WO2020027065A1 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

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WO2020027065A1
WO2020027065A1 PCT/JP2019/029693 JP2019029693W WO2020027065A1 WO 2020027065 A1 WO2020027065 A1 WO 2020027065A1 JP 2019029693 W JP2019029693 W JP 2019029693W WO 2020027065 A1 WO2020027065 A1 WO 2020027065A1
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vnfs
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load
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聡史 西山
雅幸 西木
貴之 藤原
勇樹 武井
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日本電信電話株式会社
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    • H04L49/90—Buffering arrangements

Definitions

  • the present invention relates to a communication system and a communication method.
  • VNF Virtual Network Function
  • Non-Patent Document 1 incorporates a software high load prevention mechanism to protect software from DoS attacks and the like by performing rate limiting and priority control on packets processed by software, and to perform stable operations such as routing processing. Is described.
  • Non-Patent Document 2 describes a method of controlling a packet rate to be passed to software by a packet rate limiting function for a CPU to prevent a denial of service attack.
  • a single device can execute a rate limit for protecting software (CPU), but in a network to which SDN (Software-Defined Networking) is applied, software (CPU) and hardware (Programmable switches, etc.), when a plurality of CPUs are connected to a single piece of hardware, the rate limit resources on the hardware side may be exhausted.
  • SDN Software-Defined Networking
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a communication system and a communication method that reduce congestion of a CPU.
  • a communication system is a communication system that executes Internet Protocol (IP) communication, and includes a programmable switch that performs packet transfer and queuing, and a packet.
  • IP Internet Protocol
  • a communication system comprising: a plurality of VNFs (Virtual Network Functions) for executing a network function on a server, a server on which the VNFs operate, and a controller for controlling the programmable switches, wherein the programmable switches are configured by a plurality of queues.
  • a queue distributing unit for distributing an input packet to one of the VNFs according to the instruction of the controller for the queue group.
  • the VNF measures the consumption of server resources, Has a load measurement unit that notifies the load status to the A load analysis unit that analyzes the load of each VNF based on a certain rule, and a queue distribution unit according to whether a value based on the number of VNFs having a load higher than a predetermined value exceeds a certain number.
  • a queue control unit for changing a queue distribution rule.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the flow of processing in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of processing in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing a processing procedure of a communication process in the communication system shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a computer in which a programmable switch, a server, and a controller are realized by executing a program.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a communication system according to an embodiment.
  • the communication system 1 includes a programmable switch 10, a plurality of VNFs 20, a server 30 on which the VNFs 20 operate, and a controller 40, and executes IP communication.
  • the programmable switch 10 performs packet transfer and queuing.
  • the programmable switch 10 includes a queue group 11 configured by a plurality of queues, and a queue distribution unit 12 that distributes a packet input to the queue group 11 according to an instruction from the controller 40 to one of the VNFs 20.
  • the server 30 has server resources necessary for the VNF 20 to operate.
  • the server 30 may be a virtual server prepared on a cloud as a base for constructing NFV (Network ⁇ Function ⁇ Virtualization).
  • Each VNF 20 is dedicated software for providing NFV functions, and re-implements the functions provided by the dedicated hardware with software.
  • Each VNF 20 provides various network functions. For example, the VNF 20 performs a network function on a packet.
  • the VNF 20 includes a packet processing unit 21 that processes a packet transferred from the programmable switch 10.
  • the VNF 20 includes a load measurement unit 22 that measures the amount of server resource consumption and notifies the controller 40 of the load status.
  • the controller 40 controls the programmable switch 10.
  • the controller 40 includes a load analysis unit 41 that analyzes the load of each VNF 20 based on a certain rule, and a queue control unit 42 that changes a queue distribution rule for the queue distribution unit 12.
  • the queue control unit 42 changes the queue distribution rule for the queue distribution unit 12 according to whether or not the value based on the number of VNFs whose load is higher than the predetermined value exceeds a certain number. Specifically, the queue control unit 42 changes a queue distribution rule for the queue distribution unit 12 according to whether or not the number of VNFs having a load higher than a predetermined value exceeds a certain number.
  • the change timing of the queue distribution rule is not limited to this.
  • the queue control unit 42 determines the number of queues available from the queue group 11 (or queue resource information). get. If the product of the number of VNFs having a higher load than the predetermined value and the number of packet types is larger than the number of available queues, the queue control unit 42 sets a queue distribution rule that performs queue distribution in VNF20 units. change. On the other hand, if the product of the number of VNFs 20 having a higher load than the predetermined value and the number of packet types is less than the number of available queues, the queue control unit 42 allocates the queues according to the combination of the VNFs 20 and the packet types. To the distribution rule that performs As described above, the controller 40 may compare the product of the number of VNFs having a higher load than the predetermined value and the number of packet types with the number of available queues and perform more appropriate queue distribution.
  • FIG. 2 and FIG. 3 are diagrams for explaining the flow of processing in the communication system 1 shown in FIG.
  • FIG. 2 illustrates an example in which a plurality of VNFs are congested.
  • the VNFs 20A to 20C measure the consumption of the server resources and notify the controller 40 of the load status (load measurement result) (see (1) of FIG. 2).
  • the controller 40 analyzes the loads on the VNFs 20A to 20C.
  • the controller 40 changes the queue distribution rule (see (2) in FIG. 2).
  • the controller 40 changes the rules for allocating queues to the VNFs 20A to 20C, and notifies the programmable switch 10 of the changed queue allocation rules (see (3) in FIG. 2).
  • the queue is distributed to each of the VNFs 20A to 20C.
  • the communication system 1 when congestion occurs in a plurality of VNFs 20, the service level is reduced by performing a rough rate limit on a CPU basis as compared with a case where a fine rate limit is performed. And reduce CPU congestion.
  • FIG. 3 illustrates an example in which only a single VNF 20B is congested.
  • the controller 40 analyzes the loads of the VNFs 20A to 20C.
  • the controller 40 changes the queue distribution rule (see (2) in FIG. 3).
  • the controller 40 changes to a rule for distributing queues only to the VNF 20B, and notifies the programmable switch 10 of the changed rule for distributing queues (see (3) in FIG. 3).
  • the programmable switch 10 the queue is distributed only to the VNF 20B.
  • the service level is improved by finely performing the rate limit only on the VNF 20 in which congestion occurs.
  • FIG. 4 is a sequence diagram showing a processing procedure of communication processing in the communication system 1 shown in FIG.
  • each VAN 20 performs a load measurement for measuring the consumption of server resources (steps S1 to S3), and notifies the controller 40 of the load status (steps S4 to S3). S6).
  • the controller 40 analyzes the load of each VNF 20 of each VNF (step S7), and determines whether or not a value based on the number of VNFs having a load higher than a predetermined value exceeds a certain number (step S8). When the controller 40 determines that the value based on the number of VNFs whose load is higher than the predetermined value does not exceed the certain number (step S8: No), the controller 40 receives the load status by each VNF 20 again.
  • step S8 determines that the value based on the number of VNFs having a load higher than the predetermined value has exceeded a certain number (step S8: Yes)
  • the queue of the programmable switch 10 is reduced in order to reduce CPU congestion.
  • the distribution rule is changed (step S9).
  • the programmable switch 10 When the programmable switch 10 receives the notification of the changed queue allocation rule from the controller 40 (step S10), the programmable switch 10 allocates the queue according to the changed queue allocation rule (step S11), and causes the CPU congestion. To reduce.
  • the controller 40 analyzes the loads of the plurality of VNFs 20, and determines whether the value based on the number of VNFs having a load higher than the predetermined value exceeds a certain number.
  • the queue distribution rule for the switch 10 is changed.
  • the programmable switch 10 distributes the input packet to one of the VNFs 20 according to the distribution rule changed by the controller 40 with respect to a queue group including a plurality of queues.
  • the CPU congestion is reduced by allocating the queues of the programmable switch 10 according to the load status of each VNF 20.
  • a coarse granularity in VNF units is used.
  • the rate limit is performed, and when congestion occurs in some VNFs 20, the rate limit is performed with a fine granularity according to the VNFs 20.
  • congestion of the CPU is reduced by performing the rate limit according to the load condition.
  • each component of each device illustrated is a functional concept and does not necessarily need to be physically configured as illustrated.
  • the specific form of distribution / integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed / arbitrarily divided into arbitrary units according to various loads and usage conditions. Can be integrated and configured.
  • all or any part of each processing function performed by each device can be realized by a CPU and a program analyzed and executed by the CPU, or can be realized as hardware by wired logic.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a computer that implements the programmable switch 10, the server 30, and the controller 40 by executing a program.
  • the computer 1000 has, for example, a memory 1010 and a CPU 1020.
  • the computer 1000 has a hard disk drive interface 1030, a disk drive interface 1040, a serial port interface 1050, a video adapter 1060, and a network interface 1070. These components are connected by a bus 1080.
  • the memory 1010 includes a ROM (Read Only Memory) 1011 and a RAM 1012.
  • the ROM 1011 stores, for example, a boot program such as a BIOS (Basic Input Output System).
  • BIOS Basic Input Output System
  • the hard disk drive interface 1030 is connected to the hard disk drive 1090.
  • the disk drive interface 1040 is connected to the disk drive 1100.
  • a removable storage medium such as a magnetic disk or an optical disk is inserted into the disk drive 1100.
  • the serial port interface 1050 is connected to, for example, a mouse 1110 and a keyboard 1120.
  • the video adapter 1060 is connected to the display 1130, for example.
  • the hard disk drive 1090 stores, for example, an operating system (OS) 1091, an application program 1092, a program module 1093, and program data 1094. That is, a program that defines each process of the programmable switch 10, the server 30, and the controller 40 is implemented as a program module 1093 in which codes executable by a computer are described.
  • the program module 1093 is stored in, for example, the hard disk drive 1090.
  • the hard disk drive 1090 stores a program module 1093 for executing the same processing as the functional configuration in the programmable switch 10, the server 30, and the controller 40.
  • the hard disk drive 1090 may be replaced by an SSD (Solid State Drive).
  • the setting data used in the processing of the above-described embodiment is stored as the program data 1094 in, for example, the memory 1010 or the hard disk drive 1090. Then, the CPU 1020 reads out the program module 1093 and the program data 1094 stored in the memory 1010 and the hard disk drive 1090 to the RAM 1012 as necessary and executes them.
  • the program module 1093 and the program data 1094 are not limited to being stored in the hard disk drive 1090, but may be stored in, for example, a removable storage medium and read out by the CPU 1020 via the disk drive 1100 or the like. Alternatively, the program module 1093 and the program data 1094 may be stored in another computer connected via a network (LAN, Wide Area Network (WAN), or the like). Then, the program module 1093 and the program data 1094 may be read from another computer by the CPU 1020 via the network interface 1070.
  • LAN Local Area Network
  • WAN Wide Area Network

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

通信システム（１）は、パケットの転送及びキューイングを行うプログラマブルスイッチ（１０）と、パケットに対してネットワーク機能を実行する複数のＶＮＦ（２０）と、プログラマブルスイッチ（１０）を制御するコントローラ（４０）とを有し、プログラマブルスイッチ（１０）は、キュー群（１１）に対し、コントローラ（４０）の指示に従って、入力されたパケットをいずれかのＶＮＦ（２０）に振り分けるキュー振り分け部（１２）を有し、ＶＮＦ（２０）は、サーバリソースの消費量を測定して、コントローラ（４０）に負荷状況を通知する負荷測定部（２２）を有し、コントローラ（４０）は、一定のルールを基に各ＶＮＦ（２０）の負荷を分析する負荷分析部（４１）と、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたか否かに応じて、キューの振り分けルールを変更するキュー制御部（４２）とを有する。

Description

通信システム及び通信方法
　本発明は、通信システム及び通信方法に関する。
　従来、プログラマブルスイッチと仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ（Virtual　Network　Function））群を分離して実装する方法において、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）向けトラヒックのうち、特に負荷の重い制御パケットについて流量の制限（レートリミット）を行うことによって、一部ユーザの制御パケット増大に起因してＶＮＦが配置されたＣＰＵのリソースが枯渇することを防ぐ方法が提案されている（例えば、非特許文献１，２参照）。
　例えば、非特許文献１には、ソフトウェアの高負荷防止機構を搭載することによって、ソフトウェアで処理するパケットに対するレートリミット、優先制御により、ＤｏＳ攻撃などからソフトウェアを保護し、ルーティング処理等の安定した動作を実現する方法が記載されている。また、非特許文献２には、ＣＰＵに対するパケットのレート制限機能によって、ソフトウェアに渡すパケットのレートを制御し、サービス拒否攻撃を防止する方法が記載されている。
Alaxala、［online］、［平成３０年６月２５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.alaxala.com/jp/products/archive/datasheet_pamphlet/pdf/ax8300s_ds_op_ver12_7_r2.pdf＞ Catalyst　6500/6000スイッチのCPU高使用率、［online］、［平成３０年６月２５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：https://www.cisco.com/c/jp_jp/support/docs/switches/catalyst-6500-series-switches/63992-6k-high-cpu.html＞
　しかしながら、従来の方法では、単一のＣＰＵに対するレートリミットのみが考慮されている。このため、従来の方法では、複数のＣＰＵに対してプログラマブルスイッチが接続されるケースでは、よりレートリミットに必要なキュー数が不足してしまい、一部のフローにレートリミットを実施できずＣＰＵが輻輳してしまうという問題があった。言い換えると、従来の方法では、単一の装置においてソフトウェア（ＣＰＵ）を保護するためのレートリミットを実行できるが、ＳＤＮ（Software-Defined　Networking）を適用したネットワークにおいては、ソフトウェア（ＣＰＵ）とハードウェア（プログラマブルスイッチ等）とが分離するため、単一のハードウェアに対して複数のＣＰＵが接続されると、ハードウェア側のレートリミット資源が枯渇する可能性がある。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＣＰＵの輻輳を低減する通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、ＩＰ（Internet　Protocol）通信を実行する通信システムであって、パケットの転送及びキューイングを行うプログラマブルスイッチと、パケットに対してネットワーク機能を実行する複数のＶＮＦ（Virtual　Network　Function）と、ＶＮＦが動作するサーバと、プログラマブルスイッチを制御するコントローラと、を有する通信システムであって、プログラマブルスイッチは、複数のキューにより構成されるキュー群と、キュー群に対し、コントローラの指示に従って、入力されたパケットをいずれかのＶＮＦに振り分けるキュー振り分け部と、を有し、ＶＮＦは、サーバリソースの消費量を測定して、コントローラに負荷状況を通知する負荷測定部を有し、コントローラは、一定のルールを基に各ＶＮＦの負荷を分析する負荷分析部と、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたか否かに応じて、キュー振り分け部に対するキューの振り分けルールを変更するキュー制御部と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、ＣＰＵの輻輳を低減する。
図１は、実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示す通信システムにおける処理の流れを説明する図である。 図３は、図１に示す通信システムにおける処理の流れを説明する図である。 図４は、図１に示す通信システムにおける通信処理の処理手順を示すシーケンス図である。 図５は、プログラムが実行されることにより、プログラマブルスイッチ、サーバ、コントローラが実現されるコンピュータの一例を示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
［実施の形態］
　本発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態における通信システムの構成の一例を示す図である。
　図１に示すように、実施の形態に係る通信システム１は、プログラマブルスイッチ１０と、複数のＶＮＦ２０と、ＶＮＦ２０が動作するサーバ３０と、コントローラ４０とを有し、ＩＰ通信を実行する。
　プログラマブルスイッチ１０は、パケットの転送及びキューイングを行う。プログラマブルスイッチ１０は、複数のキューにより構成されるキュー群１１と、キュー群１１に対し、コントローラ４０の指示に従って入力されたパケットをいずれかのＶＮＦ２０に振り分けるキュー振り分け部１２と、を有する。
　サーバ３０は、ＶＮＦ２０が動作するために必要なサーバリソースを有する。サーバ３０は、ＮＦＶ（Network　Function　Virtualization）を構築するための基盤となり、クラウド上に用意された仮想的なサーバであってもよい。
　各ＶＮＦ２０は、ＮＦＶの機能を提供するための専用ソフトであり、専用ハードで提供されていた機能をソフトウェアで再実装したものである。各ＶＮＦ２０は、各種ネットワーク機能を提供する。例えば、ＶＮＦ２０は、パケットに対してネットワーク機能を実行する。ＶＮＦ２０は、プログラマブルスイッチ１０から転送されたパケットを処理するパケット処理部２１を有する。ＶＮＦ２０は、サーバリソースの消費量を測定して、コントローラ４０に負荷状況を通知する負荷測定部２２を有する。
　コントローラ４０は、プログラマブルスイッチ１０を制御する。コントローラ４０は、一定のルールを基に各ＶＮＦ２０の負荷を分析する負荷分析部４１と、キュー振り分け部１２に対するキューの振り分けルールを変更するキュー制御部４２と、を有する。
　例えば、キュー制御部４２は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたか否かに応じて、キュー振り分け部１２に対するキューの振り分けルールを変更する。具体的には、キュー制御部４２は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数が一定数を超えたか否かに応じて、キュー振り分け部１２に対するキューの振り分けルールを変更する。また、キューの振り分けルールの変更タイミングは、これに限らない。
　例えば、キュー制御部４２は、ＶＮＦ２０ごとに、パケット内ヘッダの情報により分類可能な複数の種別のパケットが入力される場合、キュー群１１から利用可能なキュー数（キューリソース情報でもよい。）を取得する。そして、キュー制御部４２は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数とパケット種別数との積が、利用可能なキュー数よりも大きい場合には、ＶＮＦ２０単位でのキュー振り分けを行う振り分けルールに変更する。一方、キュー制御部４２は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦ２０の数とパケット種別数との積が、利用可能なキュー数未満である場合には、ＶＮＦ２０とパケット種別と組み合わせに応じてキュー振り分けを行う振り分けルールに変更する。このように、コントローラ４０は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数とパケット種別数との積と、利用可能なキュー数とを比較し、より適切なキュー振り分けを行ってもよい。
［処理の流れ］
　次に、通信システム１における処理の流れについて説明する。図２及び図３は、図１に示す通信システム１における処理の流れを説明する図である。
　まず、図２では、複数のＶＮＦが輻輳している場合を例に説明する。図２に示すように、ＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃは、サーバリソースの消費量を測定して、コントローラ４０に負荷状況（負荷測定結果）を通知する（図２の（１）参照）。続いて、コントローラ４０は、ＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃの負荷を分析する。コントローラ４０は、分析の結果、複数のＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃが輻輳していると判定した場合、キューの振り分けルールを変更する（図２の（２）参照）。
　この例では、コントローラ４０は、ＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃのそれぞれにキューを振り分けるルールに変更し、変更したキューの振り分けルールをプログラマブルスイッチ１０に通知する（図２の（３）参照）。この結果、プログラマブルスイッチ１０では、ＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃのそれぞれにキューが振り分けられる。このように、通信システム１では、複数のＶＮＦ２０で輻輳している場合には、ＣＰＵ単位で荒くレートリミットを行うことによって、細かくレートリミットを行う場合と比して、サービスレベルは低下するものの網を保護し、ＣＰＵの輻輳を低減する。
　また、図３では、単一のＶＮＦ２０Ｂのみが輻輳している場合を例に説明する。図３に示すように、ＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃがコントローラ４０に負荷状況（負荷測定結果）を通知すると（図３の（１）参照）、コントローラ４０は、ＶＮＦ２０Ａ～２０Ｃの負荷を分析する。コントローラ４０は、分析の結果、ＶＮＦ２０Ｂのみが輻輳していると判定した場合、キューの振り分けルールを変更する（図３の（２）参照）。
　この例では、コントローラ４０は、ＶＮＦ２０Ｂのみにキューを振り分けるルールに変更し、変更したキューの振り分けルールをプログラマブルスイッチ１０に通知する（図３の（３）参照）。この結果、プログラマブルスイッチ１０では、ＶＮＦ２０Ｂのみにキューが振り分けられる。このように、通信システム１では、輻輳が生じているＶＮＦ２０のみに、きめ細かくレートリミットを行うことによって、サービスレベルを向上する。
［処理手順］
　図４は、図１に示す通信システム１における通信処理の処理手順を示すシーケンス図である。
　図４に示すように、サーバ３０では、各ＶＡＮ２０が、サーバリソースの消費量を測定する負荷測定を行い（ステップＳ１～ステップＳ３）、それぞれ、負荷状況をコントローラ４０に通知する（ステップＳ４～ステップＳ６）。
　コントローラ４０は、各ＶＮＦの各ＶＮＦ２０の負荷を分析して（ステップＳ７）、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたか否かを判定する（ステップＳ８）。コントローラ４０は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えていないと判定した場合（ステップＳ８：Ｎｏ）、改めて、各ＶＮＦ２０による負荷状況を受ける。
　一方、コントローラ４０は、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたと判定した場合（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、ＣＰＵの輻輳を低減するために、プログラマブルスイッチ１０に対するキューの振り分けルールを変更する（ステップＳ９）。
　そして、プログラマブルスイッチ１０は、コントローラ４０から、変更されたキューの振り分けルールの通知を受けると（ステップＳ１０）、変更されたキューの振り分けルールにしたがって、キューを振り分けて（ステップＳ１１）、ＣＰＵの輻輳を低減する。
［実施の形態の効果］
　このように、本実施の形態では、コントローラ４０が、複数のＶＮＦ２０の負荷をそれぞれ分析し、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたか否かに応じて、プログラマブルスイッチ１０に対するキューの振り分けルールを変更する。そして、プログラマブルスイッチ１０は、複数のキューで構成されるキュー群に対し、コントローラ４０が変更した振り分けルールに従って、入力されたパケットをいずれかのＶＮＦ２０に振り分けている。
　したがって、本実施の形態では、各ＶＮＦ２０の負荷状況に応じて、プログラマブルスイッチ１０のキューを振り分けることによって、ＣＰＵの輻輳を低減している。例えば、実施の形態では、荒い粒度でのレートリミットと細かい粒度でのレートリミットとになる２種の振り分けルールを用いることによって、複数のＶＮＦ２０で輻輳が発生した場合にはＶＮＦ単位の荒い粒度でレートリミットを行い、一部のＶＮＦ２０で輻輳が発生した場合は、このＶＮＦ２０に応じた細かい粒度でレートリミットを行う。このように、本実施の形態では、負荷状況に応じたレートリミットを実施することによって、ＣＰＵの輻輳を低減している。
［システム構成等］
　図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
　また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、あるいは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
［プログラム］
　図５は、プログラムが実行されることにより、プログラマブルスイッチ１０、サーバ３０、コントローラ４０が実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。
　メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１０１１及びＲＡＭ１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。
　ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ（Operating　System）１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、プログラマブルスイッチ１０、サーバ３０、コントローラ４０の各処理を規定するプログラムは、コンピュータにより実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。例えば、プログラマブルスイッチ１０、サーバ３０、コントローラ４０における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０９０は、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）により代替されてもよい。
　また、上述した実施形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。
　なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide　Area　Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。
　以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
　１　通信システム
　１０　プログラマブルスイッチ
　１１　キュー群
　１２　キュー振り分け部
　２０　ＶＮＦ
　２１　パケット処理部
　２２　負荷測定部
　３０　サーバ
　４０　コントローラ
　４１　負荷分析部
　４２　キュー制御部

Claims (3)

  1. 　ＩＰ（Internet　Protocol）通信を実行する通信システムであって、パケットの転送及びキューイングを行うプログラマブルスイッチと、パケットに対してネットワーク機能を実行する複数のＶＮＦ（Virtual　Network　Function）と、ＶＮＦが動作するサーバと、前記プログラマブルスイッチを制御するコントローラと、を有する通信システムであって、
    　前記プログラマブルスイッチは、
    　複数のキューにより構成されるキュー群と、
    　前記キュー群に対し、前記コントローラの指示に従って、入力されたパケットをいずれかの前記ＶＮＦに振り分けるキュー振り分け部と、
    　を有し、
    　前記ＶＮＦは、
    　サーバリソースの消費量を測定して、前記コントローラに負荷状況を通知する負荷測定部
    　を有し、
    　前記コントローラは、
    　一定のルールを基に各ＶＮＦの負荷を分析する負荷分析部と、
    　所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値が一定数を超えたか否かに応じて、前記キュー振り分け部に対するキューの振り分けルールを変更するキュー制御部と、
    　を有することを特徴とする通信システム。
  2. 　前記キュー制御部は、前記ＶＮＦごとに、パケット内ヘッダの情報により分類可能な複数の種別のパケットが入力される場合、前記キュー群から利用可能なキュー数を取得し、前記負荷の高いＶＮＦの数とパケット種別数との積が、前記利用可能なキュー数よりも大きい場合には、ＶＮＦ単位でのキュー振り分けを行う振り分けルールに変更し、前記負荷の高いＶＮＦの数とパケット種別数との積が、前記利用可能なキュー数未満である場合には、前記ＶＮＦとパケット種別との組み合わせに応じてキュー振り分けを行う振り分けルールに変更することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  3. 　ＩＰ（Internet　Protocol）通信を実行する通信システムであって、パケットの転送及びキューイングを行うプログラマブルスイッチと、パケットに対してネットワーク機能を実行する複数のＶＮＦ（Virtual　Network　Function）と、ＶＮＦが動作するサーバと、前記プログラマブルスイッチを制御するコントローラと、を有する通信システムが実行する通信方法であって、
    　前記プログラマブルスイッチは、複数のキューにより構成されるキュー群を有し、
    　前記ＶＮＦが、サーバリソースの消費量を測定して、前記コントローラに負荷状況を通知する工程と、
    　前記コントローラが、一定のルールを基に各ＶＮＦの負荷を分析する工程と、
    　前記コントローラが、所定値よりも負荷の高いＶＮＦの数に基づく値を超えたか否かに応じて、前記プログラマブルスイッチに対するキューの振り分けルールを変更する工程と、
    　前記プログラマブルスイッチが、前記キュー群に対し、前記コントローラが変更したキューの振り分けルールに従って、入力されたパケットをいずれかの前記ＶＮＦに振り分ける工程と、
    　を含んだことを特徴とする通信方法。
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