WO2020032169A1 - 障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラム - Google Patents

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WO2020032169A1
WO2020032169A1 PCT/JP2019/031353 JP2019031353W WO2020032169A1 WO 2020032169 A1 WO2020032169 A1 WO 2020032169A1 JP 2019031353 W JP2019031353 W JP 2019031353W WO 2020032169 A1 WO2020032169 A1 WO 2020032169A1
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communication device
service chaining
failure
ucpe
virtual network
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祐介 多田
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日本電気株式会社
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    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/20—Arrangements for monitoring or testing data switching networks the monitoring system or the monitored elements being virtualised, abstracted or software-defined entities, e.g. SDN or NFV

Definitions

  • the present invention is based on the priority claim of Japanese Patent Application No. 2018-151993 (filed on Aug. 10, 2018), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall be.
  • the present invention relates to a failure recovery control method, a communication device, a communication system, and a program.
  • SDN Software Defined Networking
  • a method is used in which network functions are separated from hardware and executed as software images on general-purpose hardware using virtualization technology. Have been.
  • these softwareized network functions can be integratedly managed by the SDN controller. As a result, the overall operation cost is reduced, and a quick response to a change in service demand, for example, is enabled.
  • VNF virtualized network functions
  • NFV Network Function Virtualization
  • ETSI European Telecommunications Standards Institute
  • VIM Virtualized Infrastructure Manager
  • VNFM Virtual Network Function Manager
  • orchestration NFV Orchestrator
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of a typical system configuration of a uCPE system.
  • hardware also referred to as “uCPE device” or “uCPE terminal”
  • CPE Customer Premises Equipment
  • a plurality of virtualized network functions are provided, which are virtualized network functions of home communication equipment or customer premises communication equipment.
  • VNF Virtual Network Function
  • Each of the bases 10A and 10B connects to a data center 20 (cloud) to be connected via a wide area network (WAN) 30.
  • the WAN 30 may be, for example, the Internet or MPLS (Multi-Protocol Label Switching).
  • the WAN 30 may be configured as an SD (Software-Defined) -WAN.
  • the orchestrator 202 is configured as, for example, an orchestrator (NFV / Orchestrator) of NFV / MANO (Network / Functions / Virtualization / Management / and / Network / Orchestration).
  • An orchestrator (NFV @ Orchestrator) 202 performs life cycle management (generation, monitoring, operation, deletion, etc.) of a network service composed of a plurality of VNFs, and performs integrated operation management of the entire system.
  • VNFM VNF Manager
  • VNFM is responsible for VNF configuration, life cycle management, and element management.
  • VNF descriptor VNF @ Descriptor: VNFD
  • VNFD VNF descriptor
  • the uCPE device 100 includes an NFV infrastructure (Network VI Functions Virtualization Infrastructure: NFVI) that provides an execution base for a VNF virtual machine.
  • NFVI provides a virtualization layer, such as a hypervisor, and the computing, storage, and networking hardware components that host the VNF.
  • Control of NFVI's computing, storage, and network resources (physical resources, virtual resources) and life cycle management are performed via the NFV MANO's Virtualized Infrastructure Manager (VIM).
  • the VIM may be provided, for example, on the uCPE devices 100A and 100B.
  • Service chaining refers to a mechanism in which various network functions such as routers, firewalls, and load balancers are linked to exchange packets in an appropriate order.
  • various network services can be provided to customers (users) at each base by operating a plurality of VNFs on the NFVI and connecting the VNFs by service chaining.
  • a controller (uCPE-PF (Platform) controller) 201 for setting / controlling a path inside the hardware platform, and setting / controlling a VNF at each base are set.
  • a controller group (VNF controller) 203 includes an orchestrator 202 for linking the controllers to provide a final network service.
  • the host device group such as the uCPE-PF controller 201, the VNF 203, and the orchestrator 202 is generally arranged in the data center 20.
  • the network functions virtualized by the VNF mounted on the uCPE device 100 include a virtual firewall, an IPS (Intrusion Prevention System), a virtual router, a VPN (Virtual Private Network) / NAT (Network Address). Translation, a virtual switch, a load balancer, an SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network), a WAN acceleration device, or the like.
  • IPS Intrusion Prevention System
  • VPN Virtual Private Network
  • NAT Network Address
  • Translation a virtual switch
  • load balancer an SD-WAN (Software-Defined Wide Area Network)
  • SD-WAN Software-Defined Wide Area Network
  • WAN acceleration device or the like.
  • VL Virtual Link
  • An external virtual link (External @ Virtual @ Link) of the virtual link (VL) is a logical link that provides a connection between a CP (Connection @ Point) of an external interface of the VNF and a connection between a CP of the VNF and a CP serving as a network service endpoint. is there.
  • An internal virtual link is a logical link within the VNF, and provides a connection between a CP of a VNFC (Virtual Network Function Component) and a CP that is an external interface of the VNF.
  • the virtual link (VL) is defined by VNF (Virtual @ Link @ Descriptor) which is a template describing resource requirements of a logical link connecting between VNFs constituting a network service and PNF (Physical @ Network @ Function).
  • a uCPE device 100 having a plurality of VNFs is arranged at each base 10, and a plurality of VNFs on the uCPE device 100 and a higher-level device group such as a controller or an orchestrator for controlling a service chain of the VNFs are arranged in a data center. 20.
  • the distance between each base 10 and the data center 20 may be as far as tens of thousands of kilometers.
  • the problem of transmission delay between the base 10 and the data center 20 becomes apparent.
  • the delay time in the network or the like affects SLA (Service Level Agreement) or the like.
  • the orchestrator 202 of the data center 20 grasps the entire system, and instructs the uCPE-PF controller 201 and the VNF controller 203 in response to a customer (user) request for a network service (“first Control signal).
  • a control signal (referred to as a “second control signal”) is transmitted from the uCPE-PF controller 201 or the VNF controller 203 that has received the instruction to the uCPE device 100 at the user's site, and the uCPE device 100 is controlled. As described above, control over a plurality of control planes (Control @ Plane) is performed until the service chaining is set in the uCPE device 100.
  • the second control signal from the uCPE-PF controller 201 or VNF controller 203 reaches the uCPE device 100. There is a delay.
  • the first control signal from the orchestrator 202 to the uCPE-PF controller 201 and the VNF controller 203 and the second control signal from the uCPE-PF controller 201 and the VNF controller 203 to the uCPE device 100 are respectively delayed. , It takes time from the occurrence of a failure in the uCPE device 100 to its recovery.
  • the dashed arrow from the uCPE device 100 indicates the occurrence of a failure in the uCPE device 100 until a control signal is transmitted to the uCPE device 100 via the orchestrator 202, uCPE-PF controller 201, and VNF controller 203.
  • the route is shown schematically.
  • Patent Literature 1 has a problem in that when a virtualized network service function is centrally controlled by a control device, the influence of the failure of the control device is large, and there is a problem of availability of the virtualized network service function. Has been described.
  • each device autonomously performs alive monitoring between devices, link failure detection and recovery, and link failure detection and recovery of each device. And dispersed. Further, in the service chaining system, mutual exchange of service function state advertisement information for enabling service chaining between the devices is performed autonomously among SCF (Service @ Chaining @ Forwarder) devices and distributed in a distributed manner. Do.
  • SCF Service @ Chaining @ Forwarder
  • each SCF device appropriately selects a transfer destination SF (Service @ Function) based on the "resource information” and the "cost total value” based on the topology information table managed by the SCF device.
  • SF Service @ Function
  • the higher-level equipment (orchestrator, controller, etc.) on the data center side grasps the fault and A control signal is transmitted from a higher-level device on the data center side to a uCPE device located at the base, In the uCPE device, a restoration process is executed based on the control signal.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a failure recovery control method, a communication apparatus, a communication system, a program, and a recording medium that enable a reduction in the failure recovery time of service chaining. Is to provide.
  • a communication device arranged at each site and having a plurality of virtual network functions used for service chaining, and the communication device connected to the communication device at the site via a network
  • a communication device provided at each site, including a plurality of virtual network functions, and having service chaining connecting the virtual network functions, At least one higher-level device connected to the communication device via a network and managing the virtual network function and the service chaining of the communication device;
  • the communication device includes a control unit that changes the service chaining of the communication device, and when a failure occurs in the communication device, the control unit of the communication device rearranges the service chaining.
  • a communication device provided at each base, having a plurality of virtual network functions, and having service chaining connecting the virtual network functions, wherein the virtual device Connected via a network to a network function and at least one higher-level device that manages the service chaining,
  • a storage unit for storing setting information of service chaining connecting the virtual network functions, and when a failure occurs, changing the service chaining based on the setting information held in the storage unit and recovering from the failure And a control unit.
  • a communication device provided at each base, having a plurality of virtual network functions, and having service chaining connecting the virtual network functions, wherein the virtual device A computer constituting the communication device connected via a network to at least one higher-level device that manages a network function and the service chaining; A process of storing and holding service chaining setting information for connecting the virtual network functions in a storage unit; When a failure occurs, a program is provided for executing processing for changing the service chaining and recovering from the failure based on the setting information held in the storage unit.
  • a communication device provided at each base, having a plurality of virtual network functions, and having a service chain connecting the virtual network functions, wherein the virtual device of the communication device A computer that configures the communication device connected via a network to at least one higher-level device that manages a network function and the service chaining; a service chain setting information that connects the virtual network functions to a storage unit; A computer-readable record storing a program for executing a process of storing and holding, and a process of changing the service chaining and recovering from the failure based on the setting information stored in the storage unit when a failure occurs.
  • a medium is provided.
  • the recording medium is, for example, a semiconductor storage such as a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), or an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), an HDD (Hard Disk Drive), a CD (Compact Disc), and a DVD (Compact Disc). It consists of a non-transitory computer readable recording medium such as Digital Versatile Disc.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration (base management unit) according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart illustrating the operation of an exemplary embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart illustrating the operation of an exemplary embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart illustrating the operation of an exemplary embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart illustrating the operation of an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an exemplary embodiment of the present invention. It is a figure explaining a related art.
  • a service chaining change function at the time of a failure that is normally performed by an upper-level device such as an orchestrator (NFV @ Orchestrator) is deployed in the uCPE device at each site.
  • an upper-level device such as an orchestrator (NFV @ Orchestrator)
  • the uCPE device autonomously changes the service chaining for recovery from the failure in the uCPE device without waiting for an instruction from a higher-level device such as the orchestrator, and recovers the failure. carry out. For this reason, it is possible to shorten the time of service chaining change, which took time from the occurrence of a failure to the recovery, thereby realizing a reduction in failure recovery time.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating differences between the exemplary uCPE system illustrated in FIG. 9 and an exemplary embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention when FIG. 9 is a comparative example, and it should be understood that the present invention should not be construed as being limited to the configuration of FIG. Of course.
  • the number of sites is not limited to two, and the number of VNFs on the uCPE device is not limited to two.
  • the uCPE device 100, the WAN 30, the data center 20, and the like the same description as in FIG. 9 will be appropriately omitted to avoid duplication, and differences will be described.
  • the uCPE device 100 stores configuration information of a VNF operating on the NFVI of the uCPE device 100 and setting information such as an internal path for service chaining in a storage unit (not shown).
  • the uCPE device 100 recovers a failure by rearranging the service chaining, for example, in response to the failure information.
  • the uCPE device 100 includes various setting information (VNF configuration information) transmitted from higher-level devices such as the orchestrator 202, the uCPE-PF controller 201, and the VNF controller 203 of the data center 20 to the VNF or the like operating on the uCPE device 100. And a control signal relating to an internal route between VNFs used in service chaining.
  • the uCPE device stores various setting information transmitted from the higher-level device to the VNF or the like in a storage unit (not shown), analyzes the various setting information, and uses the information in the VNF configuration information or service chaining. The information about the internal route between VNFs is obtained.
  • the failure notification (management signal) sent from the uCPE device 100 to the higher-level device is analyzed to understand the content of the failure.
  • a failure of a logical port of a VNF implemented as a virtual machine (Virtual Machine: VM) on an NFVI (NFV Infrastructure) of the uCPE device 100, a failure of the hardware and software platform of the uCPE device 100, and the like. May be detected.
  • the uCPE device 100 After grasping the failure, the uCPE device 100 performs service chaining to bypass the location where the failure has occurred (for example, VNF) based on the VNF configuration information and service chaining information held in the uCPE device 100. Is derived (calculated) and service chaining is rearranged to recover from the failure.
  • the uCPE device 100 After recovery from the failure, the uCPE device 100 transmits a setting change notification such as an internal route between VNFs used for service chaining to a higher-level device (the VNF controller 203, the orchestrator 202, etc.), and manages the upper-level device. To update the setting information. As a result, a difference is not caused between the host device (the VNF controller 203 and the orchestrator 202, etc.), the uCPE device 100, and the setting information related to the VNF.
  • a setting change notification such as an internal route between VNFs used for service chaining to a higher-level device (the VNF controller 203, the orchestrator 202, etc.)
  • the uCPE device 100 After recovery from the failure, the uCPE device 100 transmits a setting change notification such as an internal route between VNFs used for service chaining to a higher-level device (the VNF controller 203, the orchestrator 202, etc.), and manages the upper-level device
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a change in service chaining.
  • FIG. 2 is a diagram based on Figure 6.5 of ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualization (NFV); Management and Orchestration.
  • the service chain connecting the VNFs includes virtual links (Virtual @ Link) VL1, VNF1, virtual links VL2, VNF2, VNF3, and virtual link VL4.
  • the broken line in FIG. 2 is an NFP (Network Forwarding Path) 1.
  • the NFP is managed by VNFFGR (VNF Forwarding Graph Record) (instance record) or the like.
  • VNFFGR VNF Forwarding Graph Record
  • NFP1 includes a virtual link VL1 between a network service end point (connection point) CP01 to a connection point CP11 of VNF1, a virtual link VL2 between a connection point CP13 of VNF1 and a connection point CP21 of VNF2, and a connection point CP21 of VNF2. And a virtual link VL2 between a connection point CP31 of VNF3 and a virtual link VL4 between a connection point CP33 of VNF3 and a network service end point (connection point CP02).
  • the VNF2 when detecting a failure of the connection point CP21 of the VNF2, the VNF2 bypasses the VNF2 instead of the NFP1 by referring to information elements of VNFFFGD (VNF Forwarding Graph Descriptor), VNFFFGR, NFP, a customer service contract, and the like.
  • VNFFFGD VNF Forwarding Graph Descriptor
  • VNFFFGR VNF Forwarding Graph Descriptor
  • NFP a customer service contract
  • the switching to the route NFP2 may be performed.
  • the route may be switched to the route NFP3 that bypasses the VNF2.
  • the VNF 2 may be normally terminated (gracefully @ terminate) or forcibly terminated (forcefully @ terminate).
  • system switching may be performed as an auto-healing from a failed VNF in the active (active) system to a VNF in the standby (standby) system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the uCPE apparatus 100.
  • the uCPE device 100 includes a communication unit 110, a site management unit 120, a uCPE-PF management unit 130, and a VNF management unit 140.
  • the communication unit 110 includes an interface (network interface) (not shown) that communicates with the uCPE device 100 and the uCPE-PF controller 201 and the VNF controller 203 of the data center 20 via the WAN 30.
  • interface network interface
  • the base management unit 120 mediates control system signals between the uCPE-PF management unit 130 and the VNF management unit 140 and higher-level devices such as the uCPE-PF controller 201 and the VNF controller 203 of the data center 20, and sets from the control system signals.
  • the information is extracted and stored in a storage unit (not shown).
  • a management signal for example, an SNMP (Simple Network Management Protocol) trap (a change generated in the SNMP agent system by the SNMP agent is transmitted to the SNMP manager as an SNMP trap) or a log
  • SNMP Simple Network Management Protocol
  • a failure signal is included in the management signal, if it is determined that the failure can be recovered based on the held setting information, the uCPE- This is performed for the PF management unit 130 and the VNF management unit 140.
  • the uCPE-PF management unit 130 manages a virtual machine (Virtual Machine: VM) for mounting the VNF of the uCPE device 100, and manages an internal path between the VNFs for service chaining. -Accept control from the PF controller 201.
  • VM Virtual Machine
  • the VNF management unit 140 manages the VNF deployed on the virtual machine (VM) created by the uCPE-PF management unit 130, and receives control from the VNF controller 203, which is a higher-level device.
  • VM virtual machine
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the base management unit 120 in FIG.
  • the site management unit 120 includes a signal analysis unit 121, a failure recovery control unit 122, a route management unit 123, and a configuration management unit 124.
  • the signal analysis unit 121 instructs the path management unit 123 or the configuration management unit 124 to save each setting information if it is a control system signal, and If it is a signal, it notifies the failure recovery control unit 122.
  • the failure recovery control unit 122 determines whether a failure has occurred. When it is determined that a failure has occurred, the failure recovery control unit 122 acquires the setting information held in the route management unit 123 and the configuration management unit 124, and calculates service chaining for failure recovery.
  • the failure recovery control unit 122 determines that the failure can be recovered, the failure recovery control unit 122 instructs the uCPE-PF management unit 130 and the VNF management unit 140 to change the settings. Further, after the setting change in the uCPE-PF management unit 130 and the VNF management unit 140 is completed, the failure recovery control unit 122 sends a notification of the setting change to the higher-level device such as the uCPE-PF controller 201 and the VNF controller 203. .
  • the route management unit 123 stores internal route information related to service chaining in a storage unit (not shown) according to an instruction from the signal analysis unit 121.
  • the path management unit 123 passes the internal path information held in the previous storage unit (not shown) to the failure recovery control unit 122.
  • the configuration management unit 124 like the route management unit 123, stores and transfers information such as the type of VNF mounted on the uCPE device 100 and the virtual port used for service chaining.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the operation of the exemplary embodiment of the present invention.
  • Step S11> After receiving a control system signal from a higher-level device (uCPE-PF controller 201 or VNF controller 203) by the communication unit 110 of the uCPE device 100, the control system signal is transmitted to the uCPE-PF management unit 130 or Before being sent to the VNF management unit 140, it is passed to the site management unit 120.
  • a control system signal from a higher-level device (uCPE-PF controller 201 or VNF controller 203)
  • Step S12> The base management unit 120 that has received the control system signal analyzes the control system signal in the signal analysis unit 121.
  • Step S13> As a result of the analysis in step S12, if the control system signal is a control system signal related to service chaining to the uCPE-PF management unit 130, the control system signal is route-managed in order to cause the route management unit 123 to save setting information. Then, the process proceeds to step S14. In the case of a control system signal for the VNF, the control system signal is passed to the configuration management unit 124 so that the configuration information is stored in the configuration management unit 124, and the process proceeds to step S16.
  • the path management unit 123 that has received the control system signal (the control system signal relating to the service chaining to the uCPE-PF management unit 130) receives the internal path information (physical port, logical port, virtual switch) in the uCPE device 100 related to the service chaining. Etc.) is stored internally in the storage unit.
  • Step S15> After storing the internal route information in the route management unit 123, the control system signal is passed to the uCPE-PF management unit 130, which is the original destination, and the uCPE-PF (uCPE platform) setting information is updated.
  • the configuration management unit 124 that has received the control system signal (control system signal for the VNF) stores information such as the type of the VNF and the virtual port used for the service check in a storage unit (not shown).
  • Step S17> After the configuration management unit 124 stores information such as the type of the VNF and the virtual port, the control system signal is passed to the VNF management unit 140 that is the original destination. The VNF management unit 140 updates the VNF setting information stored in the previous storage unit.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a failure recovery operation according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • Step S21> In the uCPE device 100, when the communication unit 110 receives a management signal transmitted from the uCPE-PF management unit 130 or the VNF management unit 140 to the higher-level device (uCPE-PF controller 201, VNF controller 203), the management signal is Before being sent from the communication unit 110 to the higher-level device, it is passed to the site management unit 120.
  • the failure recovery control unit 122 sends the setting information related to service chaining for analyzing whether or not the failure recovery is possible to the route management unit 123 and the configuration management unit 124. To get from.
  • the failure recovery control unit 122 analyzes whether a failure has occurred based on the management signal. When the failure recovery control unit 122 determines that a failure has occurred, the failure recovery control unit 122 can re-arrange the service chaining to bypass the failure location and recover the failure based on the various setting information acquired in step S22. It is determined whether or not there is.
  • Step S24> As a result of the analysis in step S23, when the failure recovery control unit 122 determines that the failure can be recovered by changing the service chaining, the process proceeds to the failure recovery process in step S26. On the other hand, when the recovery due to the service chaining change is not possible, the failure recovery control unit 122 proceeds to step S25 to send a failure notification to the higher-level device.
  • the communication unit 110 of the uCPE device 100 notifies the higher-level device (the uCPE-PF controller 201, the VNF controller 203, etc.) of the failure.
  • the uCPE-PF controller 201 the uCPE-PF controller 201
  • the upper device for example, the uCPE-PF controller 201
  • Necessary maintenance and recovery measures may be taken in the uCPE device 100 together with the failure notification. Alternatively, a recovery completion notification may be transmitted to the host device.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating details of the operation (step S26 in FIG. 6) of the failure recovery control unit 122 according to the exemplary embodiment of the present invention.
  • the failure recovery control unit 122 calculates a service chaining that bypasses a failure occurrence location and a setting for changing to the service chaining.
  • Step S32> The failure recovery control unit 122 sends a setting change instruction to the uCPE-PF management unit 130 and the VNF management unit 140 for the settings calculated in step S31, and performs the service chain reshuffling.
  • Step S33> Upon receiving the setting change completion notification from the uCPE-PF management unit 130 and the VNF management unit 140, the failure recovery control unit 122 determines that the setting change has been completed, and sends the setting change completion to the higher-level device (uCPE-PF controller 201, VNF controller 203). The process proceeds to step S34 to send a setting change.
  • Step S34> By the setting change by the failure recovery control unit 122, the setting information held by the uCPE-PF management unit 130 and the VNF management unit 140, respectively, and the corresponding higher-level device (uCPE-PF controller 201, VNF controller 203) side. There is a difference between the held setting contents.
  • the failure recovery control unit 122 sends a setting change notification to each higher-level device (uCPE-PF controller 201, VNF controller 203), and holds the notification in the corresponding higher-level device (uCPE-PF controller 201, VNF controller 203). Control is performed so that there is no difference between the setting contents and the actual setting contents.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which the uCPE device 100 is implemented by a computer.
  • a computer 300 includes a processor 301, a dynamic random access memory (DRAM), a static random access memory (SRAM), a memory 302 such as an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and an input / output (I / O) memory.
  • Output) interfaces 303 and 304 and a network interface 305 are provided.
  • the input / output device 306 is connected to the I / O interface 303, and the storage 307 is connected to the I / O interface # 304.
  • the network interface 305 is connected to a network such as the WAN 30 in FIG. 1 and communicates with the uCPE-PF controller 201, the VNF controller 203, and the like of the data center 20.
  • the processor 301 executes, for example, a program (instruction group) stored in the memory 302, the computer 300 implements the processing and functions of the uCPE device 100 of the above-described embodiment.
  • the base management unit 120 in FIG. 3 which is a mechanism having some of the functions of the orchestrator and the controller (VNF management, service chaining change function) is provided by the uCPE device ( By mounting it on 100) in FIG. 3, the service interruption time can be reduced.
  • the control of the uCPE device at each site is not performed only by a higher-level device such as a controller on the data center side, but a part of recovery control in the uCPE device is performed autonomously and locally.
  • a higher-level device such as a controller on the data center side
  • a part of recovery control in the uCPE device is performed autonomously and locally.
  • the internal configuration and control method of the uCPE device are not limited to those described in the above embodiment.
  • the following configuration and control method of the uCPE device may be appropriately changed or added.
  • the service chaining template may be, for example, a data file in which the selection of the VNFs to be mounted on the uCPE device and the mounting order of the VNFs are described in a pattern.
  • the base management unit 120 mediates the control system signal so that the control system signal is transferred to both the route management unit 123 and the configuration management unit 124 instead of storing the setting information. Good.
  • a VNF reset function or the like may be added. For example, instead of bypassing the faulty VNF, the VNF is initialized and restarted. Depending on the failure, the failure may be recovered by the restart of the virtual machine (VM) running as an application by the failed VNF, and the virtual machine may operate normally. Since the reset operation of the faulty VNF can be regarded as a change in the setting of the VNF state, it is needless to say that the reset operation may be included in the service chaining change operation.
  • VM virtual machine
  • a management unit that manages setting information such as a service chaining path and a VNF configuration may be shared.
  • the present invention is applicable to hardware devices such as servers and network devices in a virtual environment and provision of services using the hardware devices.
  • Patent Document 1 is incorporated herein by reference, and can be used as a basis or a part of the present invention as necessary. Modifications and adjustments of the embodiments or examples are possible within the framework of the entire disclosure (including the claims) of the present invention and based on the basic technical concept thereof. Further, various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, and the like) are possible within the scope of the claims of the present invention. . That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

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Abstract

本発明は、サービスチェイニングの障害復旧時間を短縮可能とする。各拠点に配置されサービスチェイニングに用いられる複数の仮想ネットワーク機能を有する通信装置と、前記拠点の前記通信装置とネットワークを介して接続するデータセンタに配置され、前記各拠点の通信装置の前記仮想ネットワーク機能及びサービスチェイニングの管理を行う少なくとも１つの上位装置とを有する通信システムにおける前記通信装置の障害復旧制御方法であって、前記上位装置で行われる前記拠点の通信装置のサービスチェイニングの変更機能の少なくとも一部を、前記拠点の通信装置に配備し、前記拠点の通信装置での障害発生時、前記通信装置で自律的に前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する。

Description

障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラム
　（関連出願についての記載）
　本発明は、日本国特許出願：特願２０１８－１５１９９３号（２０１８年０８月１０日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
　本発明は、障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラムに関する。
　仮想化技術ソフトウェア定義型ネットワーキング（Software Defined Networking：ＳＤＮ）の進歩の中、ネットワークの構築とサービスの提供方法は大きく変わりつつある。その一例として、これまでのハードウェアベースのネットワーク機器によるネットワーク構築とサービス提供と異なり、ネットワーク機能をハードウェアから切り離し、仮想化技術を利用して汎用ハードウェア上でソフトウェアイメージとして実行する手法が用いられている。また、これらソフトウェア化されたネットワーク機能はＳＤＮコントローラで統合管理可能とされる。この結果、全体的な運用コストが削減され、例えばサービス需要の変化等にも迅速な対応が可能とされる。
　ソフトウェア化されたネットワーク機能はＳＤＮコントローラ等の上位装置からの制御が可能となる一方で、例えば、以下で説明されるｕＣＰＥ（Universal Customer Premises Equipment）のように、複数の仮想化ネットワーク機能（Virtual Network Function：ＶＮＦ）を利用してサービスを提供する場合、特殊なオーケストレーション機能が必要とされる。なお、よく知られているように、ネットワーク機能の仮想化（Network Function Virtualization：ＮＦＶ）に関してＮＦＶ標準化組織ＥＴＳＩ（European Telecommunications Standards Institute：欧州電気通信標準化機構）では、仮想化インフラストラクチャ管理（Virtualized Infrastructure Manager：ＶＩＭ）、ＶＮＦ管理（Virtual Network Function Manager：ＶＮＦＭ）、オーケストレーション（NFV Orchestrater）の３つの機能レイヤに分割したアーキテクチャが検討されている。
　仮想化技術の一つのユースケースであるｕＣＰＥについて説明する。図９は、ｕＣＰＥシステムの典型的なシステム構成の一例を模式的に例示した図である。図９に示すように、各拠点（Enterprise Branch Site）１０Ａ、１０Ｂに配置されたハードウェア（「ｕＣＰＥ装置」、あるいは、「ｕＣＰＥ端末」ともいう）１００Ａ、１００Ｂに、ＣＰＥ（Customer Premises Equipment：ユーザ宅内通信設備あるいは顧客構内通信設備）のネットワーク機能を仮想化した、複数の仮想化ネットワーク機能（Virtual Network Function：ＶＮＦ）を搭載する。ｕＣＰＥ装置１００Ａ、１００ＢはＬＡＮ（Local Area Network）で拠点内のサーバ群１０１Ａ、１０１Ｂに接続される。
　各拠点１０Ａ、１０Ｂは、広域ネットワーク（Wide Area Network：ＷＡＮ）３０を介して接続するデータセンタ２０（クラウド）に接続する。ＷＡＮ３０は、例えばインターネットやＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）等であってもよい。ＷＡＮ３０は、ＳＤ（Software-Defined）－ＷＡＮとして構成されてもよい。
　データセンタ２０には、オーケストレータ２０２やＶＮＦコントローラ２０３等の上位装置が配置される。オーケストレータ２０２は、例えば、ＮＦＶ　ＭＡＮＯ（Network Functions Virtualization Management and Network Orchestration）のオーケストレータ（NFV Orchestrator）として構成される。オーケストレータ（NFV Orchestrator）２０２は、複数のＶＮＦから構成されるネットワークサービスのライフサイクル管理（生成、監視、運用、削除など）等を行い、システム全体の統合的な運用管理を担う。
　ＶＮＦコントローラ２０３は、ＶＮＦ管理（VNF Manager：ＶＮＦＭ）を行う。ＶＮＦＭは、ＶＮＦの構成、ライフサイクル管理、要素管理を担う。ＶＮＦのライフサイクル管理において、ディプロイメントとオペレーション上の要件等に関してＶＮＦを記述したテンプレートであるＶＮＦディスクリプタ（VNF Descriptor：ＶＮＦＤ）が用いられる。
　なお、ｕＣＰＥ装置１００Ａ、１００Ｂは、拠点Ａ、Ｂを区別しない場合、参照符号からＡ、Ｂを除き、参照符号１００で参照される。ｕＣＰＥ装置１００は、ＶＮＦ用の仮想マシンの実行基盤を提供するＮＦＶインフラストラクチャ（Network Functions Virtualization Infrastructure：ＮＦＶＩ）を備える。ＮＦＶＩは、例えばハイパーバイザ等の仮想化レイヤと、ＶＮＦをホストするコンピューティング、ストレージ、ネットワーキングハードウェアのコンポーネントを提供する。ＮＦＶＩのコンピューティング、ストレージ、ネットワークのリソース（物理リソース、仮想リソース）の制御とライフサイクル管理は、ＮＦＶ　ＭＡＮＯの仮想インフラストラクチャマネージャ（Virtualized Infrastructure Manager：ＶＩＭ）を介して行われる。ＶＩＭは、例えばｕＣＰＥ装置１００Ａ、１００Ｂ側に備えてもよい。
　サービスチェイニングは、ルータやファイアウォール、ロードバランサ等の各種ネットワーク機能を連携させ、適切な順番でパケットをやり取りさせる仕組みをいう。ｕＣＰＥ装置１００において、ＮＦＶＩ上に複数のＶＮＦを稼動させ、ＶＮＦ間をサービスチェイニングによって繋げることで、各拠点の顧客（ユーザ）に、様々なネットワークサービスを提供することができる。
　ｕＣＰＥ装置１００上のＶＮＦ間のサービスチェイニングを実現するために、ハードウェアプラットフォーム内部の経路を設定／制御するコントローラ（ｕＣＰＥ－ＰＦ（Platform）コントローラ）２０１や、各拠点のＶＮＦを設定／制御するコントローラ群（ＶＮＦコントローラ）２０３、各コントローラを連携させ最終的なネットワークサービスを提供するオーケストレータ２０２を含む。これらのｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦ２０３やオーケストレータ２０２といった上位装置群は一般にデータセンタ２０に配置される。
　特に制限されないが、図９において、ｕＣＰＥ装置１００に搭載されるＶＮＦで仮想化されるネットワーク機能は、仮想ファイアウォール、ＩＰＳ（Intrusion Prevention System）、仮想ルータ、ＶＰＮ（Virtual Private Network）／ＮＡＴ（Network Address Translation）、仮想スイッチ、ロードバランサ、ＳＤ－ＷＡＮ（Software-Defined Wide Area Network）、ＷＡＮ高速化装置等のいずれかであってもよい。
　図９では、簡単のため、ｕＣＰＥ装置１００Ａ、１００Ｂにおいて、２つのＶＮＦによるサービスチェイニングが例示されているが、ＶＮＦの数は２に制限されるものでないことは勿論である。なお、複数のＶＮＦ間は仮想リンク（Virtual Link：ＶＬ）によって接続される。仮想リンク（ＶＬ）のうち外部仮想リンク（External Virtual Link）は、ＶＮＦの外部インタフェースのＣＰ（Connection Point）間、ＶＮＦのＣＰとネットワークサービスエンドポイントとなるＣＰ間等の接続を提供する論理リンクである。内部仮想リンク（Internal Virtual Link）はＶＮＦ内の論理リンクであり、ＶＮＦＣ（Virtual Network Function Component）のＣＰと、ＶＮＦの外部インタフェースであるＣＰ間の接続を提供する。仮想リンク（ＶＬ）はネットワークサービスを構成するＶＮＦ、ＰＮＦ（Physical Network Function）間を接続する論理リンクのリソース要件を記述したテンプレートであるＶＬＤ（Virtual Link Descriptor）等によって定義される。
　ｕＣＰＥシステムでは、複数のＶＮＦを有するｕＣＰＥ装置１００は、各拠点１０に配置され、ｕＣＰＥ装置１００上の複数のＶＮＦ及びＶＮＦのサービスチェインを制御するコントローラやオーケストレータ等の上位装置群は、データセンタ２０に配置される。
　そのため、例えば、グローバル企業等、世界に事業展開している顧客（ユーザ）の場合、各拠点１０とデータセンタ２０間が、例えば数万キロと遠く離れている場合もあり得る。この場合、拠点１０とデータセンタ２０間における伝送遅延の問題が顕在化する。例えば網内遅延時間等に関してＳＬＡ（Service Level Agreement）等に影響することになる。
　また、サービスチェイニングにおいて、データセンタ２０のオーケストレータ２０２が、システム全体を把握し、顧客（ユーザ）のネットワークサービスの要求に応じてｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１やＶＮＦコントローラ２０３へ指示（「第１の制御信号」という）を送る。
　該指示を受信したｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１やＶＮＦコントローラ２０３から、ユーザの拠点のｕＣＰＥ装置１００に制御信号（「第２の制御信号」という）が送信され、ｕＣＰＥ装置１００に対する制御が行われる。このように、ｕＣＰＥ装置１００においてサービスチェイニングの設定が行われるまでに、複数の制御プレーン（Control Plane）に跨った制御が行われる。
　上位装置（オーケストレータ２０２やｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３）の処理能力や負荷状況によっては、ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１やＶＮＦコントローラ２０３から第２の制御信号がｕＣＰＥ装置１００に到達するまでに遅延が生じる。オーケストレータ２０２からｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３への第１の制御信号、及び、ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３からｕＣＰＥ装置１００への第２の制御信号が、それぞれ遅延することによって、ｕＣＰＥ装置１００における障害の発生から復旧までに時間を要する。
　図９において、ｕＣＰＥ装置１００からの破線矢印は、ｕＣＰＥ装置１００における障害の発生から、オーケストレータ２０２、ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３を介して制御信号がｕＣＰＥ装置１００に送信されるまでの経路を模式的に示している。ｕＣＰＥ装置１００での障害発生から復旧までの時間の遅延の結果、サービスレベルの低下や、例えば許容できないサービス断時間等が発生する可能性がある。
　特許文献１には、仮想化されたネットワークサービス機能が制御装置により集中制御される場合、制御装置が故障した場合に影響が大きく、仮想化されたネットワークサービス機能の可用性の問題があるという課題が記載されている。特許文献１では、この課題に対して、サービスチェイニングシステムにおいて、各装置間の死活監視と、リンクの障害検知及び障害復旧並びに各装置のリンクの障害検知及び障害復旧とを各装置が自律的に行い、かつ分散して行う。また、サービスチェイニングシステムにおいて、各装置間のサービスチェイニングを可能にするためのサービスファンクションステートアドバタイズメント情報の相互交換を、ＳＣＦ（Service Chaining Forwarder）装置間で自律的に行い、かつ分散して行う。また、各ＳＣＦ装置が、自装置が管理するトポロジ情報テーブルに基づき、転送先のＳＦ（Service Function）を「リソース情報」及び「コスト合計値」に基づき適切に選択する。このように、特許文献１では、各装置間のサービスチェイニングを可能にするためのサービスファンクションステートアドバタイズメント情報の相互交換をＳＣＦ装置間で行うことが必要とされる。
特開２０１６－４６７３６号公報
　上記したように、ｕＣＰＥシステムでは、拠点に配置されるｕＣＰＥ装置上のＶＮＦ等に障害発生時、
・データセンタ側の上位装置（オーケストレータ、コントローラ等）で該障害を把握し、
・データセンタ側の上位装置から拠点に配置されるｕＣＰＥ装置に制御信号が送信され、
・ｕＣＰＥ装置では、該制御信号に基づき復旧処理が実行される。
　このため、ｕＣＰＥ装置での障害発生から復旧までの時間の遅延の結果、サービスレベルの低下や、例えば許容できないサービス断時間等が発生する可能性がある。
　本発明は、上記課題に鑑みて創案されたものであって、その目的は、サービスチェイニングの障害復旧時間の短縮を可能とする障害復旧制御方法、通信装置、通信システム、及びプログラムと記録媒体を提供することにある。
　本発明の一つの形態によれば、各拠点に配置され、サービスチェイニングに用いられる複数の仮想ネットワーク機能を有する通信装置と、前記拠点の前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能とサービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置と、を有する通信システムにおける前記通信装置の障害復旧制御方法であって、前記上位装置で行われる前記拠点の通信装置のサービスチェイニングの変更機能の少なくとも一部を、前記拠点の通信装置に配備し、前記拠点の前記通信装置での障害発生時、前記通信装置で自律的に前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する障害復旧制御方法が提供される。
　本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置と、
　前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置と、
　を備え、前記通信装置が、前記通信装置の前記サービスチェイニングを変更する制御部を備え、前記通信装置での障害発生時、前記通信装置の前記制御部が前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する通信システムが提供される。
　本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置にネットワークを介して接続され、
　前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を保持する記憶部と、障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する制御部と、を備えた通信装置が提供される。
　本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置にネットワークを介して接続される前記通信装置を構成するコンピュータに、
　前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、
　障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、を実行させるプログラムが提供される。
　本発明の一つの形態によれば、各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置にネットワークを介して接続される前記通信装置を構成するコンピュータに、前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、を実行させるプログラムを記憶したコンピュータ読み出し可能な記録媒体が提供される。該記録媒体は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory)、又はEEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM）等の半導体ストレージや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の非一時的なコンピュータ可読記録媒体（non-transitory computer readable recording medium）からなる。
　本発明によれば、サービスチェイニングの障害復旧時間を短縮することができる。
本発明の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を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態の構成を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態の構成（拠点管理部）を説明する図である。 本発明の例示的な実施形態の動作を説明する流れ図である。 本発明の例示的な実施形態の動作を説明する流れ図である。 本発明の例示的な実施形態の動作を説明する流れ図である。 本発明の例示的な実施形態の構成を説明する図である。 関連技術を説明する図である。
　本発明の一形態によれば、本来ならばオーケストレータ（NFV Orchestrator）等の上位装置が実施する障害時のサービスチェイニング変更機能を、各拠点のｕＣＰＥ装置に配備する。ｕＣＰＥ装置では、障害発生時、該オーケストレータ等の上位装置からの指示を待たずに、ｕＣＰＥ装置内で、自律的に、障害からの復旧のためのサービスチェイニングの変更を行い、障害復旧を実施する。このため、障害発生から復旧までに時間を要していた、サービスチェイニング変更の時間を短縮可能とし、障害復旧時間の短縮を実現する。
　図１は、本発明の例示的な実施形態を説明する図である。図１は、図９に示した典型的なｕＣＰＥシステムに対する、例示的な実施形態の相違点を模式的に示した図である。なお、図１は、図９を比較例とした場合において、本発明の実施形態を説明するための図であり、本発明が図１の構成に限定されるものと解釈されるべきでないことは勿論である。例えば、拠点の個数は２に制限されるものでなく、ｕＣＰＥ装置上のＶＮＦの数は２に制限されるものでないことは勿論である。なお、以下では、ｕＣＰＥ装置１００、ＷＡＮ３０、データセンタ２０等に関して、図９と同一の説明は重複を回避するため、適宜省略し、相違点を説明する。
　図１において、ｕＣＰＥ装置１００は、ｕＣＰＥ装置１００のＮＦＶＩ上で稼動するＶＮＦの構成情報やサービスチェイニングの内部経路等の設定情報を記憶部（不図示）に保持する。ｕＣＰＥ装置１００では、障害情報を契機に、例えばサービスチェイニングを組み替えることで、障害復旧を行う。ｕＣＰＥ装置１００は、データセンタ２０のオーケストレータ２０２やｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３等の上位装置から、ｕＣＰＥ装置１００で稼動するＶＮＦ等に向けて送信される各種設定情報（ＶＮＦの構成情報やサービスチェイニングで使用するＶＮＦ間の内部経路）に関する制御信号を仲介する。ｕＣＰＥ装置は、該上位装置からＶＮＦ等に向けて送信される各種設定情報を記憶部（不図示）に保持し、各種設定情報を解析することで、ＶＮＦの構成情報やサービスチェイニングで使用するＶＮＦ間の内部経路に関する情報を取得する。
　ｕＣＰＥ装置１００内で障害が発生した際には、ｕＣＰＥ装置１００から上位装置へ送られる障害通知（管理系信号）を解析して障害の内容を把握する。ｕＣＰＥ装置１００では、ｕＣＰＥ装置１００のＮＦＶＩ（NFV Infrastructure）上の仮想マシン（Virtual Machine：ＶＭ）として実装されるＶＮＦの論理ポート等の障害や、ｕＣＰＥ装置１００のハードウェア、ソフトウェア・プラットフォームの障害等を検知するようにしてもよい。
　ｕＣＰＥ装置１００は、障害を把握した後、ｕＣＰＥ装置１００内で保持しているＶＮＦの構成情報やサービスチェイニング情報に基づき、該障害が発生した箇所（例えばＶＮＦ）を迂回するようなサービスチェイニングを導出（計算）し、サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する。　
　ｕＣＰＥ装置１００は、障害の復旧後、上位装置（ＶＮＦコントローラ２０３、オーケストレータ２０２等）に対して、サービスチェイニングで使用するＶＮＦ間の内部経路等の設定変更通知を送信し、上位装置で管理する設定情報を更新させる。この結果、上位装置（ＶＮＦコントローラ２０３やオーケストレータ２０２等）とｕＣＰＥ装置１００とＶＮＦに関する設定情報に差分が生じないようにする。
　図２は、サービスチェイニングの変更の一例を説明する図である。図２は、ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and OrchestrationのFigure 6.5に基づく図である。ここで、ｕＣＰＥ装置１００において、ＶＮＦ間を接続するサービスチェインニングが、仮想リンク（Virtual Link）ＶＬ１、ＶＮＦ１、仮想リンクＶＬ２、ＶＮＦ２、ＶＮＦ３、仮想リンクＶＬ４から構成されているものとする。図２の破線は、ＮＦＰ（Network Forwarding Path：ネットワーク転送経路）１である。ＮＦＰは、ＶＮＦＦＧＲ（VNF Forwarding Graph Record）（インスタンスレコード）等で管理される。図２において、ＮＦＰ１は、ネットワークサービスエンドポイント（コネクションポイント）ＣＰ０１からＶＮＦ１のコネクションポイントＣＰ１１間の仮想リンクＶＬ１、ＶＮＦ１のコネクションポイントＣＰ１３とＶＮＦ２のコネクションポイントＣＰ２１間の仮想リンクＶＬ２、ＶＮＦ２のコネクションポイントＣＰ２１とＶＮＦ３のコネクションポイントＣＰ３１間の仮想リンクＶＬ２、ＶＮＦ３のコネクションポイントＣＰ３３とネットワークサービスエンドポイント（コネクションポイントＣＰ０２）間の仮想リンクＶＬ４からなる。ｕＣＰＥ装置１００において、ＶＮＦ２のコネクションポイントＣＰ２１の障害検出時、ＶＮＦＦＧＤ（VNF Forwarding Graph Descriptor）、ＶＮＦＦＧＲ、ＮＦＰの情報要素や、顧客のサービス契約等を参照して、ＮＦＰ１のかわりに、ＶＮＦ２を迂回する経路ＮＦＰ２に切り替えるようにしてもよい。あるいは、ＶＮＦ２を迂回する経路ＮＦＰ３に切り替えるようにしてもよい。この場合、ｕＣＰＥ装置１００では、ＶＮＦ２を正常終了（gracefully terminate）又は強制終了（forcefully terminate）してもよい。あるいは、ｕＣＰＥ装置１００では、ＶＮＦ２が冗長構成の場合、オートヒーリングとして、運用（アクティブ）系の障害ＶＮＦから、待機（スタンバイ）系のＶＮＦに系切り替えを行うようにしてもよい。
　図３は、ｕＣＰＥ装置１００の構成を例示する図である。図３を参照すると、ｕＣＰＥ装置１００は、通信部１１０、拠点管理部１２０、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０、ＶＮＦ管理部１４０を有する。
　通信部１１０は、ｕＣＰＥ装置１００と、ＷＡＮ３０を介して、データセンタ２０のｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３等との通信を行う不図示のインタフェース（ネットワークインタフェース）を含む。
　拠点管理部１２０は、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０やＶＮＦ管理部１４０と、データセンタ２０のｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１やＶＮＦコントローラ２０３等の上位装置との制御系信号を仲介し、制御系信号から設定情報を抽出して、不図示の記憶部に保持する。
　また、制御系信号の他に、管理系信号（例としてＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）トラップ（ＳＮＭＰエージェントがＳＮＭＰエージェントシステム内で発生した変化をＳＮＭＰトラップとしてＳＮＭＰマネージャーに送信する）やログなど）も仲介する。管理系信号に障害情報が含まれている場合は、保持している設定情報を基に、障害復旧可能であると判断した場合、上位装置に代わって、サービスチェイニングの切り替え指示を、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０やＶＮＦ管理部１４０に対して行う。
　ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０は、ｕＣＰＥ装置１００のＶＮＦを搭載するための仮想マシン（Virtual Machine：ＶＭ）の管理と、サービスチェイング用のＶＮＦ間の内部経路の管理を行い、上位装置であるｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１からの制御を受け付ける。
　ＶＮＦ管理部１４０は、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０によって作成された仮想マシン（ＶＭ）にデプロイされたＶＮＦの管理を行い、上位装置であるＶＮＦコントローラ２０３からの制御を受け付ける。
　図４は、図３の拠点管理部１２０の構成を例示する図である。図４を参照すると、拠点管理部１２０は信号解析部１２１、障害復旧制御部１２２、経路管理部１２３、構成管理部１２４を有する。
　信号解析部１２１は、制御系信号や管理系信号を仲介する際に、制御系信号であれば、経路管理部１２３や構成管理部１２４に対して、各設定情報の保存指示を行い、管理系信号であれば、障害復旧制御部１２２へ通知する。
　障害復旧制御部１２２は、信号解析部１２１からの通知を受け、障害が発生したか否かの判定を行う。障害が発生したと判断した場合、障害復旧制御部１２２は、経路管理部１２３や構成管理部１２４に保持されている設定情報を取得し、障害復旧のためのサービスチェイニングを計算する。
　障害復旧制御部１２２において、障害復旧が可能であると判断した場合、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０やＶＮＦ管理部１４０に対して設定変更の指示を行う。また、障害復旧制御部１２２は、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０やＶＮＦ管理部１４０での設定変更が完了した後は、ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１やＶＮＦコントローラ２０３等の上位装置へ設定変更の通知を送る。
　経路管理部１２３は、信号解析部１２１からの指示により、サービスチェイニングに関する内部経路情報を記憶部（不図示）に保存する。経路管理部１２３は、障害復旧制御部１２２からの設定情報の取得要求が発生した場合、前記憶部（不図示）に保持す内部経路情報を、障害復旧制御部１２２に渡す。
　構成管理部１２４は、経路管理部１２３と同様に、ｕＣＰＥ装置１００に搭載されているＶＮＦの種類やサービスチェイニングに使用されている仮想ポートなどの情報の保存と受け渡しを行う。
　図５は、本発明の例示的な実施形態の動作を説明する流れ図である。
＜ステップＳ１１＞
　ｕＣＰＥ装置１００の通信部１１０で上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１やＶＮＦコントローラ２０３）からの制御系信号を受信後、制御系信号は、それぞれの制御内容に合わせて、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０やＶＮＦ管理部１４０へ送られる前に、拠点管理部１２０に受け渡される。
＜ステップＳ１２＞
　制御系信号を受け取った拠点管理部１２０は、信号解析部１２１にて制御系信号を解析する。
　＜ステップＳ１３＞　
　ステップＳ１２の解析の結果、制御系信号が、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０に対するサービスチェイニング関係の制御系信号の場合、経路管理部１２３に設定情報を保存させるために、該制御系信号を経路管理部１２３に渡し、ステップＳ１４へ移行する。ＶＮＦに対する制御系信号の場合、構成管理部１２４に設定情報を保存させるために、該制御系信号を構成管理部１２４に渡し、ステップＳ１６へ移行する。
＜ステップＳ１４＞
　制御系信号（ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０に対するサービスチェイニング関係の制御系信号）を受け取った経路管理部１２３は、サービスチェイニングに関するｕＣＰＥ装置１００内の内部経路情報（物理ポート、論理ポート、仮想スイッチ等の経路情報）を記憶部に内部に保存する。
＜ステップＳ１５＞　
　経路管理部１２３で内部経路情報を保存した後、制御系信号は、本来の宛先であるｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０に渡され、ｕＣＰＥ－ＰＦ（ｕＣＰＥプラットフォーム）設定情報の更新が行われる。
＜ステップＳ１６＞
　制御系信号（ＶＮＦに対する制御系信号）を受け取った構成管理部１２４は、ＶＮＦの種類やサービスチェイグに使用されている仮想ポートなどの情報を記憶部（不図示）に保存する。
＜ステップＳ１７＞
　構成管理部１２４でＶＮＦの種類や仮想ポートなどの情報を保存した後、制御系信号は、本来の宛先であるＶＮＦ管理部１４０に渡される。ＶＮＦ管理部１４０は、前記憶部に保存されているＶＮＦの設定情報を更新する。
　図６は、本発明の例示的な実施形態の障害復旧動作を説明する図である。
＜ステップＳ２１＞
　ｕＣＰＥ装置１００において、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０やＶＮＦ管理部１４０から上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３）へ送られる管理系信号を通信部１１０で受信すると、該管理系信号は、通信部１１０から該上位装置に送られる前に、拠点管理部１２０に受け渡される。
＜ステップＳ２２＞
　管理系信号を受け取った拠点管理部１２０では、障害復旧制御部１２２が、障害復旧が可能であるか否かを解析するためのサービスチェイニングに関する設定情報を、経路管理部１２３と構成管理部１２４から取得する。
＜ステップＳ２３＞
　障害復旧制御部１２２は、管理系信号に基づき、障害の発生の有無の解析を行う。そして、障害復旧制御部１２２は、障害が発生したと判断した場合、ステップＳ２２で取得した各種設定情報を基に、障害発生箇所を迂回し障害復旧を可能とするサービスチェイニングの組み替えが可能であるか否かを判断する。
＜ステップＳ２４＞
　障害復旧制御部１２２は、ステップＳ２３の解析の結果、サービスチェイニングの組み替えにより、障害復旧が可能であると判断した場合、ステップＳ２６の障害復旧処理に移行する。一方、サービスチェイニングの変更による復旧が不可能な場合、障害復旧制御部１２２は、上位装置へ障害通知を送るために、ステップＳ２５へ移行する。
＜ステップＳ２５＞
　障害復旧ができずに障害が確定したことを意味するため、ｕＣＰＥ装置１００の通信部１１０から上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３等）へ障害通知が行われる。なお、ｕＣＰＥ装置１００において、サービスチェイニングの変更では障害からの復旧が不可能な場合として、例えばハードウェア装置の故障やネットワーク障害等の場合、上位装置（例えばｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１）への該障害通知とともに、ｕＣＰＥ装置１００において必要な保守、復旧対策を行うようにしてもよい。また上位装置に復旧完了通知を送信するようにしてもよい。
　図７は、本発明の例示的な実施形態の障害復旧制御部１２２の動作（図６のステップＳ２６）の詳細を説明する図である。
＜ステップＳ３１＞
　障害復旧制御部１２２は、障害発生箇所を迂回するようなサービスチェイニングと、そのサービスチェイニングへ変更するための設定を計算する。
＜ステップＳ３２＞
　障害復旧制御部１２２は、ステップＳ３１で計算された設定をｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０とＶＮＦ管理部１４０へそれぞれ設定変更指示を送り、サービスチェイングの組み替えを実施する。
＜ステップＳ３３＞　
　障害復旧制御部１２２は、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０とＶＮＦ管理部１４０からの設定変更完了通知を受信すると、設定変更の完了と判断し、上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３）へ設定変更を送るために、ステップＳ３４へ移行する。
＜ステップＳ３４＞
　障害復旧制御部１２２による設定変更により、ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部１３０とＶＮＦ管理部１４０がそれぞれ保持している設定情報と、それぞれに対応する上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３）側で保持する設定内容との間に差が生じる。障害復旧制御部１２２は、それぞれの上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３）に対して設定変更通知を送りそれぞれに対応する上位装置（ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３）で保持する設定内容と実際の設定内容との間に差分が生じないように制御する。
　図８は、本発明の別の実施形態を説明する図である。ｕＣＰＥ装置１００をコンピュータで実現した例を説明する図である。図８を参照すると、コンピュータ３００は、プロセッサ３０１、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等のメモリ３０２、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インタフェース３０３、３０４、ネットワークインタフェース３０５を備えている。Ｉ／Ｏインタフェース３０３には、入出力装置３０６が接続され、Ｉ／Ｏインタフェース ３０４には、ストレージ３０７が接続される。ネットワークインタフェース３０５は、図１のＷＡＮ３０等のネットワークに接続され、データセンタ２０のｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ２０１、ＶＮＦコントローラ２０３等と通信する。プロセッサ３０１が例えばメモリ３０２に記憶されたプログラム（命令群）を実行することで、コンピュータ３００は、上記した実施形態のｕＣＰＥ装置１００の処理・機能を実現する。
　前述したように、複数のＶＮＦを所定の条件、順序で連結したサービスチェイニングの計算及び設定は、本来であれば、そのライフサイクルを管理するオーケストレータからの指示により行われる。しかしながら、各拠点のｕＣＰＥ装置とオーケストレータまでの地理的な距離や制御系の負荷状況により、ｕＣＰＥ装置におけるサービスチェイニングの設定の変更が反映されるまでに、時間を要し、サービス断等が長期化するという事態も起こり得る。このような状況において、上記実施形態では、オーケストレータとコントローラの機能の一部（ＶＮＦ管理、サービスチェイニング変更機能）を具備した機構である拠点管理部（図３の１２０）を、ｕＣＰＥ装置（図３の１００）に搭載することで、サービス断時間の短縮を可能としている。
　なお、上記実施形態において、各拠点のｕＣＰＥ装置の制御を、データセンタ側のコントローラ等の上位装置だけから行うのではなく、ｕＣＰＥ装置内で一部の復旧制御を、自律的に、局所的に行うものであり、ｕＣＰＥ装置の内部の構成や制御方法は、上記実施形態で説明したものに制限されるものでないことは勿論である。例えば、上記実施形態で説明した構成、制御方法のほか、以下のようなｕＣＰＥ装置の構成や制御方法に、適宜、変更又は追加してもよい。
・サービスチェイニングをテンプレート化し、オーケストレータとテンプレートを共有することで設定情報の詳細を把握することなく、サービスチェイニングの変更を簡略化する。サービスチェイニングのテンプレートは、例えばｕＣＰＥ装置に搭載するＶＮＦの選択やＶＮＦの搭載順序をパターン化して記述したデータファイルであってもよい。
・ｕＣＰＥ装置１００において、拠点管理部１２０が制御系信号を仲介させることで、設定情報を保存する代わりに、制御系信号は経路管理部１２３、構成管理部１２４の両方に転送される構成としてもよい。
・障害復旧手段の一つとして、ＶＮＦのリセット機能等を追加してもよい。例えば障害ＶＮＦを迂回するのではなく、ＶＮＦの初期化、再起動等を行う。障害によっては、障害ＶＮＦがアプリケーションとして稼動する仮想マシン（ＶＭ）を再起動することで、該障害が復旧し、正常動作する場合がある。障害ＶＮＦのリセット操作は、ＶＮＦの状態の設定変更とみなすことができることから、サービスチェイニングの変更操作に含めてもよいことは勿論である。
・ｕＣＰＥ装置において、サービスチェイニングの経路、ＶＮＦの構成等の設定情報を管理する管理部を共通化するようにしてもよい。
　本発明によれば、仮想化環境のサーバやネットワーク機器などのハードウェア機器とそれを使用したサービスの提供等に適用可能である。
　なお、上記の特許文献１の開示は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとし、必要に応じて本発明の基礎ないし一部として用いることが出来るものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ乃至選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
１０Ａ、１０Ｂ　拠点
２０　データセンタ
３０　ＷＡＮ
１００、１００Ａ、１００Ｂ　ｕＣＰＥ装置
１０１、１０１Ａ、１０１Ｂ　サーバ群
１１０　通信部
１２０　拠点管理部
１２１　信号解析部
１２２　障害復旧制御部
１２３　経路管理部
１２４　構成管理部
１３０　ｕＣＰＥ－ＰＦ管理部
１４０　ＶＮＦ管理部
２０１　ｕＣＰＥ－ＰＦコントローラ
２０２　オーケストレータ
２０３　ＶＮＦコントローラ
３００　コンピュータ
３０１　プロセッサ
３０２　メモリ
３０３、３０４　Ｉ／Ｏインタフェース 
３０５　ネットワークインタフェース
３０６　入力／出力装置
３０７　ストレージ
３０８　ネットワーク

Claims (10)

  1. 　各拠点に配置され、サービスチェイニングに用いられる複数の仮想ネットワーク機能を有する通信装置と、
    　前記拠点の前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能とサービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置と、
    　を有する通信システムにおける前記通信装置の障害復旧制御方法であって、
    　前記上位装置で行われる前記拠点の通信装置のサービスチェイニングの変更機能の少なくとも一部を、前記拠点の通信装置に配備し、
    　前記拠点の前記通信装置での障害発生時、前記通信装置で自律的に前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する、ことを特徴とする障害復旧制御方法。
  2. 　前記通信装置は、前記障害の復旧後、前記上位装置へ前記サービスチェイニングの設定の変更通知を送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の障害復旧制御方法。
  3. 　前記通信装置での障害発生時、前記通信装置では、前記通信装置に記憶保持されている、前記サービスチェイニングに用いられる前記仮想ネットワーク機能の構成及び経路の設定情報に基づき、前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで自律的な障害復旧が可能と判断した場合、前記上位装置からの指示を受けずに、前記サービスチェイニングの組み替えを行う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の障害復旧制御方法。
  4. 　前記通信装置は、前記上位装置から前記通信装置へ送信される制御信号から、前記サービスチェイニングの経路の設定情報及び前記仮想ネットワーク機能の構成の設定情報を取得する、ことを特徴とする請求項３に記載の障害復旧制御方法。
  5. 　各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置と、
    　前記通信装置とネットワークを介して接続され、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置と、
    　を備え、
    　前記通信装置が、
    　前記通信装置の前記サービスチェイニングを変更する制御部を備え、
    　前記通信装置での障害発生時、前記通信装置の前記制御部が、前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで、障害から復旧する、ことを特徴とする通信システム。
  6. 　前記通信装置の前記制御部は、前記障害の復旧後、前記上位装置へ前記サービスチェイニングの設定の変更通知を送信する、ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  7. 　前記通信装置は、前記サービスチェイニングに用いられる前記仮想ネットワーク機能の構成及び経路の設定情報を保持する記憶部を備え、
    　前記通信装置での障害発生時、前記制御部は、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングの組み替えを行うことで自律的な障害復旧が可能か否かを判断し、
    　障害復旧が可能な場合、前記上位装置からの指示を受けずに、前記サービスチェイニングの組み替えを行う、ことを特徴とする請求項５又は６に記載の通信システム。
  8. 　各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有有する通信装置であって、
    　前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置にネットワークを介して接続され、
    　前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を保持する記憶部と、
    　障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する制御部と、
    　を備えた、ことを特徴とする通信装置。
  9. 　前記障害の復旧後、前記制御部は、前記上位装置へ前記サービスチェイニングの設定の変更通知を送信する、ことを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
  10. 　各拠点に配設され、複数の仮想ネットワーク機能を備え、前記仮想ネットワーク機能間を接続したサービスチェイニングを有する通信装置であって、前記通信装置の前記仮想ネットワーク機能と前記サービスチェイニングを管理する少なくとも１つの上位装置にネットワークを介して接続される前記通信装置を構成するコンピュータに、
    　前記仮想ネットワーク機能間を接続するサービスチェイニングの設定情報を記憶部に記憶保持する処理と、
    　障害発生時、前記記憶部に保持された前記設定情報に基づき、前記サービスチェイニングを変更し、障害から復旧する処理と、
    　を実行させるプログラム。
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