(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク中のサービスネットワーク内のノード間に仮想的にリンクを、あるいは、更に該ネットワークノードに仮想的にノードを生成し、仮想的または論理的なネットワークを提供する仮想ネットワーク管理制御システムであって、
前記サービスネットワーク内の管理制御システムの専用通信装置のSNC(Service  Network  Controller)と、
トランスポートネットワーク内の管理制御システムの汎用通信装置のTNC(Transport  Network  Controller)と、を有し、
前記SNCは、
開発ユーザから入力された、ネットワークインフラ上に論理的に生成される仮想ネットワーク及びサービスネットワークの形態であるQoS規定を含むスライスデザインを取得すると、仮想的なリンク(LS:  Link  Sliver)を生成するためのパラメータと共にトランスポートパスの生成を前記TNCに依頼し、該TNCからトランスポートパス生成完了の通知を取得すると、該トランスポートパス中に仮想的なリンクLS（Link  Sliver）を生成するトランスポートパス設定依頼手段を有し、
前記TNCは、
トランスポートパスの帯域確保及び空き帯域の管理を行い、前記SNCから前記トランスポートパスの生成の依頼要求を受け付け、該依頼要求に応じてトランスポートパスの生成を行い、該SNCに前記トランスポートパス生成完了の通知を送出するトランスポートパス生成手段を有する
ことを特徴とする仮想ネットワーク管理制御システム。
【請求項２】
前記SNCは、
トランスポートネットワークのエッジノード装置間、該エッジノード装置に接続するサービスネットワークノード間のトランスポートパスの端点、既に生成された仮想リンクの接続端点、トランスポートパスID、仮想ネットワークID、前記サービスネットワーク内の管理リソースの空き帯域を保持する第１のネットワーク情報記憶手段と、
前記トランスポートパスの生成要求に基づいて、前記第１のネットワーク情報記憶手段を参照し、該トランスポートパスの帯域を算出し、前記空き帯域が不足する場合には、前記TNCに対してトランスポートパスの生成を依頼する帯域計算手段と、
を含む請求項１記載の仮想ネットワーク管理制御システム。
【請求項３】
前記TNCは、
前記トランスポートネットワーク内の管理リソースの空き帯域、仮想リンクの接続端点、トランスポートパスID、トランスポートパス端点を格納する第２のネットワーク情報記憶手段と、
前記SNCから前記トランスポートパスの生成の依頼を受け付けると、前記第２のネットワーク情報記憶手段のトランスポートパスを生成するための空き帯域を参照し、空き帯域がある場合には、トランスポートパスを生成し、該空き帯域から該トランスポートパス帯域の容量を減算した値で前記管理リソースの空き帯域を更新し、生成したトランスポートパスのIDを該第２のネットワーク情報記憶手段に格納するネットワーク情報管理手段と、
を含む請求項１記載の仮想ネットワーク管理制御システム。
【請求項４】
ネットワーク中のサービスネットワーク内のノード間に仮想的にリンクを、あるいは、更に該ネットワークノードに仮想的にノードを生成し、仮想的または論理的なネットワークを提供する仮想ネットワーク管理制御方法であって、
前記サービスネットワーク内の管理制御システムの専用通信装置のSNC(Service  Network  Controller)と、
トランスポートネットワーク内の管理制御システムの汎用通信装置のTNC(Transport  Network  Controller)と、を有するシステムにおいて、
前記SNCは、
開発ユーザから入力された、ネットワークインフラ上に論理的に生成されるQoS規定を含むスライスデザインを取得すると、仮想的なリンク(LS:  Link  Sliver)を生成するためのパラメータと共にトランスポートパスの生成を前記TNCに依頼し、該TNCからトランスポートパス生成完了の通知を取得すると、該トランスポートパス中に仮想的なリンクLS（Link  Sliver）を生成するトランスポートパス設定依頼ステップを行い、
前記TNCは、
トランスポートパスの帯域確保及び空き帯域の管理を行い、前記SNCから前記トランスポートパスの生成の依頼要求を受け付け、該依頼要求に応じてトランスポートパスの生成を行い、該SNCに前記トランスポートパス生成完了の通知を送出するトランスポートパス生成ステップを行う
ことを特徴とする仮想ネットワーク管理制御方法。
【請求項５】
前記SNCにおいて、
第１のネットワーク情報記憶手段に、トランスポートネットワークのエッジノード装置間、該エッジノード装置に接続するサービスネットワークノード間のトランスポートパスの端点、既に生成された仮想リンクの接続端点、トランスポートパスID、仮想ネットワークID、前記サービスネットワーク内の管理リソースの空き帯域を保持し、
前記トランスポートパスの生成要求に基づいて、前記第１のネットワーク情報記憶手段を参照し、該トランスポートパスの帯域を算出し、前記空き帯域が不足する場合には、前記TNCに対してトランスポートパスの生成を依頼する
請求項４記載の仮想ネットワーク管理制御方法。
【請求項６】
前記TNCにおいて、
第２のネットワーク情報記憶手段に、前記トランスポートネットワーク内の管理リソースの空き帯域、仮想リンクの接続端点、トランスポートパスID、トランスポートパス端点を格納し、
前記SNCから前記トランスポートパスの生成の依頼を受け付けると、前記第２のネットワーク情報記憶手段のトランスポートパスを生成するための空き帯域を参照し、空き帯域がある場合には、トランスポートパスを生成し、該空き帯域から該トランスポートパス帯域の容量を減算した値で前記管理リソースの空き帯域を更新し、生成したトランスポートパスのIDを該第２のネットワーク情報記憶手段に格納する
請求項４記載の仮想ネットワーク管理制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想化ネットワークインフラ制御システム及び方法に係り、特に、汎用通信装置（トランスポートネットワークの通信装置）が混在したネットワークにおける仮想化ネットワークインフラ制御システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク仮想化に関する方式の検討が様々行われている（例えば、非特許文献１参照）。そこでは仮想リンクや仮想ノードを提供する通信装置のみからネットワーク基盤が構築されており、一般的なネットワークサービスにおいて用いられるトランスポートネットワーク（コアネットワーク）の利用あるいは連携は想定されていない。
【０００３】
我々がこれまで行ってきた「NICT仮想化ノードプロジェクト」（非特許文献２，３参照）においても同様であり、仮想リンク・仮想ノードを提供する「仮想化ノード」のみからネットワークが構成されており、「仮想化ノード」が直接リンクで接続される構成が想定されていた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】N. M. Mosharaf Kabir Chowdhury, "A Survey of Network Virtualization", 信学技法, CS-2008-25, Oct. 2008.
【非特許文献２】NICT NEWS, No. 393, Jun 2010..
【非特許文献３】山本他、"スライス提供を考慮した仮想化ネットワークの管理モデル"、信学会ソサイエティ大会，pp. 1349-1369，2011.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、仮想化ネットワーク（論理ネットワーク）を提供するサービスを一つのキャリアネットワークサービスと見做す場合には、その通信装置（仮想化ノード）のみからサービスネットワークを構成することは設備コストや維持運用コストの面から難しく、例えば、既存のトランスポートネットワークに通信装置（仮想化ノード）が接続され、通信装置（仮想化ノード）間のデータトランスポートの役割を担う場合があると考えられる。つまり、通信装置（仮想化ノード）間にトランスポートネットワークの通信装置が介在し、他のネットワークサービスと同様にデータを転送する状況である。
【０００６】
一方で、物理ネットワークのような振る舞いを実現する仮想化ネットワークサービスにおいては、その仮想ネットワークを構成する仮想リンクは高いQoS性能（帯域保証など）が求められると考えられるため、仮想リンクを収容するトランスポートネットワークにおいても仮想リンクの性能要求を満たすことが求められる。
【０００７】
そこで、そのような高いQoS性能が求められる仮想リンク生成においては、例えばその生成前に仮想化ネットワークのNMS(Network Management System)がトランスポートネットワークのNMSにQoS性能を伝達し、その性能を満たすようトランスポートネットワークの通信装置を制御し、通信装置（仮想ノード）間の接続性(Reachability、論理的な接続)を提供する必要がある。
【０００８】
例えば、図１（ａ）では、仮想ノード（vNode）群が仮想ノード接続リンクにより仮想化ネットワークが構築されているが、図１（ｂ）では、仮想ノード群が仮想ノード間をスイッチ／ルータ等からなるOpen Flowネットワークや光スイッチネットワークにより接続されている。光パスによる接続性の仮想ノードへの提供、仮想ノード間の厳密なQoS提供のためにも、下回りネットワーク（トランスポートネットワーク）の管理運用もオペレータ（NMS）が併せて行うべきである。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、汎用通信装置（トランスポートネットワークの通信装置）が混在したネットワークにおいて仮想リンクの高いQoS性能を実現することが可能な仮想化ネットワークインフラ制御システム及び方法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】
本発明（請求項１）は、ネットワーク中のサービスネットワーク内のノード間に仮想的にリンクを、あるいは、更に該ネットワークノードに仮想的にノードを生成し、仮想的または論理的なネットワークを提供する仮想ネットワーク管理制御システムであって、
前記サービスネットワーク内の管理制御システムの専用通信装置のSNC(Service  Network  Controller)と、
トランスポートネットワーク内の管理制御システムの汎用通信装置のTNC(Transport  Network  Controller)と、を有し、
前記SNCは、
開発ユーザからネットワークインフラ上に論理的に生成される、QoS規定を含むスライスデザインを取得すると、仮想的なリンク(LS:  Link  Sliver)を生成するためのパラメータと共にトランスポートパスの生成を前記TNCに依頼し、該TNCからトランスポートパス生成完了の通知を取得すると、該トランスポートパス中に仮想的なリンクLS（Link  Sliver）を生成するトランスポートパス設定依頼手段を有し、
前記TNCは、
トランスポートパスの帯域確保及び空き帯域の管理を行い、前記SNCから前記トランスポートパスの生成の依頼要求を受け付け、該依頼要求に応じてトランスポートパスの生成を行い、該SNCに前記トランスポートパス生成完了の通知を送出するトランスポートパス生成手段を有する。
【００１１】
また、本発明（請求項２）は、前記SNCにおいて、
トランスポートネットワークのエッジノード装置間、該エッジノード装置に接続するサービスネットワークノード間のトランスポートパスの端点、既に生成された仮想リンクの接続端点、トランスポートパスID、仮想ネットワークID、前記サービスネットワーク内の管理リソースの空き帯域を保持する第１のネットワーク情報記憶手段と、
前記トランスポートパスの生成要求に基づいて、前記第１のネットワーク情報記憶手段を参照し、該トランスポートパスの帯域を算出し、前記空き帯域が不足する場合には、前記TNCに対してトランスポートパスの生成を依頼する帯域計算手段と、を含む。
【００１２】
また、本発明（請求項３）は、前記TNCにおいて、
前記トランスポートネットワーク内の管理リソースの空き帯域、仮想リンクの接続端点、トランスポートパスID、トランスポートパス端点を格納する第２のネットワーク情報記憶手段と、
前記SNCから前記トランスポートパスの生成の依頼を受け付けると、前記第２のネットワーク情報記憶手段のトランスポートパスを生成するための空き帯域を参照し、空き帯域がある場合には、トランスポートパスを生成し、該空き帯域から該トランスポートパス帯域の容量を減算した値で前記管理リソースの空き帯域を更新し、生成したトランスポートパスのIDを該第２のネットワーク情報記憶手段に格納するネットワーク情報管理手段と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、仮想化されたネットワークである１つの独立したスライスを構築する際に、仮想ネットワークNMS(SNC)からトランスポートNMS(TNS)に対して、QoSに応じたトランスポートパスの生成を依頼し、そのトランスポートパス内にLS(Link Sliver)を生成することにより、汎用通信装置（トランスポートネットワークの通信装置）が混在したネットワークにおいても仮想リンクの高いQoS性能を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の仮想化ネットワークの例である。
【図２】本発明の一実施の形態における概要動作を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態におけるシステム構成図である。
【図４】本発明の一実施の形態におけるTNCとSNCを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態におけるSNCとTNC間の動作シーケンスである。
【図６】本発明の一実施の形態におけるトランスポートパス生成のための管理リソースの例である。
【図７】本発明の一実施の形態におけるトランスポート設定のシーケンスチャートである。
【図８】本発明の一実施の形態における光パスを適用した例である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。
【００１６】
最初に、本明細書で用いる用語の定義を説明する。
【００１７】
・仮想化ネットワークインフラ：仮想的にノードやリンクを生成し、合わせて仮想ネットワーク（論理網）として提供する機能を有するネットワーク（ネットワークノード：通信装置とリンクからなる）であり、下記のサービスネットワークに相当する。
【００１８】
・Sliceスライス：仮想的/論理的に生成されたノードやリンクが結合されて出来る、一つの仮想/論理ネットワークであり、仮想化ネットワークインフラ管理者より開発ユーザに提供されるもの。
【００１９】
・LS(LinkSliver)：Sliceを構成する仮想的/論理的に生成されたリンク。
【００２０】
・サービスネットワーク：特定のネットワークサービスを提供するネットワーク（ネットワーク：ノードとリンクからなる）。例えば、広域イーササービス網が相当する。
【００２１】
・サービスネットワーク管理制御システム(SNC)：サービスネットワーク内のノード（サービスネットワークノード）の管理制御システム（NMS：Network Management Systemに相当）である。
【００２２】
・トランスポートネットワーク：サービスネットワークシステムに依らない共通のパケットの転送ネットワークインフラであり、コアネットワーク、バックボーンネットワークともいう。
【００２３】
・トランスポートネットワーク管理制御システム(TNC)：トランスポートネットワークシステムを構成するノード装置の管理、制御システム（NMSに相当）である。
【００２４】
・トランスポートパス：トランスポートネットワークのエッジノード装置間あるいは、そこに接続するサービスネットワークノードを結ぶ論理的な通信路である。
【００２５】
サービスネットワークノードからトランスポートネットワークノードに入力されたパケットをトランスポートネットワークにて転送し（複製する場合もある）、トランスポートネットワークノードからサービスネットワークノードへ出力する機能を持つ。トランスポートパスにはQoS設定がなされている場合もあれば、QoSの設定がなされていない場合もある。
【００２６】
図２は、本発明の一実施の形態における概要動作を示す。
【００２７】
（１）開発ユーザ（スライスの管理主体）がNMSに対して、QoS規定のあるLS（Link Sliver）を含むスライスデザインをスライス要求として送出する。ここで、「スライス」とは、ネットワークインフラ上に論理的に生成される仮想ネットワーク、サービスネットワークを指す。
【００２８】
（２）NMSは、スライスデザインを受け取ったことを契機として、仮想化ネットワークのスイッチ／ルータの制御による仮想化ノード間のリンクを生成する。
【００２９】
（３）NMSは、生成したリンク上にLSを設定することにより、スライスを実現し、開発ユーザからのQoSに応える。これにより、開発ユーザは、生成されたスライスを利用する（カスタマイズする）。なお、LSを設定するのは、仮想化ネットワークにおいては、複数のスライスを共存させる必要があり、これは複数の開発ユーザのトラフィックが一つのリンク（トランスポートパス）に入ってくることになるため、それらを論理的に区別するため、あるいは、区別して見せるために設定する。実装方法としては、例えば、VLANやGREが考えられ、これらのIDやキーによって区別される。
【００３０】
図３は、本発明の一実施の形態におけるシステム構成を示す。
【００３１】
同図に示すシステムは、NMS１００，サービスネットワーク２００、トランスポートネットワーク３００から構成される。
【００３２】
NMS１００は、開発ユーザからの要求によりサービスネットワーク２００内の仮想ノードの制御管理を行う専用通信装置（以下、「SNC」(Service Node network Controller)と記す）１１０と、SNC１１０、または、オペレータ（ネットワークインフラの管理主体）からの指示によりトランスポートネットワーク３００を構成する各ノードの管理、制御を行う汎用通信装置（以下、「TNC」(Transport Network Controller)と記す）１２０を有する。
【００３３】
サービスネットワーク２００は、あるネットワークサービスを提供する機能（Function Block）を有するノードとその間を接続する物理的／論理的接続性からなる上位のサービスネットワークである。
【００３４】
トランスポートネットワーク３００は、サービスネットワーク２００内のノード間を接続し、当該サービスネットワーク２００内のノードの種別によらず、データを転送するネットワークであり、収容するサービスに依存しないフレーム／パケットを転送する手段（カプセリング／タグ）を有し、サービスノード間にそのフレーム／パケットを伝送するパス（Tunnel）を提供する。
【００３５】
図４に示すように、本発明のNMS１００では、SNC１１０とTNC１２０により、サービスネットワーク２００の仮想ノード群とトランスポートネットワーク３００とを明確に分離して制御する。
【００３６】
SNC１１０は、制御部１１１とネットワーク情報記憶部１１２を有する。ネットワーク情報記憶部１１２でリンクの保証帯域や許容遅延、エッジノード等を保持する。具体的には、LSを生成するために必要な識別子、実現手法、経由点、リソース情報、端点、性質等である。制御部１１１では、開発ユーザからスライス要求を受け取ると、当該スライス要求に応じて、ネットワーク情報記憶部１１２を参照して、サービスネットワーク２００を制御する、または、TNC１２０に対して、スライス生成要求を送出する。SNC１１０は、仮想ノード２１０を制御し、仮想ノード間の接続リンクであるトランスポートパス内に仮想リンクであるLSを生成する。具体的には、LSの実現手段によるが、経路上、端点となるスイッチなどの設定を行うことで生成する。例えば、LSがVLANによって実現される場合、該当VLAN IDを経路上及び端点のスイッチなどに設定（それらを結ぶように、例えば、VLAN tagged Portを設定）する。また、実現手段が、GREであれば、GREにカプセル化して送出あるいは受信するように設定する。
【００３７】
TNC１２０は、制御部１２１とネットワーク情報記憶部１２２を有する。ネットワーク情報記憶部１２２では、当該記憶部でリンクの保証帯域や許容遅延、エッジノード等を保持し、制御部１２１では、オペレータまたは、SNC１１０からのトランスポートネットワーク３００の操作要求により、ネットワーク情報記憶部を参照してTN３００を制御し、トランスポートパスを確立する。なお、TNC１２０では、LSの生成に伴うリソース情報は管理しない。
【００３８】
次に、図５、図６に基づいてNMS１００内のSNC１１０とTNC１２０の動作を説明する。
【００３９】
ステップ１０１）開発ユーザは、端点の仮想ノード(Node Sliver)、QoS等を指定したLSの生成依頼（Slice Design）を生成し、これをスライス生成要求としてSNC１１０に対して入力する。
【００４０】
ステップ１０２）  SNC１１０は、スライス生成要求を取得すると、当該要求に基づいて、予めネットワーク情報記憶部１１２に保持しているLSを生成するために必要なID、実現手段、経由点を参照し、LSを収容するために必要な通信容量等のQoS規定の計算を行う。なお、LSを生成するために必要なIDとは、LSを識別するための識別子であり、例えば、システムにユニークに付与される自然数やLS実現手段毎のキー（例えば、GREkeyや端点とVLAN IDの組み合わせ等）を指す。
【００４１】
ステップ１０３）  ネットワーク情報記憶部１２２に格納されている空き帯域容量を参照して、トランスポートパスを生成するための通信容量が不足する場合は、TNC１２０に対して、端点の仮想ノード、QoS等を指定して不足分のトランスポートパスの生成を要求する。このときSNC１１０は、図６に示すように、SNC１１０内にトランスポートパス生成用の容量が不足していないかを判定する。図６の例では、SNC１１０には、トランスポートパス生成用の帯域容量が不足しているため、TNC１２０に生成依頼を行う。
【００４２】
ステップ１０４）  TNC１２０では、SNC１１０から取得した要求に基づいて、要求されたトランスポートパスを生成する。このとき、一例として、図７に示すように、TNC１２０は、ネットワーク情報記憶部１２２を参照し、トランスポートパスの端点間野経路候補を抽出し、それに空き帯域があるかを調べ、十分な帯域のある経路を一つ選択する。このとき使用する情報はトランスポートパスの端点、TNC１２０が管理するスイッチなどの通信機器の接続関係、それぞれの空き帯域などがある。その後、ネットワーク情報記憶部１２２の空き帯域容量から使用した分の管理リソースの容量を減算し、その値で空き帯域の通信容量を更新する。さらに、生成したトランスポートパスのID、接続端点をネットワーク情報記憶部１２２に格納する。
【００４３】
トランスポートパスを生成したことをSNC１１０に通知する。
【００４４】
ステップ１０５）SNC１１０は、トランスポートパス上にLSを生成する。
【００４５】
ステップ１０６）SNC１１０は、Sliceの作成完了を開発ユーザに通知する。
【００４６】
図８に、本発明を光パスに適用した例を示す。
【００４７】
上記のように、NMS内に、仮想ネットワークを管理・制御するSNC１１０と、トランスポートネットワークを管理・制御するTNC１２０間において、仮想リンクQoSに応じてトランスポートパスを設定するためのインタフェースを設け、仮想リンク生成時に動的に通信装置（仮想化ノード）間にトランスポートパスを提供する。これにより、仮想リンクが高いQoS性能を満たすことが可能となる。
【００４８】
なお、上記のNMS１００内のSNC１１０、TNC１２０の動作をプログラムとして構築し、NMSとして利用されるコンピュータにインストールして実行させる、または、ネットワークを介して流通させることが可能である。
【００４９】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  NMS(Network Management System)
１１０  専用通信装置（SNC）
１１１  制御部
１１２  ネットワーク情報記憶部
１２０  汎用通信装置（TNC）
１２１  制御部
１２２  ネットワーク情報記憶部
２００  サービスネットワーク
２１０  仮想ノード
３００  トランスポートネットワーク
【図１】
0005436597.tif 000002
【図２】
0005436597.tif 000003
【図３】
0005436597.tif 000004
【図４】
0005436597.tif 000005
【図５】
0005436597.tif 000006
【図６】
0005436597.tif 000007
【図７】
0005436597.tif 000008
【図８】
0005436597.tif 000009