特開 2024-30583 仮想化基盤装置、システム、制御装置、制御方法、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030583

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】仮想化基盤装置、システム、制御装置、制御方法、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 47/24 20220101AFI20240229BHJP

   H04L 41/0895 20220101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

H04L47/24

H04L41/0895

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133549

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】399035766

【氏名又は名称】エヌ・ティ・ティ・コミュニケーションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】水島 大地

(72)【発明者】

【氏名】沈 文裕

(72)【発明者】

【氏名】滕 文娜

(72)【発明者】

【氏名】和田 雄一郎

【テーマコード（参考）】

5K030

【Ｆターム（参考）】

5K030HD03

5K030LA03

5K030LC01

(57)【要約】

【課題】仮想化基盤装置上で作成される仮想スイッチにおいてＱｏＳ処理を実現するための技術を提供する。
【解決手段】仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記仮想化基盤装置であって、前記制御装置から受信する構成定義ファイルに基づいて仮想スイッチを作成する制御部と、前記仮想スイッチと、を備え、前記構成定義ファイルは、前記仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含み、前記仮想スイッチは、前記処理定義に従って、パケットを処理する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記仮想化基盤装置であって、
前記制御装置から受信する構成定義ファイルに基づいて仮想スイッチを作成する制御部と、
前記仮想スイッチと、を備え、
前記構成定義ファイルは、前記仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含み、前記仮想スイッチは、前記処理定義に従って、パケットを処理する
仮想化基盤装置。

【請求項2】

前記処理定義は、パケットのヘッダ情報におけるＱｏＳ番号に基づくマッチルールである
請求項１に記載の仮想化基盤装置。

【請求項3】

前記仮想スイッチは、優先度を付けられた複数のキューを有し、前記マッチルールは、パケットのヘッダ情報におけるＱｏＳ番号とキューとを対応付けた情報である
請求項２に記載の仮想化基盤装置。

【請求項4】

前記仮想化基盤装置は、前記構成定義ファイルに基づいて作成された複数の仮想コンポーネントを備え、
前記複数の仮想コンポーネントのそれぞれが、ＱｏＳに基づく処理定義に従って動作する
請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の仮想化基盤装置。

【請求項5】

請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の前記仮想化基盤装置と、前記構成定義ファイルを送信する前記制御装置とを備えるシステム。

【請求項6】

仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記制御装置であって、
仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含む構成定義ファイルを生成する管理部と、
前記構成定義ファイルを前記仮想化基盤装置に送信することにより、前記仮想化基盤装置に対して前記仮想スイッチを作成するよう指示する指示部と
を備える制御装置。

【請求項7】

仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記制御装置における制御方法であって、
仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含む構成定義ファイルを生成するステップと、
前記構成定義ファイルを前記仮想化基盤装置に送信することにより、前記仮想化基盤装置に対して前記仮想スイッチを作成するよう指示するステップと
を備える制御方法。

【請求項8】

コンピュータを、請求項６に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、仮想化基盤装置におけるＱｏＳ制御に関連するものである。

【背景技術】

【0002】

近年の技術発展に伴い２０２０年春から５Ｇの商用サービスが始まった。５Ｇは超高速、超低遅延、多数同時接続の３点で大幅に技術発展し、世の中に普及してきた。また、モバイルキャリアにとどまらずローカル５Ｇ制度も創設され、各企業・自治体がプライベートに管理するローカル５Ｇ環境も導入が進んでいる。

【0003】

５Ｇ技術の中でも複数の異なる利用シナリオが存在し、いずれのシーンにも対応できる柔軟なネットワークが求められる。そこで、ネットワーク層を仮想的に切り出し別の層とするネットワークスライシング技術が用いられる。この技術の実現により、例えば音声情報を分離し優先的に処理することにより通信品質の向上が期待される。

【0004】

一方で、クラウド化が進む中で限られたリソースを効率よく利用する目的で、仮想化基盤技術が用いられる。仮想化基盤技術は主に仮想マシンと仮想スイッチで構成され、この構築方法も多種のベンダーが参画し、遠隔で複数機器へデプロイできる機構が開発されている。

【0005】

ここで、今後仮想化基盤技術とネットワークスライシング技術の融合が期待できる。これにより、クラウド基盤、各拠点のオンプレ環境を問わず、ローカル５Ｇの発展に大きく寄与する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－０３１３６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

仮想化基盤とネットワークスライシングを融合する上で、仮想化基盤上ではＱｏＳ（Quality of Service）制御に関する技術開発が進んでいないという課題がある。ここで、例えば、ローカル５Ｇ、ＳＤＷＡＮ等のユースケースが想定される。ＶＮＦに関するコンポーネント（ｖＲＡＮ、ｇＮｏｄｅＢ等）の技術はそのまま応用できることが期待される。その反面、仮想スイッチ部分でのＱｏＳ処理対応が進んでいないことから、ＱｏＳ処理において、仮想スイッチがボトルネックになることが考えられる。

【0008】

なお、仮想スイッチ部分でのＱｏＳ処理対応ができていないという課題は、５Ｇ等のユースケースに依存せずに生じる課題である。

【0009】

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、仮想化基盤装置上で作成される仮想スイッチにおいてＱｏＳ処理を実現するための技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

開示の技術によれば、仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記仮想化基盤装置であって、
前記制御装置から受信する構成定義ファイルに基づいて仮想スイッチを作成する制御部と、
前記仮想スイッチと、を備え、
前記構成定義ファイルは、前記仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含み、前記仮想スイッチは、前記処理定義に従って、パケットを処理する
仮想化基盤装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

開示の技術によれば、仮想化基盤装置上で作成される仮想スイッチにおいてＱｏＳ処理を実現するための技術が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】システムの全体構成例を示す図である。

【図2】仮想化基盤装置（エッジ装置）の構成例を示す図である。

【図3】制御装置２００の構成例を示す図である。

【図4】第１実施形態におけるエッジ装置１００の構成例を示す図である。

【図5】第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図6】構成定義ファイルの例を示す図である。

【図7】Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅの内容を説明するための図である。

【図8】パケットの例を示す図である。

【図9】仮想スイッチにおけるキューの構成を示す図である。

【図10】第２実施形態におけるエッジ装置１００の構成例を示す図である。

【図11】第２実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図12】第２実施形態における構成定義の例を示す図である。

【図13】第３実施形態におけるエッジ装置１００の構成例を示す図である。

【図14】第３実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図15】第３実施形態における構成定義の例を示す図である。

【図16】第４実施形態におけるエッジ装置１００の構成例を示す図である。

【図17】第４実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

【図18】装置のハードウェア構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

【0014】

本実施の形態では、仮想化基盤装置として、エッジコンピューティングにおけるエッジ装置を使用しているが、これは例である。仮想化基盤装置として、エッジ装置以外の装置を使用してもよい。

【0015】

（システムの全体構成例）
図１に、本実施の形態におけるシステムの全体構成例を示す。図１に示すように、本システムは、制御装置２００、及びエッジ装置１００がネットワーク１に接続される構成を有する。エッジ装置１００は、例えば、ユーザの各拠点に備えられる。エッジ装置１００を、「仮想化基盤」、「仮想化基盤装置」、「通信装置」、「処理装置」、あるいは「サーバ」等と呼んでもよい。

【0016】

制御装置２００は、１つ以上のエッジ装置１００の管理及び制御を実行する装置である。エッジ装置１００は、制御装置２００とネットワーク１を介して通信する。制御装置２００とエッジ装置１００はいずれも、ソフトウェア（プログラム）を動作させることができる、通信機能を持つコンピュータである。

【0017】

また、エッジ装置１００には制御部（ハイパーバイザと呼んでもよい）が搭載されており、制御部により、エッジ装置１００上で仮想マシン（ＶＭと呼ぶ）等を有する仮想システムの作成と実行が可能である。なお、本実施の形態では、制御部により作成される１つ又は複数の仮想コンポーネントの集合を「仮想システム」と呼ぶ。

【0018】

具体的には、制御装置２００から制御部に対して、サービス構成定義ファイル（以下、構成定義ファイルと呼ぶ）が送信され、制御部が定義ファイルに従って、仮想システムを作成する。

【0019】

以下では、適宜、制御装置２００及びエッジ装置１００の機能構成を図示するが、その機能構成は、本発明に係る技術に特に関連する機能の構成を示している。

【0020】

（実施の形態の概要）
図２に、エッジ装置１００内に構築される仮想システムの構成例を示す。図２に示す例では、エッジ装置１００内にｖＳｗｉｔｃｈ（仮想スイッチ）、ｖＲＡＮ（仮想無線アクセスネットワーク）、ＶＦ（ＳＲ－ＩＯＶ仮想機能）、ＵＰＦ、ＷＡＮのＣＰＥが備えられる。これにより、５ＧのネットワークとＷＡＮ／ＬＡＮとを接続（連携）する構成が実現されている。また、エッジ装置１００の外部には、物理装置の例として、端末（ＵＥ）及び基地局（ｇＮｏｄｅＢ）が示されている。

【0021】

５Ｇ等のネットワークでは、端末とサーバ等との間の通信が、ＱｏＳフローで識別される。ＱｏＳフローは、ＱｏＳ制御が行われるフローである。ＱｏＳ制御では、そのフローにおけるパケットのＱｏＳ番号に応じて、帯域保証、遅延、及びパケットロス率等が規定値を満たすように制御がなされる。

【0022】

本実施の形態では、ＱｏＳ番号が小さいほど優先度が高くなるものとする。優先度が高いパケットは、優先度が低いパケットよりも、例えば、低遅延になるような制御がネットワーク（仮想システム）においてなされる。

【0023】

前述したとおり、従来技術では、仮想化基盤装置（具体的にはエッジ装置１００）における仮想スイッチ部分でのＱｏＳ処理対応が進んでいない。

【0024】

そこで、本実施の形態では、エッジ装置１００における仮想コンポーネントにおいて、パケットのヘッダから取得できるＱｏＳ番号を基に、パケットの優先制御を行うこととしている。

【0025】

（制御装置２００の構成例）
図３に、制御装置２００の構成例を示す。図３に示すように、制御装置２００は、管理部２１０、記憶部２２０、指示部２３０を有する。管理部２１０は、例えばユーザからの入力情報に基づいて構成定義ファイルを生成し、作成した構成定義ファイルを記憶部１２０に格納する。例えば、構成定義ファイルのテンプレートを予め準備しておき、テンプレートの変数部分に入力情報を代入することで構成定義ファイルを生成することができる。

【0026】

指示部１３０は、記憶部１２０から構成定義ファイルを読み出し、構成定義ファイルをエッジ装置１００に送信することにより、エッジ装置１００に対して仮想システムを作成するよう指示する。指示部１３０によりエッジ装置１００上に仮想システムを作成する動作を「デプロイ」と呼んでも良い。

【0027】

以下、制御装置２００、及びエッジ装置１００を有するシステムの構成と動作を詳細に説明する。以下では、第１実施形態～第４実施形態を説明する。第１実施形態が最も基本的な例であり、第２実施形態～第４実施形態については、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第１実施形態～第４実施形態は、任意に組み合わせて実施することが可能である。なお、図３に示した制御装置２００の構成は第１実施形態～第４実施形態において共通である。

【0028】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態を説明する。第１実施形態におけるエッジ装置１００の構成を図４に示す。図４に示す構成は、構成定義ファイルを用いたデプロイが完了した後の構成を示している。なお、制御部１２１（例：ハイパーバイザ）は、エッジ装置１００に予め備えられている。

【0029】

図４に示すように、エッジ装置１００には、ＶＭ１１１、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）、ＶＭ１１５が備えられる。この例では、ＶＭ１１１、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）、ＶＭ１１５は、ホストＯＳのユーザ空間（Ｕｓｅｒ ｓｐａｃｅ）１１０で動作する。

【0030】

ＶＭ１１１は、Ａｐｐ（アプリケーション）１１２、ｖｎｉｃ１１３を有する。ＶＭ１１５は、Ａｐｐ１１６、ｖｎｉｃ１１７を有する。図５に示すフローチャートの手順に沿って、システムの動作を説明する。

【0031】

＜Ｓ１０１：デプロイ＞
Ｓ１０１において、制御装置２００の指示部２３０からエッジ装置１００に対して、管理部２１０により生成された構成定義ファイルが送信され、エッジ装置１００の制御部１２１が、構成定義ファイルに従って、図４に示すような仮想システムを作成する
図６に、構成定義ファイル（抜粋）の一例を示す。図６におけるｖＳｗｉｔｃｈ定義部が、図４のｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）に対応し、ｖｎｆ定義部が、ＶＭ１１１に対応し、Ｌｉｎｋ定義部が、ＶＭ１１１とｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）との間のリンクに対応する。

【0032】

図６に示すとおり、構成定義ファイルには、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）の構成定義の一部として、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１（マッチルール１）が含められる。このＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１に従って、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）におけるキュー格納操作が制御される。

【0033】

図６に示すＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１の意味を図７に示す。図７に示すとおり、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１により、ＱｏＳ番号が１～３のパケットをキュー１に格納し、ＱｏＳ番号が４～６のパケットをキュー２に格納し、ＱｏＳ番号が７～９のパケットをキュー３に格納する。どのＱｏＳ番号のパケットをどのキューに入れるかについては、ユーザが予め決定しておき、その決定内容に基づきＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１を作成する。

【0034】

なお、本実施の形態で説明する動作を行う仮想スイッチ等の各仮想コンポ―ネットに関して、そのプログラムについては予め作成されており、構成定義ファイルを用いたデプロイ時に、エッジ装置１００にインストールされる。また、構成定義ファイルに従ったＭａｔｃｈ ｒｕｌｅの設定が仮想スイッチ等の各仮想コンポ―ネットに対してなされる。

【0035】

＜Ｓ１０２～Ｓ１０５＞
図５のフローにおけるＳ１０２～Ｓ１０５は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１を用いた動作に対応する。以下、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１を用いた動作を説明する。

【0036】

Ｓ１０２において、ＶＭ１１１がｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）にパケットを送信する。図８に、パケットの例を示す。図８に示すように、このパケットは、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、タイプ、データ、ＣＲＣを有する。ヘッダ情報である「タイプ」にＱｏＳ番号が格納されている。ＱｏＳ番号は、例えば、１～９の範囲の整数値であり、値が小さいほど、そのパケットの優先度が高いことを意味する。ただし、これは例であり、ＱｏＳ番号の値が大きいほど、そのパケットの優先度が高いとする実装を行ってもよい。

【0037】

Ｓ１０３において、リンクを介して、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）がパケットを受信する。

【0038】

Ｓ１０４において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）は、受信したパケットのヘッダ情報（タイプ）からＱｏＳ番号を読み取る。ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１（図７）に従って、読み取ったＱｏＳ番号に対応するキューにパケットを格納する。例えば、ＱｏＳ番号が２である場合、パケットはキュー２に格納される。

【0039】

Ｓ１０５において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）は、キューからパケットを取り出し、当該パケットをＶＭ１１５に送信する。

【0040】

Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１（図７）に対応するキューの構成を図９に示す。図９に示すように、優先度が高い順にキュー１、キュー２、キュー３が備えられている。図９には、例として、キュー１にパケットが格納される動作が示されている。

【0041】

これらのキューを用いた優先制御についてはどのような方法で行ってもよい。例えば、優先度の高いキューと、それよりも優先度の低いキューの両方にパケットが格納された場合、優先度の高いキューのパケットが無くなるまで優先度の高いキューからパケットを出力し、その後に優先度の低いキューからパケットを出力するといった制御を行ってもよい。

【0042】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態では、エッジ装置１００に複数個の仮想スイッチを備える場合の構成と動作の例を説明する。

【0043】

第２実施形態におけるエッジ装置１００の構成を図１０に示す。図１０に示す構成は、構成定義ファイルを用いたデプロイが完了した後の構成を示している。

【0044】

図１０に示すように、エッジ装置１００には、第１実施形態で説明したＶＭ１１１、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）、ＶＭ１１５に追加して、ｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）が備えられる。また、図１０には、ホストＯＳのカーネル空間（Ｋｅｒｎｅｌ Ｓｐａｃｅ）１２０における制御部１２１とＮＷ１２２（仮想的なネットワーク）が示されている。

【0045】

図１０に示すように、第２実施形態では、ｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）はカーネル空間１２０に配置されるが、これは一例である。例えば、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）とｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）の両方をユーザ空間１１０に配置するようにしてもよい。

【0046】

ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）は、ＶＭ１１１とＶＭ１１５のそれぞれとリンクで接続される。ｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）も同様に、ＶＭ１１１とＶＭ１１５のそれぞれとリンクで接続される。図１１に示すフローチャートの手順に沿って、システムの動作を説明する。

【0047】

＜Ｓ２０１：デプロイ＞
Ｓ２０１において、制御装置２００の指示部２３０からエッジ装置１００の制御部１２１に対して構成定義ファイルが送信され、エッジ装置１００において構成定義ファイルに従って、図１０に示すような仮想システムが作成される。

【0048】

第２実施形態における構成定義ファイルにおけるｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）とｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）に関する構成定義（特にＭａｔｃｈ ｒｕｌｅの部分）を図１２に示す。

【0049】

図１２に示すように、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）のＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１は、パケットのＱｏＳ番号が５以下である場合にそのパケットをキュー１に格納することを規定する。パケットのＱｏＳ番号が５より大きい場合、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）はそのパケットを受け入れない。

【0050】

ｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）のＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ２は、パケットのＱｏＳ番号が５より大きい場合にそのパケットをキュー１に格納することを規定する。パケットのＱｏＳ番号が５以下である場合、ｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）はそのパケットを受け入れない。

【0051】

＜Ｓ２０２～Ｓ２０５＞
Ｓ２０２において、ＶＭ１１１がｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）のそれぞれにパケットを送信する。Ｓ２０３において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）はそれぞれリンクを介してパケットを受信する。

【0052】

Ｓ２０３において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）はそれぞれ、受信したパケットのヘッダ情報（タイプ）からＱｏＳ番号を読み取る。ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１に従って、読み取ったＱｏＳ番号が５以下であれば、そのパケットを受け入れて、キュー１にパケットを格納する。ｖＳｗｉｃｔｈ２（１２３）は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ２に従って、読み取ったＱｏＳ番号が５より大きければ、そのパケットを受け入れて、キュー１にパケットを格納する。

【0053】

上記の処理の結果、パケットは、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とｖＳｗｉｔｃｈ２（１２３）のうちのいずれかに受け入れられる。

【0054】

Ｓ２０５において、パケットを受け入れたほうのｖＳｗｉｃｔｈは、キューからパケットを取り出し、当該パケットをＶＭ１１５に送信する。

【0055】

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第３実施形態では、第２実施形態と同様に、エッジ装置１００において、複数個の仮想スイッチを備える。ただし、第３実施形態では、複数個の仮想スイッチのうちの少なくとも１つがＶＦ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）である。

【0056】

ＶＦは、シングルルートＩ／Ｏ仮想化（ＳＲ－ＩＯＶ）をサポートするネットワークアダプター（ＮＩＣ、ネットワークカード等と呼んでもよい）上のＰＣＩｅ機能である。ＶＦはネットワークアダプターのＰＣＩｅ物理機能（ＰＦ：Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）に関連付けられており、ネットワークアダプターの仮想化インスタンスを表す。

【0057】

ＰＦは、ＰＣＩカードやオンボードデバイスなどの物理的なポートを指し、ＶＦは、ＰＦをもとにして作成する仮想的なポートであることから、ＰＦを物理ポートと呼び、ＶＦを仮想ポートと呼んでもよい。

【0058】

第３実施形態におけるエッジ装置１００の構成を図１３に示す。図１３に示す構成は、構成定義ファイルを用いたデプロイが完了した後の構成を示している。

【0059】

図１３に示すように、エッジ装置１００には、第１実施形態で説明したＶＭ１１１、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）、ＶＭ１１５に追加して、ＶＦ１３１が備えられる。第３実施形態では、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）はカーネル空間１２０に配置されている。また、ＶＦ１３１は、物理デバイス１３０（ＮＩＣ等）上にあり、ＰＦ１３２と関連付けられている。

【0060】

ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）は、ＶＭ１１１とＶＭ１１５のそれぞれとリンクで接続される。ＶＦ１３１も同様に、ＶＭ１１１とＶＭ１１５のそれぞれとリンクで接続される。図１４に示すフローチャートの手順に沿って、システムの動作を説明する。

【0061】

＜Ｓ３０１：デプロイ＞
Ｓ３０１において、制御装置２００の指示部２３０からエッジ装置１００に対して構成定義ファイルが送信され、エッジ装置１００において構成定義ファイルに従って、図１３に示すような仮想システムが作成される。

【0062】

第３実施形態の構成定義ファイルにおけるｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）とＶＦ１３１に関する構成定義（特にＭａｔｃｈ ｒｕｌｅの部分）を図１５に示す。

【0063】

図１５に示すように、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）のＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１は、パケットのＱｏＳ番号が５以下である場合にそのパケットをキュー１に格納することを規定する。パケットのＱｏＳ番号が５より大きい場合、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）はそのパケットを受け入れない。

【0064】

ＶＦ１３１のＭａｔｃｈ ｒｕｌｅは、パケットのＱｏＳ番号が５より大きい場合にそのパケットをキュー１に格納することを規定する。パケットのＱｏＳ番号が５以下である場合、ＶＦ１３１はそのパケットを受け入れない。

【0065】

＜Ｓ３０２～Ｓ３０５＞
Ｓ３０２において、ＶＭ１１１がｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１のそれぞれにパケットを送信する。Ｓ３０３において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１はそれぞれリンクを介してパケットを受信する。

【0066】

Ｓ３０３において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１はそれぞれ、受信したパケットのヘッダ情報（タイプ）からＱｏＳ番号を読み取る。ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１に従って、読み取ったＱｏＳ番号が５以下であれば、そのパケットを受け入れて、キュー１にパケットを格納する。ＶＦ１３１は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅに従って、読み取ったＱｏＳ番号が５より大きければ、そのパケットを受け入れて、キュー１にパケットを格納する。

【0067】

上記の処理に結果、パケットは、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１のうちのいずれかに受け入れられる。

【0068】

Ｓ３０５において、パケットを受け入れたほうの機能（ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）又はＶＦ１３１）は、キューからパケットを取り出し、当該パケットをＶＭ１１５に送信する。

【0069】

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。図１６に、第４実施形態におけるエッジ装置１００の構成を示す。図１６に示すとおり、第４実施形態におけるエッジ装置１００の構成は、第３実施形態におけるエッジ装置１００の構成と基本的に同じである。

【0070】

ただし、第４実施形態では、図２に示した場合と同様に、ＶＭ１１１上のＡｐｐ１１２として５ＧＣのＵＰＦが動作し、ＶＭ１１５上のＡｐｐ１１６としてＷＡＮのＣＰＥが動作することを想定している。

【0071】

また、第４実施形態では、全仮想コンポーネントにおいてＱｏＳ番号を統一して使用する。これにより、ＵＰＦが扱うＱｏＳフローとＣＰＥが扱うＱｏＳフローを統一して扱うことができる。つまり、ＵＰＦとＣＰＥを連携させることができる。図１７に示すフローチャートの手順に沿って、システムの動作を説明する。

【0072】

＜Ｓ４０１：デプロイ＞
Ｓ４０１において、制御装置２００の指示部２３０からエッジ装置１００に対して構成定義ファイルが送信され、エッジ装置１００において構成定義ファイルに従って、図１６に示すような仮想システムが作成される。

【0073】

ここでは、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）とＶＦ１３１における構成定義は第３実施形態での構成定義と同じであるとする。つまり、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）は、受信したパケットのＱｏＳ番号が５以下であればパケットを受け入れ、受信したパケットのＱｏＳ番号が５より大きければパケットを受け入れない。また、ＶＦ１３１は、受信したパケットのＱｏＳ番号が５以下であればパケットを受け入れず、受信したパケットのＱｏＳ番号が５より大きければパケットを受け入れる。

【0074】

また、第４実施形態では、Ａｐｐ１１６（ＣＰＥ）は、仮想スイッチの機能を有し、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅが設定される。このＭａｔｃｈ ｒｕｌｅは、第１実施形態において図７に示したＭａｃｈ ｒｕｌｅと同じものとする。つまり、Ａｐｐ１１６（ＣＰＥ）は、図９に示したキューの構成を有し、図７に示したＭａｃｈ ｒｕｌｅに従って動作を実行する。

【0075】

上記のような構成及び設定は一例に過ぎない。例えば、ＶＦ１３１を備えずに、ｖＳｗｉｔｃｈ１（１１４）におけるＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１の設定を第１実施形態でのＭａｔｃｈ ｒｕｌｅ１の設定と同じものとしてもよい。

【0076】

＜Ｓ４０２～Ｓ４０５＞
Ｓ４０２において、ＶＭ１１１がｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１のそれぞれにパケットを送信する。Ｓ４０３において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１はそれぞれリンクを介してパケットを受信する。

【0077】

Ｓ４０３において、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１はそれぞれ、受信したパケットのヘッダ情報（タイプ）からＱｏＳ番号を読み取る。ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ１に従って、読み取ったＱｏＳ番号が５以下であれば、そのパケットを受け入れて、キュー１にパケットを格納する。ＶＦは、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅに従って、読み取ったＱｏＳ番号が５より大きければ、そのパケットを受け入れて、キュー１にパケットを格納する。

【0078】

上記の処理の結果、パケットは、ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）とＶＦ１３１のうちのいずれかに受け入れられる。

【0079】

Ｓ４０５において、パケットを受け入れたほうの機能（ｖＳｗｉｃｔｈ１（１１４）又はＶＦ１３１）は、キューからパケットを取り出し、当該パケットをＶＭ１１５に送信する。

【0080】

Ｓ４０６において、ＶＭ１１５におけるＡｐｐ１１６は、受信したパケットのヘッダ情報（タイプ）からＱｏＳ番号を読み取る。Ａｐｐ１１６は、Ｍａｔｃｈ ｒｕｌｅ（図７）に従って、読み取ったＱｏＳ番号に対応するキューにパケットを格納する。例えば、ＱｏＳ番号が２である場合、パケットはキュー２に格納される。そして、Ａｐｐ１１６は、キューからパケットを取り出し、当該パケットをＷＡＮ側に送信する。

【0081】

なお、本実施の形態においてＭａｔｃｈ ｒｕｌｅを、Ａｐｐや仮想スイッチ等の仮想コンポ―ネットに設定する設定方法に関しては上記で説明した方法に限られない。例えば、ｃｌｏｕｄ－ｉｎｉｔを用いてもよいし、ＳＤＮコントローラ経由でＱｏＳポリシーを投入する方式を用いてもよい。

【0082】

（ハードウェア構成例）
制御装置２００、及びエッジ装置１００はいずれも、例えば、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現できる。このコンピュータは、物理的なコンピュータであってもよいし、仮想マシンであってもよい。以下、制御装置２００、エッジ装置１００を総称して「装置」と呼ぶ。

【0083】

すなわち、当該装置は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。

【0084】

図１８は、上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図１８のコンピュータは、それぞれバスＢＳで相互に接続されているドライブ装置１０００、補助記憶装置１００２、メモリ装置１００３、ＣＰＵ１００４、インタフェース装置１００５、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８等を有する。

【0085】

当該コンピュータでの処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１００１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１００１がドライブ装置１０００にセットされると、プログラムが記録媒体１００１からドライブ装置１０００を介して補助記憶装置１００２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１００１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１００２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

【0086】

メモリ装置１００３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１００２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１００４は、メモリ装置１００３に格納されたプログラムに従って、当該装置に係る機能を実現する。

【0087】

インタフェース装置１００５は、ネットワーク等に接続するためのインタフェースとして用いられる。表示装置１００６はプログラムによるＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）等を表示する。入力装置１００７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。出力装置１００８は演算結果を出力する。なお、当該装置において、表示装置１００６、入力装置１００７、出力装置１００８のいずれか又は全部を備えないこととしてもよい。

【0088】

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る技術により、仮想化基盤装置上で作成される仮想スイッチにおいてＱｏＳ処理を実現するための技術が提供される。これにより、Ｅｎｄ－ｔｏ－ＥｎｄでのＱｏＳ処理が可能となる。

【0089】

（付記）
本明細書には、少なくとも下記各項の仮想化基盤装置、システム、制御装置、制御方法、及びプログラムが開示されている。
（付記項１）
仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記仮想化基盤装置であって、
前記制御装置から受信する構成定義ファイルに基づいて仮想スイッチを作成する制御部と、
前記仮想スイッチと、を備え、
前記構成定義ファイルは、前記仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含み、前記仮想スイッチは、前記処理定義に従って、パケットを処理する
仮想化基盤装置。
（付記項２）
前記処理定義は、パケットのヘッダ情報におけるＱｏＳ番号に基づくマッチルールである
付記項１に記載の仮想化基盤装置。
（付記項３）
前記仮想スイッチは、優先度を付けられた複数のキューを有し、前記マッチルールは、パケットのヘッダ情報におけるＱｏＳ番号とキューとを対応付けた情報である
付記項２に記載の仮想化基盤装置。
（付記項４）
前記仮想化基盤装置は、前記構成定義ファイルに基づいて作成された複数の仮想コンポーネントを備え、
前記複数の仮想コンポーネントのそれぞれが、ＱｏＳに基づく処理定義に従って動作する
付記項１ないし３のうちいずれか１項に記載の仮想化基盤装置。
（付記項５）
付記項１ないし４のうちいずれか１項に記載の前記仮想化基盤装置と、前記構成定義ファイルを送信する前記制御装置とを備えるシステム。
（付記項６）
仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記制御装置であって、
仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含む構成定義ファイルを生成する管理部と、
前記構成定義ファイルを前記仮想化基盤装置に送信することにより、前記仮想化基盤装置に対して前記仮想スイッチを作成するよう指示する指示部と
を備える制御装置。
（付記項７）
仮想化基盤装置と制御装置とを備えるシステムにおける前記制御装置における制御方法であって、
仮想スイッチにおけるＱｏＳに基づく処理定義を含む構成定義ファイルを生成するステップと、
前記構成定義ファイルを前記仮想化基盤装置に送信することにより、前記仮想化基盤装置に対して前記仮想スイッチを作成するよう指示するステップと
を備える制御方法。
（付記項８）
コンピュータを、付記項６に記載の制御装置における各部として機能させるためのプログラム。

【0090】

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0091】

１ ネットワーク
１００ エッジ装置
１１０ ユーザ空間
１１１、１１５ ＶＭ
１１４、１２３ ｖＳｗｉｔｃｈ
１３１ ＶＦ
１２０ カーネル空間
１２１ 制御部
２００ 制御装置
２１０ 管理部
２２０ 記憶部
２３０ 指示部
１０００ ドライブ装置
１００１ 記録媒体
１００２ 補助記憶装置
１００３ メモリ装置
１００４ ＣＰＵ
１００５ インタフェース装置
１００６ 表示装置
１００７ 入力装置
１００８ 出力装置

【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】

【図16】

【図17】

【図18】