記実施形態において、各拠点のuCPE装置の制御を、データセンタ側のコントローラ等の上位装置だけから行うのではなく、uCPE装置内で一部の復旧制御を、自律的に、局所的に行うものであり、uCPE装置の内部の構成や制御方法は、上記実施形態で説明したものに制限されるものでないことは勿論である。例えば、上記実施形態で説明した構成、制御方法のほか、以下のようなuCPE装置の構成や制御方法に、適宜、変更又は追加してもよい。
・サービスチェイニングをテンプレート化し、オーケストレータとテンプレートを共有することで設定情報の詳細を把握することなく、サービスチェイニングの変更を簡略化する。サービスチェイニングのテンプレートは、例えばuCPE装置に搭載するVNFの選択やVNFの搭載順序をパターン化して記述したデータファイルであってもよい。
・uCPE装置100において、拠点管理部120が制御系信号を仲介させることで、設定情報を保存する代わりに、制御系信号は経路管理部123、構成管理部124の両方に転送される構成としてもよい。
・障害復旧手段の一つとして、VNFのリセット機能等を追加してもよい。例えば障害VNFを迂回するのではなく、VNFの初期化、再起動等を行う。障害によっては、障害VNFがアプリケーションとして稼動する仮想マシン(VM)を再起動することで、該障害が復旧し、正常動作する場合がある。障害VNFのリセット操作は、VNFの状態の設定変更とみなすことができることから、サービスチェイニングの変更操作に含めてもよいことは勿論である。
・uCPE装置において、サービスチェイニングの経路、VNFの構成等の設定情報を管理する管理部を共通化するようにしてもよい。
本発明によれば、仮想化環境のサーバやネットワーク機器などのハードウェア機器とそれを使用したサービスの提供等に適用可能である。
なお、上記の特許文献1の開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。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。
10A、10B 拠点
20 データセンタ
30 WAN
100、100A、100B uCPE装置
101、101A、101B サーバ群
110 通信部
120 拠点管理部
121 信号解析部
122 障害復旧制御部
123 経路管理部
124 構成管理部
130 uCPE−PF管理部
140 VNF管理部
201 uCPE−PFコントローラ
202 オーケストレータ
203 VNFコントローラ
300 コンピュータ
301 プロセッサ
302 メモリ
303、304 I/Oインタフェース
305 ネットワークインタフェース
306 入力/出力装置
307 ストレージ
308 ネットワーク
20 データセンタ
30 WAN
100、100A、100B uCPE装置
101、101A、101B サーバ群
110 通信部
120 拠点管理部
121 信号解析部
122 障害復旧制御部
123 経路管理部
124 構成管理部
130 uCPE−PF管理部
140 VNF管理部
201 uCPE−PFコントローラ
202 オーケストレータ
203 VNFコントローラ
300 コンピュータ
301 プロセッサ
302 メモリ
303、304 I/Oインタフェース
305 ネットワークインタフェース
306 入力/出力装置
307 ストレージ
308 ネットワーク
Claims (10)
- 各拠点に配置され、サービスチェイニングに用いられる複数の仮想ネットワーク機能を有する通信装置と、
前記拠点の前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能とサービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置と、
を有する通信システムにおける前記通信装置の障害復旧制御方法であって、
前記上位装置で行われる前記拠点の通信装置のサービスチェイニングの変更機能の少なくとも一部を、前記拠点の通信装置に配備し、
前記拠点の前記通信装置での障害発生時、前記通信装置で自律的に前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する、ことを特徴とする障害復旧制御方法。 - 前記通信装置は、前記障害の復旧後、前記上位装置へ前記サービスチェイニングの設定の変更通知を送信する、ことを特徴とする請求項1に記載の障害復旧制御方法。
- 前記通信装置での障害発生時、前記通信装置では、前記通信装置に記憶保持されている、前記サービスチェイニングに用いられる前記仮想ネットワーク機能の構成及び経路の設定情報に基づき、前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで自律的な障害復旧が可能と判断した場合、前記上位装置からの指示を受けずに、前記サービスチェイニングの組み替えを行う、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の障害復旧制御方法。
- 前記通信装置は、前記上位装置から前記通信装置へ送信される制御信号から、前記サービスチェイニングの経路の設定情報及び前記仮想ネットワーク機能の構成の設定情報を取得する、ことを特徴とする請求項3に記載の障害復旧制御方法。
- 各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置と、
前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置と、
を備え、
前記通信装置が、
前記通信装置の前記サービスチェイニングを変更する制御部を備え、
前記通信装置での障害発生時、前記通信装置の前記制御部が、前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する、ことを特徴とする通信システム。 - 前記通信装置の前記制御部は、前記障害の復旧後、前記上位装置へ前記サービスチェイニングの設定の変更通知を送信する、ことを特徴とする請求項5に記載の通信システム。
- 前記通信装置は、前記サービスチェイニングに用いられる前記仮想ネットワーク機能の構成及び経路の設定情報を保持する記憶部を備え、
前記通信装置での障害発生時、前記制御部は、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで自律的な障害復旧が可能か否かを判断し、
障害復旧が可能な場合、前記上位装置からの指示を受けずに、前記サービスチェイニングの組み替えを行う、ことを特徴とする請求項5又は6に記載の通信システム。 - 各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有有する通信装置であって、
前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置にネットワークを介して接続され、
前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を保持する記憶部と、
障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する制御部と、
を備えた、ことを特徴とする通信装置。 - 前記障害の復旧後、前記制御部は、前記上位装置へ前記サービスチェイニングの設定の変更通知を送信する、ことを特徴とする請求項8に記載の通信装置。
- 各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも1つの上位装置にネットワークを介して接続される前記通信装置を構成するコンピュータに、
前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、
障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、
を実行させるプログラム。
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