CN107209710B - 节点***、服务器设备、缩放控制方法和程序 - Google Patents

节点***、服务器设备、缩放控制方法和程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种能够减少在按比例放大和/或按比例缩小中的处理延迟的***。所述***包括：活动***，所述活动***执行处理；备用***，所述备用***能够执行按比例放大和按比例缩小中的至少一种；以及控制设备，所述控制设备控制***切换以将经过所述按比例放大或者所述按比例缩小的所述备用***设定为新的活动***。

Description

节点***、服务器设备、缩放控制方法和程序
技术领域
(相关申请的交叉引用)
本发明基于并且要求于2015年1月30日提交的日本专利申请第2015-017718号的优先权的权益，该申请所公开的内容以引用的方式全部并入本文。
本发明涉及一种构成网络的节点***、服务器设备、缩放控制方法和程序。
背景技术
为了提高可靠性，使用将多个服务器组合在一起以提供冗余构成的这种***(例如，可以参考专利文献1)。例如，双工***包括具有相同构成的两个服务器，并且，当一个活动(active)服务器(也称为“操作***”服务器或者“工作***”服务器)发生故障时，***切换至正常服务器设备(也称为备用服务器(也称为“等待***”服务器或者“储备***”服务器))并且使用该正常服务器设备操作。
(N+1)冗余***是将一个服务器设备设置为N个服务器设备(活动服务器)的共同预备设备(备用服务器)的***。
在热备用***中，例如，当活动***服务器发生故障时，使数据在活动服务器与备用服务器之间同步从而使得备用服务器可以立即接管服务(处理)。
在所谓的冷备用***中，备用服务器在停止状态下待机，并且当活动服务器发生故障时，启动备用服务器以切换操作和处理。在活动***服务器发生故障之后执行备用服务器的启动和准备的冷备用***在***停机时间和服务延续方面具有局限性。
在被称为热备份(Warm Standby)***的***中，当活动服务器操作时，备用服务器在电源接通且OS(操作***)启动(数据库内容被异步复制)下待机，并且，当活动***服务器发生故障时，利用网络切换等，调用诸如业务应用等的用户程序，并且将处理转移至备用服务器。
专利文献2公开了以下服务器***。除了分别作为活动***操作的服务器之外，存储有用于更新的软件的服务器将用于更新的软件发送至其他服务器并且指示分别作为备用***操作的所有服务器更新到用于更新的软件。当发布更新指示时，分别作为备用***操作的服务器将在这些服务器上运行的软件更新到用于更新的软件。在分别作为备用***操作的所有服务器完成更新之后，存储有用于更新的软件的服务器切换服务器集合中所有服务器的活动***和备用***。
专利文献3公开了以下***。该***包括在具有不同性能的虚拟机上操作的第一和第二数据库，并且响应于执行***的性能的按比例放大或者按比例缩小的外部指示来交换***所使用的虚拟机。此时，***使用在各个数据库中提供的流类型复制功能来执行数据库的数据同步。在建立数据同步之后，将转发SQL(结构化查询语言)命令的虚拟机切换至另一虚拟机。通过利用流类型复制功能，该构成在不停止Web服务的情况下动态且低成本地实现了配备有流类型复制功能的数据库的按比例放大/按比例缩小。
作为虚拟化网络功能的技术，除了服务器的虚拟化计算和存储之外，借助使用在虚拟化层(诸如，服务器上的超管理程序)上实施的虚拟机(VM)上操作的应用等的软件来实现网络功能的NFV(网络功能虚拟化)等是已知的。与专用应用(例如LTE(长期演进)移动网络节点(例如MME(移动性管理实体)、P-GW(分组数据网网关)、S-GW(服务网关)等))不同，NFV通过虚拟化技术实现在通用服务器上，并且这些功能能够借助软件随时改变(例如，参考非专利文献1)。
[专利文献1]
日本专利第4479930B号
[专利文献2]
日本专利第5011655B号
[专利文献3]
日本专利Kokai公开案第JP-P2012-215937A号
[非专利文献1]
ETSI GS NFV 002V1.2.1(2014-12),Network Functions Virtualisation(NFV)(网络功能虚拟化(NFV))；Architectural Framework,pp.13-18,在2014年12月25日搜索，互联网<URL:http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/NFV/001_099/002/01.02.01_60/gs_NF V002v010201p.pdf>
发明内容
下面给出对相关技术的分析。
动态地根据应用的处理负载通过增加虚拟机(VM)的数量来按比例放大(提高处理性能)或者通过减少虚拟机(VM)的数量来按比例缩小(降低处理性能)的技术是已知的(例如，专利文献3)。专利文献3公开了一种在处理性能随着数据库的负载而变化时抑制数据传送量并且抑制更换数据库所花的成本增加的技术。该技术通过使用代理来在没有停止web应用的情况下动态地实现了按比例放大/按比例缩小，该代理中继RDBMS(关系型数据库管理***)的SQL查询，该RDBMS具有流类型复制功能并且在由IaaS(基础设施即服务)提供的虚拟机实例上操作。
然而，当***是通过根据处理负载来增加/减少VM而按比例放大/按比例缩小的时，由于增加/减少VM的处理和进程分配以及接管所需的延迟，专利文献3中公开的技术无法有效地利用资源，并且还具有在按比例缩小的情况下的进程故障问题(本发明人的发现)。
鉴于上述问题而发明的本发明的主要目的是提供分别能够减少在按比例放大和/或按比例缩小的至少一个中的处理延迟的***、设备、方法和存储程序的记录介质。
根据本发明的一个方面，提供了一种***，其包括：活动***，该活动***执行处理；备用***，该备用***能够执行按比例放大和按比例缩小中的至少一种；以及控制装置，该控制装置控制***切换以将经过按比例放大或者按比例缩小的备用***切换至新的活动***。
根据本发明的另一方面，提供了一种服务器设备，其包括：包括活动***和备用***的***的至少一个备用***，以及
装置，该装置提前执行备用***的按比例放大或者按比例缩小，并且将备用***切换至新的活动***。
根据本发明的又一方面，提供了一种服务器设备，其包括冗余***的至少一个备用***，该冗余***由活动***和备用***构成，该服务器设备包括单元，该单元在提前对备用***进行缩放(按比例放大或者按比例缩小)之后将备用***切换至新的活动***。
根据本发明的另一方面，提供了一种缩放控制方法，其包括：
当执行活动***的按比例放大或者按比例缩小时，将作为执行处理的活动***的切换目标而被提供的经过按比例放大或者按比例缩小的备用***切换至新的活动***。
根据本发明的又一方面，提供了一种存储有程序的计算机可读记录介质，该程序使计算机执行处理，该处理包括：
当执行活动***的按比例放大或者按比例缩小时，将作为执行处理的活动***的切换目标而被提供的经过按比例放大或者按比例缩小的备用***切换至新的活动***。根据本发明，计算机可读记录介质可以是存储所述程序的非暂时性计算机可读记录介质(半导体存储器或者存储介质，诸如，磁性/光学记录介质)。
根据本发明，可以提供能够减少缩放(按比例放大和/或按比例缩小)时的处理延迟的***、设备、方法和程序。对于本领域的技术人员来说，本发明的其他特征和优点将从以下结合附图的详细描述中变得显而易见，在附图中仅通过说明预期实现本发明的最佳方式来示出和描述本发明的示例性实施例。如将认识到的，本发明能够具有其他和不同的实施例，并且在不脱离本发明的情况下，其若干细节能够在各种明显方面中进行修改。因此，附图和描述在本质上被认为是说明性的而不是限制性的。
附图说明
图1是说明本发明的概要的示意图。
图2A、2B、2C和2D是说明本发明的基本构思的示意图。
图3A、3B、3C和3D是说明本发明的基本构思的示意图。
图4A、4B、4C和4D是说明比较例的示意图。
图5是说明本发明的示例实施例的***的构成例的示意图。
图6是说明本发明的示例实施例的虚拟化控制设备和服务器的构成例的示意图。
图7是说明本发明的示例实施例中的按比例放大操作的示意图。
图8是说明本发明的示例实施例中的按比例缩小操作的示意图。
图9是说明本发明的示例实施例中的***切换(当执行按比例放大时)的示例的示意图。
图10是说明本发明的示例实施例中的***切换(当执行按比例缩小时)的示例的示意图。
图11是说明NFV的示意图。
图12是说明本发明应用于NFV***的示例的示意图。
具体实施方式
在首先描述了本发明的基本构成之后，将描述其操作原理和比较例，然后将描述示例实施例。此外，将给出本发明应用于NFV(网络功能虚拟化)的示例。
<本发明的基本构成>
在图1中，根据本发明的***包括：活动***101，该活动***101执行处理；备用***102，该备用***102可以被按比例放大和/或按比例缩小；以及控制设备(控制装置)103，该控制设备103控制***切换以将经过按比例放大或者按比例缩小的备用***102切换至新的活动***。
例如，控制设备103根据活动***101的处理负载等(或者来自附图中未示出的维护设备的指示和设定)指示备用***102执行按比例放大或者按比例缩小。控制设备103可以被配置成接收来自已经完成按比例放大或者按比例缩小的备用***102的缩放(按比例放大/按比例缩小)完成通知，并且控制***切换以将经过缩放(按比例放大/按比例缩小)的备用***102设定为新的活动***并且将***切换前的活动***101设定为新的备用***。
控制设备103可以被配置成控制新的备用***(通过***切换而变成新的备用***的原活动***)按照与新的活动***(在***切换之前执行按比例放大/按比例缩小的原备用***)相同的方式来执行按比例放大/按比例缩小。
例如，由于检测到***切换之前的活动***101的处理负载、或者当基于来自维护设备的设定或者指示(例如，输入按比例放大指示)来确定需要按比例放大时，控制设备103指示已经经过按比例放大的备用***102切换至活动***。例如，待通过***切换而被设定为新的备用***的***101(原活动***101)可以将处理限制施加到待被设定为新的活动***的***102(原备用***102)上。当接收到来自新的备用***101的按比例放大完成通知时，控制设备103可以释放施加到被设定为新的活动***的***102上的处理限制。
例如，由于检测到***切换之前的原活动***101具有额外的处理能力，或者当基于来自维护设备的设定或者指示(例如，输入按比例缩小指示)来确定需要按比例缩小时，控制设备103将处理限制施加到***切换之前的原活动***101上并且指示***切换之前的原备用***102执行按比例缩小。当从完成按比例缩小的备用***102接收到按比例缩小完成通知时，控制设备103执行***切换以将完成按比例缩小的备用***102设定为新的活动***。新的活动***从原活动***101接管施加到***切换之前的原活动***101上的处理限制。控制设备103可以指示新的备用***101(原活动***101)执行按比例缩小。当接收到来自新的备用***101的按比例缩小完成通知时，控制设备103可以释放施加到通过***切换而被设定为新的活动***的***102(原备用***102)上的处理限制(从原活动***101接管的)。
可以通过增加或者减少分配给活动***和备用***的每一个虚拟机(VM)的诸如虚拟CPU(虚拟中央处理单元：vCPU)的虚拟硬件资源，来执行按比例放大和按比例缩小。在这种情况下，按比例放大是通过增加分配给虚拟机(VM)的服务器的CPU、存储器等来提高处理性能的技术。按比例缩小是通过减少分配给虚拟机(VM)的服务器的CPU、存储器等来降低处理性能的技术。此时，按比例放大(按比例缩小)通过对例如在作为诸如服务器的单个实体的计算机中提供的CPU、存储器等的规格进行升级(降级)来提高(降低)计算机的处理性能。向外缩放(向内缩放)通过增加(减少)诸如服务器的计算机的数量来提高(降低)***的处理性能。通过增加(减少)服务器上的虚拟机(VM)来提高(降低)虚拟***的处理性能与虚拟机(VM)的数量方面的向外缩放(向内缩放)对应。但是，增加(减少)服务器上的虚拟机(VM)因此提高(降低)了作为单个实体的服务器的处理性能，这可以说是(等同于)服务器的按比例放大(按比例缩小)。
根据执行会话处理(例如，呼叫处理等)的活动***101的处理拥塞或者裕度，控制设备103可以指示作为活动***的切换目标的备用***102执行按比例放大或者按比例缩小。
应用分别作为活动应用和备用应用操作的虚拟机(VM)可以实施在不同服务器上或者在相同服务器上。当在相同服务器上实施其中应用分别作为活动应用和备用应用操作的虚拟机(VM)时，从服务器上的多个虚拟机(在虚拟机上操作的应用)中，一个或者多个虚拟机(在虚拟机上操作的应用)可以分别被被配置成为活动***，并且一个或者多个其他虚拟机(在虚拟机上操作的应用)可以分别被被配置成为备用***。服务器(物理机)可以包括位于虚拟机上的虚拟网络功能(VNF)以及形成VNF的执行基础设施(虚拟化基础设施)的NFVI(网络功能虚拟化基础设施)。NFVI包括通过使用诸如超管理程序的虚拟化层来虚拟化计算、存储和网络功能的至少一个硬件资源而被配置的虚拟计算、虚拟存储和虚拟网络中的至少一种(与图7中的物理服务器等对应)。服务器可以包括OpenStack代理以及其执行单元作为服务器代理。而且，在应用于NFV时，活动***和备用***可以由NFVI上的虚拟化部署单元(VDU)配置。
<按比例放大的操作原理>
将参照图2A、图2B、图2C和图2D描述根据本发明的按比例放大处理操作。图2A和图2B示意地图示了分别在***切换之前的活动***(ACT***)服务器1和备用***(SBY***)服务器2上的虚拟机中的虚拟CPU(虚拟中央处理单元：vCPU)。换言之，活动***服务器1和备用***服务器2包括经由附图中未示出的超管理程序(HV)而被虚拟化的虚拟机(VM)，并且虚拟机包括至少一个虚拟CPU(vCPU)。图2A和图2B分别图示了分配给服务器1和2上的单个虚拟机(VM)的虚拟CPU(vCPU)(可以分配虚拟CPU一直到可以分配给虚拟机的最大数量)。将一个进程分配给每个虚拟CPU(vCPU)。可以在虚拟机(VM)中并行处理的进程的数量与虚拟CPU的数量成比例。在图2A和图2B中，为了简单起见，将一个进程分配给一个虚拟CPU(vCPU)，然而，可以将多个进程分配给单个虚拟CPU(vCPU)而且，在图2A和图2B中，仅仅为了简单起见，省略了服务器上的超管理程序、虚拟机(VM)、访客OS(操作***)等。在图2A和图2B中还省略了控制***切换的控制设备(图1中的103)。
按比例放大图2B中的备用***(SBY)，在这种情况下，与图2A中执行处理(例如，会话处理)的活动***(ACT)相比较，增加(热添加(Hotadd))了两个虚拟CPU(vCPU)。要注意，“热添加”是将CPU或者存储器动态地添加至运行的***的功能。例如，在热添加时，可以在不停止虚拟机(VM)的情况下添加设备(该示例中是vCPU)，这被导致以识别添加的设备(vCPU)。
图2B中的备用***(SBY)被配置为热备用***，因此，假设已经将进程分配给每个虚拟CPU(vCPU)并且使数据与图2A中的活动***(ACT)同步。由于图2B中的备用***(SBY)不会直接影响会话处理等，所以可以启动虚拟机(VM)(重新启动访客OS或者进程)。可以使用SIP(会话发起协议)或者J2EE(Java(注册商标)2平台，企业版本)(Servlet)中的会话管理功能(HTTP(超文本传输协议)会话)来管理会话的发起和终止，尽管并不限于此。
利用分别处于图2A和图2B所示的状态下的活动***和备用***，当执行***切换时，图2B中的备用***变成新的活动***(ACT)(图2D)，并且图2A中的活动***变成新的备用***(SBY)(图2C)。图2D中的新的活动***(原备用***2)接管***切换之前的活动***1(图2A)的处理，从而使得对对处理性能进行按比例放大成为可能。除了虚拟CPU(vCPU)的数量之外，还可以通过增加或者减少CPU内核、诸如RAM(随机存取存储器)的存储器、盘(HDD(硬盘驱动器))、以及网络接口控制器(NIC)的数量来动态地按比例放大或者按比例缩小虚拟机。换言之，可以通过增加或者减少虚拟CPU的数量(内核数量)、虚拟内存容量、虚拟盘存储区域(容量)、以及虚拟NIC(网络接口控制器)的数量或者带宽中的至少一种来完成虚拟机的动态按比例放大或者按比例缩小。
<按比例缩小的操作原理>
接下来，将参照图3A、图3B、图3C和图3D描述按比例缩小的操作。图3A和图3B示意地图示了分别在***切换之前的活动***(ACT***)服务器1和备用***(SBY***)服务器2上的虚拟机中的虚拟CPU(vCPU)。与图3A中的活动***(ACT)服务器1相比较，已经从图3B中的备用***(SBY)服务器2删除了两个虚拟CPU(vCPU)，并且分配给被删除的虚拟CPU(vCPU)的进程已经被分配给所释放的这些虚拟CPU(vCPU)并且已经终止。利用分别处于图3A和图3B所示的状态下的活动***和备用***，当执行***切换时，图3B中的备用***变成新的活动***(图3D)，并且图3A中的活动***变成新的备用***(图3C)。当图3D中的新的活动***(ACT)(原备用***2)接管***切换之前的活动***1(图3A)的处理时，可以按比例缩小处理性能。按照与图3D中的新的活动***相同的方式来按比例缩小(热删除(Hotdel))图3C中的新的备用***不会造成任何问题。原因在于，即使重新启动进程，也不会影响会话处理(呼叫处理等)。要注意，“热删除”是将CPU或者存储器从操作***动态地删除的功能。在该示例中，在不停止虚拟机(VM)的情况下删除设备(例如，vCPU等)。
<比较例>
图4A和图4B是说明比较例(没有应用本发明的情况的示例：没有使用ACT/SBY***的情况)中的虚拟机的按比例放大和按比例缩小的示意图。
图4B是示意地说明通过将虚拟CPU(vCPU)添加(热添加)至图4A中的服务器1A而被按比例放大的服务器1B上的虚拟机的示意图。在图4B中，服务器1B仅仅具有所添加(热添加)的虚拟CPU(vCPU)并且还无法实现资源的有效利用。换言之，直到将进程分配给所添加的虚拟CPU(vCPU)并且启动这些进程为止，所添加的虚拟CPU(vCPU)都不会有助于提高服务器1B的处理能力。
图4D是示意地说明服务器1D上通过从图4C中的服务器1C去除(热删除)虚拟CPU(vCPU)而被按比例缩小的虚拟机(VM)的示意图。服务器1C通过使用6个虚拟CPU来执行处理。当如图4D所示在仍然将进程和进程分配给这些虚拟CPU(vCPU)的状态下去除两个虚拟CPU(vCPU)时，存在分配给虚拟CPU的进程可能发生故障的情况。由于该进程故障，例如，从服务器1C上的虚拟机到服务器1D上的虚拟机的会话的接管(维护)也可能发生故障，其中，直到那时，会话已由服务器1C上的虚拟机进行。
如前所述，在未配置有活动***和备用***的比较例中，当按比例放大虚拟机(VM)时，在所添加的虚拟硬件资源(虚拟CPU等)开始有助于提高处理性能之前存在延迟(将进程分配给虚拟CPU等需要时间)，由于该延迟，所以无法实现资源的有效利用。在上述比较例中，当按比例缩小虚拟机(VM)时，存在进程可能发生故障或者会话接管(维护)可能发生故障的可能性，并且这甚至可能成为抑制***的稳定性提高的因素并且还可能会导致服务降级。要注意，如果将重点放在CPU(vCPU)上，则通过增加或者减少虚拟CPU(vCPU)来提高(降低)虚拟机的处理性能与增加或者减少虚拟CPU(vCPU)的数量的向外缩放(向内缩放)对应。然而，由于这因此提高(降低)了单个虚拟机(VM)的处理性能，所以这也等同于执行虚拟机(VM)的按比例放大(按比例缩小)。
<示例实施例>
接下来，将描述本发明的示例实施例。
<***构成>
图5是说明本示例实施例的***的构成例的示意图。在图5中，在服务器(物理机：PM)11上的虚拟机(VM)15上运行的应用(软件)(应用：APL)17构成活动***(ACT***)。更具体地，服务器11包括：硬件(HW)资源13，诸如，计算硬件(例如，CPU内核)、存储硬件(HDD、RAM(随机存取存储器)等)、和网络硬件；虚拟化层12，诸如，构成虚拟化功能的超管理程序；虚拟硬件资源14，诸如通过使用虚拟化层12来虚拟化硬件资源13而获得的虚拟CPU(vCPU)；以及虚拟机15。在虚拟机15中，在访客OS 16上执行应用17(ACT***)以实施虚拟化网络功能(VNF)，例如，基于软件。虽然图5图示了多个虚拟机15(图5中为两个)，但是虚拟机15的数量并不限于图5中的构成。仅仅为了便于阐释，将诸如虚拟CPU(vCPU)等的虚拟硬件资源14和24与图5中的虚拟机15和25平行地布置在虚拟化层12和22上。
在服务器(物理机)21上的虚拟机(VM)上运行的应用(软件)(APL)27构成备用***(SBY)***。服务器21的基本构成与活动***服务器11的基本构成相同。在备用***服务器21的虚拟机25上的应用27待机的情况下，在按比例放大当前活动***的状态下，增加分配给备用***的诸如虚拟CPU(vCPU)的虚拟硬件资源，并且将进程分配给所添加的虚拟CPU(vCPU)(参见图2B)。在备用***服务器21的虚拟机25上的应用27在按比例缩小当前活动***的状态下待机的情况下，释放将进程分配给待去除的虚拟机的虚拟CPU(vCPU)，然后去除待去除的虚拟硬件资源，诸如，虚拟CPU(vCPU)等。
例如，EMS(网元管理***)10是管理、配置和维护虚拟机的维护管理***。EMS 10与虚拟化控制设备(也称为“虚拟化基础设施”)20通信。
虚拟化控制设备20监视和控制服务器11和21上的虚拟机15和25。即，虚拟化控制设备20与诸如服务器11的超管理程序的虚拟化层12和22通信，例如，交换关于虚拟机(VM)的配置和状态的信息和关于虚拟化硬件资源(诸如，分配给虚拟机的虚拟CPU)的配置和状态的信息，并且执行对虚拟机的部署和控制、***切换的控制、以及与EMS 10的通信。例如，服务器11和21通过诸如LAN(局域网)的网络30连接。
当具有不同IP(互联网协议)地址的服务器11和21的虚拟机上的应用根据热备用方案执行***切换，并且新的活动***服务器的虚拟机上的应用接管具有原始(***切换之前)活动应用的服务器的IP地址时，可以接管别名IP地址(服务器11和21具有相同的别名IP地址)。替选地，可以切换服务器的LAN适配器。或者，也可以采用如下这种方案：在***切换时不接管IP地址。
在图5的示例中，活动***和备用***的应用(在虚拟机上)17和27在不同的服务器(物理机)11和21上运行，但是它们也可以在相同的服务器上运行。此外，可以将在单个服务器(物理机)上的多个虚拟机上运行的多个应用的一个或者多个组合设定为活动***，而将剩余的应用设定为备用***。可以将在单个服务器(物理机)上的多个虚拟机上运行的多个应用全部设定为活动***，而将在另一服务器(物理机)上的多个虚拟机上运行的多个应用全部设定为备用***。为了简单起见，也可以将活动***的其上运行有虚拟机上的应用的服务器称为“活动***服务器”。为了简单起见，也可以将备用***的其上运行有虚拟机上的应用的服务器称为“备用***服务器”。
<与NFV参考架构框架的对应关系>
图11是引用自非专利文献1的第14页中的图作为参考，并且示出了由NFV(网络功能虚拟化)ISG(工业规范组)定义的NFV参考架构框架。
参照图5描述的本示例实施例的服务器11和21与下面的NFV参考框架对应。
在图11中，VNF(虚拟网络功能)1至3与例如在图5中的虚拟机(VM)上操作的应用对应。对于VNF 1至3，网络功能(例如，在作为LTE(长期演进)网络的核心网络的EPC(演进分组核心网)中的MME(移动性管理实体)、S-GW(服务网关)、P-GW(PDN网关)等)可以由软件(虚拟机)实施。在NFV ISG中，为每个VNF指定被称为EMS(网元管理***)的管理功能。
在图11所示的NFV参考架构中，构成每个VNF的实施基础设施的NFVI(网络功能虚拟化基础设施)是允许将物理机(服务器)的诸如计算、存储和网络功能的硬件资源(图5中的13和23)灵活处理为已经通过使用虚拟化层(图5中的12和22)(诸如，超管理程序)而被虚拟化的虚拟化硬件资源(图5中的14和24)(诸如，虚拟化计算、虚拟化存储、虚拟化网络等)的基础设施。
进一步地，图5中的虚拟化控制设备20可以与图11中的NFV参考架构的NFV管理和网络编排(MANO)相关联。在图11中，NFV MANO包括NFV编排器(NFVO)、VNF管理器(VNFM)和虚拟化基础设施管理器(VIM)。
NFV编排器(NFVO)编排和管理NFVI和VNF，并且实现NFVI上的网络服务(到VNF的资源分配和VNF管理(VNF的自动恢复、自动缩放、生命周期管理等))。
VNF管理器(VNFM)管理VNF的生命周期(实例化、更新、查询、缩放、恢复、终止等)。
虚拟化基础设施管理器(VIM)经由虚拟化层控制NFVI(计算、存储、网络资源管理、作为VNF的执行基础设施的NFVI的故障监视、资源信息监视等)。
服务、VNF和基础设施描述定义了网络服务(NS)和VNF部署所需的信息的模板(描述符)。
-NSD(网络服务描述符)：描述NS部署的要求和约束条件的模板。
-VLD(虚拟链路描述符)：描述连接构成NS的VNF和PNF的逻辑链路的资源要求的模板。
-VNFFGD(VNF转发图形描述符)：描述NS的逻辑拓扑和分配的模板。
-VNFD(VNF描述符)：描述VNF部署的要求和约束条件的模板。
-PNFD(物理网络功能描述符)：描述虚拟链路的物理网络功能连接性、外部接口和KPI(关键性能指标)要求的模板。NSD、VNFFGD和VLD被包括在NS目录中，而VNFD被包括在VNF目录中。
例如，OSS(操作支持***)是电信载波(carrier)构建和管理服务所需的***(诸如，设备、软件和方案)的通用术语。BSS(业务支持***)是用于通过电信载波计算和收取使用费并且处理访客的信息***(诸如，设备、软件和方案)的通用术语。
在图11中，Os-Ma是OSS(操作服务***)/BSS(业务服务***)与NFV-MANO之间的参考点，并且用于网络服务的生命周期管理请求、VNF生命周期管理请求、转发与NFV相关的状态信息、交换策略管理等。参考点Or-Vnfm用于VNF管理器(VNFM)进行的资源相关请求(授权、预留、分配等)、将配置信息转发至VNFM、以及收集VNF的状态信息。参考点Vi-Vnfm用于来自VNFM的资源分配请求(诸如，NFVI资源的查询、分配/释放等)、以及交换虚拟化资源配置和状态信息。参考点Or-Vi用于NFVO进行的NFVI资源的预留/释放和分配/释放/更新、以及交换虚拟化资源配置和状态信息，诸如，NFVI软件图像的添加/删除/更新。
参考点Ve-Vnfm用于VNF生命周期管理请求、以及在EMS与VNFM之间并且在VNFM与VNFM之间交换配置信息和状态信息。参考点Nf-Vi用于分配VM，以及指示计算/存储资源、更新VM资源分配、VM迁移、VM终止、响应于资源分配请求(诸如，创建/删除VM之间的连接)来分配虚拟化资源、转发虚拟化资源状态信息、以及交换硬件资源配置和状态信息。参考点Se-Ma用于NFV部署模板和NFV基础设施的信息模型查询等。参考点Vi-Ha将虚拟化层接口连接至硬件资源以针对VNF创建执行环境，并且收集用于VNF管理的状态信息。参考点Vn-Nf表示由NFVI提供至VNF的执行环境(详细参考非专利文献1)。
<服务器和虚拟化控制设备的控制单元的构成>
图6是示意地说明图5中的虚拟化控制设备20和服务器11和21的关于按比例放大和按比例缩小的控制功能的示意图。
<服务器>
在图6中，服务器11包括处理负载监视单元111、***切换单元112、处理限制控制单元113、按比例放大执行单元114、按比例缩小执行单元115和通信控制单元116。在这些之中，例如，处理负载监视单元111、***切换单元112和处理限制控制单元113可以通过处理在图5中的虚拟机(VM)15上操作的应用来实施。按比例放大执行单元114和按比例缩小执行单元115可以通过处理图5中的虚拟化层12(超管理程序)来执行。
处理负载监视单元111监视虚拟机的处理负载，并且检测处理拥塞和处理裕度。当检测到处理拥塞或者处理裕度时，处理负载监视单元111经由通信控制单元116的发送单元(未示出)通知EMS 10。
***切换单元112执行***切换。当在其自己的服务器11上的虚拟机15上运行的应用17是活动的时，***切换单元112将服务器11上的应用17切换至备用***，并且指示服务器21上的应用27切换至活动***。
当应用17在其自己的服务器11上的虚拟机15上操作为备用***时，***切换单元112根据从服务器21的***切换单元接收到的指示将服务器11上的应用17切换至活动***，在该服务器21中，应用27作为活动***在虚拟机25上操作。当将在其自己的服务器11上的虚拟机15上操作的应用17从备用***切换至活动***时，***切换单元112从作为活动***在虚拟机25上操作的应用27接管各种设定，诸如，处理和执行环境。
当将在其自己的服务器11上的虚拟机15上操作的应用17从活动***切换至备用***时，处理限制控制单元113指示待从备用***切换至新的活动***的应用27施加处理限制，并且，当在自己的服务器11中完成按比例放大之后，指示切换至新的活动***的应用27释放处理限制。
当将在其自己的服务器11上的虚拟机15上操作的应用17从备用***切换至活动***时，在经由通信控制单元116接收到从虚拟化控制设备20释放处理限制的请求之后，处理限制控制单元113释放在其自己的服务器11上的应用17上的处理限制。
当经由通信控制单元16(发送单元：未示出)接收到来自虚拟化控制设备20的按比例放大请求时，按比例放大执行单元114增加待分配给虚拟机的虚拟硬件资源(例如，虚拟CPU)(图5中的14)。按比例放大执行单元114控制至所添加的虚拟CPU的进程分配。在完成按比例放大之后，按比例放大执行单元114经由通信控制单元116通知虚拟化控制设备20完成了按比例放大。
当经由通信控制单元16接收到来自虚拟化控制设备20的按比例缩小请求时，按比例缩小执行单元115减少分配给虚拟机的虚拟硬件资源(例如，虚拟CPU)(图5中的14)。此时，按比例缩小执行单元115释放至去除的虚拟CPU的进程分配。在完成按比例缩小之后，按比例缩小执行单元115经由通信控制单元116通知虚拟化控制设备20完成了按比例缩小。
在服务器11中，处理负载监视单元111、***切换单元112和处理限制控制单元113可以通过例如处理在图5中的虚拟机(VM)15上操作的应用(APL)17来实施。按比例放大执行单元114和按比例缩小执行单元115可以通过处理图5中的虚拟化层12(超管理程序(HV))来实现。替选地，在使被称为管理OS(操作***)的OS作为虚拟机(VM)之一操作的虚拟化方案中，将设备驱动器设定在管理OS中，并且经由管理OS进行从虚拟机到硬件的访问，上述每个单元都可以实施在管理OS的虚拟机上。
服务器21的构成与服务器11相同。在服务器21中，处理负载监视单元211、***切换单元212和处理限制控制单元213可以通过例如在图5中的虚拟机(VM)25上操作的应用(APL)27的处理来实施。按比例放大执行单元214和按比例缩小执行单元215可以通过处理图5中的虚拟化层22(超管理程序(HV))来实施。假设服务器经由服务器11和21的通信控制单元116和216(的发送/接收单元，未示出)彼此通信。
服务器11和21的通信控制单元、虚拟化层和虚拟机服务器中的部分或者全部功能都可以分别由在构成服务器11和21的处理器(CPU)(未示出)上执行的程序实施。在这种情况下，处理器中的每一个可以通过将存储在设置在服务器11和21中或者连接至服务器11和21的未示出的存储器(半导体存储器(HDD)等)中的程序读取到主存储器中并且借助于软件或者在软件与硬件协作的情况下执行该程序(指示)来实施每种功能。
<虚拟化控制设备>
在图6中，虚拟化控制设备20包括序列控制单元201、按比例放大控制单元202、按比例缩小控制单元203、***切换控制单元204、控制与EMS 10的通信的通信控制单元205、以及控制与服务器11和21的通信的通信控制单元206。要注意，通信控制单元205和206在图6中被被配置成单独的单元，但是它们可以合并成一个通信控制单元。
序列控制单元201通过启动按比例放大控制单元202、按比例缩小控制单元203和***切换控制单元204并且向它们提供所需的信息来控制按比例放大和按比例缩小操作序列。
当经由通信控制单元206从来自服务器11和12的活动***服务器接收到虚拟机中的处理拥塞或者处理裕度的通知时，序列控制单元201控制按比例放大或者按比例缩小序列。
在按比例放大序列中，序列控制单元201启动按比例放大控制单元202。
按比例放大控制单元202指示按比例放大目标服务器(的超管理程序(HV))执行按比例放大，诸如，增加虚拟CPU等。要注意，按比例放大控制单元202可以将诸如所添加的虚拟CPU的数量的信息通知给服务器的按比例放大单元。
当经由通信控制单元206接收到来自例如从活动***切换至备用***的应用的按比例放大完成通知时，序列控制单元201启动***切换控制单元204。
***切换控制单元204经由通信控制单元206指示其中应用作为活动***在虚拟机上操作的服务器(的活动应用)执行***切换。当接收到来自虚拟化控制设备20的***切换指示时，活动***的应用转变成备用***，然后指示其中应用作为备用***在虚拟机上操作的服务器(的备用***的应用)转变成活动***。
当接收到来自服务器上的应用的***切换完成通知时，序列控制单元201经由通信控制单元205将按比例放大完成通知通知给EMS 10。
在按比例缩小序列中，序列控制单元201启动按比例缩小控制单元203。
按比例缩小控制单元203指示按比例缩小目标服务器(的超管理程序(HV))通过减少虚拟CPU来执行按比例缩小。要注意，按比例缩小控制单元203可以将诸如所减少的虚拟CPU的数量的信息通知给服务器的按比例缩小单元(超管理程序(HV))。
当经由通信控制单元206接收到来自其中应用作为备用***在虚拟机上操作的服务器的按比例缩小完成通知时，序列控制单元201启动***切换控制单元204。
***切换控制单元204经由通信控制单元206指示应用作为活动***在虚拟机上操作的服务器(的活动应用)执行***切换。当接收到来自虚拟化控制设备20的***切换指示时，活动***的应用转变成备用***，然后指示***切换之前的(原)备用***的应用转变成活动***。
当接收到来自经过从活动***到备用***的切换的应用的***切换完成通知时，例如，序列控制单元201经由通信控制单元205将按比例缩小完成通知通知给EMS 10。
虚拟化控制设备20的单元201至206中的至少一部分的部分或者全部功能可以由构成虚拟化控制设备20的处理器(CPU)(未示出)所执行的程序实施。在这种情况下，处理器可以通过将存储在设置在虚拟化控制设备20中或者连接至虚拟化控制设备20的未示出的存储器(半导体存储器(HDD)等)中的程序读取到主存储器中并且借助于软件或者在软件和硬件协作的情况下执行该程序(指示)来实施每种功能。
<按比例放大序列>
图7是示意地说明参照图5和图6描述的示例实施例的***中的按比例放大序列的示例的示意图。
在图7中，物理服务器11和21与图5和图6中的服务器(物理机：PM)11和21对应。应该注意，物理服务器11和21用于指定服务器是物理机(PM)(服务器11和21是不同的设备(单元))并且在下文中将它们简称为服务器11和21。图7分别图示了图6中的虚拟化层12和22作为超管理程序(HV)12和22。“VM ACT”和“VM SBY”分别表示虚拟机(VM)上的活动***(ACT)和备用***(SBY)的应用。应用可以是NFV的VDU(虚拟化部署单元)等。“VM ACT”和“VM SBY”可以分别是活动***和备用***的VM。在图7中，为了说明，为典型序列给出了编号(步骤编号)。在稍后描述的图8至图10中也如此。
服务器11的处理负载监视单元111检测在虚拟机上操作的应用中的处理拥塞(S1)。
服务器11的处理负载监视单元111将拥塞检测通知给虚拟化控制设备20(S2)。
当接收到拥塞检测通知时，虚拟化控制设备20中的序列控制单元201将服务器11上的应用中的拥塞和按比例放大的启动通知给EMS 10(S3)。
虚拟化控制设备20的序列控制单元201启动按比例放大控制单元202，该按比例放大控制单元202然后指示其中应用27作为备用***(SBY)在虚拟机25上操作的服务器21(超管理程序(HV))执行按比例放大(热添加)(S4)。
当接收到按比例放大指示时，服务器21的(例如，在超管理程序(HV)上实施的)按比例放大执行单元214执行热添加处理(S5)，增加待分配给其上运行备用***(SBY)的应用27的虚拟机25的虚拟CPU(vCPU)(添加vCPU)，将进程分配给这些虚拟CPU(vCPU)，并且将按比例放大完成通知(热添加完成通知)发送至虚拟化控制设备20(S6)。
当接收到按比例放大(热添加)完成通知时，虚拟化控制设备20的序列控制单元201启动***切换控制单元204，该***切换控制单元204然后将***切换指示发送至其中应用作为活动***(ACT)在虚拟机上操作的服务器11的***切换单元112(例如，VM上的应用)(S7)。
响应于***切换指示，在服务器11与服务器21之间执行应用的***切换(S8)。例如，其中应用17作为活动***(ACT)在虚拟机15上操作的服务器11的***切换单元112将应用17切换至备用***(SBY)，并且指示其中应用27作为备用***(SBY)在虚拟机25上操作的服务器21转变成活动***(ACT)。结果，其中应用27作为备用***(SBY)在虚拟机25上操作的服务器21的***切换单元212将应用27设定为活动***(ACT)(将应用27从备用***切换至活动***)。
其中在虚拟机15上操作的应用17因为***切换而从活动***(ACT)切换至备用***(SBY)的服务器11(其应用17)通知虚拟化控制设备20已经完成了***切换(S9)。
当接收到***切换完成的通知时，虚拟化控制设备20的序列控制单元201将按比例放大完成通知发送至EMS 10(S10)。
<按比例缩小序列>
图8是示意地说明参照图5和图6描述的示例实施例的***中的按比例缩小序列的示例的示意图。
在图8中，物理服务器11和21与图5和图6中的服务器(物理机：PM)11和21对应。图8中的超管理程序(HV)12和22与图5和图6中的虚拟化层12和22对应。在图8中，“VM ACT”和“VM SBY”分别表示虚拟机(VM)上的活动***(ACT)和备用***(SBY)的应用。“VM ACT”和“VM SBY”可以分别是活动***(ACT)和备用***(SBY)的VM。在图8中，为了说明，为典型序列给出了编号(步骤编号)。
服务器11的处理负载监视单元111检测在虚拟机上操作的应用中的处理裕度(S21)。
服务器11的处理负载监视单元111确定由于处理裕度可能进行按比例缩小，并且通知虚拟化控制设备20(S22)。
当接收到来自服务器11的通知时，虚拟化控制设备20中的序列控制单元201通知EMS 10在服务器11中启动按比例缩小(S23)。
虚拟化控制设备20的序列控制单元201启动按比例缩小控制单元203，该按比例缩小控制单元203然后指示其中应用27作为备用***(SBY)在虚拟机25上操作的服务器21(超管理程序(HV))执行按比例缩小(热删除)(S24)。
当接收到按比例缩小指示时，服务器21的按比例缩小执行单元215(例如，超管理程序(HV))执行热删除(Hotdel)(S25)，去除分配给其上运行备用***(SBY)的应用27的虚拟机25的虚拟CPU(vCPU)，释放进程分配，并且将按比例缩小(热删除)完成通知发送至虚拟化控制设备20(S26)。
当接收当按比例缩小(热删除)完成通知时，虚拟化控制设备20的序列控制单元201启动***切换控制单元204，该***切换控制单元204然后将***切换指示发送至服务器11上的虚拟机15上的应用17(S27)。
在服务器11与服务器21之间执行应用的***切换(S28)。例如，其中应用17作为活动***(ACT)在虚拟机15上操作的服务器11的***切换单元112将应用17切换至新的备用***(SBY)，并且指示其中应用27作为备用***(SBY)在虚拟机25上操作的服务器21切换至活动***(ACT)。结果，服务器21的***切换单元212将应用27设定为活动***(ACT)(将应用27从备用***切换至活动***)。
其中虚拟机(VM)15上的应用17因为***切换而切换至备用***(SBY)的服务器11通知虚拟控制设备20已经完成了***切换(S29)。
当接收到***切换完成的通知时，虚拟化控制设备20的序列控制单元201将按比例缩小完成通知发送至EMS 10(S30)。
<***切换：按比例放大>
图9是详细地说明图7中的***切换序列(S8)的示例的示意图。
在图9中，从S1到S7的序列(步骤编号)与图7中的相同。虽然虚拟化控制设备20将执行按比例放大(热添加)的请求发送至备用***(SBY)的物理服务器21，但是当接收到图7中的物理服务器11上的虚拟机中的拥塞检测通知时，在被来自维护操作器(例如，EMS 10)的请求触发时，虚拟化控制设备20可以将执行按比例放大(热添加)的请求发送至备用***(SBY)的物理服务器21。
当接收到来自虚拟化控制设备20的***切换指示时，其中应用17作为活动(ACT)***在其上操作的服务器11的***切换单元112将应用17切换至备用***(SBY)(S8-1)。要注意，虚拟化控制设备20与服务器11和21的超管理程序(HV)通信。
其中虚拟机(VM)上的应用17重新被切换至备用***(SBY)的服务器11将转变成活动***的请求(ACT转变请求)发送至服务器21(ACT)上的虚拟机(VM)25上的应用(S8-2)。在应用17从活动***(ACT)到备用***(SBY)的***切换中，服务器11可以将指示应用17当前是否是活动***(ACT)或者备用***(SBY)的应用的标记信息设定为“备用(SBY)”，尽管并不限于此。服务器11可以将变成新的活动***(ACT)的应用27所必需的信息保存在预定存储区域中以接管信息，诸如，迄今为止都是活动***(ACT)的应用的应用17的执行环境、设定参数信息、数据等，并且将信息转发至其中应用27被切换至新的活动***(ACT)的服务器21。
在服务器21中，当接收到来自服务器11的应用17的ACT转变请求时，***切换单元212将应用27设定为活动***(ACT)(S8-3)。
已经变成新的活动***(ACT)的服务器21的应用27将ACT转变完成通知发送至服务器11(S8-4)。
当接收到来自服务器21的ACT转变完成通知时，服务器11上的虚拟机15上的应用17将服务器11上的应用17已经转变成备用***(SBY)(SBY转变完成)的通知和呼叫处理限制请求发送至服务器21(S8-5)。
当接收到来自服务器11的呼叫处理限制请求时，服务器21的处理限制控制单元213可以限制虚拟机所执行的呼叫处理(S8-6)。在***切换期间，这限制了呼叫处理量，使得不接受任何附加呼叫处理，直到备用***(SBY)和活动***(ACT)的按比例放大都完成为止。
当完成呼叫处理限制的设定时，服务器21的处理限制控制单元213通知服务器11完成了呼叫处理限制请求(S8-7).
在服务器11(其中应用17被切换至新的备用***的服务器11)中，当接收到呼叫处理限制请求完成的通知时，***切换单元112通知虚拟化控制设备20完成了***切换(S8-8)。
虚拟化控制设备20将按比例放大(热添加)请求发送至服务器11(超管理程序(HV))，在该服务器11中，其中应用17作为备用***(SBY)在虚拟机15上操作(S8-9)。在热备用冗余***中，在活动***(ACT)与备用***之间执行数据复制。因此，如果单独在服务器21(具有在虚拟机上操作并且被切换至新的活动***的应用的服务器)中执行按比例放大，则存在性能差异，使得也在其中应用17刚刚已经变成备用***(SBY)的服务器11(超管理程序(HV))中执行按比例放大(热添加)，以为了使处理不受按比例放大之前的设备与按比例放大之后的设备之间的性能差异的影响。
服务器11的按比例放大执行单元114增加(热添加)分配给其上运行应用17的虚拟机(VM)15的虚拟CPU(S8-10)。此时，当然可以增加分配给虚拟机的虚拟内存、虚拟存储、虚拟网络的带宽、所安装的虚拟NIC的数量等。
服务器11的按比例放大执行单元114将按比例放大(热添加)完成通知发送至虚拟化控制设备20(S8-11)。
虚拟化控制设备20将释放呼叫处理限制的请求发送至服务器21(S8-12)。服务器21的处理限制控制单元213释放呼叫处理限制(S8-13)。由于新的活动***(ACT)和新的备用***(SBY)已经完成了按比例放大，所以允许新的活动***接受与执行按比例放大(增加)对应的另外的呼叫处理量。服务器21的处理限制控制单元213将呼叫处理限制释放完成通知发送至虚拟化控制设备20(S8-14)。
当接收到呼叫处理限制释放完成通知时，虚拟化控制设备20将按比例放大完成通知发送至EMS 10(S20)。
在图9的示例中，虚拟化控制设备20将呼叫处理限制释放请求发送至服务器21(的在虚拟机上运行并且变成新的活动***的应用)(S8-12)，然而，已经完成按比例放大(热添加)的服务器11可以将呼叫处理限制释放请求发送至服务器21。在这种情况下，已经释放了呼叫处理限制的服务器21将呼叫处理限制释放完成通知发送至服务器11，当接收到呼叫处理限制释放完成通知时，服务器11根据图7中的步骤S9将***切换完成通知发送至虚拟化控制设备20。当接收到***切换完成通知时，虚拟化控制设备20将按比例放大完成通知发送至EMS 10。在图9中，作为新的活动***的服务器上的虚拟机(其上运行的应用)的处理限制，描述了施加到呼叫处理(例如，VoIP(IP语音))上的限制以及其释放，但是，当然，作为新的活动***(ACT)的服务器上的虚拟机(其上运行的应用)中的限制的目标而被选择的处理可以是除了呼叫处理之外的任何一种处理。
<***切换：按比例缩小>
图10是详细地说明图8中的***切换序列(S28)的示例的示意图。要注意，图10中的步骤S24至S27和S30分别与图8中的S24至S27和S30对应。
在图8中，在检测到处理裕度之后，服务器11将可能进行按比例缩小的判断发送至虚拟化控制设备20，虚拟化控制设备20又指示服务器21执行按比例缩小，然而，在图10的示例中，图7中的EMS 10指示和请求虚拟化控制设备20执行按比例缩小(S20A)。
当接收到按比例缩小请求时，虚拟化控制设备20将呼叫处理限制释放请求发送至其中应用17作为活动***(ACT)在虚拟机(VM)15上操作的服务器11(S20B)。服务器11的处理限制控制单元113限制虚拟机(VM)所执行的呼叫处理(S20C)。提前执行呼叫处理限制(减少)，使得按比例缩小之后的呼叫处理不会遭受响应于按比例缩小之前的量的拥塞。
服务器11将呼叫处理限制完成通知发送至虚拟化控制设备20(S20D)。
在被来自EMS 10的按比例缩小请求触发时，虚拟化控制设备20请求其中应用27作为备用***(SBY)在虚拟机(VM)上操作的服务器21(超管理程序(HV))执行按比例缩小(热删除)(S24)。服务器21的按比例缩小执行单元215去除分配给其上运行备用***(SBY)的应用的虚拟机(VM)的虚拟CPU(vCPU)(S25)。此时，可以减少分配给虚拟机的虚拟内存、虚拟存储、虚拟网络的带宽、所安装的虚拟NIC的数量等。当去除相关虚拟CPU(vCPU)时，其中应用作为备用***(SBY)在虚拟机(VM)上操作的服务器21的按比例缩小执行单元215释放到相关虚拟CPU(vCPU)的进程分配，然后去除相关虚拟CPU(vCPU)。
服务器21将按比例缩小完成通知(热删除完成通知)发送至虚拟化控制设备20(S26)。
虚拟化控制设备20指示服务器11执行***切换(S27)。
当接收到来自虚拟化控制设备20的***切换指示时，服务器11的***切换单元112将在虚拟机(VM)15上操作的应用17设定为备用***(SBY)(S28-1)。
服务器11将转变成活动***(ACT)的请求(ACT转变请求)发送至在虚拟机(VM)25上操作的应用27的服务器21(S28-2).
服务器21的***切换单元212将在服务器21上的虚拟机(VM)25上操作的应用27设定到活动***(ACT)(S28-3)。已经重新变成活动***(ACT)的服务器21的应用27接管服务器11上的应用17的操作环境、设定信息等，该服务器11曾经是***切换之前的活动***(ACT)。在该示例中，由虚拟化控制设备20请求并且施加到曾经是***切换前的活动***(ACT)的虚拟机15上的应用17上的呼叫处理限制由已经新变成活动的(ACT)的虚拟机上的应用27接管。
具有在虚拟机(VM)25上操作的新的活动***(ACT)应用27的服务器21将ACT转变完成通知发送至服务器11(S28-4).
当接收到ACT转变完成通知时，服务器11通知服务器21服务器11上的虚拟机15上的应用17完成了转变成备用***(S28-5)。
服务器11通知虚拟化控制设备20完成了***切换(S28-6)。
虚拟化控制设备20将按比例缩小(热删除)请求发送至其中应用17作为备用***(SBY)在虚拟机15上操作的服务器11(S28-7)。例如，在热备用冗余***中，在活动***(ACT)与备用***之间执行数据复制。因此，如果单独在服务器中的一个服务器(其中虚拟机上的应用已经变成新的活动***的服务器)中的虚拟机中执行按比例缩小，则存在性能差异，使得也在其中应用刚刚已经变成备用***(SBY)的服务器中的另一个服务器的虚拟机中执行按比例缩小(热删除)，以为了使处理不受到按比例放大之前的设备与按比例缩小后的设备之间的性能差异的影响。
服务器11的(例如，实施在超管理程序(HV)上的)按比例缩小执行单元115减少(热删除)分配给虚拟机15的虚拟CPU(S28-8)，该虚拟机15具有作为备用***(SBY)在其上操作的应用17。此时，在释放到这些虚拟CPU的进程分配之后，服务器11的按比例缩小执行单元115减少(热删除)虚拟CPU。
服务器11将按比例缩小(热删除)完成通知发送至虚拟化控制设备20(S28-9)。
虚拟化控制设备20将呼叫处理限制释放请求发送至服务器21(S28-10)。服务器21的处理限制控制单元213释放呼叫处理限制(S28-11)。随着完成了在虚拟机(VM)(新的活动***(ACT)和新的备用***(SBY))上操作的应用的按比例缩放，在新的活动***中释放由处理限制控制单元213施加的呼叫处理限制。服务器21将呼叫处理限制释放完成通知发送至虚拟化控制设备20(S28-12)。
当接收到呼叫处理限制释放完成通知时，虚拟化控制设备20将按比例缩小完成通知发送至EMS 10(S30)。在图10的示例中，虚拟化控制设备20将呼叫处理限制释放请求发送至服务器21(S28-10)，但是，服务器21可以将呼叫处理限制释放请求发送至服务器11，该服务器11然后可以根据图8中的序列编号29将***切换完成通知发送至虚拟化控制设备20，并且当接收到***切换完成通知时，虚拟化控制设备20可以将按比例缩小完成通知发送至EMS 10。
在图10中，作为在***切换之前的活动***的和新的活动***的服务器上的虚拟机上操作的应用的处理限制的示例，描述了施加到呼叫处理(例如，VoIP(IP语音))上的限制以及其释放，但是，当然，作为在新的活动***的服务器上的虚拟机上操作的应用的限制的目标而被选择的处理可以是除了呼叫处理之外的任何一种处理。
图12是说明使用根据上述示例实施例的冗余***的缩放控制应用于NFV***的示例的示意图。在图12的示例中，OpenStack和扩展单元构成图11中的VIM。执行VNF生命周期管理、配置信息管理和状态监视的编排器II构成图11中的VNFM。图12中的编排器I包括身份管理器、全球资源编排器、本地资源编排器、操作和维护(O&M)集成管理器、模板管理、以及服务编排器。将省略编排器I(与NFVO对应)的细节。关于NVFO的配置和功能，除了图11的相关描述之外，细节可以适当地参考非专利文献1。
OpenStack包括：
Nova(VM网络资源控制等)/Glance(访客OS的图像管理等)
Neutron(VM所使用的虚拟网络的控制和构成管理)；以及
Ceilometer(NFVI的资源使用量的测量和监视)。
例如，Nova/Glance控制VM的开始/终止、VM迁移、VM资源信息的管理等。Neutron控制虚拟网络的创建和虚拟网络的附接。Ceilometer控制VM资源使用状态的收集、通知策略(来自NFVO的通知)的管理、到NFVO的通知等。
尽管并不限于此，但扩展单元包括：例如，
物理机(PM)控制器，该PM控制器执行物理机(PM)的控制和资源管理；
虚拟机(VM)控制器，该VM控制器执行虚拟机(VM)的部署的控制(PM选择等)；
网络控制器，该网络控制器执行管理控制，诸如，监视虚拟机所使用的虚拟网络的故障、资源管理等；以及
资源监视，该资源监视执行服务器上的NFVI资源的监视(例如，收集物理机(PM)和虚拟机(VM)的故障信息和资源使用状态、通知策略管理(来自NFVO的指示)、和到NFVO的通知)等。
图12中的服务器11和21与图5中的服务器11和21对应。服务器11和21可以分别包括OpenStack和执行单元的代理。在服务器11和21中，HV表示超管理程序，VM表示虚拟机，并且HW/OS表示硬件资源和OS。服务器11和21上的VNF(虚拟网络功能)与图5中在虚拟机上的应用对应。VNF可以是VDU(虚拟化部署单元)。
例如，图5中的虚拟化控制设备20的功能(按比例放大/按比例缩小控制、***切换控制等)可以实施在与VIM对应的OpenStack和扩展单元中的控制器上，或者实施在与图12中的VNFM对应的编排器上。图12图示了与图5中对应地复用服务器的构成。然而，可以采用这样如下构成：来自在服务器上的多个虚拟机上运行的应用(VNF、VDU)的至少一个应用(VNF、VDU)是活动***，并且至少另一个应用(VNF、VDU)是备用***。替选地，可以使用如下构成：其中一个或者多个VM是活动***，并且另外的一个或者多个VM是备用***。
上面列出的非专利文献的各种公开内容以引用的方式并入本文。每个示例性实施例或者每个示例的变化和调整在本发明的总体公开内容(包括权利要求书)的范围内是可能的并且基于本发明的基本技术构思。各个所公开的元素(包括每个权利要求中的每个元素、每个示例中的每个元素、每个附图中的每个元素等)的各种组合和选择在本发明的权利要求书的范围内是可能的。即，本发明自然包括本领域的技术人员可以根据总体公开内容(包括权利要求)和技术构思而做出的各种变化和修改。

Claims (23)

1.一种节点***，包括：
活动***，所述活动***执行处理；
备用***，所述备用***包括一个或多个分配有一个或多个进程的虚拟CPU(中央处理单元)，并且能够执行所述备用***的按比例放大和按比例缩小中的至少一个；以及
控制装置，所述控制装置被配置成，当需要按比例放大或者按比例缩小所述活动***时，向所述备用***发出指令以执行按比例放大或者按比例缩小；
响应于所述指令，所述备用***在***切换之前进行按比例放大或者按比例缩小，并在所述按比例放大或者按比例缩小完成时向控制装置发送完成通知，其中，所述备用***在执行所述按比例放大中，增加在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并为增加的一个或多个虚拟CPU分配一个或多个进程，而在执行所述按比例缩小中，减少在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并释放分配给被删除的一个或多个虚拟CPU的一个或多个进程的分配，其中
当从所述备用***接收所述完成通知时，所述控制装置控制以执行***切换以将已经完成所述按比例放大或者所述按比例缩小的所述备用***切换至新的活动***并将所述活动***切换到新的备用***。
2.根据权利要求1所述的节点***，其中，所述控制装置控制所述新的备用***按照与切换至所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行所述按比例放大或者按比例缩小。
3.根据权利要求1所述的节点***，其中，当需要按比例放大所述活动***时，
所述控制装置响应于来自所述控制装置的按比例放大指示，指示完成所述按比例放大的所述备用***切换至所述新的活动***，
在所述***切换之后，所述新的备用***将处理限制施加到所述新的活动***上，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，
所述控制装置指示所述新的备用***按照与转变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行按比例放大，并且
当从所述新的备用***接收按比例放大完成通知时，所述控制装置释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
4.根据权利要求1所述的节点***，其中，当需要按比例缩小所述活动***时，
所述控制装置将处理限制施加到所述活动***上，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，并且然后指示所述备用***执行按比例缩小，
当从所述备用***接收按比例缩小完成通知时，所述控制装置发布所述***切换的指示，
在所述***切换之后，所述控制装置指示所述新的备用***按照与变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行按比例缩小，并且
当从所述新的备用***接收按比例缩小完成通知时，所述控制装置释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
5.根据权利要求1所述的节点***，其中，所述活动***和所述备用***通过增加在所述活动***和所述备用***中的每一个上操作的虚拟硬件资源来执行按比例放大，所述虚拟硬件资源除了所述虚拟CPU之外还包括虚拟化存储、虚拟化网络接口卡中的至少一个，并且通过减少所述虚拟硬件资源来执行按比例缩小。
6.根据权利要求1所述的节点***，其中，所述控制装置基于所述活动***中的处理负载来确定是否需要按比例放大或者按比例缩小所述活动***。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的节点***，其中，所述活动***和所述备用***由不同的服务器设备构成，或者
所述活动***和所述备用***在相同的服务器设备上实施。
8.根据权利要求7所述的节点***，其中，所述服务器设备包括：
虚拟网络功能VNF，所述VNF由软件实施并且在虚拟机上操作；以及
网络功能虚拟化基础设施NFVI，所述NFVI为所述VNF提供执行基础设施，
其中，所述NFVI包括下述中的至少一个：
虚拟化计算，
虚拟化存储，以及
所获得的虚拟化网络，所获得的虚拟化网络是通过用虚拟化层来虚拟化与计算、存储和网络功能中的至少一个对应的硬件资源而获得的。
9.一种服务器设备，包括：
冗余***，所述冗余***包括活动***，所述活动***执行处理；以及备用***，所述备用***包括一个或多个分配有一个或多个进程的虚拟CPU(中央处理单元)，并且能够执行所述备用***的按比例放大和按比例缩小中的至少一个；以及
控制单元，所述控制单元被配置成，当需要按比例放大或者按比例缩小所述活动***时，向所述备用***发出指令以执行按比例放大或者按比例缩小；
响应于所述指令，所述备用***在***切换之前进行按比例放大或者按比例缩小以在所述按比例放大或者按比例缩小完成时向控制单元发送完成通知，其中，所述备用***在执行所述按比例放大中，增加在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并为增加的一个或多个虚拟CPU分配一个或多个进程，而在执行所述按比例缩小中，减少在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并释放分配给被删除的一个或多个虚拟CPU的一个或多个进程的分配，其中
当从所述备用***接收所述完成通知时，所述控制单元控制***切换以将经过按比例放大或者按比例缩小的所述备用***切换至新的活动***并在所述***切换到新的备用***之前切换所述活动***。
10.根据权利要求9所述的服务器设备，其中，当需要按比例放大所述活动***时，
所述控制单元响应于来自所述控制单元的按比例放大指示，指示完成所述按比例放大的所述备用***切换至所述新的活动***，
在所述***切换之后，所述新的备用***将处理限制施加到所述新的活动***上，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，
所述控制单元指示所述新的备用***按照与转变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行按比例放大，并且
当从所述新的备用***接收按比例放大完成通知时，所述控制单元释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
11.根据权利要求9所述的服务器设备，其中，当需要按比例缩小所述活动***时，
所述控制单元将处理限制施加到所述活动***上，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，并且然后指示所述备用***执行按比例缩小，
当从所述备用***接收按比例缩小完成通知时，所述控制单元发布所述***切换的指示，
在所述***切换之后，所述控制单元指示所述新的备用***按照与变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行按比例缩小，并且
当从所述新的备用***接收按比例缩小完成通知时，所述控制单元释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
12.一种缩放控制方法，包括：
冗余***的活动***执行处理，所述冗余***的备用***包括一个或多个分配有一个或多个进程的虚拟CPU(中央处理单元)，并且能够执行所述备用***的按比例放大和按比例缩小中的至少一个；
当需要按比例放大或者按比例缩小所述活动***时，向所述备用***发出指令以执行按比例放大或者按比例缩小，
响应于所述指令，所述备用***在***切换之前进行按比例放大或者按比例缩小，并在所述按比例放大或者按比例缩小完成时向控制装置发送完成通知，其中，所述备用***在执行所述按比例放大中，增加在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并为增加的一个或多个虚拟CPU分配一个或多个进程，而在执行所述按比例缩小中，减少在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并释放分配给被删除的一个或多个虚拟CPU的一个或多个进程的分配；以及
当从所述备用***接收所述完成通知时，所述控制装置控制***切换，以将经历所述按比例放大或者所述按比例缩小的所述备用***切换至新的活动***，并在所述***切换到新的备用***之前切换所述活动***。
13.根据权利要求12所述的缩放控制方法，包括：
按照与转变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行所述新的备用***的按比例放大或者按比例缩小。
14.根据权利要求12所述的缩放控制方法，包括：
当需要按比例放大所述活动***时，
在***切换之前将完成比例放大的所述备用***切换至所述新的活动***；
在***切换之后，将处理限制施加到所述新的活动***上，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，并且然后按照与转变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行所述新的备用***的按比例放大；以及
在完成所述新的备用***的所述按比例放大时，释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
15.根据权利要求12所述的缩放控制方法，包括：
当需要按比例缩小所述活动***时，
将处理限制施加到所述活动***上，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，并且然后执行所述备用***的按比例缩小；
当已经按比例缩小了所述备用***时，将所述备用***切换至所述新的活动***；
按照与转变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行所述新的备用***的按比例缩小；以及
在完成所述新的活动***的所述按比例缩小时，释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
16.根据权利要求12所述的缩放控制方法，包括：
通过增加或者减少在所述***中的每个***上操作的虚拟硬件资源，所述虚拟硬件资源除了所述虚拟CPU之外还包括虚拟化存储、虚拟化网络接口卡中的至少一个，执行所述活动***和所述备用***中的每一个的按比例放大或者按比例缩小。
17.根据权利要求12所述的缩放控制方法，包括：
根据所述活动***中的处理负载，确定所述活动***的按比例放大或者按比例缩小是否是必要的。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的缩放控制方法，其中，所述活动***和所述备用***由不同的服务器设备构成，或者
所述活动***和所述备用***在相同的服务器设备上实施。
19.根据权利要求18所述的缩放控制方法，其中
所述服务器设备包括：
虚拟网络功能VNF，所述VNF由在虚拟机上操作的软件实施；以及
网络功能虚拟化基础设施NFVI，所述NFVI为所述VNF提供执行基础设施，
其中，所述NFVI包括下述中的至少一个：
虚拟化计算，
虚拟化存储，以及
所获得的虚拟化网络，所获得的虚拟化网络是通过用虚拟化层来虚拟化与计算、存储和网络功能中的至少一个对应的硬件资源而获得的。
20.一种存储有程序的计算机可读记录介质，所述程序使计算机执行处理，所述处理包括：
冗余***，所述冗余***包括活动***，所述活动***执行处理；以及备用***，所述备用***包括一个或多个分配有一个或多个进程的虚拟CPU(中央处理单元)，并且能够执行所述备用***的按比例放大和按比例缩小中的至少一个；以及
控制单元，所述控制单元被配置成，当需要按比例放大或者按比例缩小所述活动***时，向所述备用***发出指令以执行按比例放大或者按比例缩小；
响应于所述指令，所述备用***在***切换之前进行按比例放大或者按比例缩小以在所述按比例放大或者按比例缩小完成时向控制单元发送完成通知，其中，所述备用***在执行所述按比例放大中，增加在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并为增加的一个或多个虚拟CPU分配一个或多个进程，而在执行所述按比例缩小中，减少在所述备用***中包含的虚拟CPU的数量，并释放分配给被删除的一个或多个虚拟CPU的一个或多个进程的分配，其中
当从所述备用***接收所述完成通知时，所述控制单元控制***切换以将经过按比例放大或者按比例缩小的所述备用***切换至新的活动***并在所述***切换到新的备用***之前切换所述活动***。
21.根据权利要求20所述的存储有程序的计算机可读记录介质，所述程序使所述计算机执行处理，所述处理包括：
在***切换之后，按照与变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行所述新的备用***的按比例放大或者按比例缩小。
22.根据权利要求20或者21所述的存储有程序的计算机可读记录介质，所述程序使所述计算机执行处理，所述处理包括：
当需要按比例放大所述活动***时，
响应于按比例放大指示，指示完成所述按比例放大的所述备用***执行***切换以切换至新的活动***；
指示将处理限制施加到所述新的活动***上的所述新的备用***按照与变成所述新的活动***的所述备用***相同的方式来执行按比例放大，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制；以及
在从所述新的备用***接收按比例放大完成通知时，释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
23.根据权利要求20或者21所述的存储有程序的计算机可读记录介质，所述程序使所述计算机执行处理，所述处理包括：
当需要按比例缩小***切换之前的所述活动***时，
在将处理限制施加到***切换之前的所述活动***上之后，所述处理限制对呼叫处理的量进行限制，指示***切换之前的所述备用***执行按比例缩小；
当从***切换之前的所述备用***接收按比例缩小的完成通知时，指示***切换；
指示所述新的备用***按照变成所述新的活动***的所述备用***来执行按比例缩小；以及
在完成所述新的备用***的所述按比例缩小时，释放施加到所述新的活动***上的所述处理限制。
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