特許 6790835 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6790835

(24)【登録日】2020年11月9日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】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

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/455 20060101AFI20201116BHJP

【ＦＩ】

   G06F9/455 150

【請求項の数】9

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-570730(P2016-570730)

(86)(22)【出願日】2016年1月22日

(86)【国際出願番号】JP2016051895

(87)【国際公開番号】WO2016117694

(87)【国際公開日】20160728

【審査請求日】2018年12月4日

(31)【優先権主張番号】特願2015-11810(P2015-11810)

(32)【優先日】2015年1月23日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100080816

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 朝道

(74)【代理人】

【識別番号】100098648

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 潔人

(74)【代理人】

【識別番号】100119415

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 充

(74)【代理人】

【識別番号】100168310

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼橋 幹夫

(72)【発明者】

【氏名】極樂寺 淳一

(72)【発明者】

【氏名】大平 麻代

(72)【発明者】

【氏名】篠澤 博一

【審査官】 漆原 孝治

(56)【参考文献】

【文献】 Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration，ETSI GS NFV-MAN 001，フランス，ETSI，２０１４年１２月，V1.1.1，pp.15,27,44-53,65,97,158-175，[検索日:2020.02.10]，ＵＲＬ，https://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０６Ｆ ９／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＶＮＦ（Virtualized Network Function）ディスクリプタ（ＶＮＦＤ）において、ＶＤＵ（Virtual Deployment Unit）の情報要素と同一階層に、ＶＤＵに接続する予め定められた少なくとも一つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、前記エントリには、その配下に、前記装置の装置名を含む定義要素を括り付けたＶＮＦＤを記憶部に記憶し、
前記記憶部から前記ＶＮＦＤを入力し、関連するインスタンスを生成し、
前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵが前記ＶＮＦＤにおける前記装置のエントリを指定し同一の装置名を使用するように設定された前記ＶＮＦＤに基づき生成された、複数の前記ＶＤＵのインスタンス間で前記装置を共有可能とする、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2】

前記装置がストレージを含み、
前記ストレージを定義する情報要素として、
前記ＶＮＦＤにおいて、前記ＶＤＵの情報要素と同一階層に、前記ストレージに関する定義を記述するストレージ定義エントリを備え、
前記ストレージ定義エントリは、その配下に、ストレージ名を少なくとも含む、要素タイプがリーフタイプのストレージ定義要素を有し、
前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵでは、使用するストレージとして、前記ＶＮＦＤに定義された前記ＶＤＵの情報要素と同一階層の前記ストレージ定義エントリを指定し、前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵ間で同一のストレージ名を用いることで、複数の前記ＶＤＵのインスタンス間で前記ストレージを共有可能とする、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】

前記ＶＮＦＤにおける前記ＶＤＵの情報要素に含まれる複数のＶＮＦＣ（Virtualized Network Functions Components）において使用するストレージとして、前記ＶＮＦＤに定義された前記ＶＤＵの情報要素と同一階層の異なる前記ストレージ定義エントリをそれぞれ指定した前記ＶＮＦＤに基づき生成された前記ＶＤＵのインスタンス内において、接続するストレージがそれぞれ異なる前記複数のＶＮＦＣを配備可能としてなる、ことを特徴とする請求項２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4】

ＶＮＦ（Virtualized Network Function）ディスクリプタ（ＶＮＦＤ）であって、ＶＤＵ（Virtual Deployment Unit）の情報要素と同一階層に、ＶＤＵに接続する予め定められた少なくとも一つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、
前記エントリには、その配下に、前記装置の装置名を少なくとも含む定義要素を括り付けたＶＮＦＤを記憶する記憶部と、
前記記憶部から前記ＶＮＦＤを入力し、関連するインスタンスを生成する手段と、
を備え、
前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵが前記ＶＮＦＤにおける前記装置のエントリを指定し同一の装置名を使用するように設定された前記ＶＮＦＤに基づき生成された、複数の前記ＶＤＵのインスタンス間で前記装置を共有可能としてなる、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装置。

【請求項5】

前記装置が、ストレージを含み、
前記ストレージを定義する情報要素として、
前記ＶＮＦＤにおいて、前記ＶＤＵの情報要素と同一階層に、前記ストレージに関する定義を記述するストレージ定義エントリを備え、前記ストレージ定義エントリは、その配下に、ストレージ名を少なくとも含む要素タイプがリーフタイプのストレージ定義要素を有し、
前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵでは、使用するストレージとして、前記ＶＮＦＤに定義された前記ＶＤＵの情報要素と同一階層の前記ストレージ定義エントリを指定し、前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵ間で同一のストレージ名を用いることで、複数の前記ＶＤＵのインスタンス間で前記ストレージを共有可能とする、ことを特徴とする請求項４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6】

前記ＶＮＦＤにおける前記ＶＤＵの情報要素に含まれる複数のＶＮＦＣ（Virtualized Network Functions Components）において使用するストレージとして、前記ＶＮＦＤに定義された前記ＶＤＵの情報要素と同一階層の異なる前記ストレージ定義エントリをそれぞれ指定した前記ＶＮＦＤに基づき生成された前記ＶＤＵのインスタンスにおいて、接続するストレージがそれぞれ異なる前記複数のＶＮＦＣを配備可能としてなる、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】

ＶＮＦ（Virtualized Network Function）ディスクリプタ（ＶＮＦＤ）であって、ＶＤＵ（Virtual Deployment Unit）の情報要素と同一階層に、ＶＤＵに接続する予め定められた少なくとも一つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、
前記エントリには、その配下に、前記装置の装置名を少なくとも含む定義要素を括り付けたＶＮＦＤを格納した記憶部から、前記ＶＮＦＤを入力し、関連するインスタンスを生成し、
前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵが前記ＶＮＦＤにおける前記装置のエントリを指定し同一の装置名を使用するように設定された前記ＶＮＦＤに基づき生成された、複数の前記ＶＤＵのインスタンス間で前記装置を共有可能としてなる処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【請求項8】

前記装置が、ストレージを含み、
前記ストレージを定義する情報要素として、
前記ＶＮＦＤにおいて、前記ＶＤＵの情報要素と同一階層に、前記ストレージに関する定義を記述するストレージ定義エントリを備え、前記ストレージ定義エントリは、その配下に、ストレージ名を少なくとも含む、要素タイプがリーフタイプのストレージ定義要素を有し、
前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵでは、使用するストレージとして、前記ＶＮＦＤに定義された前記ＶＤＵの情報要素と同一階層の前記ストレージ定義エントリを指定し、前記ＶＮＦＤにおける複数の前記ＶＤＵ間で同一のストレージ名を用いることで、複数の前記ＶＤＵのインスタンス間で前記ストレージを共有可能とする処理を前記コンピュータに実行させる請求項７記載のプログラム。

【請求項9】

前記ＶＮＦＤにおける前記ＶＤＵの情報要素に含まれる複数のＶＮＦＣ（Virtualized Network Functions Components）において使用するストレージとして、前記ＶＮＦＤに定義された前記ＶＤＵの情報要素と同一階層の異なる前記ストレージ定義エントリをそれぞれ指定した前記ＶＮＦＤに基づき生成された前記ＶＤＵのインスタンスにおいて、接続するストレージがそれぞれ異なる前記複数のＶＮＦＣを配備可能としてなる、請求項７記載のプログラム。

【発明の詳細な説明】

【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２０１５−０１１８１０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）ネットワークのコア網であるＥＰＣ（Evolved Packet Core）におけるＭＭＥ（Mobility Management Entity）やＳ−ＧＷ（Serving Gateway）、Ｐ−ＧＷ（PDN Gateway）等をソフトウェア(仮想マシン)で実現するようにしてもよい。図１の例では、例えばＶＮＦごとにＥＭ（Element Manager：要素管理）という管理機能が設けられる。

【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】

ＮＦＶ ＭＡＮＯ（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（ＶＮＦＤ／ＶＭ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、リソース情報の監視等）。

【0009】

ＯＳＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ）は、例えば通信事業者（キャリア）がサービスを構築し、運営していくために必要なシステム（機器やソフトウェア、仕組みなど）を総称したものである。ＢＳＳ（Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍｓ）は、例えば通信事業者（キャリア）が利用料などの課金、請求、顧客対応などのために使う情報システム（機器やソフトウェア、仕組みなど）の総称である。

【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レコードに記述される。これらのレコードは各インスタンスのライフサイクルで、ＶＮＦライフサイクル管理操作、ＮＳライフサイクル管理操作の実行結果を反映するように更新される。

【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関連の状態情報の転送、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の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に物理デバイスが組み入れられるときに必要とされ、ネットワーク増設を容易にする。

【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を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】

【表1】

【0035】

【表2】

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0036】

【非特許文献1】ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration （2015年1月19日検索）＜http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf＞

【発明の概要】

【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とした場合において、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】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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（Virtual 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。

【0045】

ＶＤＵ（Virtual Deployment Unit）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。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。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）。

【0046】

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。なお、本明細書では、ストレージの情報要素のみ例示するが、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）、信頼性と可用性等に関連するＶＤＵ情報要素に関しては非特許文献１が適宜参照される。

【0047】

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 Points）、デプロイメントフレーバ（Deployment Flavor）、Constituent VDU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 Points)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。

【0048】

ストレージのテンプレート（ディスクリプタ）は、図８（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。

【0049】

信頼性・可用性が求められるＮＦＶにおけるアプリケーション（ＶＮＦ）は、ホットスタンバイ方式の二重化構成やＮ重化、Ｎ＋１冗長等の構成が用いられる。

【0050】

アクティブ系とスタンバイ系を備えた二重化システムやＮ＋１構成等の冗長構成では、例えば各ＶＤＵで、ストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）を共有する場合がある。

【0051】

しかしながら、非特許文献１等のＮＦＶ標準仕様のＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）では、ＶＤＵが使用するストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）の情報（図８（Ａ））は、図５に示すように、参照（reference）ElementであるＶＤＵに接続するストレージ情報（vdu information (storage)）として記載される。図５のデータ構造において、あるＶＤＵの情報要素に、他のＶＤＵ（Element）に接続するストレージの情報等を関連付ける（括り付ける）ためのパス等の手立てがない。このため、非特許文献１等のＮＦＶ標準仕様のＶＮＦＤでは、ＶＤＵ間でストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）を共有することができない、という問題がある（本発明者らによる知見）。

【0052】

したがって、本発明は、上記問題点を解消するために創案されたものであって、その目的は、ＶＤＵ間で、例えばストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）装置等のリソースを共有可能とするＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）を提供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】

【0053】

本発明の１つの側面（aspect）によれば、仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ：Virtualized Network Function）ディスクリプタ（ＶＮＦＤ）において、仮想デプロイメントユニット（ＶＤＵ：Virtual Deployment Unit）の情報要素と同一階層に、ＶＤＵに接続する予め定められた少なくとも一つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、前記エントリには、その配下に、前記装置の装置名を含む定義要素を括り付けたＶＮＦＤを記憶部に記憶し、前記記憶部から前記ＶＮＦＤを入力し、関連するインスタンスを生成する方法が提供される。

【0054】

本発明の他の側面によれば、ＶＮＦ（Virtualized Network Function）ディスクリプタ（ＶＮＦＤ）であって、ＶＤＵ（Virtual Deployment Unit）の情報要素と同一階層に、ＶＮＦ（Virtualized Network Functions）の実行基盤（Infrastructure）を与える予め定められた少なくとも一つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、前記エントリには、その配下に、前記装置の装置名を少なくとも含む定義要素を括り付けたＶＮＦＤを記憶する記憶部と、前記記憶部から前記ＶＮＦＤを入力し、関連するインスタンスを生成する手段を備えた装置が提供される。

【0055】

本発明のさらに別の側面によれば、ＶＮＦ（Virtualized Network Function）ディスクリプタ（ＶＮＦＤ）であって、ＶＤＵ（Virtual Deployment Unit）の情報要素と同一階層に、ＶＤＵに接続する予め定められた少なくとも一つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、前記エントリには、その配下に、前記装置の装置名を少なくとも含む定義要素を括り付けたＶＮＦＤを記憶部から入力し、関連するインスタンスを生成する処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供される。本発明によれば、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】

【0056】

本発明によれば、VDU間で、ストレージ（Storage）等のリソースを共有可能とするVNFディスクリプタ（VNFD）を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0057】

【図1】ＮＦＶアーキテクチャのＮＦＶ−ＭＡＮ０を説明する図である（非特許文献１のFig.5.1を引用）。

【図2】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）。

【図3】ＶＮＦとＶＮＦＣとＶＤＵの関係を説明する図である。

【図4】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）。

【図5】ＶＮＦディスクリプタ（vnfd）の構成を模式的に示す図である。

【図6】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）。

【図7】（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）。

【図8】（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）。

【図9】（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）。

【図10】図６による比較例を説明する図である。

【図11】（Ａ）実施形態のＶＮＦディスクリプタ（vnfd）の情報要素、（Ｂ）は実施形態におけるストレージの定義を示す図である。

【図12】実施形態のVMに接続するストレージに関する情報要素を示す図である。

【図13】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。

【図14】実施形態の一例を説明する図である。

【図15】実施形態のディスクリプタを処理するNFV-MANO装置を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0058】

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）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）は、例えば、ＶＮＦＤのＩＤ、ＶＤＵの情報要素と同一の階層（ルート直下）に、ストレージ等、ＶＮＦの実行環境を与える少なくとも１つの装置に関する定義を記述するエントリを設け、前記エントリには、情報要素（前記装置の装置名を少なくとも含む定義要素）を括り付ける。例えばＮＦＶ−ＭＡＮＯ（図２参照）は、このＶＮＦＤを入力し、関連するインスタンスを生成する。

【0059】

例示的な実施形態の１つによれば、ストレージを定義する情報要素として、ＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）に、ＶＤＵの情報要素と同一階層に、前記ストレージに関する定義を記述するストレージ定義エントリを備えている。前記ストレージ定義エントリ（Storage Definition）は、その配下に、ストレージ名を少なくとも含む、要素タイプがリーフタイプのストレージ定義要素（Storage Definition Element）を有する。ＶＤＵでは、該ＶＤＵが使用するストーレッジリソースとして、前記ＶＮＦＤに定義されたＶＤＵの情報要素と同一階層の前記ストレージ定義エントリを指定し、ＶＤＵ間で同一のストレージ名を用いることで、ＶＤＵ間で同一ストレージを共有可能としている。すなわち、例示的な実施形態の１つによれば、ＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）に基づき生成されたインスタンス（ＶＭ）では、異なるＶＤＵの間で同一ストレージを共有することを可能としている。

【0060】

ここで、上記本発明の前提となる、前述した本発明の課題についてさらに分析する。非特許文献１等に規定された標準仕様のＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）の構造では、図５、図７（Ａ）を参照して説明したように、ＶＤＵディスクリプタ（ＶＮＦＤ）内にストレージの特性（サイズ等のストレージ特性要件）を指定することでＶＮＦは適切なプラットフォーム上でデプロイすることができる。しかしながらが、ＶＤＵディスクリプタ内にストレージの情報を記述しているため（すなわち、ストレージ定義情報要素がＶＤＵディスクリプタに括りつけられている）、ＶＤＵ間でストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）を共有することができない。この点について、図１０に示す比較例を参照して説明する。

【0061】

図１０を参照すると、ＶＤＵ１では、ＶＮＦＣ１−１とＶＮＦＣ１−２がストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）１をアクセスする。

【0062】

ＶＤＵ２では、ＶＮＦＣはストレージ（Ｓｔｏｒａｇｅ）２をＶＤＵ単位でアクセスする。ＶＤＵ２のＶＮＦＣは、ストレージ１をアクセスすることはできない。VNFC３−１とVNFC３−２はストレージ２をアクセスしているが、VNFC２−１とVNFC２−２と、VNFC２−３はストレージ（Storage）１をアクセスすることはできない（ストレージ２にのみアクセスできる）。これは、ストレージに関するVDUの情報要素が、ＶＤＵ単位に、リーフ（Leaf）として、規定されているためである。ＶＮＦディスクリプタを入力するＮＦＶ−ＭＡＮＯでは、異なったＶＤＵでは異なったインスタンス（ストレージ）を生成する。したがって、図１０に示すように、同一ＶＤＵ内のVNFCは同一ストレージをアクセスする。

【0063】

この種の問題を解決するため、本実施形態では、ＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）の構成を以下のようなものとしている。図１１は、本実施形態を説明する図である。図１１（Ａ）は、前述した図６の「VNFD base information elements」に対応している。なお、図１１（Ａ）は、図６の一部を図示している。

【0064】

図１１（Ａ）に示すように、ＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）において、識別子（ＩＤ（identifier））、ベンダ（Vendor）、バージョン（Version）、ＶＤＵと同一階層に、ストレージに関する定義を記述する情報要素であるストレージ定義（Storage Definition）を設ける。このストレージ定義（Element Type）は、ストレージ名を少なくとも含みリーフ要素であるストレージ定義要素（Storage Definition Element）（図１１（Ｂ））を子ノードとして持つ。ストレージ定義要素（Storage Definition Element）は、ストレージ名（Storage Name）、タイプ（Type）、サイズ（Size）の情報要素（リーフ要素）を有する。

【0065】

図１３は、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（図２のＶＮＦＤに対応する）。図１３を参照すると、ＶＮＦディスクリプタ（ＶＮＦＤ）において、ｖｄｕ、Virtual Link、Connection Point、Deployment Flavor等の情報要素と同じ階層にエントリされたストレージ定義の情報要素（１乃至ＮのStorage Definition要素）を含む。ＶＮＦディスクリプタ（ｖｎｆｄ）に追加されたストレージ定義のエントリ（情報要素）のタイプはElementであり、ストレージ定義要素（Storage Definition Element）を子ノードとして持つ。

【0066】

本実施形態において、ＶＤＵでは、ＶＮＦＤディスクリプタで定義したストレージ定義（Storage Definition）を指定する。

【0067】

ＶＤＵでは、ＶＮＦＤで定義したストレージ情報を用いることで、複数のＶＤＵ(1:N)間で同一ストレージを共有可能としている。

【0068】

図１２は、仮想マシン（ＶＭ）がストレージ情報要素を説明する図である。図１２の情報要素はＶＮＦＣが接続するストレージの定義情報として参照され、ＶＮＦＣは接続するストレージをストレージ名で指定することができる構成とされている。

【0069】

例えば図１４に示すように、本実施形態によれば、例えばＶＤＵ２において、ＶＮＦＣ２−１、ＶＮＦＣ２−２、ＶＮＦＣ２−３がそれぞれ接続するストレージ定義を、ストレージ１のストレージ名（Ｓｔｏｒａｇｅ１）とすることで、ＶＤＵ２におけるＶＮＦＣ２−１、ＶＮＦＣ２−２、ＶＮＦＣ２−３は、ＶＤＵ１におけるＶＮＦＣ１−１、ＶＮＦＣ１−２が接続するストレージ１に接続することができる。同様にして、ＶＤＵ２におけるＶＮＦＣ３−１、ＶＮＦＣ３−２も、ＶＤＵ１におけるＶＮＦＣ１−１、ＶＮＦＣ１−２が接続するストレージ１に接続することができる（逆も同様である）。

【0070】

なお、ＶＤＵ２におけるＶＮＦＣは、デフォルトでＶＤＤ内のストレージに接続するインスタンスが生成され、図１１−図１３を参照して説明したストレージ定義（Storage Definition）がＶＮＦディスクリプタに組み込まれており、ＶＮＦＣによるストレージ名の情報要素（図１２）が定義されている場合に、異なるＶＤＤの（ＶＤＤ間に跨る）ストレージに接続するインスタンスを生成する構成としてもよいことは勿論である。

【0071】

図１５は、図１１―図１３を参照して説明した本実施形態のＶＮＦディスクリプタ（ｖｎｆｄ）を記憶部から読み込み、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ＶＮＦＭ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。

【0072】

図１５を参照すると、ＮＦＶ−ＭＡＮＯ１００は、ディスクリプタ記憶部１１１から、図１１等を参照して説明した本実施形態によるディスクリプタ（ｖｎｆｄ）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。

【0073】

例えば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のカストマイズのために用いられる。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。

【0074】

上記実施形態では、ＶＤＵでは、ＶＮＦＤで定義したストレージ情報を用いることで、複数のＶＤＵ間で同一ストレージを共有可能としているが、ストレージに限定されるものでなく、ＶＮＦの実行基盤となるハードウェア装置のうち（例えばネットワーク装置等）、ＶＤＵ単位で定義されている他の機器に関しても、同様なディスクリプタ構成とすることで、ＶＤＵ間で共有可能となる。

【0075】

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。

【符号の説明】

【0076】

１−１〜１−２，２−１〜２−３、３−１〜３−２ ＶＮＦＣ
１００ ＮＦＶ−ＭＡＮ０
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】