特許 7184097 ネットワーク機能仮想化システム及びオペレーティングシステム更新方法

(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】

(24)【登録日】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】ネットワーク機能仮想化システム及びオペレーティングシステム更新方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 8/656 20180101AFI20221129BHJP

   G06F 9/455 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

G06F8/656

G06F9/455 150

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020565147

(86)(22)【出願日】2020-01-06

(86)【国際出願番号】 JP2020000083

(87)【国際公開番号】W WO2020145242

(87)【国際公開日】2020-07-16

【審査請求日】2021-07-06

(31)【優先権主張番号】P 2019000458

(32)【優先日】2019-01-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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

(72)【発明者】

【氏名】星野 佳彦

【審査官】漆原 孝治

(56)【参考文献】

【文献】田中 敦樹 ，仮想化基盤システム（ＮＦＶ）におけるコンピュートサーバの異機種混在の課題，電子情報通信学会技術研究報告，日本，一般社団法人電子情報通信学会，2017年06月29日，第117巻,第114号，pp.45-50

【文献】佐久間 美能留 ，ＳＩＰサーバにおけるサーバ仮想化／ＮＦＶ技術を適用したソフトウェアアップデートに関する一検討，電子情報通信学会技術研究報告，日本，一般社団法人電子情報通信学会，2017年02月23日，第116巻,484号，pp.331-336

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ８／６５６

Ｇ０６Ｆ ９／４５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが、仮想マシン上で動作するソフトウェアによって実装され仮想されたＶＮＦ（Virtual Network Function）の実行基盤を提供するＮＦＶＩ（Network Function Virtualization Infrastructure）を有する第１及び第２の物理マシンと、
前記ＮＦＶＩ上にて、ネットワークサービスを実現するＮＦＶＯ（NFV-Orchestrator）、
前記ＶＮＦのライフサイクルを管理するＶＮＦＭ（VNF Manager）及び
前記ＮＦＶＩのリソース管理と制御を行うＶＩＭ（Virtualized Infrastructure Manager）を備える仮想化制御装置と、
を含み、
前記ＶＩＭは、前記第１の物理マシン上において第１の仮想マシンで動作していた旧ゲストＯＳ(Operating System)を更新した新ゲストＯＳのイメージファイルを、前記第２の物理マシンに提供し、
前記第２の物理マシンでは、前記新ゲストＯＳのイメージファイルを用いて前記新ゲストＯＳで動作する第２の仮想マシンが起動し、
前記第２の仮想マシンは、前記旧ゲストＯＳからのデータを受け入れ可能にメモリの型を変換し、
前記ＶＩＭは、前記第１の物理マシン上の前記第１の仮想マシンを削除した後に、前記第２の物理マシンに対して前記新ゲストＯＳのイメージファイルを提供する、ネットワーク機能仮想化システム。

【請求項2】

前記第１の物理マシン上において、前記旧ゲストＯＳで動作する第３の仮想マシンが前記第１の仮想マシンと冗長系を構成し、
前記第１の物理マシン上で前記第１の仮想マシンが削除された後、前記第１の物理マシン上の前記旧ゲストＯＳで動作する前記第３の仮想マシンと、前記第２の物理マシン上の前記新ゲストＯＳで動作する前記第２の仮想マシンとの間で、データの同期が行われる、請求項１に記載のネットワーク機能仮想化システム。

【請求項3】

前記ＶＩＭは、前記第２の物理マシン上に前記第２の仮想マシンを起動した後、前記第２の物理マシンにおいて、前記第２の仮想マシンと冗長系を構成し前記新ゲストＯＳで動作する第４の仮想マシンを起動し、
前記第２の物理マシンにおいて、前記第２の仮想マシンと前記第４の仮想マシンとの間で、データの同期が行われる、請求項２に記載のネットワーク機能仮想化システム。

【請求項4】

前記ＶＮＦＭは、前記第２及び第４の仮想マシン上でインスタンシエーションされるＶＮＦに関するファイルを前記ＶＩＭに提供し、
前記ＶＩＭは、前記ＶＮＦに関するファイルを用いて、前記第２の物理マシン上において、前記第２及び第４の仮想マシン上に前記ＶＮＦをそれぞれインスタンシエーションする、請求項３に記載のネットワーク機能仮想化システム。

【請求項5】

それぞれが、仮想マシン上で動作するソフトウェアによって実装され仮想されたＶＮＦ（Virtual Network Function）の実行基盤を提供するＮＦＶＩ（Network Function Virtualization Infrastructure）を有する第１及び第２の物理マシンと、
前記ＮＦＶＩ上にて、ネットワークサービスを実現するＮＦＶＯ（NFV-Orchestrator）、
前記ＶＮＦのライフサイクルを管理するＶＮＦＭ（VNF Manager）及び
前記ＮＦＶＩのリソース管理と制御を行うＶＩＭ（Virtualized Infrastructure Manager）を備える仮想化制御装置と、
を含むシステムにおけるオペレーティングシステム更新方法であって、
前記ＶＩＭは、前記第１の物理マシン上において第１の仮想マシンで動作していた旧ゲストＯＳ(Operating System)を更新した新ゲストＯＳのイメージファイルを、前記第２の物理マシンに提供し、
前記第２の物理マシンでは、前記新ゲストＯＳのイメージファイルを用いて第２の仮想マシンが起動し、
前記第２の仮想マシンは、前記旧ゲストＯＳからのデータを受け入れ可能にメモリの型を変換し、
前記ＶＩＭは、前記第１の物理マシン上の前記第１の仮想マシンを削除した後に、前記第２の物理マシンに対して前記新ゲストＯＳのイメージファイルを提供する、オペレーティングシステム更新方法。

【請求項6】

前記第１の物理マシン上において、旧ゲストＯＳで動作する第３の仮想マシンが前記第１の仮想マシンと冗長系を構成し、
前記第１の物理マシン上で前記第１の仮想マシンが削除された後、前記第１の物理マシン上の前記旧ゲストＯＳで動作する前記第３の仮想マシンと、前記第２の物理マシン上の前記新ゲストＯＳで動作する前記第２の仮想マシンとの間で、データの同期が行われる、請求項５に記載のオペレーティングシステム更新方法。

【請求項7】

前記ＶＩＭは、前記第２の物理マシン上に前記第２の仮想マシンを起動した後、前記第２の物理マシン上で、前記第２の仮想マシンと冗長系を構成し前記新ゲストＯＳで動作する第４の仮想マシンを起動し、
前記第２の物理マシンにおいて、前記第２の仮想マシンと前記第４の仮想マシンとの間で、データの同期が行われる、請求項６に記載のオペレーティングシステム更新方法。

【請求項8】

前記ＶＮＦＭは、前記第２及び第４の仮想マシン上でインスタンシエーションされるＶＮＦに関するファイルを前記ＶＩＭに提供し、
前記ＶＩＭは、前記ＶＮＦに関するファイルを用いて、前記第２の物理マシン上において、前記第２及び第４の仮想マシン上に前記ＶＮＦをそれぞれインスタンシエーションする、請求項７に記載のオペレーティングシステム更新方法。

【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２０１９－０００４５８号（２０１９年０１月０７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、ネットワーク機能仮想化システム及びオペレーティングシステム更新方法に関する。

【背景技術】

【0002】

サーバ上のハイパーバイザ（HyperVisor：ＨＶ）等の仮想化レイヤ（Virtualization Layer）上に実装した仮想マシン（Virtual Machine：ＶＭ）によりネットワーク機器等の機能をソフトウェア的に実現するＮＦＶ（Network Functions Virtualization）が知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。図５は、非特許文献２の７章、Figure 4を簡略した図面であり、図５を用いてＶＮＦ環境のネットワーク構成の概略を説明する。

【0003】

ＶＮＦ（Virtualized Network Function）２２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。ＶＮＦ２２ごとにＥＭ（Element Manager：要素管理）２３（ＥＭＳ（Element Manage System）ともいう）という管理機能が設けられる。

【0004】

ＮＦＶＩ（Network Functions Virtualization Infrastructure）２１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（NFV Management & Orchestration）１０のＮＦＶオーケストレータ（NFV Orchestrator：ＮＦＶＯ）１１は、ＮＦＶＩ２１のリソースのオーケストレーション、及び、ネットワークサービス（Network Service：ＮＳ）インスタンスのライフサイクル管理（ＮＳインスタンスのインスタンシエーション（Instantiation）、スケーリング（Scaling）、ターミネーション（Termination）、更新（Update）等）を行う。

【0006】

ＶＮＦマネージャ（VNF Manager：ＶＮＦＭ）１２は、ＶＮＦインスタンスのライフサイクル管理（例えばインスタンシエーション（instantiation：インスタンス化：一例としてサーバ等物理マシン上に仮想マシンを用意しＶＮＦを立ち上げること）、更新（update）、クエリ（query）、スケーリング（scaling）、停止（termination）等）およびイベント通知を行う。

【0007】

仮想化インフラストラクチャマネージャ（Virtualized Infrastructure Manager：ＶＩＭ）１３は、ＮＦＶＩ２１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管理、ＮＦＶＩ２１の障害監視、ＮＦＶＩ２１のリソース監視等を行う。

【0008】

ＯＳＳ／ＢＳＳ３０のうち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。

【0009】

特許文献１には、安定稼働していたサービスが、上記ヒーリングやスケーリングを契機として中断されてしまうことの抑止に貢献できる仮想化インフラストラクチャ管理装置、仮想ネットワークファンクション管理装置、仮想マシンの管理方法及びプログラムを提供することを目的とする、と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】国際公開第２０１７／００２８１２号

【非特許文献】

【0011】

【文献】ETSI GS NFV-MAN 001 V1.1.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Management and Orchestration （２０１８年１２月３日検索）＜http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV-MAN/001_099/001/01.01.01_60/gs_NFV-MAN001v010101p.pdf＞

【文献】ETSI GS NFV 002 V1.2.1 (2014-12) Network Functions Virtualisation (NFV); Architectural Framework （２０１８年１２月３日検索）＜http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV/001_099/002/01.02.01_60/gs_NFV002v010201p.pdf＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

なお、上記先行技術文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。以下の分析は、本発明者らによってなされたものである。

【0013】

上述したＮＦＶＯ１１、ＶＮＦＭ１２、ＶＩＭ１３等は、ネットワークシステムを管理するための機能エンティティである。これらの機能エンティティの制御により、物理マシン（Physical Machine：ＰＭ）上に仮想マシン及びＶＮＦが生成される。

【0014】

ＶＮＦ環境のネットワークシステムにおいて、ＶＮＦ２２のインスタンシエーションに必要なイメージファイルは、ＯＳＳ等からＶＩＭ１３に提供される。ＶＩＭ１３は、当該提供されたイメージファイルをＮＦＶＩ２１に提供し、当該イメージファイルによりＶＮＦ２２のインスタンシエーションが行われる。

【0015】

上記イメージファイルは、ＶＮＦ２２のインスタンシエーションに必要なデータを含むものであり、具体的には、仮想マシンにて実行されるＯＳ（Operating System）、ＭＷ（Middleware）、ＡＰＬ（Application）に係るプログラムデータを含むものである。イメージファイルによりインスタンシエーションされるＶＮＦ２２は、その動作がＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬにより決まる。このため、イメージファイルを更新することにより、ＶＮＦ２２の機能の変更又は向上等が行われる。

【0016】

例えば、ＶＮＦ２２の機能向上を目的として、異なるディストリビュータによるＯＳ（ゲストＯＳ）を更新する場合や、同一のディストリビュータによるＯＳのメジャーバージョンアップ（major version up）（旧バージョンからの大幅な機能強化や性能向上、データ形式の変更等、大幅な改良・修正が行われるバージョンアップ）が実施される場合がある。なお、本書において、ゲストＯＳ（仮想マシン上で実行されるＯＳ）は、略記が不明確となる場合（例えば物理マシン上で動作するＯＳと区別する必要がある場合）等を除いて、単に「ＯＳ」と略記される。

【0017】

ゲストＯＳを更新する場合、例えばヒーリング（Ｈｅａｌｉｎｇ）を用いた更新手順（ローリングアップデート（ｒｏｌｌｉｎｇ ｕｐｄａｔｅ））が行われる。なお、ヒーリングは、例えばサーバ等物理マシン上において、ハードウェア障害や仮想マシン障害が発生した際に、正常な物理マシン上に仮想マシンを移動するか再作成することで正常な状態に復旧する一連の手続きをいう。また、ローリングアップデートでは、複数のマシン等で構成されるシステムにおいて、部分ごとに順次アップデートしていくことで、システムを完全に停止させることなくシステムのソフトウェアの更新等を行うことができる。例えば、図６に模式的に示すように、仮想マシンＶＭ０と仮想マシンＶＭ１が、旧物理マシン（バージョンアップ前の仮想マシンが動作している物理マシン）上で起動しているものとする。仮想マシンＶＭ０と仮想マシンＶＭ１は、一方が稼働系のとき他方が待機系として機能する冗長系を構成しており、仮想マシンＶＭ０と仮想マシンＶＭ１では、データの同期が行われる（図６の上段参照）。このデータの同期は、仮想マシンＶＭ０と仮想マシンＶＭ１がクラスタとしてデータの同期をとるためのものである。例えば、稼働系（アクティブ系）の仮想マシンでデータが更新された場合、該更新されたデータを複製データとして、待機系（スタンバイ系）の仮想マシンに転送して稼働系と待機系間でデータを同期させることで、直近の状態へデータの復旧を可能とし可用性を高めるために行われる場合もある。

【0018】

旧物理マシンで動作している仮想マシンＶＭ０と仮想マシンＶＭ１のＯＳが更新される。その際、旧物理マシンから新物理マシンに仮想マシンＶＭ０の起動先が変更となる。具体的には、仮想マシンＶＭ０に関するヒーリングが行われ、新物理マシン上に、ＯＳが更新された仮想マシンＶＭ０が起動する。以下では、更新前のＯＳを旧ＯＳ、更新後のＯＳを新ＯＳという。

【0019】

旧物理マシンで動作している仮想マシンＶＭ１（旧ＯＳで動作する仮想マシン）と新物理マシンで動作している仮想マシンＶＭ０（新ＯＳで動作する仮想マシン）との間で、データ同期が行われる（図６の中断参照）。その後、仮想マシンＶＭ１に関するヒーリングが行われ、新ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ１が新物理マシン上で起動される。新物理マシンで動作する仮想マシンＶＭ０と仮想マシンＶＭ１はデータ同期を行う（図６の下段参照）。

【0020】

以上が、ヒーリングを用いたＯＳの更新手順である。なお、図６において、仮想マシンＶＭ０、ＶＭ１の構成に付与した色の濃淡はＯＳのバージョン違いを示している。

【0021】

仮想マシンのＯＳを更新する場合には、例えば図５において、ＯＳＳからＶＮＦＭ１２に対してヒーリングスタートの指示が行われる。当該指示は、ＶＮＦＭ１２からＶＩＭ１３に通知される。ＶＩＭ１３は、旧物理マシン上で動作している仮想マシンＶＭ０を停止（削除）し、新物理マシンに対して、新たな仮想マシンＶＭ０の作成を指示する。その際、ＶＩＭ１３は、新ＯＳに対応するイメージファイルを新物理マシンに提供し、当該イメージファイルにて新たな仮想マシンＶＭ０を起動するように指示する。

【0022】

その後、旧物理マシン上で動作する仮想マシンＶＭ１と、新物理マシンで動作する仮想マシンＶＭ０との間でデータの同期が行われる。この際、旧ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ１のメモリ構造（メモリ上に展開される変数の型やデータ構造等）と、新ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ１のメモリ構造が一致している場合、上記データの同期は問題なく行われ、サービスを中断することなく、ＯＳの更新を行うことができる。

【0023】

しかし、異なるディストリビュータによるＯＳの更新（アップデート）や、ＯＳのメジャーバージョンアップでは、新旧ＯＳのメモリ構造が異なり、旧ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ１と新ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ１との間でデータの同期が行えないという事態が発生することがある。つまり、新旧ＯＳの仮想マシン間で同期すべきメモリの型などが異なる等、新旧ＯＳ間のコンパチビリティが未サポートである場合、新旧ＯＳの仮想マシン間でデータを同期させることができず、このため、ＯＳの更新やメジャーバージョンアップ等において、サービスが中断する場合がある。その結果、サービスの提供を受けているユーザに影響を与えることになる。

【0024】

本発明は、提供中のサービスを中断することなく仮想マシンのゲストＯＳのバージョンを更新可能とする、ネットワーク機能仮想化システム及びオペレーティングシステム更新方法を提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0025】

本発明乃至開示の第１の視点によれば、それぞれが、仮想マシン上で動作するソフトウェアによって実装され仮想されたＶＮＦ（Virtual Network Function）の実行基盤を提供するＮＦＶＩ（Network Function Virtualization Infrastructure）を有する第１及び第２の物理マシンと、前記ＮＦＶＩ上にて、ネットワークサービスを実現するＮＦＶＯ（NFV-Orchestrator）、前記ＶＮＦのライフサイクルを管理するＶＮＦＭ（VNF Manager）及び
前記ＮＦＶＩのリソース管理と制御を行うＶＩＭ（Virtualized Infrastructure Manager）を備える仮想化制御装置と、を含み、前記ＶＩＭは、前記第１の物理マシン上において第１の仮想マシンで動作していた旧ゲストＯＳを更新した新ゲストＯＳのイメージファイルを、前記第２の物理マシンに提供し、前記第２の物理マシンでは、前記新ゲストＯＳのイメージファイルを用いて前記新ゲストＯＳで動作する第２の仮想マシンが起動し、前記第２の仮想マシンは、前記旧ゲストＯＳからのデータを受け入れ可能にメモリの型を変換する、ネットワーク機能仮想化システムが提供される。

【0026】

本発明乃至開示の第２の視点によれば、それぞれが、仮想マシン上で動作するソフトウェアによって実装され仮想されたＶＮＦ（Virtual Network Function）の実行基盤を提供するＮＦＶＩ（Network Function Virtualization Infrastructure）を有する第１及び第２の物理マシンと、前記ＮＦＶＩ上にて、ネットワークサービスを実現するＮＦＶＯ（NFV-Orchestrator）、前記ＶＮＦのライフサイクルを管理するＶＮＦＭ（VNF Manager）及び
前記ＮＦＶＩのリソース管理と制御を行うＶＩＭ（Virtualized Infrastructure Manager）を備える仮想化制御装置と、を含むシステムにおけるオペレーティングシステム更新方法であって、
前記ＶＩＭは、前記第１の物理マシン上において第１の仮想マシンで動作していた旧ゲストＯＳを更新した新ゲストＯＳのイメージファイルを、前記第２の物理マシンに提供し、
前記第２の物理マシンでは、前記新ゲストＯＳのイメージファイルを用いて第２の仮想マシンが起動し、
前記第２の仮想マシンは、前記旧ゲストＯＳからのデータを受け入れ可能にメモリの型を変換する、オペレーティングシステム更新方法が提供される。

【発明の効果】

【0027】

本発明乃至開示の各視点によれば、提供中のサービスを中断することなく仮想マシンのゲストＯＳのバージョンを更新可能とした、ネットワーク機能仮想化システム及びオペレーティングシステム更新方法が、提供される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】一実施形態の概要を説明するための図である。

【図2】第１の実施形態に係るネットワークシステムの構成の一例を説明する図である。

【図3】第１の実施形態に係る仮想化システムの動作の一例を例示するシーケンス図である。

【図4】第１の実施形態に係る仮想化制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図5】非特許文献２の７章、Figure 4を簡略した図である。

【図6】ヒーリングを用いたＯＳの更新の一例を模式的に例示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

初めに、一実施形態の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、この概要の記載はなんらの限定を意図するものではない。また、各図におけるブロック間の接続線は、双方向及び単方向の双方を含む。一方向矢印については、主たる信号（データ）の流れを模式的に示すものであり、双方向性を排除するものではない。さらに、本願開示に示す回路図、ブロック図、内部構成図、接続図などにおいて、明示は省略するが、入力ポート及び出力ポートが各接続線の入力端及び出力端のそれぞれに存在する。入出力インターフェイスも同様である。

【0030】

一実施形態に係るネットワーク機能仮想化システムは、第１及び第２の物理マシン１０１、１０２と、仮想化制御装置１０３と、を含む（図１参照）。第１及び第２の物理マシン１０１、１０２は、それぞれが、仮想マシン上で動作するソフトウェアによって実装され仮想されたＶＮＦ（Virtual Network Function）の実行基盤を提供するＮＦＶＩ（Network Function Virtualization Infrastructure）を有する。仮想化制御装置１０３は、ＮＦＶＯ（NFV-Orchestrator）１１１と、ＶＮＦＭ（VNF Manager）１１２と、ＶＩＭ（Virtualized Infrastructure Manager）１１３と、を備える。ＮＦＶＯ１１１は、ＮＦＶＩ上にて、ネットワークサービスを実現する。ＶＮＦＭ１１２は、ＶＮＦのライフサイクルを管理する。ＶＩＭ１１３は、ＮＦＶＩのリソース管理と制御を行う。ＶＩＭ１１３は、第１の物理マシン１０１上の第１の仮想マシンにて動作していた旧ＯＳに対応する新ＯＳのイメージファイルを第２の物理マシン１０２に提供する。第２の物理マシン１０２では、提供されたイメージファイルを用いて第２の仮想マシン上で新ＯＳが起動し、起動した新ＯＳは、第１の物理マシン１０１上で動作していた旧ＯＳからのデータを受け入れ可能にメモリの型を変換する。

【0031】

上記仮想化制御装置１０３は、例えば、ＶＮＦのファイルアップデートの際、ＯＳ（ゲストＯＳ）の再開タイミングで、ＮＦＶ－ＭＡＮＯ（ＮＦＶＯ、ＶＮＦＭ、ＶＭＩ）の連携によるヒーリングを実施する。その際、メモリの型変換プロセスを実行することで、新旧ＯＳにおけるメモリの型の相違を吸収する。その結果、提供中のサービスを中断することなく（ユーザに影響を与えることなく）、旧ＯＳから新ＯＳへの更新を可能としている。

【0032】

以下に具体的な実施の形態について、図面を参照してさらに詳しく説明する。なお、各実施形態において同一構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0033】

［第１の実施形態］
第１の実施形態について、図面を用いてより詳細に説明する。

【0034】

図２は、第１の実施形態に係るネットワークシステム（ネットワーク機能仮想化システム）を機能の点で説明するためのブロック図である。図２を参照すると、ＶＮＦＭ１２及びＶＩＭ１３は、非特許文献１、２に記載された機能に加え、図２に示す機能（機能ブロック）を備える。

【0035】

第１の実施形態では、物理マシン２０－１で動作している仮想マシンＶＭのＯＳ（ゲストＯＳ）を更新する場合について説明する。その際、第１の実施形態に係る仮想化制御装置（ＮＦＶ－ＭＡＮＯ）１０は、物理マシン２０－２において仮想マシンＶＭのヒーリングを実施する。ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０は、当該ヒーリングの際に仮想マシンＶＭのＯＳを更新する。

【0036】

物理マシン２０－１、２０－２のそれぞれは、仮想マシン上で動作するソフトウェアによって実装され仮想されたＶＮＦ（Virtual Network Function）２２の実行基盤を提供するＮＦＶＩ（Network Function Virtualization Infrastructure）２１を有する。

【0037】

ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０は、ＮＦＶＩ２１上にて、ネットワークサービスを実現するＮＦＶＯ（NFV-Orchestrator）１１と、ＶＮＦ２２のライフサイクルを管理するＶＮＦＭ（VNF Manager）１２と、ＮＦＶＩ２１のリソース管理と制御を行うＶＩＭ（Virtualized Infrastructure Manager）１３と、を備える。

【0038】

ＶＮＦＭ１２は、ファイル入力部２０１と、ヒーリング制御部２０２と、を備える。

【0039】

ファイル入力部２０１は、外部装置（例えば、ＯＳＳ等）から新ＯＳ向けのファイルを入力する手段である。具体的には、ファイル入力部２０１は、新ＯＳに対応したＶＮＦファイル（ＶＮＦＤ）を取得する。取得されたＶＮＦファイルは、インスタンシエーションされるＶＮＦに関するファイルであって、ＶＮＦＭ１２がアクセス可能な記憶部等に格納される。

【0040】

ファイル入力部２０１は、新ＯＳ用のイメージファイルも入力する。なお、上述のように、ＶＮＦ２２のインスタンシエーションに使用されるイメージファイルは、ＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬ（アプリケーション）に係るプログラムデータを含む。ファイル入力部２０１は、ＯＳのプログラムデータだけを含むイメージファイルを取得しても良いし、ＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬの各プログラムデータを含むイメージファイルを取得しても良い。取得したイメージファイルは、ＶＩＭ１３がアクセス可能な記憶部等に格納される。

【0041】

ヒーリング制御部２０２は、ＶＩＭ１３によるヒーリングを制御する手段である。ヒーリング制御部２０２は、新ＯＳ向けのＶＮＦファイルをＶＩＭ１３に提供しつつ、ＶＩＭ１３に対して、当該ファイルと先に格納されたイメージファイルを用いて仮想マシンのヒーリングを実行するように要求する。

【0042】

ＶＩＭ１３は、ＮＦＶＩ制御部２１１を備える。

【0043】

ＮＦＶＩ制御部２１１は、上述のＶＮＦＭ１２からのヒーリング要求等を処理する手段である。具体的には、ＮＦＶＩ制御部２１１は、上記ファイル（ＶＮＦファイル、イメージファイル）を用いて仮想マシン、ＶＮＦ２２を生成し、起動するようにＮＦＶＩ２１に指示する。

【0044】

物理マシン２０－１、２０－２には仮想マシンＶＭが構築される。図２では、物理マシン２０－１で動作している仮想マシンＶＭのＯＳが更新される。その場合、物理マシン２０－２にて、更新される仮想マシンＶＭ（更新されるＶＮＦ）のヒーリングが行われ、当該ヒーリングの際に仮想マシンＶＭのＯＳが更新される。従って、物理マシン２０－２で動作する仮想マシンＶＭは、新しいＯＳにて動作する。以降の説明では、物理マシン２０－１を旧物理マシン２０－１と表記し、物理マシン２０－２を新物理マシン２０－２と表記する。

【0045】

続いて、第１の実施形態に係る仮想化システムの動作について説明する。図３は、第１の実施形態に係る仮想化システムの動作の一例を示すシーケンス図である。

【0046】

ステップＳ０１において、旧物理マシン２０－１にて動作している、冗長系を形成する２つの仮想マシンＶＭ０、ＶＭ１の間でデータの同期が行われる。

【0047】

仮想マシンのＯＳを更新する場合、例えばＯＳＳから旧物理マシン２０－１（ＮＦＶＩ２１）に対し、ヒーリングスタートが指示される（ステップＳ０２）。

【0048】

仮想マシンＶＭ０（旧物理マシン２０－１のＮＦＶＩ２１）は、ＶＮＦＭ１２に対し、仮想マシンＶＭ０のＯＳアップデート開始を要求する（ステップＳ０３）。

【0049】

ＶＮＦＭ１２は、新ＯＳ向けのＶＮＦファイルを提供しつつ、仮想マシンＶＭ０のヒーリングスタートをＶＩＭ１３に指示する（ステップＳ０４）。

【0050】

ＶＩＭ１３は、旧物理マシン２０－１（ＮＦＶＩ２１）に対し、仮想マシンＶＭ０の削除（停止）を指示する（ステップＳ０５）。当該指示に応じて、旧物理マシン２０－１では、仮想マシンＶＭ０が削除される。

【0051】

ＶＩＭ１３は、新物理マシン２０－２（当該マシンのＮＦＶＩ２１）に対し、新たな仮想マシンＶＭ０を生成するように指示する（ステップＳ０６）。その際、ＶＩＭ１３は、新たな仮想マシンＶＭ０にて実行されるＯＳのイメージファイルを新物理マシン２０－２に提供しつつ、当該イメージファイルによる仮想マシンＶＭ０の起動を指示する。また、ＶＩＭ１３は、当該仮想マシンＶＭ０上にインスタンシエーションされるＶＮＦ２２のＶＮＦファイル（設定ファイル）を新物理マシン２０－２に提供し、当該ファイルに従ったＶＮＦ２２の生成を指示する。

【0052】

新物理マシン２０－２のＮＦＶＩ２１は、当該イメージファイルを利用して新たな仮想マシンＶＭ０を起動する（ステップＳ０７）。新物理マシン２０－２上の仮想マシンＶＭ０は新ＯＳで動作する。

【0053】

新物理マシン２０－２では、メモリ（メモリ上に展開された変数）に関する変換処理（conversion process）が開始される（ステップＳ０８）。具体的には、新物理マシン２０－２上の仮想マシンＶＭ０で実行される変換処理は、メモリの型（メモリ上に展開された変数の型やデータ構造等）を変換（拡張）し、旧物理マシン２０－１上において旧ＯＳで動作する仮想マシンからのデータを、新ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ０で受け入れ可能にする。例えば、旧ＯＳのデータのメモリの型が、「data a = 8byte」、「data b = 8byte」、「data c = 16byte」であれば、新ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ０で実行される変換処理は、新ＯＳに対応して、そのメモリ型を、例えば、「data a = 16byte」、「data b = 16byte」、「data c = 16byte」のように変換する。このように、新ＯＳに対応して、メモリの型を最大限拡張することで、旧物理マシン２０－１上において旧ＯＳで動作する仮想マシンからのデータを新ＯＳで動作する仮想マシンＶＭ０で受け入れ可能とし、新旧ＯＳの持つメモリの型の相違を吸収する。あるいは、新ＯＳは、同種のメモリ型を拡張してもよい。例えば、新ＯＳにおけるメモリの型がｉｎｔ型であれば、Ｌｏｎｇ型に変換（２バイトの符号付き整数から４バイトの符号付き整数）してもよい。同様に、ｆｌｏａｔ型をｄｏｕｂｌｅ型に変換してもよい。メモリの型の変換処理は、上記したデータのサイズの拡張に限定されず、サイズの縮小や、その他の属性等の変換であってもよい。

【0054】

ＶＩＭ１３は、旧物理マシン２０－１上で動作していた仮想マシンＶＭ０（第１の仮想マシン）の旧ＯＳをアップデートした新ＯＳのイメージファイルを新物理マシン２０－２に提供する。新物理マシン２０－２では、提供されたイメージファイルを用いて、仮想マシンＶＭ０（第２の仮想マシン）の新ＯＳが起動する。当該起動した仮想マシンＶＭ０は、変換処理（conversion process）を開始させ、旧物理マシン２０－１上で動作している仮想マシンＶＭ１の旧ＯＳからのデータを受け入れ可能にメモリの型を変換する。これにより、新旧ＯＳ間でのメモリの引継ぎが可能となる。

【0055】

新物理マシン２０－２の仮想マシンＶＭ０は、旧物理マシン２０－１にて動作中の仮想マシンＶＭ１（第３の仮想マシン）との間でデータの同期を行う（ステップＳ０９）。すなわち、旧物理マシン２０－１上では、仮想マシンＶＭ０と冗長系を構成する仮想マシンＶＭ１が動作しており（ＶＭ１は例えば待機系（スタンバイ系）から稼働系（アクティブ系）に切替えられて動作している）、当該仮想マシンＶＭ１と、新物理マシン２０－２上の仮想マシンＶＭ０との間でデータの同期が行われる。すなわち、新物理マシン２０－２上の仮想マシンＶＭ０（新ＯＳ）では、旧物理マシン２０－１で動作する仮想マシンＶＭ１（旧ＯＳ）からのデータを受け入れ可能にメモリの型の変換等が行われ、新旧ゲストＯＳの差分が吸収される。このため、新旧ゲストＯＳで動作する仮想マシン間でデータの同期が行われる。

【0056】

ＯＳＳは、旧物理マシン２０－１にて起動している仮想マシンＶＭ１に対し、ファイルアップデート（ＯＳのアップデート）の開始を指示する（ステップＳ１０）。

【0057】

旧物理マシン２０－１（当該マシンのＮＦＶＩ２１）は、ＶＮＦＭ１２に対し、仮想マシンＶＭ１のＯＳアップデート開始を要求する（ステップＳ１１）。

【0058】

ＶＮＦＭ１２は、仮想マシンＶＭ１のヒーリングスタートをＶＩＭ１３に指示する（ステップＳ１２）。この場合、必要なＶＮＦファイルがＶＩＭ１３に提供される。

【0059】

ＶＩＭ１３は、旧物理マシン２０－１のＮＦＶＩ２１に対し、仮想マシンＶＭ１の削除（停止）を指示する（ステップＳ１３）。当該指示に応じて、旧物理マシン２０－１では、仮想マシンＶＭ１が削除される。

【0060】

ＶＩＭ１３は、新物理マシン２０－２（当該マシンのＮＦＶＩ２１）に対し、新たな仮想マシンＶＭ１を生成するように指示する（ステップＳ１４）。その際、ＶＩＭ１３は、新たな仮想マシンＶＭ１にて実行されるＯＳのイメージファイルを新物理マシン２０－２に提供しつつ、当該イメージファイルによる仮想マシンＶＭ１の起動を指示する。

【0061】

新物理マシン２０－２のＮＦＶＩ２１は、当該イメージファイルを利用して新たな仮想マシンＶＭ１を起動する（ステップＳ１５）。仮想マシンＶＭ１は新ＯＳで動作する。また、新たなＶＮＦ２２も仮想マシンＶＭ１上で起動する。

【0062】

新物理マシン２０－２にて起動された仮想マシンＶＭ０、ＶＭ１の間でデータの同期が行われる（ステップＳ１６）。このように、ＶＩＭ１３は、新物理マシン２０－２上に仮想マシンＶＭ０を起動した後、当該仮想マシンＶＭ０と冗長系を構成する仮想マシンＶＭ１（第４の仮想マシン）を起動する。当該２つの仮想マシンＶＭ０とＶＭ１の間でデータの同期が行われる。なお、最初にヒーリングした仮想マシンＶＭ０（ステップＳ０６で生成した仮想マシンＶＭ０）では、新旧ＯＳが併存するため、メモリ型変換処理が実施された。しかし、その後に起動する仮想マシンＶＭ１（ステップＳ１４で生成した仮想マシンＶＭ１）は新ＯＳで動作し、仮想マシンＶＭ０は新ＯＳで動作しており、新ＯＳの仮想マシン同士であるため、メモリの型変換は不要である。

【0063】

［ハードウェア構成］
図４は、第１の実施形態に係るＮＦＶ－ＭＡＮＯ（仮想化制御装置）１０のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０は、所謂、情報処理装置（コンピュータ）であり、図４に例示する構成を備える。例えば、ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０は、内部バスにより相互に接続される、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、メモリ４２、入出力インターフェイス４３及び通信手段であるＮＩＣ（Network Interface Card）４４等を備える。

【0064】

なお、図４に示す構成は、ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０のハードウェア構成を限定する趣旨ではない。ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０は、図示しないハードウェアを含んでもよい。あるいは、ＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０に含まれるＣＰＵ等の数も図４の例示に限定する趣旨ではなく、例えば、複数のＣＰＵがＮＦＶ－ＭＡＮＯ１０に含まれていてもよい。

【0065】

メモリ４２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置（ハードディスク等）である。

【0066】

入出力インターフェイス４３は、図示しない表示装置や入力装置のインターフェイスとなる手段である。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ等である。入力装置は、例えば、キーボードやマウス等のユーザ操作を受け付ける装置である。

【0067】

以上のように、第１の実施形態では、ＶＮＦＭ１２／ＶＩＭ１３にはそれぞれ、新ＯＳ用ＶＮＦファイル及びイメージファイルを登録しておく。その後、ＶＮＦ２２のファイルアップデート時、ＭＡＮＯ連携してヒーリングを実施する。具体的には、新ＯＳのイメージファイルを使用してヒーリング（Healing）を起動し、新ＯＳ及び新ＶＮＦを起動する。即ち、第１の実施形態では、ＶＮＦ２２のファイルアップデートの際、入れ替えたファイル（イメージファイル）を有効化するために、ゲストＯＳの再開を実施する。

【0068】

当該ゲストＯＳの再開時に、ＭＡＮＯの連携によるヒーリングを実施し、新ゲストＯＳのイメージファイルを使用してヒーリングを起動し、新ゲストＯＳ及び新ＶＮＦファイルで起動する。その際、メモリ型変換が実施され、アップデートやメジャーバージョンアップ前後の新旧ゲストＯＳ間でのメモリ（データ）の引継ぎが可能となる。その結果、ユーザに影響を与えることなく、ゲストＯＳを更新することが可能となる。

【0069】

［変形例］
上記実施形態にて説明した仮想化システムの構成及び動作は例示であって、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、ＶＮＦＭ１２がイメージファイル等を取得する形態を説明したが、ＮＦＶＯ１１がイメージファイル等を取得してもよい。

【0070】

上記の説明により、本発明の産業上の利用可能性は明らかであるが、本発明は、仮想化された通信サーバ（ＶＮＦ）など、非仮想化時と同様にエンドユーザに影響なく２４時間無停止稼働が求められるシステムなどに好適に適用可能である。

【0071】

なお、引用した上記の特許文献１、非特許文献１、２等の各開示は、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、本発明の全開示の枠内において種々の開示要素（各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む）の多様な組み合わせ、ないし、選択（部分的削除を含む）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。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。さらに、上記引用した文献の各開示事項は、必要に応じ、本発明の趣旨に則り、本発明の開示の一部として、その一部又は全部を、本書の記載事項と組み合わせて用いることも、本願の開示事項に含まれるものと、みなされる。

【符号の説明】

【0072】

１０、１０３ 仮想化制御装置（ＮＦＶ－ＭＡＮＯ）
１１、１１１ ＮＦＶＯ
１２、１１２ ＶＮＦＭ
１３、１１３ ＶＩＭ
２０－１、２０－２ 物理マシン
２１ ＮＦＶＩ
２２ ＶＮＦ
２３ ＥＭＳ
３０ ＯＳＳ／ＢＳＳ
４１ ＣＰＵ（Central Processing Unit）
４２ メモリ
４３ 入出力インターフェイス
４４ ＮＩＣ（Network Interface Card）
１０１ 第１の物理マシン
１０２ 第２の物理マシン
２０１ ファイル入力部
２０２ ヒーリング制御部
２１１ ＮＦＶＩ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】