WO2016121736A1 - オーケストレータ装置、システム、仮想マシンの作成方法及びプログラム - Google Patents

オーケストレータ装置、システム、仮想マシンの作成方法及びプログラム Download PDF

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    • G06F2009/45595Network integration; Enabling network access in virtual machine instances

Definitions

  • the present invention is based on a Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2015-013736 (filed on Jan. 27, 2015), and the entire description of the application is incorporated herein by reference.
  • the present invention relates to an orchestrator device, a system, a virtual machine creation method, and a program, and more particularly, to a virtual machine creation function on the virtualization platform.
  • FIG. 1 is a figure cited from Figure 5.1 (The NFV-MANO architectural framework with reference points) on page 23 of Non-Patent Document 1.
  • VNF Virtual Network Function
  • MME Mobility Management Entity
  • S-GW Serving Gateway
  • P-GW Packet Gateway
  • EPC Evolved Packet Core
  • LTE Long Term Evolution
  • EM Element Manager
  • NFVI Network Function Virtualization Infrastructure
  • servers such as computing, storage, and network functions in a virtualization layer such as hypervisor.
  • This is a platform that can be flexibly handled as virtual hardware resources such as virtual storage and virtual network.
  • NFV MANO Management & Orchestration
  • NFVO NFV-Orchestrator
  • VNFM VNF-Manager
  • VIP Virtualized Infrastructure Manager
  • NFV-Orchestrator performs NFVI resource orchestration and NS (Network Service) lifecycle management (instantiation, scaling, termination, update, etc. of NS instances). It also manages NS catalogs (NSD / VLD / VNFFGD) and VNF catalogs (VNFD / VM images / manifest files, etc.) and has a repository for NFV instances and a repository for NFVI resources.
  • VNFM VNF-Manager
  • VNF lifecycle management instantiation, update, search, scaling, termination, (Assisted / Auto) healing, etc.
  • the Virtualized Infrastructure Manager controls NFVI through the virtualization layer (computing, storage, network resource management, NFVI execution platform NFVI fault monitoring, resource information monitoring, etc.).
  • OSS Operation Service Systems
  • BSS Business Service Systems
  • BSS Information Systems
  • NS catalog represents a network service (NS) repository.
  • NS catalog supports the creation and management of network service (NS) deployment templates (Network Service Descriptor (NSD), Virtual Link Descriptor (VLD), VNF Forwarding Graph Descriptor (VNFFGD)).
  • NSD Network Service Descriptor
  • VLD Virtual Link Descriptor
  • VNFFGD VNF Forwarding Graph Descriptor
  • VNF catalog represents a repository of VNF packages.
  • the VNF catalog supports generation and management of VNF packages such as VNF Descriptor (VNFD), software images, and manifest files.
  • VNFD VNF Descriptor
  • NFV instance repository holds instance information of all VNFs and all network services (NS).
  • the VNF instance and NS instance are described in the VNF and NS records, respectively. These records are updated to reflect the execution results of the VNF life cycle management operation and NS life cycle management operation in the life cycle of each instance.
  • the NFVI Resource Repository holds information on available / reserved / allocated resources extracted by VIM beyond the operator's infrastructure domain.
  • the reference point Os-Nfvo is a reference point between OSS (Operation Service Systems) / BSS (Business Service Systems) and NFVO. It is related to network service life cycle management requests, VNF life cycle management requests, and NFV related requests. Used for status information transfer, policy management information exchange, etc.
  • the reference point Vnfm-Vi is used for resource allocation requests from VNFM, virtual resource configuration and status information exchange.
  • the reference point Ve-Vnfm-em is VNF instantiation, VNF instance search, update, termination, scale out / in, scale up / down, configuration from EM to VNFM, event forwarding, VNFM from EM and VNFM Used for VNF configuration, event notification, etc. to VNF.
  • Ve-Vnfm-Vnf is VNF instantiation between VNF and VNFM, VNF instance search, update, termination, scale out / in, scale up / down, VNF to VNFM configuration, event forwarding, VNFM Used for VNF configuration to VNF, event notification, etc.
  • the reference point Nf-Vi is a virtual resource for resource allocation requests such as VM allocation, VM resource allocation update, VM migration, VM termination, and creation / deletion of connections between VMs, together with instructions for computing, storage, and network resource management. It is used for allocation of virtualization resources, transfer of status information of virtualization resources, exchange of configuration and status information of hardware resources, and the like.
  • the reference point Vn-Nf represents the execution environment provided to VNF by NFVI.
  • the reference point Nfvo-Vi is used for resource reservation and allocation requests from NVO, and exchange of virtual resource configuration and status information. (Refer nonpatent literature 1 for details).
  • VIMs virtualization infrastructure managers
  • VIMs virtualization infrastructure management units
  • VM virtual machines
  • NAT Network Address Translation
  • An object of the present invention is to provide an orchestrator apparatus, a system, a virtual machine creation method, and a program that can contribute to the enrichment of connection technology of a virtual network configured by two or more VIMs (virtualization infrastructure management units).
  • a first virtualization infrastructure management unit that manages a first virtualization infrastructure having an address management function, a second virtualization infrastructure management unit that manages a second virtualization infrastructure, , An orchestrator device connected to is provided.
  • the orchestrator device provides information on the virtual network created by one of the first and second virtualization infrastructure managers to the other virtualization infrastructure manager, and the other virtualization infrastructure manager
  • a virtual infrastructure control section that causes a virtual network that can be virtually connected to the virtual network created by any one of the above,
  • a virtual network function providing system including the above-described orchestrator device is provided.
  • a first virtualization infrastructure management unit that manages a first virtualization infrastructure having an address management function
  • a second virtualization infrastructure management unit that manages a second virtualization infrastructure
  • the virtual network information created in one of the first and second virtualization infrastructure managers is provided to the other virtualization infrastructure manager, and the other virtualization infrastructure manager is provided.
  • This method is associated with a specific machine called an orchestrator device that controls two or more virtualization infrastructure managers.
  • a computer program to be executed by the orchestrator device is provided.
  • This program can be recorded on a computer-readable (non-transient) storage medium. That is, the present invention can be embodied as a computer program product.
  • Each element of the above-described orchestrator device, system, virtual machine creation method, and program contributes to solving the above-described problems.
  • the present invention it is possible to contribute to the enrichment of connection technology for virtual networks configured by two or more VIMs (virtualization infrastructure management units). Further, the present invention converts the orchestrator apparatus shown in the background art into an orchestrator apparatus having an orchestration function capable of network cooperation without contradiction.
  • NFV-MANO of NFV architecture (quoting Fig.5.1 of nonpatent literature 1). It is a figure which shows the structure of the virtual network function provision system and orchestrator apparatus of the 1st Embodiment of this invention. It is a sequence diagram showing operation
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the virtual network function providing system according to the first embodiment of this invention.
  • FIG. 2 a configuration is shown in which an orchestrator apparatus 100 connected to the maintenance terminal 106 and VIMs 104a and 104b that control an NFVI (network function virtualization infrastructure) serving as a VNF execution base are connected. .
  • NFVI network function virtualization infrastructure
  • the maintenance terminal 106 is a terminal corresponding to the OSS / BSS described in the background art. Such a maintenance terminal 106 corresponds to, for example, a host device that receives a VM creation request from a user and transmits the request to the orchestrator device 100.
  • the VIM 104a and the VIM 104b manage the virtual infrastructure that is the operation base of the VM based on an instruction from the orchestrator apparatus 100.
  • the VIM 104a and the VIM 104b operate in cooperation with a VNF manager (omitted in FIG. 2, refer to “VNFM” in FIG. 1) to create a VM.
  • VNFM VNFM
  • the VIM equivalent to the VIM of Non-Patent Document 1 can be used.
  • VIM corresponds to the virtualization infrastructure management unit described above.
  • the VIMs 104a and 104b will be described as existing at different bases.
  • the orchestrator apparatus 100 controls the VIMs 104a and 104b based on a user instruction received via the maintenance terminal 106.
  • the orchestrator apparatus 100 also provides the maintenance terminal 106 with information necessary for network service operation support, billing management, customer management, and the like.
  • the orchestrator apparatus 100 according to the present embodiment includes a virtualization infrastructure control unit 101 and a virtual machine (VM) creation control unit 102.
  • VM virtual machine
  • the virtualization infrastructure control unit 101 uses the virtual network information created by one of the VIMs 104a and 104b (corresponding to the first and second virtualization infrastructure management units) (for example, 104a) as the other VIM ( For example, it is provided to 104b), and the other VIM (for example, 104b) is made to create a virtual network that can be virtually connected to the virtual network created by either one of them.
  • the virtual machine (VM) creation control unit 102 When the VM (VM) creation control unit 102 creates a VM on the VIM (eg, 104b) side that does not use the address management function, the virtual machine (VM) creation unit 102 has an address management function and functions as a master side (eg, 104a). To create an address to be set for the virtual port of the VM. Then, the virtual machine (VM) creation control unit 102 creates the VIM (eg, 104a) having the address management function on the VIM (eg, 104b) side that does not use the address management function and functioning as the master side. By providing the designated address, a VM is created on the second virtualization infrastructure.
  • each unit (processing means) of the orchestrator apparatus 100 shown in FIG. 2 may be realized by a computer program that causes a computer constituting the orchestrator apparatus 100 to execute the above-described processes using the hardware. it can.
  • FIG. 3 is a sequence diagram showing the operation of the orchestrator device when receiving the first VM creation request from the user.
  • the orchestrator apparatus 100 first receives a VM creation request from the maintenance terminal 106 (step S001).
  • the orchestrator apparatus 100 that has received the request requests the VIM 104a to create a virtual network for operating the VM (step S002).
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving a virtual network creation response (see the dashed arrow in FIG. 3) from the VIM 104a, the orchestrator apparatus 100 next requests the VIM 104a to create a virtual port to be assigned to the virtual NIC (network interface card) of the VM. (Step S003).
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving a virtual port creation response from the VIM 104a (see the broken line arrow in FIG. 3), the orchestrator apparatus 100 next instructs the VIM 104a the IP address and MAC address of the created virtual port to indicate the VM's Creation is requested (step S004).
  • the VIM 104a creates a VM using the instructed IP address and MAC address.
  • FIG. 4 shows a state in which a virtual network is created by the VIM 104a and a VM is created thereon.
  • the VM created by the VIM 104a is connected to the virtual port created in step S003.
  • a DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
  • this DHCP server does not necessarily have to be constructed by hardware, but may be a DHCP function of a virtual network function (VNF) constructed by the VIM 104a, for example.
  • VNF virtual network function
  • the second virtual network is created as shown in FIG. 4. You may decide again.
  • an allocation destination rule for the address management function for example, it may be allocated in a virtual network that has been set up first, or a method in which the VIMs 104a and 104b are allocated to the more available resources may be considered.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing the operation of the orchestrator apparatus 100 when receiving the second VM creation request.
  • the orchestrator apparatus 100 that has received a second VM creation request from the user selects a VIM for creating a VM using a predetermined rule.
  • the predetermined rule include a method of determining the nearest VIM using the user location information, and a method of considering the resources and loads of each VIM.
  • the VIM 104b is selected.
  • the same processing as in FIG. 3 is performed.
  • the orchestrator apparatus 100 requests the VIM 104a in which the DHCP server is arranged to create a virtual port (step S003). As a result, the orchestrator apparatus 100 acquires address information (IP address and MAC address) set in the newly created VM.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the virtual port provisional creation processing by the orchestrator device 100.
  • the orchestrator apparatus 100 acquires a unique IP address and MAC address in the virtual network by instructing the VIM 104a to create a virtual port.
  • the orchestrator apparatus 100 requests the VIM 104b to create a virtual network for operating the VM (step S005).
  • the orchestrator apparatus 100 causes the VIM 104b to create a virtual network by designating the type and network ID of a newly created virtual network.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a virtual network creation instruction from the orchestrator apparatus 100 to the VIM.
  • the network type is not limited to VXLAN, and may be one using a tunneling technique such as NVGRE (Network Virtualization Virtualization using Routing Routing Encapsulation) or STT (Stateless Transport Tunneling).
  • NVGRE Network Virtualization Virtualization using Routing Routing Encapsulation
  • STT Stateless Transport Tunneling
  • TNI Transtext ID
  • Context ID Context ID
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving the virtual network creation response from the VIM 104b (see the broken line arrow in FIG. 5), the orchestrator apparatus 100 next designates the IP address and MAC address acquired in step S003 to the VIM 104b, A request is made to create a virtual port to be allocated to a NIC (network interface card) (step S006).
  • NIC network interface card
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the virtual port creation processing by the orchestrator device 100.
  • the orchestrator apparatus 100 requests the VIM 104b to create a virtual port by specifying the IP address and MAC address acquired in step S003.
  • a virtual port having the IP address (192.168.1.1) and MAC address (AA: BB: CC: DD: EE: FF) acquired in step S003 is created.
  • the IP address and the MAC address are created on the VIM 104a side, uniqueness is guaranteed.
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving the virtual port creation response (see the broken arrow in FIG. 5) from the VIM 104b, the orchestrator apparatus 100 next instructs the VIM 104b the IP address and MAC address of the created virtual port, and Creation is requested (step S007).
  • the VIM 104b creates a VM using the instructed IP address and MAC address.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a VM creation process by the orchestrator apparatus 100.
  • the orchestrator apparatus 100 requests the VIM 104b to create a VM by specifying the IP address and MAC address acquired in step S003.
  • the VM is connected to the virtual port created in step S006.
  • This VM exists in the same virtual network as the VM on the VIM 104a side, and can communicate with the VM on the VIM 104a side.
  • the NAT and gateway need not be arranged.
  • VIMs virtualization infrastructure management units
  • FIG. 10 is a sequence diagram showing an operation when the orchestrator apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention receives a second VM creation request.
  • the orchestrator apparatus 100 does not select a VMM for creating a VM using a predetermined rule, but first, the VM of the VM to the preset VMIM 104a is selected. It is a point to try to create.
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving a virtual port creation response from the VIM 104a (see the broken line arrow in FIG. 10), the orchestrator apparatus 100 next instructs the VIM 104a the IP address and MAC address of the created virtual port. Request to create a VM (step S004a).
  • the VIM 104a can create a VM
  • the VM is created in the same manner as the sequence shown in FIG. In the following description, it is assumed that a response indicating that a VM cannot be created is returned due to a lack of resources in the VIM 104a.
  • the orchestrator apparatus 100 requests the VIM 104b to create a virtual network for operating the VM in order to cover with another VIM (step S005). Also in this case, as in the first embodiment, the orchestrator apparatus 100 causes the VIM 104b to create a virtual network by designating the type of virtual network to be newly created and the network ID.
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving the virtual network creation response from the VIM 104b (see the broken line arrow in FIG. 10), the orchestrator apparatus 100 next designates the IP address and MAC address acquired in step S003 to the VIM 104b, A request is made to create a virtual port to be allocated to a NIC (network interface card) (step S006).
  • NIC network interface card
  • the orchestrator apparatus 100 Upon receiving a virtual port creation response from the VIM 104b (see the dashed arrow in FIG. 10), the orchestrator apparatus 100 next instructs the IP address and MAC address of the created virtual port to the VIM 104b to indicate the VM's Creation is requested (step S007).
  • the VIM 104b creates a VM using the instructed IP address and MAC address.
  • VIMs virtualization infrastructure management units
  • the virtual infrastructure control unit is an orchestrator apparatus that provides at least a network type and a network ID as the virtual network information.
  • the virtual machine creation control unit is an orchestrator device that selects a virtualization platform for creating a virtual machine from either the first or second virtualization platform based on a predetermined rule.
  • Orchestrator device 101 Virtualization infrastructure control unit 102 Virtual machine creation control unit (VM creation control unit) 104a, 104b VIM 106 Maintenance terminal

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Abstract

 2以上のVIM(仮想化基盤管理部)によって構成されている仮想ネットワークの接続技術の豊富化。オーケストレータ装置は、第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークの情報を、他方の仮想化基盤管理部に提供し、前記他方の仮想化基盤管理部に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させる仮想基盤制御部と、前記第2の仮想化基盤側で仮想マシンを作成する場合、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能に、当該仮想マシンの仮想ポートに設定するアドレスを作成させ、前記アドレスを前記第2の仮想化基盤側に提供することで、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させる仮想マシン作成制御部と、を備える。

Description

オーケストレータ装置、システム、仮想マシンの作成方法及びプログラム
 [関連出願についての記載]
 本発明は、日本国特許出願:特願2015-013736号(2015年1月27日出願)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、オーケストレータ装置、システム、仮想マシンの作成方法及びプログラムに関し、特に、その仮想化基盤上の仮想マシンの作成機能に関する。
 サーバのコンピューティング、ストレージやネットワーク機能等を仮想化する技術として、サーバ上の、ハイパーバイザ(HyperVisor)等の仮想化レイヤ上に実装した仮想マシン(VM:Virtual Machine)によりソフトウェア的に実現するNFV(Network Functions Virtualization)等が知られている。例えばMANO(Management & Orchestration)アーキテクチャに基づき実現される。図1は、非特許文献1の第23頁のFigure 5.1(The NFV-MANO architectural framework with reference points)から引用した図である。
 図1を参照すると、VNF(Virtual Network Function)は、サーバ上の仮想マシン(VM)で動作するアプリケーション等に対応し、ネットワーク機能をソフトウェア的に実現する。VNFとして、例えばLTE(Long Term Evolution)ネットワークのコア網であるEPC(Evolved Packet Core)におけるMME(Mobility Management Entity)やS-GW(Serving Gateway)、P-GW(PDN Gateway)等をソフトウェア(仮想マシン)で実現するようにしてもよい。図1の例では、例えばVNFごとにEM(Element Manager:要素管理)という管理機能が設けられる。
 VNFの実行基盤をなすNFVI(Network Function Virtualization Infrastructure)は、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク機能等、物理マシン(サーバ)のハードウェア資源をハイパーバイザ等の仮想化レイヤで仮想化した仮想化コンピューティング、仮想化ストレージ、仮想化ネットワーク等の仮想化ハードウェア資源として柔軟に扱えるようにした基盤である。
 NFV MANO(Management & Orchestration)は、NFV-Orchestrator(NFVO)、VNF-Manager(VNFM)、Virtualized Infrastructure Manager(VIM)を備えている。
 NFV-Orchestrator(NFVO)は、NFVIリソースのオーケストレーション、及びNS(Network Service)のライフサイクル管理(NSインスタンスのInstantiation、Scaling、Termination、Update等)を行う。また、NSカタログ(NSD/VLD/VNFFGD)、及びVNFカタログ(VNFD/VMイメージ/マニュフェストファイル等)の管理を行い、NFVインスタンスのリポジトリ、NFVIリソースのリポジトリを持つ。
 VNF-Manager(VNFM)は、VNFのライフサイクル管理(インスタンシエーション、更新、検索、スケーリング、終了、(アシステッド/オート)ヒーリング等)およびイベント通知を行う。
 Virtualized Infrastructure Manager(VIM)は、仮想化レイヤを介して、NFVIを制御する(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管理、NFVの実行基盤であるNFVIの障害監視、リソース情報の監視等)。
 OSS(Operation Service Systems)は、例えば通信事業者(キャリア)がサービスを構築し、運営していくために必要なシステム(機器やソフトウェア、仕組みなど)を総称したものである。BSS(Business Service Systems)は、例えば通信事業者(キャリア)が利用料などの課金、請求、顧客対応などのために使う情報システム(機器やソフトウェア、仕組みなど)の総称である。
 NSカタログ(NS catalog)は、ネットワークサービス(NS)のリポジトリを表している。NSカタログ(NS catalog)は、ネットワークサービス(NS)デプロイメントテンプレート(Network Service Descriptor(NSD)、Virtual Link Descriptor(VLD)、VNF Forwarding Graph Descriptor(VNFFGD))の生成と管理の支援を行う。デプロイメントは要求仕様等にしたがってカストマイズし実際の使用環境に配備することをいう。
 VNFカタログ(VNF catalog)は、VNFパッケージのリポジトリを表している。VNFカタログは、VNF Descriptor(VNFD)、ソフトウェアイメージ、マニフェストファイル等のVNFパッケージの生成と管理の支援を行う。
 NFVインスタンスリポジトリ(NFV instance Repository)は、全VNF、全ネットワークサービス(NS)のインスタンス情報を保持する。VNFインスタンス、NSインスタンスはそれぞれVNF、NSレコードに記述される。これらのレコードは各インスタンスのライフサイクルで、VNFライフサイクル管理操作、NSライフサイクル管理操作の実行結果を反映するように更新される。
 NFVIリソースリポジトリ(NFVI Resources Repository)は、オペレータのinfrastructure domain を超えてVIMにより抽出された、利用可能な(available)/予約された(reserved)/割り付けられた(allocated)リソースの情報を保持する。
 図1において、参照ポイントOs-Nfvoは、OSS(Operation Service Systems)/BSS(Business Service Systems)とNFVO間の参照ポイントであり、ネットワークサービスのライフサイクル管理要求、VNFライフサイクル管理要求、NFV関連の状態情報の転送、ポリシ管理情報の交換等に用いられる。
 参照ポイントVnfm-Viは、VNFMからのリソース割り当て要求、仮想化リソースの構成と状態情報の交換に用いられる。
 参照ポイントVe-Vnfm-emは、EMと、VNFM間でVNFインスタンシエーション、VNFインスタンス検索、更新、終了、スケールアウト/イン、スケールアップ/ダウン、EMからVNFMへの構成、イベントの転送、VNFMからVNFへのVNFの構成、イベントの通知等に用いられる。
 参照ポイントVe-Vnfm-Vnfは、VNFと、VNFM間でVNFインスタンシエーション、VNFインスタンス検索、更新、終了、スケールアウト/イン、スケールアップ/ダウン、VNFからVNFMへの構成、イベントの転送、VNFMからVNFへのVNFの構成、イベントの通知等に用いられる。
 参照ポイントNf-Viは、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管理の指示とともにVMの割り付け、VMリソース割り当ての更新、VMマイグレーション、VM終了、VM間の接続の生成・削除等、リソース割り当て要求に対する仮想化リソースの割り付け、仮想化リソースの状態情報の転送、ハードウェア資源の構成と状態の情報の交換等に用いられる。
 参照ポイントVn-NfはNFVIによってVNFに提供される実行環境を表している。
 参照ポイントNfvo-Vnfmは、VNF-manager(VNFM)によるリソース関連要求(認証、予約、割り当て等)、VNFMへの構成情報の転送、VNFの状態情報の収集に用いられる。 
 参照ポイントNfvo-ViはNVOからのリソース予約、割り当て要求と仮想化リソースの構成と状態情報の交換に用いられる。(詳細は非特許文献1参照)。
ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration <http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf>
 以下の分析は、本発明によって与えられたものである。今後、上記したNFVのVIM(仮想化基盤管理部)が異なる拠点に配置されているようなケースにおいて、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)によって構成されている仮想ネットワークを接続し、連携ネットワークを構成したいというニーズが発生するものと思われる。
 しかしながら、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)がそれぞれ独自の仮想ネットワーク種別を採用していたり、同一の仮想ネットワーク種別を採用していてもその仮想ネットワークIDが異なっていると、そのままでは接続できないという問題が発生する。
 さらに、仮に、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)で提供されている仮想ネットワークの接続に成功しても、それぞれの仮想ネットワークに存在する仮想マシン(以下、「VM」)のアドレスが重複している可能性があり、このために、NAT(Network Address Translation)機能やゲートウェイ等の別装置が必要となってしまうという問題点がある。
 本発明は、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)によって構成されている仮想ネットワークの接続技術の豊富化に貢献できるオーケストレータ装置、システム、仮想マシンの作成方法及びプログラムを提供することを目的とする。
 第1の視点によれば、アドレス管理機能を備える第1の仮想化基盤を管理する第1の仮想化基盤管理部と、第2の仮想化基盤を管理する第2の仮想化基盤管理部と、に接続されたオーケストレータ装置が提供される。このオーケストレータ装置は、前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークの情報を、他方の仮想化基盤管理部に提供し、前記他方の仮想化基盤管理部に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させる仮想基盤制御部と、前記第2の仮想化基盤側で仮想マシンを作成する場合、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能に、当該仮想マシンの仮想ポートに設定するアドレスを作成させ、前記アドレスを前記第2の仮想化基盤側に提供することで、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させる仮想マシン作成制御部と、を備える。
 第2の視点によれば、上記したオーケストレータ装置を含んだ仮想ネットワークファンクション提供システムが提供される。
 第3の視点によれば、アドレス管理機能を備える第1の仮想化基盤を管理する第1の仮想化基盤管理部と、第2の仮想化基盤を管理する第2の仮想化基盤管理部と、に接続されたオーケストレータ装置に実行させる仮想マシンの作成方法が提供される。この仮想マシンの作成方法は、前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークの情報を、他方の仮想化基盤管理部に提供し、前記他方の仮想化基盤管理部に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させるステップと、前記第2の仮想化基盤側で仮想マシンを作成する場合、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能に、当該仮想マシンの仮想ポートに設定するアドレスを作成させ、前記アドレスを前記第2の仮想化基盤側に提供することで、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させるステップと、を含む。本方法は、2以上の仮想化基盤管理部を制御するオーケストレータ装置という、特定の機械に結びつけられている。
 第4の視点によれば、上記したオーケストレータ装置に実行させるコンピュータプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジエントな)記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
 なお、前記したオーケストレータ装置、システム、仮想マシン作成方法及びプログラムの各要素は、それぞれ上記した課題の解決に貢献する。
 本発明によれば、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)によって構成されている仮想ネットワークの接続技術の豊富化に貢献することが可能となる。また、本発明は、背景技術に示したオーケストレータ装置を、矛盾のないネットワーク連携をなしうるオーケストレーション機能を持つオーケストレータ装置へと変換するものともなっている。
NFVアーキテクチャのNFV-MANOを説明する図である(非特許文献1のFig.5.1を引用)。 本発明の第1の実施形態の仮想ネットワークファンクション提供システム及びオーケストレータ装置の構成を示す図である。 ユーザから最初のVM作成要求を受けた際のオーケストレータ装置の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態のオーケストレータ装置の動作を説明するための図である。 ユーザから2回目のVM作成要求を受けた際のオーケストレータ装置の動作を表したシーケンス図である。 本発明の第1の実施形態のオーケストレータ装置の動作(仮想ポート仮作成)を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態のオーケストレータ装置の動作(仮想NW作成)を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態のオーケストレータ装置の動作(仮想ポート作成)を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態のオーケストレータ装置の動作(VM作成)を説明するための図である。 本発明の第2の実施形態のオーケストレータ装置の動作を表したシーケンス図である。
[第1の実施形態]
 続いて、本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図2は、本発明の第1の実施形態の仮想ネットワークファンクション提供システムの構成を示す図である。
 図2を参照すると、保守端末106と接続されたオーケストレータ装置100と、VNFの実行基盤となるNFVI(ネットワークファンクション仮想化インフラストラクチャ)を制御するVIM104a、104bが接続された構成が示されている。
 保守端末106は、背景技術に述べたOSS/BSSに相当する端末である。このような保守端末106は、例えば、ユーザからVMの作成要求を受付けてオーケストレータ装置100に送信する上位装置にも相当する。
 VIM104a、VIM104bは、オーケストレータ装置100からの指示に基づいて、VMの動作基盤となる仮想化インフラストラクチャを管理する。また、VIM104a、VIM104bは、オーケストレータ装置100からの要求に応じて、VNFマネージャ(図2においては省略、図1の「VNFM」参照)と連携動作して、VMを作成する。VIM104a、VIM104bは、VIMとしては、非特許文献1のVIMと同等のものを用いることができる。VIMは、上記した仮想化基盤管理部に相当する。また、本実施形態において、VIM104a、104bはそれぞれ別の拠点に存在するものとして説明する。
 オーケストレータ装置100は、保守端末106を介して受け付けたユーザの指示に基づいて、VIM104a、104bの制御を行う。また、オーケストレータ装置100は、保守端末106に対して、ネットワークサービスの運用支援や課金管理、顧客管理等に必要な情報を提供する。また、本実施形態のオーケストレータ装置100は仮想化基盤制御部101と、仮想マシン(VM)作成制御部102と、を備えている。
 仮想化基盤制御部101は、VIM104a、104b(前記第1、第2の仮想化基盤管理部に相当)のいずれか一方(例えば、104a)で作成された仮想ネットワークの情報を、他方のVIM(例えば、104b)に提供し、前記他方のVIM(例えば、104b)に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させる。
 仮想マシン(VM)作成制御部102は、アドレス管理機能を使わない方のVIM(例えば、104b)側でVMを作成する場合、アドレス管理機能を持ち、マスター側として機能するVIM(例えば、104a)に、当該VMの仮想ポートに設定するアドレスを作成させる。そして、仮想マシン(VM)作成制御部102は、アドレス管理機能を使わない方のVIM(例えば、104b)側に、前記アドレス管理機能を持ち、マスター側として機能するVIM(例えば、104a)に作成されたアドレスを提供することで、前記第2の仮想化基盤上にVMを作成させる。
 なお、図2に示したオーケストレータ装置100の各部(処理手段)は、オーケストレータ装置100を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
 続いて、本実施形態の動作について、図面を参照して詳細に説明する。以下、ユーザからの要求を受けたオーケストレータ装置100が、VIM104a、104bに接続された仮想ネットワークを作成させ、その上にVMを作成する例を挙げて説明する。図3は、ユーザから最初のVM作成要求を受けた際のオーケストレータ装置の動作を表したシーケンス図である。図3を参照すると、まず、オーケストレータ装置100が、保守端末106から、VMの作成要求を受け付ける(ステップS001)。前記要求を受けたオーケストレータ装置100は、VIM104aに対し、当該VMを動作させるための仮想ネットワークの作成を要求する(ステップS002)。
 VIM104aから仮想ネットワークの作成応答(図3の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104aに対し、当該VMの仮想NIC(ネットワークインターフェースカード)に割り当てる仮想ポートの作成を要求する(ステップS003)。
 VIM104aから仮想ポートの作成応答(図3の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104aに対し、前記作成された仮想ポートのIPアドレス及びMACアドレスを指示してVMの作成を要求する(ステップS004)。VIM104aは、前記指示されたIPアドレス及びMACアドレスを用いてVMを作成する。
 図4は、上記VIM104aにより仮想ネットワークが作成され、その上に、VMが作成された状態を示している。ここで、VIM104aによって作成されたVMは、ステップS003で作成された仮想ポートに接続されている。また、以下の説明では、図4に示したように、VIM104aにより作成された仮想ネットワークに、DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)サーバが配置されているものとして説明する。なお、このDHCPサーバは、必ずしもハードウェアで構築されている必要はなく、例えば、VIM104aにより構築された仮想ネットワークファンクション(VNF)のDHCP機能であってもよい。なお、DHCPサーバ等のアドレス管理機能の配置先は、図4に示したように仮想ネットワークの作成時に決定してもよいし、図7に示すように2つ目の仮想ネットワークを作成した際に再決定してもよい。アドレス管理機能の配置先ルールとしては、例えば、先に立ち上っている仮想ネットワークに配置してもよいし、VIM104a、104bのうち、利用可能なリソースの多い方に配置する方法等が考えられる。
 その後、オーケストレータ装置が、ユーザから2回目のVM作成要求を受けたとする。図5は、2回目のVM作成要求を受けた際のオーケストレータ装置100の動作を表したシーケンス図である。
 図5を参照すると、ユーザから2回目のVM作成要求を受けたオーケストレータ装置100は、所定のルールを用いて、VMを作成するVIMを選択する。前記所定のルールとしては、例えば、ユーザの位置情報を用いて最寄りのVIMを決定する方法や、各VIMのリソースや負荷を考慮する方法が挙げられる。ここで、VIM104bが選択されたものとして説明する。なお、VIM104aが選択された場合、図3と同様の処理が行われる。
 VMを作成する仮想化基盤としてVIM104bを選択した場合であっても、オーケストレータ装置100は、DHCPサーバが配置されているVIM104aに対し、仮想ポートの作成を要求する(ステップS003)。これにより、オーケストレータ装置100は、新しく作成するVMに設定するアドレス情報(IPアドレスとMACアドレス)を取得する。
 図6は、上記オーケストレータ装置100による仮想ポート仮作成処理を説明するための図である。図6に示すように、オーケストレータ装置100は、VIM104aに対して仮想ポートの作成を指示することで、仮想ネットワークにおいてユニークなIPアドレスとMACアドレスを取得する。
 次に、オーケストレータ装置100は、VIM104bに対し、当該VMを動作させるための仮想ネットワークの作成を要求する(ステップS005)。ここで、オーケストレータ装置100は、VIM104bに対し、新しく作成する仮想ネットワークの種別とネットワークIDを指定して仮想ネットワークを作成させる。
 図7は、オーケストレータ装置100からVIMへの仮想ネットワークの作成指示を説明するための図である。例えば、VIM104aにて、ネットワーク種別=VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network)、ネットワークID(VNI)=1の仮想ネットワークが作成されていたとする。この場合、オーケストレータ装置100は、VIM104bに対して、ネットワーク種別=VXLAN(Virtual eXtensible Local Area Network)、ネットワークID(VNI)=1を指定して仮想ネットワークの作成を要求する。このようにすることで、2つの仮想ネットワークを接続することが可能となる。なお、ネットワーク種別は、VXLANに限られず、NVGRE(Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation)や、STT(Stateless Transport Tunneling)等のトンネリング技術を用いたものであってもよい。この場合、ネットワークIDとしてそれぞれTNI(Tenant-ID)やContextIDが通知されることになる。
 VIM104bから仮想ネットワークの作成応答(図5の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104bに対し、ステップS003で取得したIPアドレスとMACアドレスを指定して当該VMの仮想NIC(ネットワークインターフェースカード)に割り当てる仮想ポートの作成を要求する(ステップS006)。
 図8は、上記オーケストレータ装置100による仮想ポート作成処理を説明するための図である。図8に示すように、オーケストレータ装置100は、VIM104bに対してステップS003で取得したIPアドレスとMACアドレスを指定して仮想ポートの作成を要求する。図8の例では、ステップS003で取得したIPアドレス(192.168.1.1)とMACアドレス(AA:BB:CC:DD:EE:FF)を持つ仮想ポートが作成されている。先に説明したように、このIPアドレスとMACアドレスは、VIM104a側にて作成されたものであるため、ユニーク性が保証されていることになる。
 VIM104bから仮想ポートの作成応答(図5の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104bに対し、前記作成された仮想ポートのIPアドレス及びMACアドレスを指示してVMの作成を要求する(ステップS007)。VIM104bは、前記指示されたIPアドレス及びMACアドレスを用いてVMを作成する。
 図9は、上記オーケストレータ装置100によるVM作成処理を説明するための図である。図9に示すように、オーケストレータ装置100は、VIM104bに対してステップS003で取得したIPアドレスとMACアドレスを指定してVM作成を要求する。図9の例では、ステップS006に作成した仮想ポートにVMが接続されている。このVMは、VIM104a側のVMと同一の仮想ネットワークに存在し、VIM104a側のVM等と通信可能となっている。ここで、注意すべきは、仮想ポートに設定されたIPアドレスやMACアドレスのユニーク性が保証されているため、NATやゲートウェイが配置不要となっている点である。
 以上説明したように、本実施形態によれば、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)によって構成されている仮想ネットワークを接続するだけでなく、任意のVIMを選択して、VMを作成することが可能となる。これは、一方の拠点のリソースが不足していても他方の拠点のリソースでVMを作成できることをも意味している。
[第2の実施形態]
 続いて、上記した第1の実施形態におけるオーケストレータ装置100の動作に変更を加えた第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態は、第1の実施形態と同様の構成にて実現可能であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
 図10は、本発明の第2の実施形態のオーケストレータ装置100が2回目のVM作成要求を受けた際の動作を表したシーケンス図である。第1の実施形態との相違点は、ステップS001aにおいて、オーケストレータ装置100が、所定のルールを用いてVMを作成するVIMを選択するのではなく、まず、予め設定されたVIM104aへのVMの作成を試みる点である。
 その後、オーケストレータ装置100が、VIM104aに対し、仮想ポートの作成を要求する点は、第1の実施形態と同様である。
 そして、VIM104aから仮想ポートの作成応答(図10の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104aに対し、前記作成された仮想ポートのIPアドレス及びMACアドレスを指示してVMの作成を要求する(ステップS004a)。ここで、VIM104aがVMを作成できる場合は、図3に示したシーケンスと同様にVMが作成される。以下の説明では、VIM104aでのリソースの不足により、VM作成不可との応答が返されたものとして説明する。
 この場合、オーケストレータ装置100は、他のVIMにてカバーすべく、VIM104bに対し、VMを動作させるための仮想ネットワークの作成を要求する(ステップS005)。この場合においても、第1の実施形態と同様、オーケストレータ装置100は、VIM104bに対し、新しく作成する仮想ネットワークの種別とネットワークIDを指定して仮想ネットワークを作成させる。
 VIM104bから仮想ネットワークの作成応答(図10の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104bに対し、ステップS003で取得したIPアドレスとMACアドレスを指定して当該VMの仮想NIC(ネットワークインターフェースカード)に割り当てる仮想ポートの作成を要求する(ステップS006)。
 VIM104bから仮想ポートの作成応答(図10の破線矢印参照)を受け取ると、オーケストレータ装置100は、次に、VIM104bに対し、前記作成された仮想ポートのIPアドレス及びMACアドレスを指示してVMの作成を要求する(ステップS007)。VIM104bは、前記指示されたIPアドレス及びMACアドレスを用いてVMを作成する。
 以上説明したように、本実施形態によれば、2以上のVIM(仮想化基盤管理部)によって構成されている仮想ネットワークを接続するだけでなく、2つのVIMのリソースを有効に活用することが可能となる。
 以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
 最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
[第1の形態]
 (上記第1の視点によるオーケストレータ装置参照)
[第2の形態]
 第1の形態のオーケストレータ装置において、
 上位装置から、前記第1の仮想化基盤上に仮想マシンを作成する指示を受けた場合において、前記第1の仮想化基盤管理部上に仮想マシンを作成できない場合に、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能が作成したアドレスを用いて、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させるオーケストレータ装置。
[第3の形態]
 第1又は第2の形態のオーケストレータ装置において、
 前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成した際に、前記アドレス管理機能の配置先を決定するオーケストレータ装置。
[第4の形態]
 第3の形態のオーケストレータ装置において、
 前記第1、第2の仮想化基盤管理部の利用可能なリソース量に基づいて、前記アドレス管理機能の配置先を決定するオーケストレータ装置。
[第5の形態]
 第1から第4いずれか一の形態のオーケストレータ装置において、
 前記仮想基盤制御部は、前記仮想ネットワークの情報として、少なくともネットワーク種別とネットワークのIDとを提供するオーケストレータ装置。
[第6の形態]
 第1から第5いずれか一の形態のオーケストレータ装置において、
 前記仮想マシン作成制御部は、所定のルールに基づいて、前記第1、第2の仮想化基盤のいずれかから、仮想マシンを作成する仮想化基盤を選択するオーケストレータ装置。
[第7の形態]
 (上記第2の視点による仮想ネットワークファンクション提供システム参照)
[第8の形態]
 (上記第3の視点による仮想マシンの作成方法参照)
[第9の形態]
 (上記第4の視点によるコンピュータプログラム参照)
 なお、上記第7~第9の形態は、第1の形態と同様に、第2~第6の形態に展開することが可能である。
 なお、上記非特許文献の開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。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、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。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。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
 100 オーケストレータ装置
 101 仮想化基盤制御部
 102 仮想マシン作成制御部(VM作成制御部)
 104a、104b VIM
 106 保守端末

Claims (9)

  1.  アドレス管理機能を備える第1の仮想化基盤を管理する第1の仮想化基盤管理部と、第2の仮想化基盤を管理する第2の仮想化基盤管理部と、に接続され、
     前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークの情報を、他方の仮想化基盤管理部に提供し、前記他方の仮想化基盤管理部に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させる仮想基盤制御部と、
     前記第2の仮想化基盤側で仮想マシンを作成する場合、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能に、当該仮想マシンの仮想ポートに設定するアドレスを作成させ、前記アドレスを前記第2の仮想化基盤側に提供することで、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させる仮想マシン作成制御部と、
     を備えたオーケストレータ装置。
  2.  上位装置から、前記第1の仮想化基盤上に仮想マシンを作成する指示を受けた場合において、前記第1の仮想化基盤管理部上に仮想マシンを作成できない場合に、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能が作成したアドレスを用いて、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させる請求項1のオーケストレータ装置。
  3.  前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成した際に、前記アドレス管理機能の配置先を決定する請求項1又は2のオーケストレータ装置。
  4.  前記第1、第2の仮想化基盤管理部の利用可能なリソース量に基づいて、前記アドレス管理機能の配置先を決定する請求項3のオーケストレータ装置。
  5.  前記仮想基盤制御部は、前記仮想ネットワークの情報として、少なくともネットワーク種別とネットワークのIDとを提供する請求項1から4いずれか一のオーケストレータ装置。
  6.  前記仮想マシン作成制御部は、所定のルールに基づいて、前記第1、第2の仮想化基盤のいずれかから、仮想マシンを作成する仮想化基盤を選択する請求項1から5いずれか一のオーケストレータ装置。
  7.  請求項1から6いずれか一のオーケストレータ装置を含んだ仮想ネットワークファンクション提供システム。
  8.  アドレス管理機能を備える第1の仮想化基盤を管理する第1の仮想化基盤管理部と、第2の仮想化基盤を管理する第2の仮想化基盤管理部と、に接続されたオーケストレータ装置に、
     前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークの情報を、他方の仮想化基盤管理部に提供し、前記他方の仮想化基盤管理部に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させるステップと、
     前記第2の仮想化基盤側で仮想マシンを作成する場合、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能に、当該仮想マシンの仮想ポートに設定するアドレスを作成させ、前記アドレスを前記第2の仮想化基盤側に提供することで、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させるステップと、
     を含む仮想マシンの作成方法。
  9.  アドレス管理機能を備える第1の仮想化基盤を管理する第1の仮想化基盤管理部と、第2の仮想化基盤を管理する第2の仮想化基盤管理部と、に接続されたオーケストレータ装置を構成するコンピュータに、
     前記第1、第2の仮想化基盤管理部のいずれか一方で作成された仮想ネットワークの情報を、他方の仮想化基盤管理部に提供し、前記他方の仮想化基盤管理部に、前記いずれか一方で作成された仮想ネットワークと仮想的に接続可能な仮想ネットワークを作成させる処理と、
     前記第2の仮想化基盤側で仮想マシンを作成する場合、前記第1の仮想化基盤管理部の前記アドレス管理機能に、当該仮想マシンの仮想ポートに設定するアドレスを作成させ、前記アドレスを前記第2の仮想化基盤側に提供することで、前記第2の仮想化基盤上に仮想マシンを作成させる処理と、
     を実行させるプログラム。
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