WO2017170470A1 - ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置と方法とプログラム - Google Patents

ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置と方法とプログラム Download PDF

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裕貴 吉村
忠明 宮田
創 前佛
西郡 豊
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Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application No. 2016-0663169 (filed on Mar. 28, 2016), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.
  • the present invention relates to a network function virtualization management orchestration apparatus, method, and program.
  • FIG. 1 is a figure quoted from FIG. 5.1 (The .NFV-MANO.architectural.framework.with.reference.points) on page 23 of Non-Patent Document 1.
  • a VNF (Virtualized Network Function) 22 corresponds to an application operating on a virtual machine (VM) on the server, and realizes a network function in software.
  • Each VNF 22 is provided with a management function (management of VNF 22 configuration, failure, performance, security, etc.) called EM (Element Manager: Element Management) 23 (which may be an EMS (Element Management System)).
  • EM Element Manager: Element Management
  • NFVI Network Functions Virtualization Infrastructure
  • NFVI Network Functions Virtualization Infrastructure 21 is a virtualized computing / virtualized storage / virtualized system that virtualizes hardware resources of physical machines (servers) such as computing, storage, and network functions in a virtualization layer such as a hypervisor. This is a platform that can be flexibly handled as a virtual hardware resource such as a virtual network.
  • NFV Orchestrator (NFVO) 11 of NFV-MANO (NFV Management & Orchestration) 10 is ⁇ Orchestration of NFVI21 resources, and -Lifecycle management of network service (NS) instances (for example, instantiation, scaling, termination, update, etc. of NS instances).
  • the NFV orchestrator 11 manages the NS catalog 14 and the VNF catalog 15, and has a repository 16 for NFV instances and a repository 17 for NFVI resources.
  • VNF Manager VNFM 12 is a life cycle management of VNF instances (for example, instantiation, update, query, scaling, termination, etc.) and events. Make notifications.
  • the virtualized infrastructure manager (VIM) 13 is, for example, ⁇ NFVI21 computing, storage, network resource management, ⁇ NFVI21 fault monitoring, -Perform resource monitoring of NFVI21.
  • OSS Operations Support Systems
  • BSS Business Support Systems
  • information systems devices, software, mechanisms, etc.
  • An NS catalog 14 represents a repository of network services (NS).
  • NS catalog (NS catalog) 14 is, for example, -Network service (NS) descriptor (Network Service Descriptor: NSD), ⁇ Virtual Link Descriptor (VLD), ⁇ VNF Forwarding Graph Descriptor (VNFFFGD), etc. Supports generation and management.
  • NS Network Service Descriptor
  • VLD Virtual Link Descriptor
  • VNFFFGD VNF Forwarding Graph Descriptor
  • the VNF catalog (VNF catalog) 15 represents, for example, a repository of an on-boarded VNF package (on-boarded VNF package).
  • the VNF catalog (VNF catalog) 15 is, for example, ⁇ VNFD (VNF Descriptor), -It has PNFD (PNF Descriptor) etc.
  • NFV instance repository (NFV instance Repository) 16 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 the NS life cycle management operation in the life cycle of each instance.
  • the NFVI Resource Repository (NFVI Resources Repository) 17 holds information on the resources of the NFVI 21 extracted by the VIM 13 and is available / reserved / relocated. Provide useful information for allocation, monitoring, etc.
  • the NFVI resource repository 17 reserves / assigned resources of the NFVI 21 to NS and the resources related to these resources (such as the number of virtual machines (VMs) used by the VNF 22 at any point in the life cycle of the VNF 22). Since it can be traced to the VNF instance, it is important for resource orchestration of the NFVO 11.
  • VMs virtual machines
  • a reference point Os-Ma-nfvo is a reference point between the OSS / BSS 30 and the NFVO 11.
  • Network service lifecycle management request Network Service Lifecycle management
  • -VNF lifecycle management request VNF Lifecycle management request
  • the reference point Vi-Vnfm is A resource allocation request from the VNFM 12 to the VIM 13; -Used for virtual resource configuration and status information exchange.
  • Reference point Ve-Vnfm-em is between EMS23 and VNFM12. ⁇ VNF instantiation, VNF instance search, update, termination, scale out / in, scale up / down, Used for configuration from the EM (EMS) 23 to the VNFM 12, event transfer, VNF configuration from the VNFM 12 to the VNF 22, event notification, and the like.
  • Ve-Vnfm-vnf is between VNF22 and VNFM12, Used for VNF instantiation, VNF instance search, update, termination, scale out / in, scale up / down, VNF to VNFM configuration, event forwarding, VNF configuration from VNFM12 to VNF22, event notification, etc. It is done.
  • the reference point Nf-Vi is a resource allocation request such as allocation of a virtual machine (VM), update of VM resource allocation, VM migration, termination of VM, creation / deletion of connection between VMs, together with an instruction of computing / storage resources Are 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.
  • VM virtual machine
  • update of VM resource allocation VM migration
  • termination of VM creation / deletion of connection between VMs
  • the reference point Vn-Nf represents an execution environment provided to the VNF 22 by the NFVI 21.
  • the reference point Or-Vnfm is Used for resource-related requests (authentication, reservation, allocation, etc.) by the VNFM 12, transfer of configuration information to the VNFM 12, and collection of VNF status information.
  • the reference point Or-Vi is It is used for the exchange of resource reservation requests (reserve resource requests), resource allocation requests (allocation resource requests) and virtual resources from the NFVO 11 (see Non-Patent Document 1 for details).
  • NSD Network Service Descriptor
  • NS Catalog 14 is a network service deployment template (Network Service Deployment Template), and scripts / network functions for specific life cycle events (instantiation, termination, scaling, etc.) Has an entity that defines the workflow.
  • VNFFGD VNF Forwarding Graph Descriptor
  • VNFFGD VNF Forwarding Graph Descriptor
  • VLD Virtual Link Descriptor
  • the VNFD (VNF Descriptor) of the VNF catalog 15 is a deployment template that describes VNFs from the viewpoint of deployment and operational behavior requirements (development and operational behaviors).
  • the VNFD is mainly used by the VNFM 12 in the instantiation (generation) of the VNF and the life cycle management of the VNF instance.
  • the VNFD is used by the NFVO 11 for management and orchestration of network resources and virtual resources on the NFVI 21 (computer system / middleware / service deployment / setting / management automation). It includes connectivity interface KPI (Key Performance Indicators) requirements used in NFVO11 for building a virtual link between a VNFC instance of NFVI21 or a VNF instance and an end point to another network function.
  • KPI Key Performance Indicators
  • PNFD Physical Network Function Descriptor
  • NS Network service
  • Network service record Network Service Record: NSR
  • VNFFG Record: VNFFGR Virtual link record
  • VLR Virtual Link Record: VLR
  • VNF Record: VNFR VNF Record: VNFR
  • PNF Record: PNFR PNF Record: PNFR
  • NSR, VNFR, VNFFGR, and VLR information elements provide a set of data items necessary for modeling the state of NS, VNF, VNFFG, and VL instances.
  • the PNF record represents an instance related to the PNF existing before the NS portion, and includes a runtime attribute (connectivity to the NFVO) of the PNF information.
  • servers Physical machines
  • server expansion is performed manually, for example.
  • VNF instance scaling can be done using, for example, a quality of service threshold, ⁇ Service quality is not satisfactory and capacity expansion is required, or ⁇ Capacity reduction is possible without affecting quality. This is done when it is determined.
  • VNF When the VNF instance scaling decision is made by a VNF with a monitoring function or threshold crossing detection function, the VNF notifies the EM (EMS) of capacity expansion (reduction), and the EM (EMS) notifies the VNFM. Or VNF notifies VNFM directly. Alternatively, the VNFM 12 may determine the scaling.
  • the scaling operation (Scaling Action) of the VNF instance may be provided by the VNF descriptor (VNFD).
  • the scaling may be determined by the VIM 13 or the OSS / BSS 30 and may be manually performed by a maintenance person from a maintenance terminal or the like (not shown).
  • Scaling Action As a scaling action (Scaling Action) ⁇ VM (scale up, CPU (Central Processing Unit), addition of memory), etc. ⁇ Addition of new VDU (Virtual Deployment Unit) instances (scale-out), ⁇ Shut down and delete instances (scale in), ⁇ Release resources of existing instances (scale down), -Increase in available network capacity, ⁇ Increased bandwidth.
  • VDU Virtual Deployment Unit
  • Shut down and delete instances scale in
  • Release resources of existing instances scale down
  • -Increase in available network capacity ⁇ Increased bandwidth.
  • the VNF 22 on the NFVI 21 shares physical resources between systems. For this reason, there is a possibility that necessary physical resources cannot be secured when the situation that requires scale-out occurs.
  • the scaling of VNF instances is triggered by, for example, the load of VNF22 or NFVI21.
  • FIG. 2 is a diagram showing a sequence of automatic VNF expansion (Automatic VNF Expansion) (see Non-Patent Document 1 B.4.4.1 “Automatic” VNF “Expansion” triggered ”by“ VNF ”performance“ measurement ”results, FIG. B.13).
  • Automatic VNF expansion refers to the addition of VNF capacity. By adding VNFC (VNF Component), etc., it supports the addition of capacity that will scale up virtual resources in VNF / VNFC, resulting in the scale of VNF. It will be out.
  • the VNFM 12 collects performance measurement results from the VNF 22 through a notification or acquisition operation of the performance measurement results of the VNF performance management interface (VNF Performance Management Interface).
  • Step S2> The VNFM 12 detects that more resources are needed from the performance measurement result.
  • VNFM 12 is a grant life cycle operation of VNF Lifecycle Operation Granting Interface (VNF Lifecycle Operation Granting Interface) based on the specifications of CPU, memory, etc. set in VNF Descriptor (VNFD). Using (Grant Lifecycle Operation), VNF is specified, and permission for expansion is requested to NFV Orchestrator (NFVO) 11 (Grant Lifecycle Operation (VNF, Scaling out)).
  • VNF Lifecycle Operation Granting Interface VNF Lifecycle Operation Granting Interface
  • VNFD VNF Descriptor
  • NFVO NFV Orchestrator
  • the NFVO 11 determines scaling and checks the resource request. The check checks whether the resource request can be covered by the pooled resource, CPU type, memory, etc., and optionally reserves the resource to the VIM 13.
  • the NFVO 11 reserves (reserves in advance) the requested resource using the resource reservation creation operation (Create Resource Reservation operation) of the virtualized resource management interface (Virtualized Resources Management Interface). May be.
  • Step S7> The NFVO 11 authorizes the VNFM 12 to scale out the VNF 22, and transmits an acknowledgment ACK (ACKnowledgement).
  • the VNFM 12 instructs the VIM 13 to allocate resources (Allocate Resources). For example, the VNFM 12 transmits a virtual machine (VM) generation and activation request to the VIM 13. The VIM identifier and VM parameter specified by the NFVO 12 are transmitted.
  • VM virtual machine
  • Step S9> The VIM 13 generates and activates a network resource related to the VM, and transmits an acknowledgment ACK to the VNFM 12.
  • Step S10> The VNFM 12 sets the VNF 22 (sets parameters specific to the deployment).
  • VNFM 12 notifies the EMS 23 that the VNF has been updated using the VNF lifecycle change notification interface (VNF Lifecycle Change Notification interface) (Notify VNF updated).
  • VNF lifecycle Change Notification interface notifies the state of the VNF instance due to the change in the VNF instance, such as a change in the number of VDUs due to outscaling or the like, or a change in the VNF configuration.
  • Step S12> The EM (EMS) 23 and the VNFM 12 update the updated VNF 22 as a managed device (Managed Device).
  • the EM (EMS) 23 sets VNFs with application-specific parameters.
  • Step S14> The VNFM 12 notifies the NFVO 11 of the successful expansion of the VNF 22 through the VNF lifecycle change notification interface (VNF Lifecycle Change Notification interface).
  • the NFVO 11 knows that a new VNF (new VNF configuration) has been generated.
  • Step S15> The NFVO 11 maps the scaled-out VNF 22 to the VIM 13 and the resource pool.
  • FIG. 3 is a diagram showing an automatic VNF reduction (Automatic VNF Contraction) sequence (see Non-Patent Document 1 B.4.4.3 “Automatic VNF” Contraction “triggered” by “VNF” performance “measurement” results, FIG. B.15).
  • VNF reduction Automatic VNF ⁇ contraction
  • VNFC termination by VNFM VNFM instruction to release resources to VIM, and the like are performed.
  • the VNFM 12 collects the performance measurement result from the VNF 22 by the notification or acquisition operation of the performance measurement result of the VNF performance management interface (VNF Performance Management Interface).
  • the VNFM 12 detects the necessity for resource reduction (capacity release) from the performance measurement result.
  • the VNFM 12 is a grant lifecycle operation (Grant Lifecycle Operation) of the VNF Lifecycle Operation Granting Interface (VNF Lifecycle Operation Granting Interface). Is used to request the NFVO 11 to verify the reduction of the VNF (Grant Lifecycle Operation (VNF, Scale In)).
  • Step S24> The NFVO 11 determines scaling based on, for example, a set policy.
  • the NFVO 11 authorizes the VNFM 12 to perform a VNF scale-in operation.
  • the NFVO 11 transmits an acknowledgment ACK to the VNFM 12.
  • Step S26 Graceful termination (automatic shutdown) of the VNF component (VNFC) is performed.
  • Step S27> The VNFM 12 instructs the VIM 13 to release resources (Release Resource).
  • Step S28> The VIM 13 releases the resource and transmits an acknowledgment ACK to the VNFM 12.
  • VNFM 12 notifies the NFVO 11 of the success of VNF reduction using the VNF lifecycle change notification interface (VNF Lifecycle Change Notification interface) (Notify Successful construction).
  • VNFM 12 notifies the EM (EMS) 23 that the VNF has been updated by releasing the capacity by using the VNF Lifecycle Change Notification interface (VNF Lifecycle Change Notification interface).
  • Step S31> The NFVO 11 updates the map of the VIM 13 and the resource pool.
  • Step S32> The EM (EMS) 23 and the VNFM 12 update the VNF as a managed device.
  • the EM (EMS) 23 uses the “NF Scale” of the VNF lifecycle management interface (VNF Lifecycle Management Interface). ”Is used to request the VNFM to expand (reduce) the capacity.
  • NS Network Service
  • instance scale-out scale-in
  • NFVO11 NFVO11
  • NS Network Service
  • NSD Network Service Descriptor
  • VNF instances such as automatic VNF expansion (reduction) is facilitated.
  • VNF is application software that operates on a virtual machine on a server, and physical resources (hardware resources) on the server are shared between VNF systems. For this reason, there is a possibility that necessary resources (for example, physical resources) cannot be secured at the time when the capacity needs to be increased. For example, even when trying to secure a resource using the resource reservation creation operation (Create Resource Reservation operation) in step S5 in FIG. 2, the resource may not be secured (the reservation result in step S6 fails). In this case, the scale-out or the like is not successful.
  • resource reservation creation operation Create Resource Reservation operation
  • the present invention was created in view of the above-mentioned problems, and one of its purposes is to make it possible to specify the life cycle execution of a virtual function at an arbitrary timing and condition, and a virtual resource corresponding to the life cycle. It is to provide a system, an apparatus, a method, and a program that enable advance reservation.
  • a life cycle execution condition registration for receiving a registration request for a life cycle execution condition of a virtual function under a virtual environment from a transmission source and registering the life cycle execution condition in a storage unit Means, pre-resource securing means for pre-allocating resources necessary for execution of the life cycle in the virtual function, and life cycle execution for determining whether or not the life cycle execution condition registered in the storage unit is satisfied
  • a condition determining unit a life cycle execution instructing unit for instructing execution of the life cycle when the life cycle execution condition is satisfied; and a result of executing the life cycle in a request for registering the life cycle execution condition.
  • a network function virtualization tube comprising life cycle execution result notification means for notifying the transmission source Orchestration apparatus is provided.
  • the resources necessary for executing the life cycle are secured in advance, and the registered life cycle It may be configured to perform control instructing execution of the life cycle when the execution condition is satisfied.
  • a virtual function life cycle execution condition registration request is received from a transmission source under a virtual environment, the life cycle execution condition is registered in a storage unit, and Reserving resources necessary for the execution of the life cycle in the virtual function in advance, Determining whether or not the execution condition of the life cycle registered in the storage unit is satisfied; Instructing execution of the life cycle when the life cycle execution condition is satisfied,
  • a network function virtualization management orchestration method for notifying the transmission result of the life cycle execution condition registration request to the transmission source of the life cycle execution condition.
  • a process of receiving a registration request for a life cycle execution condition of a virtual function under a virtual environment from a transmission source, and registering the life cycle execution condition in a storage unit In the virtual function, a process for controlling in advance to secure resources necessary for execution of the life cycle; Determining whether or not the execution condition of the life cycle registered in the storage unit is satisfied; A process for instructing execution of the life cycle when the life cycle execution condition is satisfied; There is provided a program for causing a computer to execute a process of notifying the transmission result of the life cycle execution condition registration request to the transmission source of the life cycle execution condition.
  • a computer-readable recording medium for example, HDD (Hard Disk Drive), CD (Compact Disk), DVD (Digital Versatile Disk), etc.
  • HDD Hard Disk Drive
  • CD Compact Disk
  • DVD Digital Versatile Disk
  • the present invention it is possible to specify the life cycle execution of a virtual function at an arbitrary timing and condition, and to reserve virtual resources in advance according to the life cycle.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating resource reallocation in another example of the exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates an exemplary embodiment of the invention in terms of functionality.
  • a maintenance terminal (maintenance device or the like, or EM, OSS in FIG. 1) 40 has a network interface for communication connection to NFV-MANO 10, and has a VNF life requesting registration of VNF life cycle execution conditions.
  • a cycle management request (VNF Lifecycle management request) is transmitted to NFV-MANO10.
  • the NFV-MANO 10 has a network interface for communication connection with a maintenance terminal (a maintenance device or the like, or EM or OSS in FIG. 1) 40.
  • the NFV-MANO 10 includes a life cycle execution condition registration unit (life cycle execution condition registration unit) 101, a prior resource reservation unit (previous resource reservation unit) 102, and a life cycle execution condition determination unit (life cycle execution condition determination unit). ) 103, life cycle execution instruction means (life cycle execution instruction section) 104, and life cycle execution result notification means (life cycle execution result notification section) 105.
  • the life cycle execution condition registration means (life cycle execution condition registration unit) 101 displays a VNF life cycle execution condition registration request (for example, date and time information for executing a life cycle) that is a virtual function (virtualized function) in a virtual environment. Registered) in the storage unit 106.
  • VNF life cycle execution condition registration request for example, date and time information for executing a life cycle
  • virtual function virtualized function
  • Pre-resource securing means (pre-resource securing unit) 102 reserves resources necessary for executing the VNF life cycle in advance.
  • Life cycle execution condition determination means (life cycle execution condition determination unit) 103 determines whether or not a life cycle execution condition (conditions such as date and time) registered in the storage unit 106 is satisfied.
  • the life cycle execution instruction unit (life cycle execution instruction unit) 104 determines that the life cycle execution condition is satisfied by the life cycle execution condition determination unit (life cycle execution condition determination unit) 103. Is instructed to execute.
  • the life cycle execution instructing unit (life cycle execution instructing unit) 104 instructs the NFVI 21 of the server 20 to execute the life cycle, for example.
  • Life cycle execution result notifying means (life cycle execution result notifying unit) 105 notifies the maintenance terminal (EMS, OSS, etc.) 40 of the life cycle execution result.
  • each means in the NFV-MANO 10 may be configured to be communicably connected via a communication device, instead of being integrated into one device. Further, a part or all of each means in the NFV-MANO 10 may be realized by a program executed by a computer (processor or the like).
  • the computer which may be a general-purpose computer such as a server
  • the computer reads out a program stored in a storage unit such as a semiconductor memory or an HDD into a main storage device and executes the program instructions, so that Alternatively, the corresponding function is realized in cooperation with hardware such as a communication device (transmission device, reception device).
  • the VNF life cycle execution conditions are registered, and the resources necessary for executing the VNF life cycle are secured in advance. For example, when the VNF needs to be scaled out. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a situation where necessary physical resources cannot be secured.
  • FIG. 6 shows an example of adding a virtual machine (VM) in which the life cycle specified by the execution condition of the VNF life cycle is allocated to VNF (VDU) or the like (VM scale-out).
  • VM virtual machine
  • VDU VNF
  • VM scale-out VM scale-out
  • two VMs are reserved in advance as resources (NFVI21 compute, storage, network resources, etc.) reserved in advance.
  • the life cycle specified by the execution condition of the VNF life cycle may be scaled up (addition of virtual CPU, increase in capacity of virtual memory, etc.).
  • the NFVI resource repository 17 holds the resource information of the reserved NFVI 21.
  • VNF Lifecycle Management Request A VNF lifecycle management request (VNF Lifecycle management Request) of the VNF lifecycle management interface (VNF Lifecycle management interface) is transmitted from the EMS 23 (maintenance terminal or the like) to the VNFM 12.
  • This VNF life cycle management request includes specification of execution conditions of the VNF life cycle (for example, specification of life cycle execution date and time) and registration request.
  • the VNFM 12 that has received the registration request for the execution condition of the VNF life cycle sets the condition in the condition workflow (Condition WorkFlow) 121.
  • the condition workflow (Condition WorkFlow) 121 is a VNF lifecycle workflow that is registered in the VNF lifecycle workflow (VNF Lifecycle Workflow) 122 that defines the flow of work in the VNF lifecycle, the workflow of the execution target VNF lifecycle, execution date and time, Includes repeated execution specification, execution priority information, etc.
  • the scale-out of the target VNF for example, the scale-out of the target VNF, the scale-out capacity, and the execution time (time) may be registered.
  • the registration request for the VNF life cycle execution condition may be transmitted from the OSS / BSS 30 or the like to the NFV orchestrator (NFVO) 11 on the VNF life cycle management interface (VNF Lifecycle management interface).
  • VNF Lifecycle management interface This interface enables a request / management operation for associating an NFVI resource and a VNF (specifications such as VNFD in FIG. 1) from a maintenance terminal (EMS, OSS, etc.).
  • VNF lifecycle management VNF Lifecycle Management
  • VNF scaling out / in, VNF scaling up / down, termination (stop), update (update), and the like are performed.
  • Step S102 Reserve Grant Request>
  • the VNFM 12 determines resources necessary for VNF life cycle execution (for example, scale-out) based on the registered execution conditions of the VNF life cycle, and sends the VNF life cycle (scale) to the NFV orchestrator (NFVO) 11.
  • a reservation grant request (Reservation Grant Request) of a resource necessary for execution of “out” or the like is performed.
  • Step S103 Resource Reserve Request>
  • the NFV orchestrator (NFVO) 11 Upon receiving a reservation grant request from the VNFM 12, the NFV orchestrator (NFVO) 11 transmits a resource reservation request (Resource Reserve Request) to the VIM 13 via Or-Vi (see FIG. 1). .
  • Step S104 Resource Reservation>
  • the VIM 13 secures a resource (for example, a virtual machine VM or a virtual resource such as a virtual CPU or virtual memory) in the NFVI 21.
  • a resource for example, a virtual machine VM or a virtual resource such as a virtual CPU or virtual memory
  • FIG. 6 shows a state where the virtual machine VM is secured.
  • the NFVI resource secured in advance is registered and managed in a resource pool, for example, by assigning a prior resource reservation management number (identification information).
  • the prior resource reservation management number is not limited to a number, and may include resource ID information (Identity information) and the like.
  • Step S105 Resource Reserve ACK>
  • the VIM 13 transmits a resource reservation acknowledgment (Resource Reserve ACK) to the NFV orchestrator (NFVO) 11.
  • the acknowledgment of the resource reservation may include the prior resource reservation management number and notify the NFV orchestrator (NFVO) 11 of the prior resource reservation management number.
  • Step S106 Reserve Grant ACK>
  • the NFV orchestrator (NFVO) 11 transmits a reservation grant acknowledgment (Reserve Grant ACK) to the VNFM 12.
  • the reservation grant acknowledgment (Reserve Grant ACK) may include the advance resource reservation management number and notify the VNFM 12 of the advance resource reservation management number.
  • VNF Lifecycle management ACK The VNFM 12 returns a VNF life cycle management acknowledgment (VNF Lifecycle management ACK) to the EMS 23.
  • This VNF life cycle management acknowledgment includes the execution result of registration of the execution condition of the VNF life cycle (registration ID of the execution condition of the VNF life cycle), the prior resource reservation management number, etc., and notifies these to the EMS 23 Also good.
  • Step S108 VNF Lifecycle Execution Condition Determination>
  • the VNFM 12 determines whether or not the registered execution condition of the VNF life cycle is satisfied.
  • the VNFM 12 checks whether the date and the current time of a clock (not shown) built in the VNFM 12 coincide with the designated date and time (or event information such as calendar) of the registered execution condition of the VNF life cycle.
  • Step S109 VNF Lifecycle Execution Request>
  • the execution condition of the VNF life cycle is satisfied (for example, when the current date / time corresponds to the designated date / time of the registered VNF life cycle execution condition)
  • the VNFM 12 is registered in the VNF life cycle workflow 122. Execute the VNF life cycle workflow.
  • the VNFM 12 transmits a VNF life cycle execution request (VNF Lifecycle Execution Request) to the VIM 13.
  • the VNFM 12 specifies the prior resource reservation management number in the VNF life cycle execution request (VNF Lifecycle Execution Request), and the VNF life cycle (for example, the VNF life cycle related to the reserved resource corresponding to the prior resource reservation management number)
  • the execution of scale-out may be instructed.
  • the VNFM 12 may instruct the VIM 13 to add a reserved virtual machine (VM) corresponding to the prior resource reservation management number.
  • VM virtual machine
  • Step S110 VNF Lifecycle Execution>
  • the VIM 13 instructs the NFVI 21 to execute a VNF life cycle (VNF Lifecycle Execution).
  • the NFVI 21 adds, for example, a reserved VM to an existing VNF based on an instruction from the VIM 13.
  • Step S111 VNF Lifecycle Execution ACK>
  • the VIM 13 returns a VNF life cycle execution acknowledgment (VNF Lifecycle Execution ACK) to the VNFM 12.
  • Step S112 VNF Lifecycle Execution Notification>
  • the VNFM 12 transmits a VNF life cycle execution notification (VNF Lifecycle Execution Notification) to the EMS 23.
  • step S109 in FIG. 6 when the VNF life cycle requesting execution is VNF scale-out, the process is executed from the processing in step S8 in FIG. 2 (allocation resources from VNFM 12 to VIM 13 (Allocate Resources)). It may be. In this case, a prior resource reservation management number corresponding to a reserved virtual machine (VM) may be notified to the VIM 13 by a resource allocation instruction.
  • VM virtual machine
  • step S109 of FIG. 6 when the VNF life cycle that requires execution is VNF scale-in, the resource capacity specified by the VNF life cycle execution condition is released from the capacity allocated to the VNF.
  • the VNFM 12 may shut down the VNF via NFVI (Graceful Termination) and execute the processing from step S27 in FIG. 3 as step S109 in FIG.
  • scaling is triggered by, for example, the load of VNF and NFV (performance measurement result). Pre-allocation of resources assuming an increase in necessary virtual resources could not be performed.
  • the designation of the execution condition of the VNF life cycle for the VNFM 12 may include, for example, information illustrated in FIG. Referring to FIG. 7, the “execution life cycle designation” of the workflow execution condition of the execution condition of the VNF life cycle is -Execution target VNF, The life cycle of the execution target VNF (instantiation (generation), termination (stop), scale-out, scale-in, other arbitrary VNF life cycle) may be included.
  • “Target resource amount at scale-out / scale-in” of workflow execution condition specifies the reference value of resource capacity required for VNF at scale-out. Also, a reference value of the resource capacity to be released may be specified for the VNF at the time of scale-in.
  • the “target resource amount at the time of scale-out / scale-in” may include threshold values 1 and 2 given to resources allocated to the VNF.
  • threshold 1 is the minimum required resource capacity.
  • threshold 2 is a spare resource capacity, which is released when other VNFs are required, and is reserved for other VNFs. It should be noted that the threshold given to the resource allocated to the VNF is not limited to the thresholds 1 and 2, and it is needless to say that more threshold ranks may be included.
  • “Priority setting” in the workflow execution condition specifies whether or not to prioritize this process (this workflow) when securing other resources to other VNFs or competing in the VNF life cycle.
  • this workflow When securing resources to other VNFs or competing in the VNF life cycle, resources are secured to other VNFs with higher priority, and life cycles of other VNFs with higher priority are prioritized.
  • “Execution date / time” in the workflow execution condition specifies the execution date and time of the VNF life cycle. For example, by designating a predetermined wild card for the date and time, the life cycle can be executed every day and every hour. Or it is good also as a template structure which makes it possible to designate life cycle execution every several days.
  • the life cycle of VNF is not limited to scale-out and scale-in, but may be, for example, VNF instantiation, termination, inquiry, or the like.
  • the information element is not limited to the information element shown in FIG. 7 specified by the execution condition of the VNF life cycle, and any information element desired by the registrant may be set.
  • a plurality of VNF life cycles are registered as execution conditions of the VNF life cycle, and a scenario is executed at a specified desired time, thereby automating the maintenance work of the VNF system and performing the maintenance process. Can be simplified.
  • the conditions specified by the life cycle execution condition registration means 101 in FIG. 4 are within a certain range of resources to be secured in advance as illustrated in FIG.
  • a threshold and a priority are set.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining another embodiment of the present invention. 8, the same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, differences from the configuration of FIG. 4 will be described.
  • the reserved resource reallocation means (reserved resource reallocation unit) 107 releases, for example, a predetermined capacity set as a spare resource among resources 1 (24-1) reserved in advance for VNF1. For example, the released resource is reassigned to the reserved resource 2 (24-2) for the VNF 2 that requires more resources (the priority is higher than the VNF 1). 8 represents a resource pool (resource pool) reserved in advance.
  • the resource 1 (24-1) reserved in advance for the VNF 1 is a resource reserved in advance for execution of the VNF life cycle.
  • the resource configuration managed by the prior resource reservation number is changed.
  • the resource reserved in advance for the VNF by the reservation is a virtual machine (VM)
  • the VM specification or capacity value corresponding to the resource 1 registered in the flavor 18 managed by the VIM 13 in FIG. 5 for example, Update the number of vCPUs (virtual CPUs) from 4 to 2, and the virtual memory capacity from 8 GB (Giba byte) to 4 GB, etc.
  • the VNF virtual resource configuration change is notified from the VIM 13 in FIG. 5 to the NFVO 11 or from the VIM 13 to the VNFM 12.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the reallocation of the virtual machine (VM) resource to the VNF by the reserved resource reallocation unit 107 of FIG.
  • VM virtual machine
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the reallocation of the virtual machine (VM) resource to the VNF by the reserved resource reallocation unit 107 of FIG.
  • -VM type 1
  • -VM Type 2
  • the threshold value 1 is the minimum required resource.
  • Threshold 2 is used as a reserve resource (released when another VNF needs it).
  • a resource secured in advance is set to VM (type 1) priority B (low).
  • VM type 1 priority B (low).
  • the resources 201 reserved in advance with the VM (type 1) priority B The minimum required resource 203 (threshold 1) is left for the VM (type 1) priority B (low), and the required amount of resources 205 is released from the reserve resource 204 with the threshold 2 to the VM (type 2). assign.
  • VNF virtualized communication server
  • VNF life cycle management of life cycle such as scale-out and scale-in of VNF has been described.
  • execution conditions of VNF life cycle are also applicable to life cycles such as scale-out and scale-in of NS (Network Service) instances.
  • the NS instance life cycle execution conditions are registered in advance, VNF necessary for NS instance life cycle execution is secured in advance, and when the NS instance life cycle execution conditions are established, NFVO or the like may execute NS instance scale-out, scale-in, or the like.
  • NS network service
  • NS instantiated (generated) by flavor A (one VNFA + two VNFBs) when the execution conditions of the registered NS instance life cycle are satisfied, with VNFA and VNFB having different functions.
  • NS network service
  • 2 VNFA + 2 VNFB another flavor B
  • life cycle of the virtual function is not limited to the above, and may be settings such as generation of a virtual function instance (instantiation), various controls, start, stop, restart, hail monitoring, operating conditions, and the like.
  • a life cycle execution condition registration means for receiving a registration request for a life cycle execution condition of a virtual function instance under a virtualized environment from a transmission source, and registering the life cycle execution condition in a storage unit; Prior resource securing means for securing in advance resources necessary for execution of the life cycle in the virtual function instance; Life cycle execution condition determining means for determining whether or not the life cycle execution condition registered in the storage unit is satisfied; Life cycle execution instructing means for instructing execution of the life cycle when the life cycle execution condition is satisfied; A life cycle execution result notification means for notifying the transmission source of the life cycle execution condition registration request, the life cycle execution result registration request; Network function virtualization management orchestration device.
  • Appendix 2 The network function virtualization management orchestration device according to appendix 1, wherein the prior resource securing unit assigns management identification information to a resource secured in advance.
  • Additional remark 1 or 2 further provided with the reserved resource reallocation means which releases a predetermined resource among the resources reserved in advance for the first virtual function and allocates the released resource to the second virtual function Network function virtualization management orchestration device.
  • the execution condition of the life cycle is For the resource to be secured in advance for the virtual function, it has an information element that specifies a minimum necessary resource and a spare resource
  • the reserved resource reallocation means includes: The network function virtualization management orchestration according to appendix 3, wherein at least a part of the reserve resource among resources reserved in advance for the first virtual function is released and allocated to the second virtual function apparatus.
  • the execution condition of the life cycle is It has an information element that sets the priority of the virtual function,
  • the second virtual function is set to a higher priority than the first virtual function
  • the reserved resource reallocation means includes: The network function virtualization management orchestration device according to appendix 3 or 4, wherein a reserve resource of the first virtual function having a low priority is released and allocated to the second virtual function having a high priority.
  • the transmission source is an element management system (EMS: Element Management System), and the VNF manager (VNFM) receives a registration request for a VNF life cycle execution condition from the transmission source from the EMS, and registers it.
  • EMS Element Management System
  • VNFM VNF manager
  • the network function virtualization management orchestration apparatus according to appendix 6, wherein the NFV orchestrator reserves resources of a network function virtualization infrastructure (NFVI) in advance in a virtualization infrastructure manager (VIM).
  • NFVI network function virtualization infrastructure
  • VNFM virtualization infrastructure manager
  • Appendix 10 The network function virtualization management orchestration method according to appendix 9, wherein management identification information is given to resources secured in advance.
  • Appendix 11 The network function virtualization management orchestration method according to appendix 9 or 10, wherein a predetermined resource among resources secured in advance for the first virtual function is released, and the released resource is allocated to the second virtual function .
  • the life cycle execution condition includes an information element that specifies a minimum necessary resource and a reserve resource for a resource to be secured in advance for the virtual function,
  • the resource secured in advance by the prior resource securing means includes a minimum necessary resource and a reserve resource,
  • the network function virtualization management according to any one of appendices 9 to 11, wherein at least a part of the reserve resource reserved in advance for the first virtual function is released and allocated to the second virtual function Orchestration method.
  • the life cycle execution condition has an information element for setting the priority of the virtual function,
  • the second virtual function is set to a higher priority than the first virtual function,
  • the network function according to any one of appendices 9 to 12, wherein when the reserved resource is reassigned, a spare resource of the first virtual function having a low priority is released and assigned to the second virtual function having a high priority.
  • Virtualization management orchestration method
  • the transmission source is an element management system (EMS: Element Management System), and the VNF manager (VNFM) receives a registration request for a VNF life cycle execution condition from the transmission source from the EMS, and registers it. Send a reservation authorization request to the NFV Orchestrator for the resources required to run the VNF lifecycle, 15.
  • NFVI network function virtualization infrastructure
  • VNFM virtualization infrastructure manager
  • (Appendix 17) A process of receiving a registration request for a life cycle execution condition of a virtual function instance under a virtual environment from a transmission source, and registering the life cycle execution condition in a storage unit; Processing for controlling in advance to reserve resources necessary for execution of the life cycle in the virtual function instance; Determining whether or not the execution condition of the life cycle registered in the storage unit is satisfied; A process for instructing execution of the life cycle when the life cycle execution condition is satisfied; A program that causes a computer to execute a process of notifying the transmission result of the life cycle execution condition registration request of the life cycle execution result.
  • Appendix 18 Appendix 17 causing the computer to further execute a reserved resource reassignment process for releasing a predetermined resource among resources reserved in advance for the first virtual function and allocating the released resource to the second virtual function The program described.
  • Appendix 19 The program according to appendix 17 or 18, wherein the virtual function is a virtualized network function (VNF).
  • VNF virtualized network function
  • NFV-MANO 11 NFV Orchestrator
  • VNFM VNF Manager
  • VIM Virtualized Infrastructure Manager
  • NS Catalog 15 VNF Catalog 16 NFV Instance Repository 17 NFVI Resource Repository 18
  • Flavor 20 Server 21 NFVI 22 VNF 22-1 VNF1 22-2 VNF2 23 EM (EMS) 24 Resource pool 24-1 Resource 1 24-2 Resource 2 30 OSS / BSS 40 Maintenance terminals (EMS, OSS, etc.) 101 Life cycle execution condition registration unit 102 Prior resource securing unit 103 Life cycle execution condition determination unit 104 Life cycle execution instruction unit 105 Life cycle execution result notification unit 106 Storage unit 107 Reserved resource reassignment unit 121 Condition workflow (Condition WorkFlow) 122 VNF Lifecycle Workflow (VNF LifeCycle WorkFlow) 141 NSD 151 VNFD 201 VM (type 1) prior resource reserved with priority B 202 VM (type 2) prior resource reserved request with priority A 203 Minimum required resource (threshold 1) 204 Reserve resource (thre

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Abstract

本発明は、仮想機能インスタンスのライフサイクル実行条件を指定可能とし、ライフサイクルに応じた仮想リソースの事前確保を可能とする。仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り記憶部に登録するライフサイクル実行条件登録手段と、前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保する事前リソース確保手段と、前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件が成立するか否かを判定するライフサイクル実行条件判定手段と、前記ライフサイクルの実行条件が成立している場合に、前記ライフサイクルの実行を指示するライフサイクル実行指示手段と、前記ライフサイクルの実行結果を前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の送信元に通知するライフサイクル実行結果通知手段を備える。

Description

ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置と方法とプログラム
 (関連出願についての記載)
 本発明は、日本国特許出願:特願2016-063169号(2016年3月28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。
 本発明はネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置と方法とプログラムに関する。
 サーバ上のハイパーバイザ(HyperVisor:HV)等の仮想化レイヤ(Virtualization Layer)上に実装した仮想マシン(Virtual Machine:VM)によりネットワーク機器等の機能をソフトウェア的に実現するNFV(Network Functions Virtualization)が知られている。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。
 VNF(Virtualized Network Function)22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。VNF22ごとにEM(Element Manager:要素管理)23という管理機能(VNF22の構成、障害、パーフォマンス、セキュリチティ等の管理)が設けられる(EMS(Element Manage System)であってもよい)。NFVI(Network Functions Virtualization Infrastructure)21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(NFV Management & Orchestration)10のNFVオーケストレータ(NFV Orchestrator:NFVO)11は、
・NFVI21のリソースのオーケストレーション、及び、
・ネットワークサービス(Network Service:NS)インスタンスのライフサイクル管理(例えば、NSインスタンスのインスタンシエーション(Instantiation)、スケーリング(Scaling)、ターミネーション(Termination)、更新(Update)等)を行う。また、NFVオーケストレータ11は、NSカタログ14、及びVNFカタログ15の管理を行い、NFVインスタンスのリポジトリ16、NFVIリソースのリポジトリ17を持つ。
 VNFマネージャ(VNF Manager:VNFM)12は、VNFインスタンスのライフサイクル管理(例えば、インスタンシエーション(instantiation)、更新(update)、クエリ(query)、スケーリング(scaling)、停止(termination)等)、およびイベント通知等を行う。
 仮想化インフラストラクチャマネージャ(Virtualized Infrastructure Manager:VIM)13は、例えば、
・NFVI21のコンピューティング、ストーレッジ、ネットワークのリソース管理、
・NFVI21の障害監視、
・NFVI21のリソース監視等を行う。
 OSS/BSS30のうちOSS(Operations Support 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 Support 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)14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)14は、例えば、
・ネットワークサービス(NS)ディスクリプタ(Network Service Descriptor:NSD)、
・仮想リンクディスクリプタ(Virtual Link Descriptor:VLD)、
・VNFフォアワーディンググラフディスクリプタ(VNF Forwarding Graph Descriptor:VNFFGD)等、
の生成と管理の支援を行う。
 VNFカタログ(VNF catalog)15は、例えばオンボードされたVNFパッケージ(on-boarded VNF package)のリポジトリを表している。VNFカタログ(VNF catalog)15は、例えば、
・VNFD(VNF Descriptor)、
・PNFD(PNF Descriptor)等を有する。
 NFVインスタンスリポジトリ(NFV instance Repository)16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)17は、VIM13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)NFVI21のリソースの情報を保持し、リソースの予約、割り当て、モニタ等に役立つ情報を提供する。NFVIリソースリポジトリ17は、NFVI21の予約/割り当て済みリソースを、これらのリソース(VNF22のライフサイクル中の任意の時点での該VNF22によって使用される仮想マシン(VM)の個数等)に関連したNS及びVNFインスタンスに対して追跡可能であるため、NFVO11のリソース・オーケストレーション等に重要である。
 図1において、参照ポイントOs-Ma-nfvoは、OSS/BSS30とNFVO11間の参照ポイントであり、
・ネットワークサービス・ライフサイクル管理要求(Network Service Lifecycle management)、
・VNFライフサイクル管理要求(VNF Lifecycle management request)、
・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Vi-Vnfmは、
・VNFM12からVIM13へ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等に用いられる。
 参照ポイントVe-Vnfm-emは、EMS23とVNFM12間で、
・VNFの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(EMS)23からVNFM12への構成、イベントの転送、VNFM12からVNF22へのVNF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、VNF22とVNFM12間で、
・VNFの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、VNFM12からVNF22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/ストレージ資源の指示とともに、仮想マシン(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の終了、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、NFVI21によってVNF22に提供される実行環境を表している。
 参照ポイントOr-Vnfmは、
・VNFM12によるリソース関連要求(認証、予約(reservation)、割り当て等)、VNFM12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Or-Viは、
・NFVO11からのVIM13ヘのリソース予約要求(reserve resource request)、リソース割り当て要求(allocate resource request)と仮想化リソースの構成と状態情報の交換等に用いられる(詳細は非特許文献1参照)。
 なお、NSカタログ14のNSD(Network Service Descriptor)は、ネットワークサービス・ディプロイメント・テンプレート(Network Service Deployment Template)であり、特定のライフサイクルイベント(インスタンシエーション、ターミネーション、スケーリング等)のネットワークファンクションのスクリプト/ワークフローを定義するエンティティを有する。
 VNFFGD(VNF Forwarding Graph Descriptor)は、ネットワークサービスのトポロジ、あるいは一部を、VNF、PNF、それらを接続する仮想リンク(Virtual Link)を参照することで記述したディプロイメントテンプレートである。
 VLD(Virtual Link Descriptor)は、NFVIで利用可能なVNF間、PNF間、NSのエンドポイント(端点)(endpoints)間のリンクに必要なリソース要求を記述したディプロイメントテンプレートである。
 VNFカタログ15のVNFD(VNF Descriptor)は、ディプロイメントとオペレーション上の挙動の要求(deployment and operational behavior requirements)の観点からVNFを記述するディプロイメントテンプレートである。VNFDは、VNFのインスタンシエーション(生成)とVNFインスタンスのライフサイクル管理において、VNFM12により、主に用いられる。VNFDは、NFVO11によって、ネットワークサービス、NFVI21上の仮想化リソースの管理とオーケストレーション(コンピュータシステム/ミドルウェア/サービスの配備/設定/管理の自動化)に用いられる。NFVI21のVNFCインスタンス、又は、VNFインスタンスと、他のネットワーク機能への端点間の仮想リンク構築のために、NFVO11で利用されるコネクティビティ・インタフェース・KPI(Key Performance Indicators)要件を含む。
 VNFカタログ15のPNFD(Physical Network Function Descriptor)は、アタッチした物理ネットワーク機能への、仮想リンクのコネクティビティ(接続性)、インタフェース、KPI要件を記述する。NSに物理デバイスが組み入れられるときに必要とされ、ネットワーク増設を容易にする。
 OSS/BSS30やVNFM12から、NFVO11に対して、NSまたはVNFのインスタンシエーション操作を実行する。インスタンシエーション操作の結果、新たに生成されたインスタンスを表すレコードが生成される。例えば、各ディスクリプタで与えられる情報、コンポーネントインスタンスに関連した追加のランタイム情報をもとに生成される各レコードは、ネットワークサービス(NS)のインスタンス状態をモデル化するためのデータを提供する。
 生成されるインスタンスレコードの種類として、例えば、
・ネットワークサービスレコード(Network Service Record:NSR)、
・VNFFGレコード(VNFFG Record :VNFFGR)、
・仮想リンクレコード(Virtual Link Record:VLR)、
・VNFレコード(VNF Record:VNFR)、
・PNFレコード(PNF Record:PNFR)
がある。
 NSR、VNFR、VNFFGR、VLR情報要素はNS、VNF、VNFFG、VLのインスタンスの状態のモデル化に必要なデータアイテム集合を提供する。PNFレコードは、NSの部分をなし前から存在するPNFに関連したインスタンスを表し、PNF情報のランタイム属性(NFVOへのコネクティビティ)を含む。
 非仮想化技術でのシステムのスケールアウト(サーバの増設)は、各システム単位で予めサーバ(物理マシン)を準備しておき、サーバの増設等は、例えば手動で設定を実施していた。
 図1を参照して説明したNFVアーキテクチャを実装することで、スケールリングが容易化されている。VNFインスタンスのスケーリングは、例えば、サービス品質閾値を用いて、
・サービス品質が満足できるものでなくなり容量の拡張が必要とされる、あるいは、
・品質に影響せずに容量の縮減が可能である、
と判断されたときに行われる。
 VNFインスタンスのスケーリングの決定が、モニタリング機能や閾値交差検出機能を備えたVNFで行われる場合、VNFは容量の拡張(縮減)をEM(EMS)に通知し、EM(EMS)がVNFMに通知するか、VNFが直接VNFMに通知する。あるいは、VNFM12がスケーリングを決定してもよい。VNFインスタンスのスケーリングの動作(Scaling Action)は、VNFディスクリプタ(VNFD)で提供されるようにしてもよい。
 スケーリングの決定は、VIM13、OSS/BSS30であってもよく、保守担当者が保守端末等(不図示)から手動で行うようにしてもよい。
 スケーリング動作(Scaling Action)として、
・VM(スケールアップ、CPU(Central Processing Unit)、メモリの追加)等、
・新しいVDU(Virtual Deployment Unit)インスタンスの追加(スケールアウト)、
・インスタンスのシャットダウンと削除(スケールイン)、
・既存のインスタンスのリソースを解放(スケールダウン)、
・利用可能なネットワーク容量の増加、
・バンド幅の増加、等がある。
 なお、図1において、NFVI21上のVNF22は、物理リソースをシステム間で共有している。このため、スケールアウトを要する状況となった時点で、必要な物理リソースを確保できない可能性がある。
 NFV-MANO10において、VNFインスタンスのスケーリングは、例えばVNF22やNFVI21の負荷等を契機としている。
 図2は、自動VNF拡大(Automatic VNF Expansion)のシーケンスを示す図である(非特許文献1のB.4.4.1 Automatic VNF Expansion triggered by VNF performance measurement results、Figure B.13参照)。自動VNF拡大(Automatic VNF Expansion)は、VNFの容量の追加をいい、VNFC(VNF Component)等の追加によりVNF/VNFCにおける仮想リソースのスケールアップとなる容量の追加をサポートし、結果としてVNFのスケールアウトとなる。
<ステップS1> VNFM12は、VNF性能管理インタフェース(VNF Performance Management Interface)の性能測定結果の通知又は取得の操作により、VNF22から性能測定結果を収集する。
<ステップS2> VNFM12は、該性能測定結果から、より多くのリソースが必要であることを検出する。
<ステップS3> VNFM12は、VNFデスクリプタ(VNFD)に設定されているCPU、メモリ等の仕様に基づき、VNFライフサイクル・オペレーション・グランティング・インタフェース(VNF Lifecycle Operation Granting Interface)のグラント・ライフサイクル・オペレーション(Grant Lifecycle Operation)を用いて、VNFを指定し、その拡大の許可を、NFVオーケストレータ(NFVO)11に要求する(Grant Lifecycle Operation(VNF, Scaling out))。
<ステップS4> NFVO11は、スケーリングの決定を行い、リソース要求をチェックする。チェックはリソース要求等が、プールされたリソース、CPUタイプ、メモリ等で賄えるものであるかチェックし、オプションとしてVIM13へのリソースの予約も行う。
<ステップS5-S6> NFVO11は、仮想化リソース管理インタフェース(Virtualized Resources Management Interface)のリソース予約作成オペレーション(Create Resource Reservation operation)を用いて、要求されたリソースを、予約(事前に確保)するようにしてもよい。
<ステップS7> NFVO11は、VNF22のスケールアウトをVNFM12に認可し、肯定応答ACK(ACKnowledgement)を送信する。
<ステップS8> VNFM12は、VIM13にリソース割り当て(Allocate Resources)を指示する。例えば、VNFM12はVIM13に仮想マシン(VM)の生成、起動要求を送信する。NFVO12に指示されたVIM識別子、VMパラメータを送信する。
<ステップS9> VIM13は、VMと関連するネットワークリソースを生成、起動し、VNFM12に肯定応答ACKを送信する。
<ステップS10> VNFM12は、VNF22の設定を行う(ディプロイメントに固有のパラメータを設定する)。
<ステップS11> VNFM12は、EMS23にVNFが更新されたことを、VNFライフサイクル変更通知インタフェース(VNF Lifecycle Change Notification interface)を用いて通知する(Notify VNF updated)。VNFライフサイクル変更通知インタフェースは、アウトスケーリング等によるVDUの数の変更や、VNFコンフィグレーションの変更等、VNFインスタンスの変更によるVNFインスタンスの状態を通知する。
<ステップS12> EM(EMS)23とVNFM12は、更新されたVNF22を管理されたデバイス(Managed Device)として更新する。
<ステップS13> EM(EMS)23は、アプリケーション固有のパラメータでVNFの設定を行う。
<ステップS14> VNFM12は、VNF22の拡大の成功を、NFVO11に、VNFライフサイクル変更通知インタフェース(VNF Lifecycle Change Notification interface)で通知する。NFVO11は、新たな構成のVNF(new VNF configuration)が生成されたことを知る。
<ステップS15> NFVO11は、スケールアウトしたVNF22をVIM13とリソースプールにマップする。
 図3は、自動VNF縮減(Automatic VNF Contraction)のシーケンスを示す図である(非特許文献1のB.4.4.3 Automatic VNF Contraction triggered by VNF performance measurement results、Figure B.15参照)。自動VNF縮減(Automatic VNF contraction)では、VNFMによるVNFCのターミネーション、VNFMによるVIMへのリソース解放の指示等が行われる。
<ステップS21> VNFM12は、VNF性能管理インタフェース(VNF Performance Management Interface)の性能測定結果の通知又は取得の操作により、VNF22から性能測定結果を収集する。
<ステップS22> VNFM12は、該性能測定結果から、リソースの縮減の必要性(容量の解放)を検出する。
<ステップS23> VNFM12は、VNFD等のVNFテンプレート(CPU,メモリ等)に基づき、VNFライフサイクル・オペレーション・グランティング・インタフェース(VNF Lifecycle Operation Granting Interface)のグラント・ライフサイクル・オペレーション(Grant Lifecycle Operation)を用いて、VNFの縮減の検証をNFVO11に要求する(Grant Lifecycle Operation(VNF, Scale In))。
<ステップS24> NFVO11は、例えば設定されたポリシ等に基づき、スケーリングの決定を行う。
<ステップS25> NFVO11は、VNFM12に対してVNFのスケールイン操作を認可する。NFVO11は、肯定応答ACKをVNFM12に送信する。
<ステップS26> VNFコンポーネント(VNFC)のグレースフル・ターミネーション(自動シャットダウン)が行われる。
<ステップS27> VNFM12は、VIM13に対してリソースの解放(Release Resource)を指示する。
<ステップS28> VIM13はリソースを解放し肯定応答ACKをVNFM12に送信する。
<ステップS29> VNFM12は、VNFライフサイクル変更通知インタフェース(VNF Lifecycle Change Notification interface)を用いてVNFの縮減の成功をNFVO11に通知する(Notify Successful contraction)。
<ステップS30>
 VNFM12は、VNFライフサイクル変更通知インタフェース(VNF Lifecycle Change Notification interface)を用いて、VNFが容量を解放して更新されたことをEM(EMS)23に通知する。
<ステップS31> NFVO11はVIM13とリソースプールのマップを更新する。
<ステップS32> EM(EMS)23とVNFM12は、管理されたデバイスとしてVNFを更新する。
 EM(EMS)23がVNFの拡大(縮減)(EM initiated VNF expansion(contraction))を開始する場合には、EM(EMS)23は、VNFライフサイクル管理インタフェース(VNF Lifecycle Management Interface)の「Scale VNF」を用いて、容量拡大(縮減)をVNFMに要求する。
 また、NS(Network Service)インスタンスのスケールアウト(スケールイン)等は、OSS/BSS30等から、NFVO11等に、NSD(Network Service Descriptor)に登録されている別のデプロイメントフレーバへのNS(Network Service)インスタンスのスケールアウト(スケールイン)を要求することによって行われる。
ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration (2016年1月10日検索)<http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf>
 以下に、本発明者らによる分析を与える。
 上記したように、NFVアーキテクチャを実装することで、自動VNF拡大(縮小)等、VNFインスタンスのスケーリング等が容易化されている。
 しかしながら、NFV―MANOにおいて、VNFの自動スケーリングは、VNF及びNFVIの負荷等を契機としている。
 このため、例えば、地域の催しもの(例:花火大会、お祭り等)やカレンダ(例:盆休み、年末年始等)などのイベント等に応じて必要な仮想リソースの増大を想定し、事前にリソースを確保しておくことができない。
 また、VNFは、サーバ上の仮想マシン上で動作するアプリケーションソフトウェアであり、サーバ上の物理リソース(ハードウェア資源)を、VNFシステム間で共有している。このため、容量の増設等を要する状況となった時点で必要なリソース(例えば物理リソース)を確保できない可能性がある。例えば、図2のステップS5のリソース予約作成オペレーション(Create Resource Reservation operation)を用いてリソースを確保しようとしても、リソースが確保できない場合がある(ステップS6の予約結果が失敗となる)。この場合、スケールアウト等は成功しない。
 したがって、本発明は上記課題に鑑みて創案されたものであって、その目的の一つは、任意のタイミングや条件にて仮想機能のライフサイクル実行を指定可能とし、ライフサイクルに応じた仮想リソースの事前確保を可能とするシステム、装置、方法、プログラムを提供することにある。
 本発明の一つの側面によれば、仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録するライフサイクル実行条件登録手段と、前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保する事前リソース確保手段と、前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定するライフサイクル実行条件判定手段と、前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示するライフサイクル実行指示手段と、前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知するライフサイクル実行結果通知手段と、を備えたネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置が提供される。本発明によれば、仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を受信すると、前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保しておき、登録した前記ライフサイクルの実行条件の成立を検出すると、前記ライフサイクルの実行を指示する制御を行う構成としてもよい。
 本発明の他の側面によれば、仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録し、
 前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保し、
 前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定し、
 前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示し、
 前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知する、ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法が提供される。
 本発明の他の側面によれば、仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録する処理と、
 前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保するように制御する処理と、
 前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定し、
 前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示する処理と、
 前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知する処理を、コンピュータに実行させるプログラムが提供される。本発明によれば、上記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(例えばHDD(Hard Disk Drive)、CD(Compact Disk)、DVD(Digital Versatile Disk)等の記録媒体、半導体ストレージデバイス等のnon-transitory computer readable recording medium)が提供される。
 本発明によれば、任意のタイミングや条件にて仮想機能のライフサイクル実行を指定可能とし、ライフサイクルに応じた仮想リソースの事前確保を可能としている。
非特許文献1のFigure 5.1に基づく図である。 非特許文献1のFigure B.13に基づく図である。 非特許文献1のFigure B.15に基づく図である。 本発明の例示的な実施形態の一例を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態の動作シーケンスを説明する図である。 本発明の例示的な実施形態において登録されるライフサイクル実行条件の一例を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態の他の例を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態の他の例におけるリソース再割り当てを説明する図である。
 本発明の例示的な実施形態について説明する。図4は、本発明の例示的な実施形態を機能の点から説明する図である。図4を参照すると、保守端末(保守装置等、あるいは図1のEM、OSS)40は、NFV-MANO10に通信接続するネットワークインタフェースを備え、VNFのライフサイクルの実行条件の登録を要求するVNFライフサイクル管理要求(VNF Lifecycle management request)を、NFV-MANO10に送信する。NFV-MANO10は、保守端末(保守装置等、あるいは図1のEM、OSS)40と通信接続するネットワークインタフェースを有する。
 NFV-MANO10は、ライフサイクル実行条件登録手段(ライフサイクルの実行条件登録部)101と、事前リソース確保手段(事前リソース確保部)102と、ライフサイクル実行条件判定手段(ライフサイクルの実行条件判定部)103と、ライフサイクル実行指示手段(ライフサイクル実行指示部)104と、ライフサイクル実行結果通知手段(ライフサイクル実行結果通知部)105を備えている。
 ライフサイクル実行条件登録手段(ライフサイクルの実行条件登録部)101は、仮想環境下での仮想機能(Virtualized Function)であるVNFのライフサイクル実行条件登録要求(例えばライフサイクルを実行する日時情報等を含む)を受け記憶部106に登録する。
 事前リソース確保手段(事前リソース確保部)102は、VNFのライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保する。
 ライフサイクル実行条件判定手段(ライフサイクルの実行条件判定部)103は、記憶部106に登録されたライフサイクルの実行条件(日時やイベント等の条件)が成立しているか否かを判定する。
 ライフサイクル実行指示手段(ライフサイクル実行指示部)104は、ライフサイクル実行条件判定手段(ライフサイクルの実行条件判定部)103でライフサイクルの実行条件が成立していると判定した場合に、ライフサイクルの実行を指示する。仮想機能がVNFの場合、ライフサイクル実行指示手段(ライフサイクル実行指示部)104は、例えばサーバ20のNFVI21に対してライフサイクルの実行を指示する。
 ライフサイクル実行結果通知手段(ライフサイクル実行結果通知部)105は、ライフサイクル実行結果を保守端末(EMS、OSS等)40に通知する。
 NFV-MANO10における上記各手段は、一つの装置に一体に組み込む構成とせず、通信装置を介して通信接続する構成としてもよいことは勿論である。また、NFV-MANO10における各手段の一部又は全ては、コンピュータ(プロセッサ等)で実行されるプログラムにより実現するようにしてもよい。この場合、コンピュータ(サーバ等の汎用コンピュータであってもよい)は、例えば半導体メモリ又はHDD等の記憶部に記憶されたプログラムを、主記憶装置に読み出し、プログラム命令を実行することで、ソフトウェア的に又は、通信装置(送信装置、受信装置)等のハードウェアと連携して、該当する機能を実現する。
 本発明によれば、VNFのライフサイクルの実行条件を登録しておき、さらに当該VNFのライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保する構成としたことで、例えばVNFがスケールアウトを要する時点で、必要な物理リソースを確保できないという事態の発生を回避可能としている。
 図5と図6は、上記した例示的な実施形態を、図1を参照して説明したNFVアーキテクチャへ具現化した一例を説明する図である。なお、特に制限されないが、図6では、VNFライフサイクルの実行条件で指定されたライフサイクルが、VNF(VDU)等に割り当てられる仮想マシン(VM)の増設の例(VMのスケールアウト)が示されている。予約により事前確保されるリソース(NFVI21のコンピュート、ストレージ、ネットワークリソース等)として、VMが例えば2台、事前に確保される。VNFライフサイクルの実行条件で指定されるライフサイクルはスケールアップ(仮想CPUの増設、仮想メモリ等の容量の増大等)であってもよい。
 図5において、NFVIリソースリポジトリ(NFVI Resources Repository)17は、予約された(reserved)NFVI21のリソース情報を保持する。
<ステップS101:VNF Lifecycle management Request>
 EMS23(保守端末等)からVNFライフサイクル管理インタフェース(VNF Lifecycle management interface)のVNFライフサイクル管理要求(VNF Lifecycle management Request)がVNFM12に送信される。このVNFライフサイクル管理要求には、VNFライフサイクルの実行条件の指定(例えばライフサイクル実行日時等の指定)及び登録の要求が含まれる。
 VNFライフサイクルの実行条件の登録要求を受けたVNFM12は、条件ワークフロー(Condition WorkFlow)121に条件を設定する。条件ワークフロー(Condition WorkFlow)121は、VNFライフサイクルの作業の流れを規定したVNFライフサイクルワークフロー(VNF Lifecycle WorkFlow)122に登録されているワークフローのうち、実行対象のVNFライフサイクルのワークフロー、実行日時、実行の繰り返し指定、実行優先度情報等を含む。
 VNFライフサイクルの実行条件として、例えば、対象VNFのスケールアウト、スケールアウトの容量、及び、実行時間(時刻)を登録するようにしてもよい。
 なお、VNFライフサイクルの実行条件の登録要求は、VNFライフサイクル管理インタフェース(VNF Lifecycle management interface)上で、OSS/BSS30等から、NFVオーケストレータ(NFVO)11に送信するようにしてもよい。このインタフェースは、保守端末(EMS、OSS等)から、NFVIリソースとVNF(図1のVNFD等の仕様)との対応付けの要求・管理操作を可能としている。VNFライフサイクル管理(VNF Lifecycle Management)では、例えば、VNFのスケーリングアウト/イン、VNFのスケールアップ/ダウン、ターミネーション(停止)、アップデート(更新)等が行われる。
<ステップS102:Reserve Grant Request>
 VNFM12は、登録されたVNFライフサイクルの実行条件をもとに、VNFライフサイクル実行(例えばスケールアウト)に必要なリソース等を割り出し、NFVオーケストレータ(NFVO)11に対して、VNFライフサイクル(スケールアウト等)の実行に必要なリソースの予約認可要求(Reserve Grant Request)を行う。
<ステップS103:Resource Reserve Request>
 NFVオーケストレータ(NFVO)11は、VNFM12からの予約認可要求(Reserve Grant Request)を受けると、VIM13に対してOr-Vi(図1参照)経由で、リソース予約要求(Resource Reserve Request)を送信する。
<ステップS104:Resource Reservation>
 VIM13は、NFVオーケストレータ(NFVO)11からのリソース予約要求(Resource Reserve Request)に応じて、NFVI21におけるリソース(例えば仮想マシンVM、あるいは仮想CPU、仮想メモリ等の仮想化リソース)を確保する。図6では、仮想マシンVMが確保された状態を示している。
 VIM13において、事前に確保したNFVIリソースは、例えば、事前リソース予約管理番号(識別情報)を付与してリソースプールに登録して管理する。事前リソース予約管理番号は、番号に制限されるものではなく、リソースのID情報(Identity情報)等を含むものであってもよい。
<ステップS105:Resource  Reserve ACK>
 VIM13は、NFVオーケストレータ(NFVO)11にリソース予約の肯定応答(Resource Reserve ACK)を送信する。このリソース予約の肯定応答が、事前リソース予約管理番号を含み、NFVオーケストレータ(NFVO)11に事前リソース予約管理番号を通知するようにしてもよい。
<ステップS106:Reserve Grant ACK>
 NFVオーケストレータ(NFVO)11は、VNFM12に、予約認可の肯定応答(Reserve Grant ACK)を送信する。予約認可の肯定応答(Reserve Grant ACK)が、事前リソース予約管理番号を含み、VNFM12に事前リソース予約管理番号を通知するようにしてもよい。
<ステップS107:VNF Lifecycle management ACK>
 VNFM12は、EMS23に対して、VNFライフサイクル管理肯定応答(VNF Lifecycle management ACK)を返す。このVNFライフサイクル管理肯定応答が、VNFライフサイクルの実行条件の登録の実行結果(VNFライフサイクルの実行条件の登録ID)や事前リソース予約管理番号等を含み、EMS23にこれらを通知するようにしてもよい。
 以上で、VNFライフサイクルの登録とNFVI21におけるリソースの予約(事前確保)が完了する。
<ステップS108:VNFライフサイクルの実行条件判定>
 リソースの予約(事前確保)が完了すると、VNFM12において、登録されたVNFライフサイクルの実行条件が成立しているか否かの判定が行われる。
 例えばVNFM12では、VNFM12が内蔵する時計(不図示)の日付、現在時刻が、登録されたVNFライフサイクルの実行条件の指定日時(あるいはカレンダ等のイベント情報)と一致するか否かチェックする。
<ステップS109:VNF Lifecycle Execution Request>
 VNFライフサイクルの実行条件が成立している場合(例えば現在の日時が、登録されたVNFライフサイクル実行条件の指定日時等に該当する場合)、VNFM12は、VNFライフサイクルワークフロー122に登録されているVNFライフサイクルのワークフローを実行する。VNFM12は、VIM13に対して、VNFライフサイクル実行要求(VNF Lifecycle Execution Request)を送信する。
 その際、VNFM12は、VNFライフサイクル実行要求(VNF Lifecycle Execution Request)に、事前リソース予約管理番号を指定し、VIM13に対して事前リソース予約管理番号に対応する予約されたリソースに関するVNFライフサイクル(例えばスケールアウト)の実行を指示するようにしてもよい。例えば、VNFM12は、VNFのスケールアウトの場合、事前リソース予約管理番号に対応する予約済みの仮想マシン(VM)の増設等をVIM13に指示するようにしてもよい。
<ステップS110:VNF Lifecycle Execution>
 VIM13は、NFVI21に対して、VNFライフサイクル実行(VNF Lifecycle Execution)を指示する。
 NFVI21は、VIM13からの指示に基づき、例えば既存のVNFに対して予約済みのVMを増設する。
<ステップS111:VNF Lifecycle Execution ACK>
 VIM13は、VNFライフサイクル実行の肯定応答(VNF Lifecycle Execution ACK)をVNFM12に返す。
<ステップS112:VNF Lifecycle Execution Notification>
 VNFM12は、EMS23にVNFライフサイクル実行通知(VNF Lifecycle Execution Notification)を送信する。
 なお、図6のステップS109において、実行を要求するVNFライフサイクルがVNFのスケールアウトである場合、図2のステップS8の処理(VNFM12からVIM13へのリソースの割り当て(Allocate Resources))から実行するようにしてもよい。この場合、リソースの割り当て指示により、予約済みの仮想マシン(VM)に対応する事前リソース予約管理番号をVIM13に通知するようにしてもよい。
 あるいは、図6のステップS109において、実行を要求するVNFライフサイクルがVNFのスケールインである場合、VNFライフサイクルの実行条件で指定されたリソース容量を、VNFに割り当てられた容量から解放する。この場合、例えばVNFM12は、NFVIを介してVNFをシャットダウン(Graceful Termination)させ、図6のステップS109として、図3のステップS27からの処理を実行するようにしてもよい。
 図2、図3等を参照して説明したように、NFVにおいて、スケーリングは、例えばVNF及びNFVの負荷を契機(性能測定結果)としており、ライフサイクルの実行条件の任意の指定によるスケーリングや、必要な仮想リソースの増大を想定したリソースの事前確保ができなかった。
 この課題を解決するため、上記した例示的な実施形態で説明したように、VNFライフサイクルに関して任意の実行条件の設定、VNFライフサイクル実行前に(事前に)、必要なリソースの確保が可能となり、スケールアウト等のスケーリングを成功させることが出来る。
 本実施形態において、特に制限されるものではないが、VNFM12に対してVNFライフサイクルの実行条件の指定は、例えば図7に例示した情報を含むようにしてもよい。図7を参照すると、VNFライフサイクルの実行条件のワークフロー実行条件の「実行ライフサイクル指定」は、
・実行対象VNF、
・実行対象VNFのライフサイクル(インスタンシエーション(生成)、ターミネーション(停止)、スケールアウト、スケールイン、その他任意のVNFライフサイクル)を含むようにしてもよい。
 ワークフロー実行条件の「スケールアウト/スケールイン時の対象リソース量」は、スケールアウト時のVNFで必要なリソース容量の基準値を指定する。また、スケールイン時のVNFに解放するリソース容量の基準値を指定するようにしてもよい。
 「スケールアウト/スケールイン時の対象リソース量」は、VNFに割り当てるリソースに付与される閾値1、閾値2を含むようにしてもよい。
 例えば、閾値1は、最低限必要なリソース容量である。また、閾値2は、予備リソース容量であり、他のVNFが必要とする場合、解放され、他のVNF用に確保される。なお、VNFに割り当てるリソースに付与される閾値は、閾値1、2に制限されるものでなく、さらに多くの閾値のランクを含むようにしてもよいことは勿論である。
 ワークフロー実行条件の「優先度設定」は、他のVNFへの他のリソース確保やVNFライフサイクルの競合時に、本処理(本ワークフロー)を優先するか否かを指定する。他のVNFへのリソース確保やVNFライフサイクルの競合時、優先度の高い他のVNFへリソースが確保され、また優先度の高い他のVNFのライフサイクルが優先される。
 ワークフロー実行条件の「実行日時/時間」は、VNFライフサイクルの実行日時を指定する。例えば、日時に、予め定められたワイルドカードを指定することで、毎日、毎時、当該ライフサイクルを実行することが可能となる。あるいは、何日おき等でのライフサイクル実行を指定可能とするテンプレート構成としてもよい。
 VNFのライフサイクルは、スケールアウト、スケールインに制限されるものでなく、例えばVNFのインスタンシエーション、ターミネーション、問い合わせ(Query)等であってもよい。また、VNFライフサイクルの実行条件で指定される図7に示した情報要素に制限されるものでなく、登録者が所望する任意の情報要素を設定するようにしてもよい。
 本実施形態によれば、VNFライフサイクルの実行条件として、複数のVNFライフサイクルを登録し、指定した所望の時間等に、シナリオを実行させることで、VNFシステムの保守業務を自動化し、保守工程の簡略化させることが可能となる。
 よく知られているように、VNFにおいて仮想リソースの使用/要求状況は、処理負荷等に応じて、常に変動している。
 このため、あるVNFに対して事前にリソースを確保すると、本来、リソースを必要とする他のVNFの要求と競合する事態、あるいは、他のVNFで必要なリソースを確保できない場合が発生する可能性がある。
 そこで、VNFで必要とするリソースを確保するにあたり、好ましくは、図4のライフサイクル実行条件登録手段101で指定する条件として、図7に例示したように、事前に確保するリソースの一定の範囲に対して、閾値、優先度を設定する。
 この結果、例えばVNFライフサイクル実行後のVNFの仮想リソースの使用状況や要求状況に合わせたリソースを確保することができる。
 図8は、本発明の別の実施形態を説明する図である。図8において、図4と同一の要素には同一の参照符号が付されている。以下では、図4の構成との相違点について説明する。予約済リソース再割り当て手段(予約済リソース再割り当て部)107は、例えばVNF1に対して事前に確保されたリソース1(24-1)のうち、予備リソースとして設定されている所定の容量を解放し、例えばより多くのリソースを必要とするVNF2(優先度がVNF1よりも高い)に対して確保されたリソース2(24-2)への該解放したリソースの再割り当てを行う。なお、図8の符号24は、事前に確保されたリソースのプール(リソースプール)を表している。
 なお、図8の例では、VNF1に対して事前に確保されたリソース1(24-1)は、VNFライフサイクル実行時のために事前に確保されたリソースであり、その一部を、リソース2に割り当てる場合、事前リソース予約番号で管理されるリソース構成(configuration)を変更する。
 例えば、予約により、VNFに対して事前確保されたリソースが仮想マシン(VM)の場合、図5のVIM13で管理するフレーバ18に登録されたリソース1に対応するVMのスペックや容量値(例えば、vCPU(virtual CPU)を4個から2個、仮想メモリの容量を8GB(Giba byte)から4GB等)を更新する。また、VNFの仮想リソース構成の変更は、図5のVIM13からNFVO11へ通知されるか、あるいは、VIM13からVNFM12へ通知される。
 図9は、図8の予約済リソース再割り当て手段107によるVNFへの仮想マシン(VM)のリソースの再割り当てを説明する図である。VNFライフサイクルの実行条件の指定では、VNFライフサイクルの実行条件において、
・VM(種別1)は優先度B(低)、
・VM(種別2)は優先度A(高)
に指定されているものとする。ここで、閾値1を最低限必要なリソースとする。閾値2を予備リソースとする(他のVNFが必要とする場合は解放される)。
 図9に示すように、事前に確保したリソースが、VM(種別1)優先度B(低)に設定されているものとする。この状態で、VM(種別2)優先度A(高)からのリソース要求に対して確保済みのリソースが不足していた場合、VM(種別1)優先度Bで事前に確保したリソース201のうち、最低限必要なリソース203(閾値1)をVM(種別1)優先度B(低)用に残し、閾値2の予備リソース204から必要量のリソース205を解放して、VM(種別2)に割り当てる。この結果、確保済みのリソースが不足しさらなるリソースを必要とする他のVNF(高優先度のVM上で稼働)に対して、相対的に低優先度のVMに対して事前に確保したリソースから、リソースの提供を可能としている。
 本実施形態によれば、仮想化された通信サーバ(VNF)など、非仮想化時と同様に、エンドユーザに影響なく、24時間無停止稼働が求められるシステムの必要リソース事前確保、及び、各種の仮想化サーバ(VNF)における保守業務の簡略化やシナリオ実行化を必要とするシステム等に適用して好適である。
 また、上記実施形態では、VNFのスケールアウト、スケールイン等のライフサイクルの管理について説明したが、NS(Network Service)インスタンスのスケールアウト、スケールイン等のライフサイクルについても、VNFライフサイクルの実行条件の事前登録と同様、NSインスタンスライフサイクルの実行条件を事前に登録し、NSインスタンスライフサイクル実行に必要なVNF等を事前に確保しておき、NSインスタンスライフサイクルの実行条件が成立した時点で、NFVO等はNSインスタンスのスケールアウト、スケールイン等を実行するようにしてもよい。例えばVNFAとVNFBをそれぞれ機能の異なるVNFとして、登録されたNSインスタンスライフサイクルの実行条件が成立したときに、フレーバA(1つのVNFA+2つのVNFB)によってインスタンシェート(生成)されたネットワークサービス(NS)から、別のフレーバB(2つのVNFA+2つのVNFB)によってインスタンシェート(生成)されるネットワークサービス(NS)に切り替える(スケールアウト)ようにしてもよい。すなわち、仮想環境下でのライフサイクル管理対象の仮想機能のインスタンスは、VNFインスタンスに制限されるものでなく、NSインスタンス等であってもよい。
 また仮想機能のライフサイクルは、上記に制限されず、仮想機能のインスタンスの生成(インスタンシェーション)、各種制御、起動、停止、再起動、 監視、動作条件等の設定であってもよい。
 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。
 特に制限されないが、上記した実施形態は例えば以下のように付記される。
(付記1)
 仮想化環境下での仮想機能インスタンスのライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録するライフサイクル実行条件登録手段と、
 前記仮想機能インスタンスにおいて前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保する事前リソース確保手段と、
 前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定するライフサイクル実行条件判定手段と、
 前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示するライフサイクル実行指示手段と、
 前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知するライフサイクル実行結果通知手段と、
 を備えたネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記2)
 前記事前リソース確保手段は、事前に確保したリソースに管理用の識別情報を付与する、付記1記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記3)
 第1の仮想機能に対して事前に確保されたリソースのうち所定のリソースを解放し、前記解放したリソースを第2の仮想機能に割り当てる予約済リソース再割り当て手段をさらに備えた付記1又は2記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記4)
 前記ライフサイクルの実行条件が、
 前記仮想機能に対して事前に確保するリソースについて、最低限必要なリソースと、予備リソースとを指定する情報要素を有し、
 前記予約済リソース再割り当て手段は、
 前記第1の仮想機能に対して事前に確保されたリソースのうち前記予備リソースの少なくとも一部を解放し、前記第2の仮想機能に対して割り当てる、付記3記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記5)
 前記ライフサイクルの実行条件が、
 仮想機能の優先度を設定する情報要素を有し、
 前記第2の仮想機能は、前記第1の仮想機能より高い優先度に設定されており、
 前記予約済リソース再割り当て手段は、
 優先度の低い前記第1の仮想機能の予備リソースを解放し、優先度の高い前記第2の仮想機能に割り当てる、付記3又は4記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記6)
 前記仮想機能は、仮想化ネットワーク機能(VNF:Virtualized Network Function)である、付記1乃至5のいずれかに記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記7)
 前記送信元は、エレメント管理システム(EMS:Element Management System)であり、VNFマネージャ(VNFM)は、前記EMSから、VNFのライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取って登録し、
 VNFのライフサイクルの実行に必要なリソースに関して予約認可要求をNFVオーケストレータに送信し、
 NFVオーケストレータは仮想化インフラストラクチャマネージャ(VIM)に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(NFVI:Network Functions Virtualization Infrastructure)のリソースを事前確保する、付記6記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記8)
 VNFマネージャ(VNFM)は、VNFのライフサイクルの実行条件を満たすと、仮想化インフラストラクチャマネージャ(VIM)にVNFライフサイクルの実行を指示する、付記7記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
(付記9)
 仮想化環境下での仮想機能インスタンスのライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録し、
 前記仮想機能インスタンスにおいて前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保し、
 前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定し、
 前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示し、
 前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知する、ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記10)
 事前に確保したリソースに管理用の識別情報を付与する、付記9記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記11)
 第1の仮想機能に対して事前に確保されたリソースのうち所定のリソースを解放し、前記解放したリソースを第2の仮想機能に割り当てる、付記9又は10記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記12)
 前記ライフサイクルの実行条件が、前記仮想機能に対して事前に確保するリソースについて、最低限必要なリソースと、予備リソースとを指定する情報要素を有し、
 前記事前リソース確保手段で事前に確保されたリソースが、最低限必要なリソースと、予備リソースを備え、
 前記第1の仮想機能に対して事前に確保された前記予備リソースの少なくとも一部を解放し前記第2の仮想機能に対して割り当てる、付記9乃至11のいずれかに記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記13)
 前記ライフサイクルの実行条件が、仮想機能の優先度を設定する情報要素を有し、
 前記第2の仮想機能は、前記第1の仮想機能より高い優先度に設定されており、
 前記予約済リソース再割り当てに際して、優先度の低い前記第1の仮想機能の予備リソースを解放し、優先度の高い前記第2の仮想機能に割り当てる、付記9乃至12のいずれかに記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記14)
 前記仮想機能は、仮想化ネットワーク機能(VNF:Virtualized Network Function)である、付記9乃至13のいずれかに記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記15)
 前記送信元は、エレメント管理システム(EMS:Element Management System)であり、VNFマネージャ(VNFM)は、前記EMSから、VNFのライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取って登録し、
 VNFのライフサイクルの実行に必要なリソースに関して予約認可要求をNFVオーケストレータに送信し、
 NFVオーケストレータは仮想化インフラストラクチャマネージャ(VIM)に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(NFVI:Network Functions Virtualization Infrastructure)のリソースを事前確保する、付記14記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記16)
 VNFマネージャ(VNFM)は、VNFのライフサイクルの実行条件が成立すると、仮想化インフラストラクチャマネージャ(VIM)にVNFライフサイクルの実行を指示する、付記15記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
(付記17)
 仮想化環境下での仮想機能インスタンスのライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録する処理と、
 前記仮想機能インスタンスにおいて前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保するように制御する処理と、
 前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定し、
 前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示する処理と、
 前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知する処理を、コンピュータに実行させるプログラム。
(付記18)
 第1の仮想機能に対して事前に確保されたリソースのうち所定のリソースを解放し、前記解放したリソースを第2の仮想機能に割り当てる予約済リソース再割り当て処理をさらに前記コンピュータに実行させる付記17記載のプログラム。
(付記19)
 前記仮想機能は、仮想化ネットワーク機能(VNF:Virtualized Network Function)である、付記17又は18記載のプログラム。
10 NFV-MANO
11 NFVO(NFV Orchestrator)
12 VNFM(VNF Manager)
13 VIM(Virtualized Infrastructure Manager)
14 NSカタログ
15 VNFカタログ
16 NFVインスタンスリポジトリ
17 NFVIリソースリポジトリ
18 フレーバ
20 サーバ
21 NFVI
22 VNF
22-1 VNF1
22-2 VNF2
23 EM(EMS)
24 リソースプール
24-1 リソース1
24-2 リソース2
30 OSS/BSS
40 保守端末(EMS、OSS等)
101 ライフサイクル実行条件登録手段
102 事前リソース確保手段
103 ライフサイクル実行条件判定手段
104 ライフサイクル実行指示手段
105 ライフサイクル実行結果通知手段
106 記憶部
107 予約済リソース再割り当て手段
121 条件ワークフロー(Condition WorkFlow)
122 VNFライフサイクルワークフロー(VNF LifeCycle WorkFlow)
141 NSD
151 VNFD
201 VM(種別1)優先度Bの事前リソース確保済み
202 VM(種別2)優先度Aの事前リソース確保要求
203 最低限必要なリソース(閾値1)
204 予備リソース(閾値2)
205 不足リソース

Claims (12)

  1.  仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を受信すると、前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保しておき、登録した前記ライフサイクルの実行条件の成立を検出すると、前記ライフサイクルの実行を指示する、処理を行う処理装置を備えた、ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  2.  仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録するライフサイクル実行条件登録手段と、
     前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保する事前リソース確保手段と、
     前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定するライフサイクル実行条件判定手段と、
     前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示するライフサイクル実行指示手段と、
     前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知するライフサイクル実行結果通知手段と、
     を備えた請求項1記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  3.  前記事前リソース確保手段は、事前に確保したリソースに管理用の識別情報を付与する、請求項1記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  4.  第1の仮想機能に対して事前に確保されたリソースのうち所定のリソースを解放し、前記解放したリソースを第2の仮想機能に割り当てる予約済リソース再割り当て手段をさらに備えた、請求項1乃至3のいずれか1項に記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  5.  前記ライフサイクルの実行条件が、
     前記仮想機能に対して事前に確保するリソースについて、最低限必要なリソースと、予備リソースとを指定する情報要素を有し、
     前記予約済リソース再割り当て手段は、
     前記第1の仮想機能に対して事前に確保されたリソースのうち前記予備リソースの少なくとも一部を解放し、前記第2の仮想機能に対して割り当てる、請求項4記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  6.  前記ライフサイクルの実行条件が、
     前記仮想機能の優先度を設定する情報要素を有し、
     前記第2の仮想機能は、前記第1の仮想機能より高い優先度に設定されており、
     前記予約済リソース再割り当て手段は、
     優先度の低い前記第1の仮想機能の予備リソースの少なくとも一部を解放し、優先度の高い前記第2の仮想機能に割り当てる、請求項4又は5記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  7.  前記仮想機能は、仮想化ネットワーク機能(VNF:Virtualized Network Function)である、請求項1乃至6のいずれか1項に記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  8.  前記送信元は、エレメント管理システム(EMS:Element Management System)であり、VNFマネージャ(VNFM)は、前記EMSから、VNFのライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取って登録し、
     VNFのライフサイクルの実行に必要なリソースに関して予約認可要求を、NFVオーケストレータに送信し、
     前記NFVオーケストレータは、仮想化インフラストラクチャマネージャ(VIM)に、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(NFVI:Network Functions Virtualization Infrastructure)のリソースを事前確保する、請求項7記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  9.  前記VNFマネージャ(VNFM)は、VNFのライフサイクルの実行条件が成立すると、仮想化インフラストラクチャマネージャ(VIM)に対して、VNFライフサイクルの実行を指示する、請求項8記載のネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション装置。
  10.  仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録し、
     前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保し、
     前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定し、
     前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示し、
     前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知する、ネットワーク機能仮想化管理オーケストレーション方法。
  11.  仮想化環境下での仮想機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を送信元から受け取り、前記ライフサイクルの実行条件を記憶部に登録する処理と、
     前記仮想機能において前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保するように制御する処理と、
     前記記憶部に登録された前記ライフサイクルの実行条件の成立の有無を判定し、
     前記ライフサイクルの実行条件が成立する場合に、前記ライフサイクルの実行を指示する処理と、
     前記ライフサイクルの実行結果を、前記ライフサイクルの実行条件の登録要求の前記送信元に通知する処理を、コンピュータに実行させるプログラム。
  12.  ネットワーク機能仮想化インフラストラクチャ(NFVI)上の仮想化ネットワーク機能(VNF)のライフサイクルを管理する管理装置と、
     前記仮想化ネットワーク機能の実行条件の登録要求を前記管理装置に送信する保守装置と、
     を備え、
     前記管理装置は、
     前記仮想化ネットワーク機能のライフサイクルの実行条件の登録要求を受けると、前記ライフサイクルの実行に必要なリソースを事前に確保しておき、
     登録した前記ライフサイクルの実行条件の成立を検出すると、前記ライフサイクルの実行を指示する、ネットワーク仮想化機能管理オーケストレーションシステム。
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