図面 (/)

技術 ネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション方法と装置とプログラム

出願人 日本電気株式会社
発明者 極樂寺淳一大平麻代篠澤博一
出願日 2016年1月22日 (5年10ヶ月経過) 出願番号 2016-570731
公開日 2017年11月2日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 WO2016-117697
状態 特許登録済
技術分野 広域データ交換
主要キーワード インプットパラメータ 操作挙動 ランタイム情報 リーフ要素 ゲイトウェイ コンポーネントインスタンス ストーレッジ インスタンシエート
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年11月2日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題・解決手段

本発明は、ディスクリプタに基づき生成されるインスタンスを管理上区別可能としている。VNFディスクリプタ(VNFD)に、前記VNFDに基づき生成されるインスタンスを名前区別可能とする情報要素を備える。情報要素は、仮想マシン(VM)に関する命名規則記述するVM名の情報要素を含む。

概要

背景

サーバ上のハイパーバイザ(HyperVisor)等の仮想化レイヤ(Virtualization Layer)上に実装した仮想マシン(VM:Virtual Machine)により、該サーバのハードウェア資源コンピューティングストレージネットワーク機能等)を仮想化する仮想化技術を用いて、ネットワーク機器等をソフトウェア的に実現するNFV(Network Functions Virtualization)等が知られている。NFVは、例えば、MANO(Management & Orchestration)アーキテクチャに基づき実現される。図1は、非特許文献1の第23頁のFigure 5.1(The NFV-MANO architectural framework with reference points)から引用した図である。

図1を参照すると、VNF(Virtualized Network Function)は、サーバ上の仮想マシン(VM)で動作するアプリケーション等に対応し、ネットワーク機能をソフトウェア的に実現する。VNFとして、例えばLTE(Long Term Evolution)ネットワークコア網であるEPC(Evolved Packet Core)におけるMME(Mobility Management Entity)やS−GW(Serving Gateway)、P−GW(PDN Gateway)等をソフトウェア(仮想マシン)で実現するようにしてもよい。図1の例では、例えばVNFごとにEM(Element Manager:要素管理)という管理機能が設けられる。

VNFの実行基盤をなすNFVI(Network Function Virtualization Infrastructure)は、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク機能等、物理マシン(サーバ)のハードウェア資源をハイパーバイザ等の仮想化レイヤで仮想化した仮想化コンピューティング、仮想化ストレージ、仮想化ネットワーク等の仮想化ハードウェア資源として柔軟に扱えるようにした基盤である。

NFVMANO(Management & Orchestration)は、NFV-Orchestrator(NFVO)、VNF-manager(VNFM)、Virtualized Infrastructure Manager(VIM)を備えている。

NFV-Orchestrator(NFVO)は、NFVIリソースオーケストレーション、及びNS(Network Service)のライフサイクル管理(NSインスタンスのInstantiation、Scaling、Termination、Update等)を行う。また、NSカタログ(NSD/VLD/VNFFGD)、及びVNFカタログ(VNFDVMイメージマニフェストファイル等)の管理を行い、NFVインスタンスのリポジトリ、NFVIリソースのリポジトリを持つ。

VNF-Manager(VNFM)は、VNFのライフサイクル管理(instantiation、update、query、scaling、termination等)およびイベント通知を行う。

Virtualized Infrastructure Manager(VIM)は、仮想化レイヤを介して、NFVIを制御する(コンピューティング、ストーレッジ、ネットワークのリソース管理、NFVの実行基盤であるNFVIの障害監視リソース情報監視等)。

SS(Operations Support Systems)は、例えば通信事業者キャリア)がサービス構築し、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:図1のNS Catalogue)は、ネットワークサービス(NS)のリポジトリを表している。NSカタログ(NS catalog)は、ネットワークサービス(NS)デプロイメントテンプレート(Network Service Descriptor(NSD)、Virtual Link Descriptor(VLD)、VNF Forwarding Graph Descriptor(VNFFGD))の生成と管理の支援を行う。

VNFカタログ(VNF catalog:図1のVNF Catalogue)は、VNFパッケージのリポジトリを表している。VNFカタログは、VNF Descriptor(VNFD)、ソフトウェアイメージ、マニフェストファイル等のVNFパッケージの生成と管理の支援を行う。

NFVインスタンスリポジトリ(NFV instance Repository:図1のNFV Instances)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:図1のNFVI Resources)は、オペレータのinfrastructure domain を超えてVIMにより抽出された、利用可能な(available)/予約された(reserved)/割り付けられた(allocated)リソースの情報を保持する。

図1において、参照ポイントOs−Nfvoは、OSS(Operation Service Systems)/BSS(Business Service Systems)とNFVO間の参照ポイントであり、ネットワークサービスのライフサイクル管理要求、VNFライフサイクル管理要求、NFV関連の状態情報転送ポリシ管理情報の交換等に用いられる。

参照ポイントVnfm−Viは、VNFMからのリソース割り当て要求、仮想化リソースの構成と状態情報の交換に用いられる。

参照ポイントVe−Vnfm−emは、EMと、VNFM間でVNFインスタンシエーション、VNFインスタンス検索、更新、終了、スケールアウトインスケールアップダウン、EMからVNFMへの構成、イベントの転送、VNFMからVNFへのVNFの構成、イベントの通知等に用いられる。

参照ポイントVe−Vnfm−Vnfは、VNFと、VNFM間でVNFインスタンシエーション、VNFインスタンス検索、更新、終了、スケールアウト/イン、スケールアップ/ダウン、VNFからVNFMへの構成、イベントの転送、VNFMからVNFへのVNFの構成、イベントの通知等に用いられる。

参照ポイントNf−Viは、コンピューティング/ストレージ資源の指示とともにVMの割り付け、VMリソース割り当ての更新、VMマイグレーション、VM終了、VM間の接続の生成・削除等、リソース割り当て要求に対する仮想化リソースの割り付け、仮想化リソースの状態情報の転送、ハードウェア資源の構成と状態の情報の交換等に用いられる。

参照ポイントVn−NfはNFVIによってVNFに提供される実行環境を表している。

参照ポイントNfvo−Vnfmは、VNF−manager(VNFM)によるリソース関連要求(認証、予約(reservation)、割り当て等)、VNFMへの構成情報の転送、VNFの状態情報の収集に用いられる。

参照ポイントNfvo−ViはNFVOからのリソース予約割り当て要求と仮想化リソースの構成と状態情報の交換に用いられる(詳細は非特許文献1参照)。

図2は、非特許文献1の第40頁のFigure6.2 (Information elements in different context)を引用したものである。インスタンシエーション入力パラメータが入力される。

図2において、ネットワークサービスディスクリプタ(Network Service Descriptor:NSD)は、ネットワークサービス(NS)の一部をなす部品を記述する他のディスクリプタを参照するネットワークサービスデプロイメントテンプレートである。

VNFディスクリプタ(VNF Descriptor:VNFD)は、デプロイメントとオペレーション上の挙動の要求の観点からVNFを記述するデ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(instantiation:インスタンス化)とVNFインスタンスのライフサイクル管理においてVNFMにより主に用いられる。VNFDは、NFVOによって、ネットワークサービス、NFVI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。NFVI内の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仮想リンク構築のために、NFVOで利用されるコネクティビティインターフェース・KPI(Key Performance Indicators)要件を含む。

VNF Forwarding Graph Descriptor(VNFFGD)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Virtual Linkを参照することで、記述したデプロイメントテンプレートである。

仮想リンクディスクリプタ(Virtual Link Descriptor:VLD)は、NFVIで利用可能なVNF間、PNF間、NSの端点(endpoints)間のリンクに必要なリソース要求を記述したデプロイメントテンプレートである。

物理ネットワークファンクションディスクリプタ(Physical Network Function Descriptor:PNFD)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)、インターフェース、KPI要件を記述する。NSに物理デバイス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。

NSD、VNFFGD、VLDは、NSカタログ(図2のNetwork Service Catalogue)に含まれ、VNFDは、VNFパッケージとして、VNFカタログ(図2のVNF Catalogue)に含まれる。

OSS/BSSやVNFMからNFVOに対してNS、またはVNFのインスタンシエーション操作が行われる。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(NFV Instances)の種類として、例えば、
・Network Service Record (NSR)、
・VNFFG Record (VNFFGR)、
・Virtual Link Record (VLR)、
・VNF(Virtualized Network Function) Record (VNFR)、
・PNF(Physical Network Function) Record (PNFR)
がある。

NSR、VNFR、VNFFGR、VVLR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。なお、以下の表1、2にNFVの各要素の概要を一覧でまとめる。

概要

本発明は、ディスクリプタに基づき生成されるインスタンスを管理上区別可能としている。VNFディスクリプタ(VNFD)に、前記VNFDに基づき生成されるインスタンスを名前区別可能とする情報要素を備える。情報要素は、仮想マシン(VM)に関する命名規則を記述するVM名の情報要素を含む。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

テンプレートの情報を記憶部から入力するステップと、前記テンプレートの情報に基づきインスタンスを生成するステップと、を含み、前記記憶部に記憶される前記テンプレートに、前記テンプレートの情報に基づき生成されるインスタンスを名前区別可能とする情報要素を設けた、ことを特徴とするネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション方法。

請求項2

前記インスタンスを名前で区別可能とする情報要素が、前記インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を含む、ことを特徴とする請求項1記載のネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション方法。

請求項3

VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)に、インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を設け、前記VNFDの情報に基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能としてなる、ことを特徴とするネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション方法。

請求項4

前記VNFDのID(Identifier)、VDU(Virtualized Deployment Unit)の情報要素と同じ階層に、仮想マシン(VM)に関する命名規則を記述するVM名の情報要素を設け、前記VNFDに基づき生成される複数のインスタンスを名前で区別可能とする、ことを特徴とする請求項3記載のネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション方法。

請求項5

テンプレートの情報を記憶部から入力する入力手段と、前記テンプレートの情報に基づきインスタンスを生成する生成手段と、を備え、前記テンプレートが、前記テンプレートの情報に基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能とする情報要素を備えた、ことを特徴とするネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション装置。

請求項6

前記インスタンスを名前で区別可能とする前記情報要素が、前記インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を含む、ことを特徴とする請求項5記載のネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション装置。

請求項7

インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を設けた、VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)を入力する手段と、前記VNFDの情報に基づきインスタンスを生成する手段と、を備えた、ことを特徴とするネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション装置。

請求項8

前記VNFDにおいて、前記VNFDのID(Identifier)、VDU(Virtualized Deployment Unit)の情報要素と同じ階層に、仮想マシン(VM)に関する命名規則を記述するVM名の情報要素を備え、前記VNFDに基づき生成される複数のインスタンスを名前で区別可能とする、ことを特徴とする請求項7記載のネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション装置。

請求項9

入力したテンプレートの情報に基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能とする情報要素を備えたテンプレートを記憶部から入力する処理と、前記入力したテンプレートの情報に基づきインスタンスを生成する処理と、をコンピュータで実行させるプログラム

請求項10

前記インスタンスを名前で区別可能とする情報要素が、前記インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を含む、請求項9記載のプログラム。

請求項11

インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を設けた、VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)を入力する処理と、前記VNFDの情報に基づきインスタンスを生成する処理と、をコンピュータで実行するプログラム。

請求項12

前記VNFDにおいて、ID、VDU(Virtualized Deployment Unit)の情報要素と同じ階層に、仮想マシン(VM)に関する命名規則を記述するVM名の情報要素を設け、前記VNFDに基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能としてなる、請求項11記載のプログラム。

技術分野

0001

(関連出願についての記載)
本発明は、日本国特許出願:特願2015−011811号(2015年1月23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管理およびオーケストレーション技術に関し、特にネットワーク機能仮想化(Network Functions Virtualization)の管理およびオーケストレーションに適用して好適な方法と装置とプログラムに関する。

背景技術

0002

サーバ上のハイパーバイザ(HyperVisor)等の仮想化レイヤ(Virtualization Layer)上に実装した仮想マシン(VM:Virtual Machine)により、該サーバのハードウェア資源コンピューティングストレージやネットワーク機能等)を仮想化する仮想化技術を用いて、ネットワーク機器等をソフトウェア的に実現するNFV(Network Functions Virtualization)等が知られている。NFVは、例えば、MANO(Management & Orchestration)アーキテクチャに基づき実現される。図1は、非特許文献1の第23頁のFigure 5.1(The NFV-MANO architectural framework with reference points)から引用した図である。

0003

図1を参照すると、VNF(Virtualized Network Function)は、サーバ上の仮想マシン(VM)で動作するアプリケーション等に対応し、ネットワーク機能をソフトウェア的に実現する。VNFとして、例えばLTE(Long Term Evolution)ネットワークコア網であるEPC(Evolved Packet Core)におけるMME(Mobility Management Entity)やS−GW(Serving Gateway)、P−GW(PDN Gateway)等をソフトウェア(仮想マシン)で実現するようにしてもよい。図1の例では、例えばVNFごとにEM(Element Manager:要素管理)という管理機能が設けられる。

0004

VNFの実行基盤をなすNFVI(Network Function Virtualization Infrastructure)は、コンピューティング、ストレージ、ネットワーク機能等、物理マシン(サーバ)のハードウェア資源をハイパーバイザ等の仮想化レイヤで仮想化した仮想化コンピューティング、仮想化ストレージ、仮想化ネットワーク等の仮想化ハードウェア資源として柔軟に扱えるようにした基盤である。

0005

NFVMANO(Management & Orchestration)は、NFV-Orchestrator(NFVO)、VNF-manager(VNFM)、Virtualized Infrastructure Manager(VIM)を備えている。

0006

NFV-Orchestrator(NFVO)は、NFVIリソースのオーケストレーション、及びNS(Network Service)のライフサイクル管理(NSインスタンスのInstantiation、Scaling、Termination、Update等)を行う。また、NSカタログ(NSD/VLD/VNFFGD)、及びVNFカタログ(VNFDVMイメージマニフェストファイル等)の管理を行い、NFVインスタンスのリポジトリ、NFVIリソースのリポジトリを持つ。

0007

VNF-Manager(VNFM)は、VNFのライフサイクル管理(instantiation、update、query、scaling、termination等)およびイベント通知を行う。

0008

Virtualized Infrastructure Manager(VIM)は、仮想化レイヤを介して、NFVIを制御する(コンピューティング、ストーレッジ、ネットワークのリソース管理、NFVの実行基盤であるNFVIの障害監視リソース情報監視等)。

0009

SS(Operations Support Systems)は、例えば通信事業者キャリア)がサービス構築し、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。

0010

NSカタログ(NS catalog:図1のNS Catalogue)は、ネットワークサービス(NS)のリポジトリを表している。NSカタログ(NS catalog)は、ネットワークサービス(NS)デプロイメントテンプレート(Network Service Descriptor(NSD)、Virtual Link Descriptor(VLD)、VNF Forwarding Graph Descriptor(VNFFGD))の生成と管理の支援を行う。

0011

VNFカタログ(VNF catalog:図1のVNF Catalogue)は、VNFパッケージのリポジトリを表している。VNFカタログは、VNF Descriptor(VNFD)、ソフトウェアイメージ、マニフェストファイル等のVNFパッケージの生成と管理の支援を行う。

0012

NFVインスタンスリポジトリ(NFV instance Repository:図1のNFV Instances)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。

0013

NFVIリソースリポジトリ(NFVI Resources Repository:図1のNFVI Resources)は、オペレータのinfrastructure domain を超えてVIMにより抽出された、利用可能な(available)/予約された(reserved)/割り付けられた(allocated)リソースの情報を保持する。

0014

図1において、参照ポイントOs−Nfvoは、OSS(Operation Service Systems)/BSS(Business Service Systems)とNFVO間の参照ポイントであり、ネットワークサービスのライフサイクル管理要求、VNFライフサイクル管理要求、NFV関連の状態情報転送ポリシ管理情報の交換等に用いられる。

0015

参照ポイントVnfm−Viは、VNFMからのリソース割り当て要求、仮想化リソースの構成と状態情報の交換に用いられる。

0016

参照ポイントVe−Vnfm−emは、EMと、VNFM間でVNFインスタンシエーション、VNFインスタンス検索、更新、終了、スケールアウトインスケールアップダウン、EMからVNFMへの構成、イベントの転送、VNFMからVNFへのVNFの構成、イベントの通知等に用いられる。

0017

参照ポイントVe−Vnfm−Vnfは、VNFと、VNFM間でVNFインスタンシエーション、VNFインスタンス検索、更新、終了、スケールアウト/イン、スケールアップ/ダウン、VNFからVNFMへの構成、イベントの転送、VNFMからVNFへのVNFの構成、イベントの通知等に用いられる。

0018

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VMの割り付け、VMリソース割り当ての更新、VMマイグレーション、VM終了、VM間の接続の生成・削除等、リソース割り当て要求に対する仮想化リソースの割り付け、仮想化リソースの状態情報の転送、ハードウェア資源の構成と状態の情報の交換等に用いられる。

0019

参照ポイントVn−NfはNFVIによってVNFに提供される実行環境を表している。

0020

参照ポイントNfvo−Vnfmは、VNF−manager(VNFM)によるリソース関連要求(認証、予約(reservation)、割り当て等)、VNFMへの構成情報の転送、VNFの状態情報の収集に用いられる。

0021

参照ポイントNfvo−ViはNFVOからのリソース予約割り当て要求と仮想化リソースの構成と状態情報の交換に用いられる(詳細は非特許文献1参照)。

0022

図2は、非特許文献1の第40頁のFigure6.2 (Information elements in different context)を引用したものである。インスタンシエーション入力パラメータが入力される。

0023

図2において、ネットワークサービスディスクリプタ(Network Service Descriptor:NSD)は、ネットワークサービス(NS)の一部をなす部品を記述する他のディスクリプタを参照するネットワークサービスデプロイメントテンプレートである。

0024

VNFディスクリプタ(VNF Descriptor:VNFD)は、デプロイメントとオペレーション上の挙動の要求の観点からVNFを記述するデプロイメントテンプレートである。

0025

VNFDは、VNFのインスタンシエーション(instantiation:インスタンス化)とVNFインスタンスのライフサイクル管理においてVNFMにより主に用いられる。VNFDは、NFVOによって、ネットワークサービス、NFVI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。NFVI内の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仮想リンク構築のために、NFVOで利用されるコネクティビティインターフェース・KPI(Key Performance Indicators)要件を含む。

0026

VNF Forwarding Graph Descriptor(VNFFGD)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Virtual Linkを参照することで、記述したデプロイメントテンプレートである。

0027

仮想リンクディスクリプタ(Virtual Link Descriptor:VLD)は、NFVIで利用可能なVNF間、PNF間、NSの端点(endpoints)間のリンクに必要なリソース要求を記述したデプロイメントテンプレートである。

0028

物理ネットワークファンクションディスクリプタ(Physical Network Function Descriptor:PNFD)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)、インターフェース、KPI要件を記述する。NSに物理デバイス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。

0029

NSD、VNFFGD、VLDは、NSカタログ(図2のNetwork Service Catalogue)に含まれ、VNFDは、VNFパッケージとして、VNFカタログ(図2のVNF Catalogue)に含まれる。

0030

OSS/BSSやVNFMからNFVOに対してNS、またはVNFのインスタンシエーション操作が行われる。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モデル化するためのデータを提供する。

0031

生成されるインスタンスレコード(NFV Instances)の種類として、例えば、
・Network Service Record (NSR)、
・VNFFG Record (VNFFGR)、
・Virtual Link Record (VLR)、
・VNF(Virtualized Network Function) Record (VNFR)、
・PNF(Physical Network Function) Record (PNFR)
がある。

0032

NSR、VNFR、VNFFGR、VVLR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。

0033

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。なお、以下の表1、2にNFVの各要素の概要を一覧でまとめる。

0034

0035

先行技術

0036

ETSI GS NFV-MAN001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration <http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf>

発明が解決しようとする課題

0037

以下に、本発明者による分析を与える。

0038

VNFとVNFC(VNF Components)とVDU(Virtualization Deployment Unit)の関係の一例について、図3を参照して説明する。図3には、S−GW(Serving gateway)を仮想化したVNFにおいて、各論理インターフェース毎にVNFCを設定した例が模式的に例示されている。VDUは、VNFの一部又は全体のデプロイメントとオペレーション挙動の記述をサポートする情報モデルで用いられる構成体である。なお、VNFの実行基盤を提供するVNFIは、ハイパーバイザ等の仮想化レイヤ上で仮想化された仮想コンピューティング、仮想ストレージ仮想ネットワークからなる。仮想化レイヤ上の仮想マシン(仮想CPU(Central Processing Unit)、仮想メモリ、仮想ストレージ、ゲストOS(Operating System))を備え、ゲストOS上でアプリケーションが実行される。仮想化レイヤの下のCompute、Storage、Networkは、CPU、ストレージ、ネットワークインターフェースコントローラ(Network Interface Controller:NIC)等のハードウェア資源を模式的に表している。Vn−NfはNFVIによってVNFに提供される実行環境を表している。

0039

図3において、SGWをVNFとした場合で各論理インターフェース毎にVNFCを設定し、C−Plane(Control Plane)に関する論理インターフェースS11、Gx、S5/S8−Cをまとめて一つのVDU(VM)として定義し、U−Planeに関する論理インターフェースS1U、S5/S8−U、S12をまとめて一つのVDU(VM)として定義している。S5/S8−CにおけるCはコントロールプレーン(Control Plane)を表している。S1U、S5/S8−UにおけるUはユーザプレーン(User−Plane)を表している。

0040

なお、S11は、EPCにおいて、MMEとSGWの間のコントロールプレーン・インターフェース、S5/S8はSGWとPGWの間のユーザプレーン・インターフェース、S1Uは、eNodeB(evolved NodeB)とコアネットワークの間のインターフェース、GxはPGWとPCRF(Policy and Charging Rules Function) の間のインターフェース、S11は、MMEとS−GW間のインターフェース、S12はUTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)とS−GW間のインターフェースである。

0041

制御信号が例えば輻輳した場合は、例えばS11、Gx、S5/S8−C(Cはコントロールプレーン(Control Plane)を表している)に対応するVMを追加(増設)する(Scale−out)。

0042

データ信号が輻輳した場合は、例えばS1U、S5/S8−U(Uはユーザプレーン(User-Plane)を表している)に対応するVMを追加(増設)する(Scale−out)。

0043

図4は、各ディスクリプタの論理関係を示す図である(非特許文献1の第60頁のFig.6.4から引用)。図4には、内部仮想リンク(internal Virtual Link)と外部仮想リンク(external Virtual Link)の関係が示されている。また図4には、ネットワークサービス(NS)におけるVNFとVNFCとVL(Virtual Link)との接続点(Connection Points)の関係が示されている。

0044

図5は、NFV−MANOの標準仕様に関する非特許文献1のVNFディスクリプタ(VNFD)の構造(階層構造木構造)を模式的に示す図である(非特許文献1参照)。図6は、非特許文献1の第44頁の6.3.1.1(vnfd base information elements)を引用した図であり、VNFをデプロイメントと操作挙動(operational behavior)要件(requirements)の観点から記述するデプロイメントテンプレートであるVNFディスクリプタ(VNFD)の基本情報要素を示す図である。

0045

なお、図6等において、タイプが、リーフ(Leaf)のエントリ(要素)は、木構造(階層構造)のテンプレートにおける、葉(末端ノード)を表しており、他の要素をまったく含まない要素を表している。リーフ要素は、一般に空要素かテキストである。Element(Element Tree)は、子ノード(IDを有する)を有する。

0046

テンプレートのルート(根)要素であるVNFDには、VNFの要件・制約条件を定義する情報として、
VDU(Virtualized Deployment Unit)、
仮想リンク(Virtual Link)(0…N)、
接続点(Connection Points) (1…N)、
デプロイメントフレーバ(Deployment Flavor)(1…N)
等が同一階層で規定される。ただし、Nは1以上の整数である。

0047

図7(A)は、テーブル形式で定義されるVDUの基本要素(vdu base elements)を示す図である(非特許文献1の6.3.1.2.1)。各VDUは、VNFを構成するVDUの要件・制約条件を定義する情報として、VNFCを子ノードとして備えている。各VNFCの情報要素は図7(B)に示される(非特許文献1の6.3.1.2.1.1参照)。VNFCは、接続点(Connection point)をリーフ要素として備える。接続点(Connection point)の情報要素は図7(C)に示される(非特許文献1の6.3.1.2.1.2参照)。

0048

また、各VDUには、各VDUが使用する各種リソース要件・制約条件(例えばCPU、仮想スイッチセキュリティ、ハイパーバイザ、PCIe(ピーシーアイエクスプレス)、信頼性と可用性(reliability and availability)、ストレージ(図8(A)参照:非特許文献1の6.3.1.2.10参照)、ネットワークインターフェース等のVDU情報)が規定される。ストレージのテンプレート(ディスクリプタ)は、図9(A)に示すように、リーフ要素として、ストレージの要件(storage requirement)、rdma(Remote Direct Memory Access)-support-bandwidth等がある。なお、本明細書では、一例として、ストレージの情報要素を例示するが、CPU、仮想スイッチ、セキュリティ、ハイパーバイザ、PCIe(ピーシーアイエクスプレス)、信頼性と可用性等の情報要素に関しては非特許文献1が適宜参照される。

0049

図5のVNFディスクリプタ(VNFD)における仮想リンク(Virtual Link)、接続点(Connection Point)、デプロイメントフレーバ(Deployment Flavor)、ConstituentVDUのテンプレートを、それぞれ図8(B)、図8(C)、図9(A)、図9(B)に示す。仮想リンク(Virtual Link)は非特許文献1の6.3.1.3、接続点(Connection Point)は非特許文献1の6.3.1.4、デプロイメントフレーバ(Deployment Flavor)は非特許文献1の6.3.1.5、Constituent VDUは、非特許文献1の6.3.1.5.1が参照される。

0050

専用ハードウェアによるネットワーク装置(Network Appliance)を用いたキャリアの運用では、運用管理上の効率化や障害時の該当箇所の特定のため、例えば、
・どの局舎ビル)、
通信ノード
・機能
であるかが直ちに判別可能となるように、ハードウェア装置毎に、名前マッピングして管理する場合がある。

0051

例えば、ゲートウェイ、ネットワーク機器等のハードウェア装置に割り付けられた名前:「大阪SGW001−U−Plane001」に関して、「大阪局舎」のサービングゲイトウェイ(SGW)「SGW001」のU−Plane(User-Plane)機能「001」を表している。

0052

NFVアーキテクチャにおいても同様のニーズがある。仮想化によりソフトウェアとハードウェアが分離され、どこのハードウェア上で、どの種別のVNF/VNFC(VNF Component)インスタンス(VM:Virtual Machine)が動いているのか管理することは重要である(本発明者らによる知見)。

0053

例えば図6等を参照して説明したNFVの標準仕様上では、VNFディスクリプタ(VNFD)、VDU、VNFCは、図6図7(A)、図7(B)に示すように、それぞれ、VNFD、VDU、VNFC単位にIDを付与することができる。

0054

しかしながら、NFVの標準仕様上、VM(インスタンス)毎に、名前(VM Name)を付与することができない。例えば図6等を参照して説明したNFVの標準仕様のVNFディスクリプタ(VNFD)では、
・VNFとして例えば「SGW」というVNF IDや、
・VNFCとして、VNFC IDを付与する、
ところまでは可能である。

0055

しかし、SGWの何ノード目、GWUゲートウェイユニット)の何インスタンス目なのかまでは指定することができない(本発明者らによる知見)。

0056

上記標準仕様のVNFディスクリプタでは、例えばオートスケール(スケールアウト)など、サーバ上に仮想マシンVMを増設(生成)した際に、複数の仮想マシン(VM)を生成した場合、同一のVNFC IDが付与されてしまい、管理上どのインスタンスなのか区別することができない事態となる(本発明者らによる知見)。

0057

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、その目的は、ディスクリプタに基づき生成されるインスタンスを管理上区別可能とするネットワーク機能仮想化管理およびオーケストレーション方法と装置、プログラムを提供することにある。

課題を解決するための手段

0058

本発明の1つの側面(aspect)によれば、テンプレートの情報を記憶部から入力するステップと、前記テンプレートの情報に基づきインスタンスを生成するステップと、を含み、前記記憶部に記憶される前記テンプレートに、前記インスタンスを名前で区別可能とする情報要素を設ける方法が提供される。前記インスタンスを名前で区別可能とする情報要素が、前記インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を含む。本発明によれば、例えば、VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)に、インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を設け、前記VNFDの情報に基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能としてなるネットワーク機能仮想化(NFV)管理およびオーケストレーション方法が提供される。

0059

本発明の他の側面によれば、テンプレートの情報を記憶部から入力する入力手段と、前記テンプレートの情報に基づきインスタンスを生成する生成手段と、を備え、前記テンプレートが、前記テンプレートの情報に基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能とする情報要素を設けた装置が提供される。前記インスタンスを名前で区別可能とする前記情報要素は、前記インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を含む。本発明によれば、例えば、インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を設けた、VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)を入力する手段と、前記VNFDの情報に基づきインスタンスを生成する手段と、を備えた装置(NFV-MANO)が提供される。

0060

本発明のさらに他の側面によれば、入力したテンプレートの情報に基づき生成されるインスタンスを名前で区別可能とする情報要素を設けたテンプレートを記憶部から入力する処理と、前記入力したテンプレートの情報に基づきインスタンスを生成する処理と、をコンピュータで実行させるプログラムが提供される。前記インスタンスを名前で区別可能とする情報要素は、前記インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を含む。本発明によれば、例えば、インスタンスの名前の命名規則を与える情報要素を設けた、VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)を入力する処理と、前記VNFDの情報に基づきインスタンスを生成する処理と、をコンピュータで実行するプログラムが提供される。本発明によれば、該コンピュータプログラムを記録した磁気ディスク半導体メモリ等(non-transitory computer readable recording medium)が提供される。

発明の効果

0061

本発明によれば、テンプレート(ディスクリプタ)に基づき生成されるインスタンスを、管理上区別可能としている。

図面の簡単な説明

0062

NFVアーキテクチャのNFV-MANOを説明する図である(非特許文献1のFig.5.1を引用)。
非特許文献1によるテンプレートとインスタンスレコードを説明する図である(非特許文献1のFig.6.2を引用)。
VNFとVNFCとVDUの関係を説明する図である。
ディスクリプタの論理関係を模式的に示す図である(非特許文献1のFig.6.4を引用)。
VNFディスクリプタ(vnfd)の構成を模式的に示す図である。
VNFディスクリプタ(vnfd)のテーブルの情報要素を説明する図である(非特許文献1の6.3.1.1を引用)。
(A)はVDU、(B)はVNFC、(C)Connection pointの情報要素を説明する図である(非特許文献1の6.3.1.2.1、6.3.1.2.1.1、6.3.1.2.1.2を引用)。
(A)はストレージに関するVDUの情報要素、(B)はVNF internal Virtual Link、(C)Connection pointの情報要素を説明する図である(非特許文献1の6.3.1.2.10を引用)。
(A)はデプロイメントフレーバ(Deployment Flavor)の情報要素、(B)はConstituent VDUの情報要素を説明する図である(非特許文献1の6.3.1.5、6.3.1.5.1を引用)。
実施形態のVNFディスクリプタ(vnfd)の情報要素を説明する図である。
実施形態におけるVNFディスクリプタ(vnfd)の構成を模式的に示す図である。
実施形態におけるVMのスケールアウトの一例を説明する図である。
実施形態のディスクリプタを処理するNFV-MANOを説明する図である。

実施例

0063

本発明のいくつかの例示的な実施形態の1つによれば、VNF(Virtualized Network Function)ディスクリプタ(VNFD)において、例えば識別子(ID)、VDU(Virtualized Deployment Unit)の情報要素と同一階層に(VNFDルート直下に)、仮想マシン(VM)に関する命名規則を記述するVM名のエントリ(情報要素)を備え、前記ディスクリプタに基づき生成されるインスタンス(仮想マシン(VM)等)を名前で区別可能としている。このため、インスタンス(VM等)を管理上区別可能としている。

0064

前述したように、NFVの標準仕様上では、VNFD、VDU、VNFCは、それぞれ、例えば図6図7(A)、図7(B)に示すように、VNFD、VDU、VNFC単位にIDを付与することは可能であるが、例えばVM(インスタンス)ごとに名前を付与することができない。この結果、例えば輻輳(VMの能力を超えた負荷による処理輻輳)又は障害等が生じ、スケールアウト(例えばVMの増設)等を行う場合、管理上、VM(インスタンス)を区別することができないことになる。VNF、VDUでも同じような問題がある。

0065

この種の問題を解決するため、本実施形態によれば、例えば図10に示すように、VNFディスクリプタ(VNFD)において、例えばルート直下の階層に位置する識別子(ID(identifier))、ベンダ(Vendor)、バージョン(Version)、VDU等のエントリと同一の階層に、VM名の命名規則を与える情報要素(VM name)を、例えばタイプ:リーフ(Leaf)として設ける。

0066

図11は、図10に示した本実施形態のVNFディスクリプタの構造を説明する図であり、前述した図5に対応する。

0067

図11を参照すると、VNFディスクリプタ(vnfd)において、vdu、Virtual Link、Connection Points、Deployment Flavorと同じ階層に、1・・・N(Nは1以上の整数)の仮想マシン名(VM name)の情報要素(エントリ)を含む。この情報要素(VM name)は、VNFディスクリプタの構造における末端ノード(Leaf)として接続されている。NNFV−MANO(図2参照)は、インスタンシエーション操作で、ディスクリプタのVM name のVM命名規則に基づき、VM名を生成する。

0068

図12は、本実施形態による一具体例を説明する図である。図12には、物理マシンPM(Physical Machine)、仮想マシンVM(Virtual Machine)、仮想マシン上のアプリケーション(APL)でのそれぞれ名前(物理サーバ名、VDU名、論理ノード名)が、スケールアウト(2台サーバを増設)前と後のサーバに対応して示されている。
物理サーバ名:PM01、
VDU名:大阪SGW001 U−Plane001、
論理ノード名:大阪SGW001 U−Plane001
サーバ装置において、障害あるいは輻輳等が検出された結果、NFV−MANOにてオートスケールアウトを行う場合を説明する。

0069

増設される2台のサーバのうちの一つは、
物理サーバ名:PM02、
VM名(VDU名):大阪SGW001 U−Plane002であり、
他は、
物理サーバ名:PM03、
VM名(VDU名):大阪SGW001 U−Plane003
である。これらのVM名は、VNFディスクリプタ(VNFD)において、VMの命名規則を定義したVM名情報要素(VM name)の記述にしたがって、NFV−MANOにてインスタンシエートされ、インスタンス名(VDU名)とされる。

0070

例えば、VNFディスクリプタのVM名情報要素(VM name)に設定されるVM命名規則を、
「”大阪SGW001 U−Plane” && ”++integer−value”」
とし、integer−valueの初期値を0としておく。例えばインスタンシエーション時に、規則中の”++integer−value”により、文字列(character string):”大阪SGW001 U−Plane”に続く”integer−value”をオートインクリメント(automatically increment by 1)し、得られた整数値を、例えば10進3桁の文字列に変換し(例えば”002”)、演算子”&&”により、文字列”大阪SGW001 U−Plane”に、文字列:”002”を連接(concatenate)して、VDU名:”大阪SGW001 U−Plane002”等が生成される。

0071

このため、NFV−MANOにより、オートスケール(オートスケールアウト)で増設された2台目、3台目のVMに、「大阪SGW001 U−Plane002」、「大阪SGW001 U−Plane003」の名前がそれぞれ割り当てられる。すなわち、本実施形態によれば、生成されたインスタンス(VM)を、管理上区別可能としている。

0072

なお、命令規則の”++integer−value”の演算子++は、オートインクリメントの命名規則の一例(命令規則のシンタックスは任意である)として最も簡易な例を示したものであり、本発明がかかる命名規則に制限されるものでないことは勿論である。例えば、「大阪SGW001 U−Plane”++integer−value”」のかわりに、命名規則の引数変数)として、「大阪」の欄のかわりに、「局舎名」のテキストコードを挿入する指示を埋め込んでおくようにしてもよい。例えば局舎等は、NFVOがオーケストレーションにおいて、資源(リソース)に余裕のある局舎を選択する場合がある。その際、「局舎名」の自動挿入の指示を命名規則に指定しておくことで、NFVOがオーケストレーション時に管理しているNFVIやVNFのリポジトリ情報を参照して、VM名(VDU名)を付与するようにしてもよい。

0073

図13は、図10及び図11を参照して説明した本実施形態のVNFディスクリプタ(vnfd)を読み込みNFVインスタンスを生成する処理を実行するNFV−MANO(図2)を説明する図である。当該処理は、NFV−MANOのNFVO又はVFNM等にプログラムとして実装するようにしてもよい。この場合、NFV−MANOのNFVO又はVNFM等を構成する不図示のプロセッサ(CPU(Central Processing Unit))は、半導体メモリ又はHDD(Hard Disk Drive)等に記憶されるプログラムを主メモリに読み込み、実行することで、記憶部からのVNFディスクリプタ(vnfd)の読み込み処理、NFVインスタンス生成処理を実現する。

0074

NFV−MANO100において、ディスクリプタ記憶部111から、図10等に示した本実施形態によるVNFディスクリプタ(vnfd)(VM nameの情報要素を有する)を入力するディスクリプタ入力部101と、インスタンシエーションインプットパラメータを入力するインスタンシエーションインプットパラメータ入力部102、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実行部103、インスタンスレコードを出力するインスタンスレコード出力部104を備えている。インスタンスレコード・データはインスタンスレコード記憶部112に記憶される。

0075

例えばOSS/BSSやVNFMからNFVOに対してNS(Network Service)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インプットパラメータは、例えばネットワークサービスNS又はVNFを特定のインスタンシエーションへカストマイズするために用いられる。インスタンシエーションインプットパラメータは,使用するデプロイメントフレーバ(Deployment Flavor)を識別する情報と、インスタンシエーション操作で組み込まれるVNF・PNFを参照する。インスタンシエーション実行部103では、新たに生成されたインスタンスを表すレコード(NSR、VNFR、VLR、VNFFGR等)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)、VNF、VNFFG、又はVL(Virtual Link)のインスタンス状態のモデル化に必要なデータ集合を提供する。生成された複数のVM(VDU)等のインスタンスを名前(例えばVDU名)にて区別可能としている。

0076

上記実施形態では、ディスクリプタの情報等に基づきインスタンシエートされる仮想マシン(VM)を例に説明したが、VNF、VNFC、VDUについても、同様に、生成されるインスタンスに対応付けされる名前(命名規則)を設定する情報要素を備えることで、前記ディスクリプタに基づき生成されるインスタンス(VNF、VNFC、VDU)を管理上、自動で区別可能としている。

0077

なお、上記の非特許文献の各開示を、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。

0078

100 NFV-MANO
101ディスクリプタ入力部
102インスタンシエーションインプットパラメータ入力部
103 インスタンシエーション実行部
104インスタンスレコード出力部
111 ディスクリプタ記憶部
112 インスタンスレコード記憶部

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ