JP5869041B2 - ネットワークトポロジ要求を物理ネットワークにマッピングする方法、コンピュータプログラム製品、モバイル通信システム及びネットワーク構成プラットフォーム - Google Patents

Description

本発明は、通信ネットワークの分野に関し、より具体的には、物理ネットワーク、例えば、有線通信システム又は無線通信システムの物理ネットワークに対してネットワークトポロジ要求をマッピングする手法に関する。

通信ネットワークの分野において、仮想ネットワーク事業者が知られている。仮想ネットワーク事業者は、ネットワークインフラストラクチャを何ら所有する必要なく、個別にネットワークソリューションを提供することができる。仮想ネットワーク事業者は、１以上の電気通信サービスプロバイダのインフラストラクチャ及び技術に基づいて、個別にネットワークソリューションを提供する。仮想ネットワーク事業者は、物理的なデータラインを所有せずにネットワークサービスのみを提供するため、「仮想」と呼ばれる。仮想ネットワーク事業者は、有線通信ネットワークの分野及び無線通信ネットワークの分野の双方において事業活動をしている。

図１は、仮想ネットワーク事業者が、物理ネットワークにマッピングする必要のあるその所望のネットワークトポロジを提供する方法の一例を示している。図１は、１以上のモバイルユーザにサービスを提供する１以上の基地局ＢＳを有する２つの無線アクセスエリア１０２ａ及び１０２ｂ（エリアＡ及びＢ）を有する物理ネットワーク１００を示している。この物理ネットワークは、図示の例ではモバイル通信ネットワークである。物理ネットワーク１００は、オペレーション及び管理サービスを行う複数のノードクラウド１０４ａ〜１０４ｅを更に備えている。より具体的には、各ノードクラウド１０４ａ〜１０４ｂは、これらのノードクラウドのそれぞれの図示においてボックスにより示しているように、所望のオペレーション及び管理サービスの実行を可能にする１以上のリソースを提供する。例えば、ノードクラウド１０４ａ及び１０４ｄは、物理ネットワーク１００により与えられるモバイル通信ネットワークのためのサービスゲートウェイＳ−ＧＷ−１及びＳ−ＧＷ−２を実行することができる。ノードクラウド１０４ｂ及び１０４ｅは、モビリティ管理エンティティＭＭＥ−１及びＭＭＥ−２を実行することができる一方で、ノードクラウド１０４ｃは、パケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷを実行することができる。物理ネットワーク１００は、１以上のサービスクラウドを更に備えていてもよい。これらのサービスクラウドのうちの２つを、図１の１０６ａ及び１０６ｂとして示している。サービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂは、ノードクラウド１０４ａ〜１０４ｅと同様に、ボックスにより図示しているように、特定のサービスを提供するためのリソースを提供する。ネットワーク１００はコアトランスポートネットワーク１０８を更に備えている。コアトランスポートネットワーク１０８は、それぞれのノードクラウド、サービスクラウド及びエリアに接続を提供するための複数のインタフェースＡ〜Ｊを備えている。より具体的には、インタフェースＡ及びＢは、サービスクラウド１０６ａ〜１０６ｂへの接続を提供し、インタフェースＣ、Ｄ、Ｅは、ノードクラウド１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅへの通信を提供し、インタフェースＦ及びＪは、無線アクセスエリア１０２ａ、１０２ｂへの通信を提供し、インタフェースＨ及びＩは、ノードクラウド１０４ａ及び１０４ｂへの接続を提供する。さらに、インタフェースＪにより、インターネット１１０への接続が可能となっている。

図１に示している物理ネットワークは、電気通信プロバイダが提供することができるとともに、仮想ネットワーク事業者１１２が自己の顧客に特定のサービスを提供するために該仮想ネットワーク事業者が求める特定のトポロジを実現する際に該仮想ネットワーク事業者が利用できる。仮想ネットワーク事業者１１２は、図１の符号１１４に示すようなネットワークトポロジ要求を提供する。ネットワークトポロジは、仮想ネットワーク事業者が自己の顧客に提供するそれぞれのサービス及びオペレーションを表している。この仮想ネットワーク事業者は、サービスゲートウェイＳ−ＧＷ及びモバイル管理エンティティＭＭＥの双方に接続された２つの無線アクセスエリアＡ及びＢの提供を求めている。トポロジ１１４によって表される仮想ネットワークは、サービスゲートウェイＳ−ＧＷに接続されたパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷを更に有している。このパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷはさらに、インターネットに接続されている。加えて、５つの異なるサービスＳ_１〜Ｓ_５が、図１に示しているように提供されるべきものとされている。仮想ネットワーク事業者は、図１に示すようなネットワークトポロジ１１４を含むネットワークトポロジ要求を生成する。このネットワークトポロジ要求は、さらに、リンク帯域幅ＢＷ、遅延及びノード又はサイトの能力又はリソース要件、例えば、仮想ネットワーク事業者がその仮想ネットを通して提供する所望のサービスを実施するために必要とされるノードの数又はＣＰＵコアの数を含んでいてもよい。図１に示しているように、仮想ネットワーク事業者１１２からネットワークトポロジ要求を受けるネットワーク構成プラットフォーム（network configuration platform）１１６が設けられている。このネットワーク構成プラットフォーム１１６は、物理ネットワーク１００についての情報を有しており、この物理ネットワークがどのように見えるのかを認識している。ネットワーク構成プラットフォーム１１６は、図１に示すような方法で、ＶＮＯによるネットワークトポロジ要求をＰＮ１００へとマッピングする。より具体的には、ネットワークトポロジ１１４のエリアＡ及びＢは、無線アクセスエリア１０２ａ及び１０２ｂによって実現される。サービスゲートウェイＳ−ＧＷは、必要なリソースを有するノードクラウド１０４ｄによって実行され、それにより、サービスゲートウェイＳ−ＧＷ−２が提供される。ネットワークトポロジネットワーク１１４のモバイル管理エンティティＭＭＥは、ノードクラウド１１４ｂにより、ＭＭＥ−１を実行するリソースによって実施される。ネットワークトポロジ１１４のパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷは、ノードクラウド１０４ｃによって実行される。サービスＳ_１〜Ｓ_５は、サービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂによって実施される。そのうち、サービスクラウド１０６ａはサービスＳ_１〜Ｓ_３を実施し、サービスクラウド１０６ｂはサービスＳ_４〜Ｓ_５を実施する。コアネットワーク１０８により、物理ネットワークの各要素間の必要な接続がなされる。より具体的には、エリアＡ及びＢは、通信経路１１８ａ及び１１８ｂによりサービスゲートウェイに接続される。さらに、エリアＡ及びＢは、通信経路１２０ａ及び１２０ｂによりモバイル管理エンティティに接続される。ノードクラウド１０４ａによって実行されるネットワークトポロジ１１４のサービスゲートウェイＳ−ＧＷは、ノード１０４ｃによって実行されるパケットデータネットワークゲートウェイＰ−ＧＷへと、通信経路１２２により接続される。このパケットゲートウェイは、通信経路１２４ａ及び１２４ｂにより、それぞれのサービスクラウド１０６ａ及び１０６ｂに接続されるとともに、通信経路１２６によりインターネット１１０に接続される。

既に説明したように、電気通信プロバイダは、図１を参照して説明したような手法により、自らのサービスを専用ハードウェアとは切り離し、好ましくは低コストの商用ハードウェアに基づいて、上記の視覚化技術を用いてサービスを展開する傾向がある。しかし、この手法に伴う欠点は、商用ハードウェア、例えば、商用ＩＴハードウェアが、高い要件のサービスを実行するだけのキャリア品質の信頼性を提供できない場合があるということである。従来の手法によれば、この問題に対処するために、１対１のバックアップサイトを選別し、障害からサービスを保護することによって、信頼性が提供される。この文脈における信頼性は、ある特定の期間におけるサービス利用可能時間の割合として定義される。例えば、ファイブナイン（five-nine）の信頼性は、年間で障害時間が約５分ということを意味する。しかし、１対１のバックアップサイトを提供する、まさに言及した従来の手法を適用しても、明示的に信頼性が保証されない、例えばフォーナイン、ファイブナイン等の信頼性が保証されない３ＧＰＰコアノード等（ＭＭＥ、ＳＧＷ、ＰＧＷ等）では、視覚化された電気通信サービスのための信頼性を提供するには十分ではない場合がある。上記で言及したように、信頼性はある特定の期間における利用可能時間の割合を意味しており、例えば、年間で９９．９９９％の利用可能時間を意味している。

図２は、簡略化された物理ネットワーク１００に基づく１対１のバックアップサイトの、上記で言及した従来の構築を示している。この物理ネットワークは、ネットワーク構成プラットフォーム（ＮＣＰ）１１６（図１を参照）により、１サイトノード（one site node）、容量、帯域幅、遅延及び領域等を定める情報を含む仮想ネットワーク埋込み（virtual network embedding, ＶＮＥ）要求に基づいて構成される。さらに、信頼性、この例では、ファイブナインの信頼性が規定される。これらの入力パラメータをＮＣＰに適用することにより、図１に示したような物理ネットワーク構成がもたらされる。要求されたノードは、第１のサイトＡ及び第２のサイトＢ（サイトＡのバックアップサイトとして用いられる）により実現される。これらのサイトは、いずれもコアトランスポート（ＴＸ）ネットワーク１０８に接続され、各々が０．９の信頼性を有している。しかし、サイトＡ及びＢの組み合わせは０．９９の信頼性を提供し、仮想ネットワーク事業者（virtual network operator, ＶＮＯ）によって要求されるファイブナインの信頼性をもたらさないことになる。上記で言及したサイト保護を提供する既知の例について、図３を参照して以下に説明する。

図３は、既知の手法による、２つのノードのみを含むＶＮＥ要求の場合に完全な保護を得るための簡略化された例を示している。図３（ａ）は簡略化されたＶＮＥ要求を示し、図３（ｂ）は第１の既知の手法を適用する場合の完全な保護を示し、図３（ｃ）は第２の既知の手法を適用する場合の完全な保護を示している。

図３（ａ）には、ＶＮＥ要求のＶＮＥ要求グラフ１３２を示している。図示の例では、ＶＮＥ要求は、第１のノード又はサイトＡと、第２のノード又はサイトＢとを含み、これらはＶＮＥ要求において定められるような要件（例えば、帯域幅、遅延）を有する送信リンク１３４によって接続される。リンク１３４を間に有する２つのノードＡ及びＢを含むＶＮＥ要求１３２の完全な保護を提供することが望ましい場合、かつ従来の１対１の保護手法を適用する場合は、物理ネットワークにおいて、２＋２＝４ノードが探索され（２つのプライマリノードＡ、Ｂ及び２つのバックアップノードＡ’、Ｂ’）、図３（ｂ）に示すように、１＋１のノード又はサイトの保護を実現するために６つのリンクが探索される。このような手法が非特許文献１及び２に提案されている。非特許文献３には別の手法が記載されている。

図３（ｃ）に示す別の手法では、仮想ネットワークノードＡ及びＢを実現するために必要な要件を提供するノードが、物理ネットワークの物理ノードから選択される（例えば図１を参照）。これらのノードの中から、所定のパラメータ、例えば、プライマリノードとバックアップノードとの間の通信についての許容遅延を満たすノードが選択される。そして、これらのノードは、例えば、制約に基づく最短経路優先手法（shortest path first approach）を適用することによって決定される経路により接続される（この制約は、ＶＮＥ要求によって与えられるとともに、リンク１３４に関する帯域幅値とすることができる）。

上記で言及した１対１のサイト保護に加えて、当該技術分野において、１対１の経路保護を考慮する手法も知られている。図４は、既知の手法による、２つのノードのみを含むＶＮＥ要求に対する１対１の経路保護を得るための簡略化された例を示している。図４（ａ）は、図３（ａ）のＶＮＥ要求に対応する簡略化されたＶＮＥ要求を示している。図４（ｂ）は、経路障害を回復させるためのジョイント経路（joint path）又はディスジョイント経路（disjoint path）を、事前に又は事後的に提供することによって１対１の経路保護を得るための従来の手法を示している。図４（ｂ）に示した従来の手法は、ノードＡとノードＢとの間の第１の経路１３６と、ノードＡとノードＢとの間のバックアップ経路１３６’も示しており、このバックアップ経路は、事後的に、又は事前に設けることができる。このような手法は、例えば、非特許文献４又は５に記載されている。

経路保護及びサイト保護のための上記の既知の手法に伴う問題は、経路保護とサイト保護とが常に別々に検討されるということと、経路保護及びサイト保護の両方に対応する単一の解決法が存在しないということに加えて、明示的な信頼性要件も考慮されないということである。視覚化技術を用いて低コストの商用ハードウェアにおいてサービスを実施する場合、既知の解決法は信頼性要件に対応しておらず、ノード保護及びリンク保護に同時に対応していないため、十分な信頼性を保証する解決法は存在しない。

Hongfang Yu et al., "Survivable Virtual Infrastructure Mapping in Federated and Networking System under Single Regional Failure," Globecom 2010 Hongfang Yu et al., "Cost Efficient Design of Survivable Virtual Infrastructure to Recover from Facility Node Failures," ICC 2011 Wai-Leong Yeow et al., "Designing and Embedding Reliable Virtual Infrastructures," Computer Communications Review, vol. 41-2, 2011 T. Guo et al., "Shared backup network provision for virtual network embedding," in IEEE ICC, 2011 H. Yu et al., "Migration based protection for virtual infrastructure survivability for link failure," in OFC/NFOEC 2011

本発明の目的は、サイト保護及びリンク保護の両方に関してあらかじめ設定された信頼性の要件を、仮想ネットワーク事業者からの仮想ネットワーク埋込み要求をマッピングする時点で達成できるように、その要求を物理ネットワークにマッピングするための改善された手法を提供することである。

上記目的は、請求項１に記載の方法、請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品、請求項１４に記載のモバイル通信システム、請求項１５に記載のネットワーク構成プラットフォームによって達成される。

本発明によれば、仮想ネットワーク要求を物理ネットワークにマッピングする方法が提供される。前記仮想ネットワーク要求は、複数のＶＮＯノード及び複数のＶＮＯリンクを含むものである。本方法は、
（ａ）前記仮想ネットワーク要求に含まれる複数のＶＮＯノードの各々について、
（ａ．１）マッピングされることになる前記ＶＮＯノードに関連するＶＮＯノードリソース要件を満たす、前記物理ネットワーク内の複数のサイトを含むサイトクラスタを決定するステップと、
（ａ．２）前記サイトクラスタ内のサイト間のリンクのためのバックアップリンク要件を満たす、前記物理ネットワーク内の１以上の移行経路を選択するステップと、
（ｂ）前記ネットワークトポロジ要求に含まれる各ＶＮＯノード間の複数のＶＮＯリンクの各々について、
（ｂ．１）２つのサイトクラスタ間の経路に関するＶＮＯリンク要件を満たす、前記物理ネットワーク内の複数の経路を決定するステップと、
（ｂ．２）ステップ（ｂ．１）において決定された経路の中から、２つのサイトクラスタをリンクするプライマリ経路及び少なくとも１つのバックアップ経路を選択するステップと
を含む。

実施形態によれば、ステップ（ａ．１）は、
前記ＶＮＯノードをマッピングするにあたり、ＶＮＯノード信頼性要件に基づいて、前記サイトクラスタにおいて必要となるサイトの数を決定するステップと、
前記サイトクラスタ内のサイトのうちの１つをプライマリサイトとして選択し、他のサイトをバックアップサイトとして選択するステップと
を含む。

実施形態によれば、前記プライマリサイトは、
前記サイトクラスタ内のサイトの中からランダムに選択される１つのサイトと、
最も高い信頼性を有するサイトと、
２つ以上のサイトが同じ信頼性を有する場合の、最も大きな容量を有するサイトと
のいずれかである。

実施形態によれば、前記サイトクラスタにおいて必要となるサイトの数を決定するステップは、
前記物理ネットワーク内の複数のサイトを、サイト信頼性に従って高い順にソートするステップと、
前記複数のサイトから１以上の候補サイトを選択するステップであって、前記１以上の候補サイトの組み合わせが、要求されるＶＮＯノード信頼性要件以上の信頼性を提供するものであり、選択された全ての候補サイトが前記ＶＮＯノードをマッピングするための前記サイトクラスタを形成するものである、ステップと
を含む。

実施形態によれば、前記ネットワークトポロジ要求は、前記サイトクラスタ内のプライマリサイトに対応する前記ＶＮＯノードへと接続される前記ＶＮＯリンクに関するＶＮＯリンク信頼性要件を定めたものであり、ステップ（ａ．２）は、
移行経路ごとに経路信頼性を決定するステップと、
ある移行経路の経路信頼性が、最も高い前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たさない場合には、該移行経路のための移行バックアップ経路を決定するステップと
を含む。

実施形態によれば、ステップ（ａ）は、前記物理ネットワーク内の候補サイトの数を決定するステップを含み、該ステップに基づいてステップ（ａ．１）及びステップ（ａ．２）が行われ、前記候補サイトを決定するステップは、１以上の所定の制約に従って前記物理ネットワーク内のサイトをフィルタリングするステップを含む。

実施形態によれば、所定の制約は、サイトの地理的制約と、サイトの容量の制約と、アクセスルータリンクの信頼性の制約と、アクセスリンクの帯域幅の制約と、サイトの信頼性の制約とのうちの１以上を含む。

実施形態によれば、ステップ（ｂ）は、
前記物理ネットワーク内の複数の経路に対し、制約付き最短経路優先（constrained shortest path first, ＣＳＰＦ）アルゴリズムを適用するステップと、
得られた最短経路が前記ＶＮＯリンク要件を満たす場合に、前記得られた最短経路をプライマリ経路として選択するステップと
を含む。

実施形態によれば、本方法は、
前記プライマリ経路がＶＮＯリンク信頼性要件を満たすかどうかを判断するステップと、
前記プライマリ経路が前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たさない場合に、前記プライマリ経路と合わせてバックアップ経路が前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たすものとなるように、該バックアップ経路を選択するステップと
を含む。

実施形態によれば、前記バックアップ経路を選択するステップは、
各々が前記プライマリ経路と合わせて前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たす１以上のバックアップ経路を選択するステップと、
十分な信頼性を有する、前記バックアップ経路と前記プライマリ経路との組み合わせの中から、帯域幅消費が最も少ない組み合わせを選択するステップと
を含む。

実施形態によれば、前記バックアップリンク要件は、前記ＶＮＯノードとそのバックアップノードとの間の所定の距離を示す第１のパラメータと、前記ＶＮＯノードとそのバックアップノードとの間のリンクの所定の制約を示す第２のパラメータとを含むものである。前記ＶＮＯノードリンク要件は、前記ＶＮＯノード間の距離を示す第１のパラメータと、前記ＶＮＯノード間のＶＮＯリンクの所定の制約を示す第２のパラメータとを含むものである。

実施形態によれば、第１のパラメータは信号を送信する際の遅延を含み、第２のパラメータは帯域幅を含む。

実施形態によれば、本方法は、
前記ネットワークトポロジ要求を受信するステップと、
ＶＮＯノード埋込み順序リスト及びＶＮＯリンク埋込み順序リストを生成するステップであって、ステップ（ａ）及びステップ（ｂ）は、前記ＶＮＯノード埋込み順序リスト及び前記ＶＮＯリンク埋込み順序リストに基づいて行われる、ステップと
を含む。

実施形態によれば、前記ＶＮＯノード埋込み順序リストを生成するステップは、
前記ネットワークトポロジ要求がＶＮＯノード信頼性要件を含む場合に、前記ＶＮＯノードを、要求された信頼性に従って高い順にソートするステップと、同じ信頼性を有するＶＮＯノードを、要求される容量に従ってソートするステップと、同じ容量を有するＶＮＯノードを、該ＶＮＯノードに設けられた付随リンク（incident link）の数に従ってソートするステップと、
前記ネットワークトポロジ要求がＶＮＯノード信頼性要件を含まない場合に、前記ＶＮＯノードを、要求される容量に従ってソートするステップと、同じ容量を有するＶＮＯノードを、該ＶＮＯノードに設けられた付随リンクの数に従ってソートするステップと
を含む。

実施形態によれば、前記ＶＮＯリンク埋込み順序リストを生成するステップは、
前記ネットワークトポロジ要求がリンク信頼性要件を含む場合に、ＶＮＯノードの最大の、要求される付随リンクの信頼性に従って、各ＶＮＯノードに重み係数を割り当てるステップと、
前記ネットワークトポロジ要求がリンク信頼性要件を含まない場合に、ＶＮＯノードの付随リンクの数を前記重み係数として使用するステップと、
前記ＶＮＯノードを重み係数に従って高い順にソートするステップと、
（ｉ）重み係数が大きいＶＮＯノードの付随リンクほど優先して埋め込まれ、（ｉｉ）２つのＶＮＯノードが同じ重み係数を有する場合に、広い帯域幅を要求するＶＮＯノードほど優先して埋め込まれ、（ｉｉｉ）同じＶＮＯノードに設けられた付随リンクが、要求される帯域幅の広い順によって決定される埋込み順序に従って埋め込まれるものとなるように、前記ＶＮＯリンクをソートするステップと
を含む。

実施形態によれば、本方法は、前記選択されたサイト及び経路に従って前記物理ネットワークを構成するステップを更に含む。

実施形態によれば、前記ネットワークトポロジ要求は通信ネットワークを定めるものである。

実施形態によれば、前記通信ネットワークは、コアネットワークに接続される１以上の無線アクセスエリアと１以上のノードとを含むモバイル通信ネットワークを含むものであり、前記１以上のノードは、パケットデータネットワークゲートウェイと、サービス提供ゲートウェイと、モバイル管理エンティティノードと、サービスノードとのうちのいずれかを含む。

本発明によれば、本発明の実施形態に基づく方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ可読媒体に記憶された命令を含むコンピュータプログラム製品が提供される。

本発明によれば、
物理ネットワークと、
前記物理ネットワークに接続され、本発明の実施形態による方法により、ネットワークトポロジ要求を受信し、前記ネットワークトポロジ要求を前記物理ネットワークへとマッピングするネットワーク構成プラットフォームと
を備えたモバイル通信システムが提供される。

本発明によれば、物理ネットワークを含むモバイル通信システムのネットワーク構成プラットフォームが提供される。
このネットワーク構成プラットフォームは、前記物理ネットワークに接続され、ネットワークトポロジ要求を受信する。
前記ネットワーク構成プラットフォームは、請求項１〜１２のいずれ一項に記載の方法により、前記ネットワークトポロジ要求を前記物理ネットワークへとマッピングする。

本発明の実施形態によれば、サイト保護及びリンク保護の双方に関して、あらかじめ設定された信頼性要件が同時に、すなわち、仮想ネットワーク事業者からの仮想ネットワーク埋込み要求をマッピングする時点で達成できるように、その要求が物理ネットワークへとマッピングされる。これにより、例えば、低コストの商用ハードウェア上で、高い信頼性要件を有する、電気通信サービスのようなサービスを実行できるようになる。実施形態によれば、ネットワーク構成プラットフォームにリソース管理ユニットが設けられ、このリソース管理ユニットがＶＮＥ要求を受信し、それぞれのネットワークインタフェース及びクラウドインタフェースを通じて仮想ネットワークを物理ネットワークへとマッピングするために必要な措置を講じる。実施形態によれば、ＮＣＰのリソース管理モジュールにて実行することのできるＶＮＥアルゴリズムが提供される。ＶＮＥアルゴリズムは、ＶＮＥ要求に基づいてマッピングの解を生成し、埋込みにあたり、プライマリサイト及びバックアップサイト、並びにプライマリ経路及びバックアップ経路が決定される。

このように、本発明の実施形態によれば、仮想ネットワークを埋め込むための従来技術の手法の上記の不備を克服できる。一実施形態によれば、現在の物理ネットワーク（ＰＮ）情報と、仮想ネットワーク事業者（ＶＮＯ）からの明示的な信頼性要件を伴う仮想ネットワーク埋込み（ＶＮＥ）要求とに基づいて、リソースの配置及びネットワーク設定の解が決定される。

実施形態によれば、サイト保護及びリンク保護の双方に関する明示的な信頼性要件を同時に有する仮想ネットワーク埋込み（ＶＮＥ）をもたらすために用いることのできる総合的なプラットフォームが提供されるため、本発明の手法は有利である。この解決法によれば、低コストの、そして一般的に低信頼性の商用ハードウェア上で、電気通信サービスのような、高い信頼性要件のサービスを実行できるようになる。本発明の手法は、サイト障害及びリンク障害を同時に対処することができる解決法を可能にするものである。

添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

仮想ネットワーク事業者が、物理ネットワークにマッピングする必要のある所望のネットワークトポロジをどのように与えるかを例示的に表す図である。 簡略化された物理ネットワークに基づく１対１のバックアップサイトの従来の構築を示す図である。 既知の手法による、２つのノードのみを含むＶＮＥ要求の場合に完全な保護を得るための簡略化された例を示す図である。図３（ａ）は、簡略化されたＶＮＥ要求を示している。図３（ｂ）は、第１の既知の手法を適用するときの完全な保護を示している。図３（ｃ）は、第２の既知の手法を適用するときの完全な保護を示している。 既知の手法による、２つのノードのみを含むＶＮＥ要求の場合に１対１の経路保護を得るための簡略化された例を示す図である。図４（ａ）は、図３（ａ）のＶＮＥ要求に対応する簡略化されたＶＮＥ要求を示している。図４（ｂ）は、１対１の経路保護を得るための従来の手法を示している。 本発明の実施形態を実現する例示的なシステムの説明図である。 ２つの仮想ノードを含むＶＮＥ要求を埋め込むための一例を示す図である。 ＶＮＥ設定のためのメッセージシーケンス図である。 ＶＮＥ解放のためのメッセージシーケンス図の一実施形態を示す図である。 ＶＮＥアルゴリズムの上位レベルのフローチャートである。 図９のＶＮＥ要求処理を行うための一実施形態を示す図である。ＶＮＥ要求の一例を示している。 図９のＶＮＥ要求処理を行うための一実施形態を示す図である。図９の第１のステップ３００において実行される各ステップを示している。 本発明の一実施形態による、プライマリサイトとバックアップサイトとのペア作成プロセスのフロー図である。 本発明の一実施形態による、プライマリサイトとバックアップサイトとのペア作成プロセスのフロー図である。 アクセスルータのリンク信頼性によるサイトのフィルタリングを説明する図である。 ＶＮＯリンクをＰＮ内の経路へとマッピングするための各ステップのフローチャートである。 図１４（ａ）は、プライマリサイト及びバックアップサイトペア作成（Primary and Backup Sites Paring, ＰＢＳＰ）モジュールにより得られた例示的なサイトクラスタを示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示したサイトと第２のＶＮＯノードのためのサイトクラスタとの間のプライマリ経路を決定するための一例を示している。 十分な信頼性を有しないプライマリ経路の一例を示す図である。 ２つのサイト間のプライマリ経路及びバックアップ経路を示す図である。

図５は、本発明の実施形態を実現する例示的なシステムを示している。図５には、図１と同様に物理ネットワーク１００が示されている。この物理ネットワーク１００は、１以上のノードを含む複数のノードクラウド１０４_１〜１０４_４を有している。それぞれのノードクラウド１０４_１〜１０４_４は、コアトランスポートネットワーク１０８により接続されている。コアトランスポートネットワークは、それぞれのノードクラウド１０４_１〜１０４_４に接続するとともに、コアトランスポートネットワーク１０８内のそれぞれの接続を提供するために、必要なネットワークエンティティ（ルータ、スイッチ等）及びインタフェースを有している。図５は、図１にも示したネットワーク構成プラットフォーム（network configuration platform, ＮＣＰ）１１６を更に示している。ＮＣＰ１１６は、リソース管理（ＲＭ）モジュール２００を有しており、その機能は後に詳細に説明する。ＮＣＰ１１６は、Ｖネット事業者１１２（図１を参照）への接続を提供するＶＮＯインタフェース２０２と、クラウドインタフェース２０４と、ネットワークインタフェース２０６とを備えている。また、ＮＣＰ１１６は、データベースなどの記憶デバイス２０８を有している。ＲＭモジュール２００は、ＶＮＯインタフェース２０２と、クラウドインタフェース２０４と、ネットワークインタフェース２０６と、データベース２０８とに接続している。それぞれの両方向矢印により示しているように、ＲＭモジュール２００とまさに説明したばかりのインタフェース又はデータベースとの間では、双方向の通信が可能である。このシステムは、さらに、複数のＮＣＰエージェント２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃを有している。ＮＣＰエージェント２１０ａ及び２１０ｂは、クラウド管理システムＣＭＳを有するエージェントである。ＮＣＰエージェント２１０ａ及び２１０ｂは、ネットワーク１００のそれぞれのノードクラウドに関連付けられている。ＮＣＰエージェント２１０ａ及び２１０ｂは、クラウドインタフェース２０４によりＮＣＰ１１６に接続している。さらに、本システムはＮＣＰエージェント２１０ｃを備えている。このＮＣＰエージェント２１０ｃは、ネットワーク管理システム（ＮＭＳ）に関連付けられており、すなわち、コアトランスポートネットワーク１０８に関連付けられている。ＮＣＰエージェント２１０ｃは、ネットワークインタフェース２０６によりＮＣＰ１１６に接続している。

実施形態によれば、ネットワーク構成プラットフォーム（ＮＣＰ）１１６は、クラウドサイト１０４_１〜１０４_４及びトランスポートネットワーク１０８のコンピューティングリソースに関するリソース管理の役割を果たす、論理的に中心をなすプラットフォームである。仮想ネットワーク事業者（virtual network operator, ＶＮＯ）は、仮想ネットワーク埋込み（virtual network embedding, ＶＮＥ）という方法により物理ネットワーク（physical network, ＰＮ）１００上でサービスを提供する事業者である。ＶＮＯは図５には示していないが、図１の符号１１２として示している。例えば、ＮＣＰエージェント２１０ａ及び２１０ｂによって実現されるクラウド管理システム（ＣＭＳ）は、ノードクラウド１０４_１〜１０４_４のようなクラウド内の動作を管理し、制御する責任を負っている。例えば、ＣＭＳは、例えば仮想機械及び基礎となるハードウェアといった必要なリソースを確保し、設定し、解放することにより、仮想サービスを追加又は削除する責任を負う。また、ＣＭＳは、管理しているクラウドのリソース使用状況を得ることができる。ＮＣＰエージェント２１０ｃによって実現されるネットワーク管理システム（ＮＭＳ）は、トランスポートネットワークの管理制御エンティティである。一例では、ＮＭＳは、オープンフローコントローラ、ソフトウェア定義ネットワーク（software defined network, ＳＤＮ）コントローラ等とすることができる。ＮＭＳは、ネットワーク１０８内のスイッチングデバイス又はルーティングデバイスを通過する通信経路を設定するか、変更するか、又は終端処理をする責任を負う。また、ＮＭＳは、管理しているトランスポートネットワーク１０８のネットワーク使用情報を得ることもできる。

本発明の実施形態は、ＲＭモジュール２００において実現されるものであり、図６に示しているように、サイト保護及びリンク保護の両方を同時に提供するものである。図６は、２つのノードを含むＶＮＥ要求、例えば、図３Ａ又は図４Ａを参照して上記で説明したようなＶＮＥ要求を埋め込むための一例を示している。例えば、（ＶＮＥ要求１３２によって定められるように）リンク１３４により接続されるノードＡ及びＢを埋め込むに際し、本発明の手法によれば、サイト保護及び経路保護が同時に、すなわちマッピング時に行われる。例えば、サイト及び経路の同時の保護は、サイトＡについては２つのバックアップサイトＡ’及びＡ’’をもたらし、サイトＢについてはバックアップサイトＢ’’をもたらす。また、同時に、２つのサイトＡとＢとの間にプライマリリンク１３６及びバックアップリンク１３６’が埋め込まれる。実施形態によれば、バックアップ解決法は、ＶＮＯから明示的に要求される信頼性要件に基づいて計画され、全ての経路間にジョイント最適化（joint optimization）を適用して、障害回復のためのオーバーヘッドとなる帯域幅を縮小する。移行経路とプライマリ経路とバックアップ経路との間で重複したリンクについて帯域幅の確保を繰り返して行う必要はない。

本発明の実施形態は、クラウドリソース及びネットワークリソースを管理するために、かつＶＮＯからのＶＮＥ要求を埋め込むためにＮＣＰ１１６により用いられるＲＭモジュール２００を提供する。実施形態によれば、ＲＭモジュール２００並びにＲＭインタフェース２０２、２０４、２０６が設けられ、ＲＭモジュール２００は、信頼性を提供しつつＶＮＥの決定を行う方法を実行する。ＲＭモジュール２００は、ＰＮ１００内の要求されるコンピューティングリソース及びネットワークリソースを計算し、信頼性を提供しながらＶＮＥ要求を満たすものとなるように、ＶＮＥ要求処理及びマッピングを提供する。さらに、ＲＭモジュール２００は、適切なサイトを見つけて、ＶＮＯによって定められたサービス要件を満たす、ＶＮＯから要求されたノードをマッピングするために、リソースの配置を行う。さらに、ＲＭモジュール２００は、ＰＮ１００内の経路を見つけて、別々のサイトを相互に接続し、ＶＮＯによって要求されたサービスネットワークトポロジを実現するために、通信経路の設定を提供する。

図５に示しているように、ＮＣＰ１１６は、データベース（ＤＢ）２０８とのインタフェースを有している。ＮＣＰのＤＢ２０８は、ＰＮ情報、例えばクラウドサイト及びトランスポートネットワーク関連の情報、ＶＮＯからのＶＮＥ要求、並びに埋め込まれるＶＮ情報、例えば、消費されるコンピューティングリソース及びネットワーキングリソース、ＶＮ設定時刻、ＶＮ終了時刻等を記憶するために用いられる。また、このインタフェースは、ＮＣＰのＤＢ２０８からのＶＮＥ要求とＰＮ情報とをロードし、ＶＮＥの解決法を計算するために、並びにＶＮがＰＮ１００内に埋め込まれた後にＤＢ２０８に記録されたＶＮＥ埋込み結果及びＶＮ状態を更新するために用いられる。ＶＮＯとのインタフェース２０２は、ＶＮＯと通信し、ＶＮＳの結果及びＶＮに関連する状態について通知するために用いられる。ＶＮＥ要求もこのインタフェースを通じて受信される。インタフェース２０４は、リソース埋込み要求を送信し、ＮＣＰエージェント２１０ａ及び２１０ｂにおいて実行されるＣＭＳからの応答を受信するために用いられる。また、インタフェース２０６は、ネットワーク経路埋込み要求を送信し、ＮＣＰエージェント２１０ｃにおいて実行されるＮＭＳからの応答を受信するために用いられる。

図７は、ＶＮＥ設定のためのメッセージシーケンスを示している。図７は、図５に関して上記で説明された種々のシステム構成要素間で生じるそれぞれのメッセージを示している。図７において、ｍ及びｎは正の自然数である。実施形態によれば、ステップ１において、ＶＮＯがＮＣＰ１１６に対しＶＮＥ設定要求を送信する。ＶＮＥ設定要求は、要求されるＶＮＯノードの数と、ＶＮトポロジとを含んだものとすることができる。この要求は、ＶＮＯノードごとに、地理的制約、ノード容量及びノードの信頼性を含んだものとすることができる。地理的制約は、ＶＮＯがこのサービスを展開したい領域を表している。地理的制約が存在しない場合には、ＶＮＯノードはＰＮ１００内の任意のサイトへとマッピングされる場合がある。この要求は、ＶＮＯリンクごとに、リンク帯域幅の要件と、遅延要件及びリンク信頼性要件とを含んだものとすることができる。このメッセージは、ＶＮの寿命、例えば、ＶＮ開始時刻及びＶＮ終了時刻を含んだものとすることもできる。ＶＮ終了時刻が定められない場合には、埋め込まれたＶＮを解放するために、ＶＮＯからＮＣＰ１１６に対しＶＮＥ解放要求を送る必要がある。

ステップ２において、ＮＣＰ１１６は、クラウドインタフェース２０４を通じて、全てのＣＭＳに対しクラウドリソース情報（cloud resource information, ＣＲＩ）要求を送信する。図７に示しているＣＲＩ要求メッセージは、クラウドサイト情報を要求するものである。この情報は、例えば、仮想機械、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置等の数といった利用可能なサイト容量、サイト信頼性、及びコアトランスポートネットワーク１０８への接続をもたらすアクセスルータへのリンクの信頼性である。ステップ３においては、ＣＭＳ２１０ａ、２１０ｂは、ＮＣＰ１１６に対し、要求されたＣＲＩを含むＣＲＩ応答メッセージを送信する。

ステップ４において、ＮＣＰ１１６は、ネットワークインタフェース２０６を通じて全てのＮＭＳに対し、ネットワークリソース情報（network resource information, ＮＲＩ）要求を送信する。ＮＲＩ要求メッセージは、トランスポートネットワーク（ＴＮ）情報、例えば、ＴＮトポロジ、ＴＮ１０８のスイッチ間の各リンクの信頼性及び帯域幅を要求することができる。ステップ５において、ＮＭＳ２１０ｃは、ＮＣＰ１１６に対し、要求されたＮＲＩを含むＮＲＩ設定応答メッセージを送信する。

ステップ２及び４、並びにステップ３及び５は、実質的に同時に行うことができることに留意されたい。さらに、ステップ２〜５は、ＶＮＯからのＶＮＥ要求の受信に応じて実行できることに留意されたい。他の実施形態によれば、ＣＭＳ及びＮＭＳからの情報の要求、並びに要求された情報の受信は、定期的に実行することができる。あるいは、図７において、同じく「１」という符号が付された破線の矢印により示しているように、ステップ１をステップ２の前又はステップ５の後に行うことができるようにＮＣＰ１１６によって定めることができる。

ＣＭＳ及びＮＭＳから受信した情報に基づいて、かつＶＮＥ設定要求に基づいて、ＮＣＰ１１６のＲＭモジュール２００は、後に更に詳細に説明するＶＮＥのアルゴリズム又は方法を実行する。ＶＮＡアルゴリズムは、上記で言及した入力パラメータに基づいて、クラウドリソース（cloud resource, ＣＲ）設定メッセージ及びネットワークリソース（network resource, ＮＲ）設定メッセージを生成する。ＮＣＰ１１６においてＶＮＥアルゴリズムを完了した後に、ステップ６において、ＮＣＰ１１６は、選択されたクラウドサイトのＣＭＳ２１０ａ、２１０ｃに対し、ＣＲ設定メッセージを送る。このメッセージは、要求される容量を含んだものとすることができる。要求される容量とは、例えば、要求される仮想機械（ＶＭ）、ＣＰＵ、ＲＡＭ、記憶装置等の数、及びこれらのＶＭのために確保されるべき帯域幅である。それぞれのクラウドサイトにおいてＶＭが設定されると、ＣＭＳ２１０ａ、２１０ｂは、ＮＣＰ１１６に対し、設定結果をＮＣＰに通知することのできるＣＲ応答メッセージを送信する。例によっては、成功又は失敗を示す場合がある。成功した場合には、このメッセージは、ネットワーク設定のために、ＶＭアドレス、例えば、関連付けられたＩＰアドレスもＮＣＰ１１６に送ることができる。

ステップ８において、ＮＣＰ１１６は、選択されたＮＭＳ２１０ｃに対し、ＮＲ設定メッセージを送信する。このメッセージは、相互に接続される必要がある種々のクラウドサイトにおけるＶＭのアドレス、及び２つの異なるクラウドサイト間に経路を確立するために選択されたスイッチのアドレスを含んだものとすることができる。ＮＭＳ２１０ｃは、経路を設定した後に、ステップ９にてＮＣＰ１１６にＮＲ応答メッセージを返送する。このメッセージは、経路設定結果、例えば成功又は失敗を表すものとすることができる。実施形態によれば、実行された設定に従って、ＮＣＰ１１６のデータベース２０８を更新することができる。ＣＭＳ及びＮＭＳから応答を受信した後に、ステップ１０において、ＮＣＰ１１６はＶＮＯに対し埋込み結果を表すことのできるＶＮＥ応答を送信する。この応答は、例えば成功又は失敗を表すものとすることができる。

仮想ネットワーク（ＶＮ）の埋込みに成功した場合、そのＶＮは、例えば、その要求においてＶＮ開始時刻及びＶＮ終了時刻として表されるような所定の寿命にわたって存続する。ＶＮ開始時刻が定められていない場合には、ＶＮの埋込みは、その要求をＶＮＯから受信したときに行うことができる。そうではなく、ＶＮ開始時刻が指示されている場合には、ＶＮの埋込みはＶＮ開始時刻に基づいてスケジューリングされる。ＶＮ終了時刻が決定されていない場合には、ＮＣＰ１１６がＶＮＯからＶＮＥ解放要求を受信すると、いつでもＶＮを解放することができる。

図８は、ＶＮＥ解放のためのメッセージシーケンス図の一実施形態を示している。図７の最後においてＶＮが埋め込まれた状況を前提とすると、ＶＮの解放に際し、ステップ１１において、ＶＮＯ１１２はＮＣＰ１１６に対し、埋め込まれたＶＮを削除するためにＶＮＥ解放要求を送信する。元のＶＮＥ設定要求においてＶＮ終了時刻が定められていた場合には、元の設定要求にこのＶＮＥ解放要求が既に含まれており、ＶＮ終了時刻になると有効となる。この場合、解放要求は既にＮＣＰ１１６にあるため、ステップ１１は行われない。ＶＮＥ解放要求に応じて、ステップ１２において、ＮＣＰ１１６は、対応するＣＭＳ２１０ａ、２１０ｂに対しＣＲ解放メッセージを送り、クラウドサイトリソースを解放する。

ＣＭＳがＶＮのために確保されたリソースを解放すると、ステップ１３において、ＣＭＳはＮＣＰ１１６に対しＣＲ解放応答を返送する。ステップ１４において、ＮＣＰは、対応するＮＭＳ２１０ｃに対しＮＲ解放メッセージを送信し、ネットワークリソースを解放する。ＮＭＳ２１０ｃがＶＮのために確保されたリソースを解放すると、ステップ１５において、ＮＭＳ２１０ｃはＮＣＰ１１６にＮＲ解放応答を返送する。この後、データベース２０８は、それに応じて更新される。

ステップ１２及び１４、並びにステップ１３及び１５は同時に、又は実質的に同時に行うことができる。すなわち、ＮＣＰ１１６は、ＣＲ解放メッセージ及びＮＲ解放メッセージを同時に送ることができることに留意されたい。

ＮＣＰ１１６が、ＣＭＳ２１０ａ、２１０ｂ及びＮＭＳ２１０ｃから応答を受信すると、ＮＣＰ１１６は、クラウドサイト及びネットワークリソースを解放した後に、データベース２０８からこのＶＮに関連する情報を削除し、ＰＮ情報を更新し、その後、ステップ１６において、ＶＮＯにＶＮＥ解放応答を送る。

以下、本発明の手法によるＶＮＥアルゴリズムを実行するための実施形態を説明する。図９は、ＶＮＥアルゴリズムの上位レベルのフローチャートである。最初のステップ３００において、受信されたＶＮＥ要求、例えば、上記のＶＮＯ設定要求メッセージによりＶＮＯから受信したＶＮＥ要求を処理する。ステップ３００にてＶＮＥ要求を処理した後に、ＶＮＥアルゴリズムは、３つの更なるプロセス、すなわち、ＶＮＯノードマッピングプロセス４００と、その後のＶＮＯリンクマッピングプロセス５００と、更にその後のＶＮＥ実行プロセス６００とを含んでいる。ＶＮＯノードマッピングの部分は、要求されたＶＮＯノードにマッピングされることになるクラウドサイト又は幾つかのサイトを見いだすためのものである。ＶＮＯリンクマッピングは、異なるサイト間の経路を探索するためのものである。ＶＮＯノードマッピングプロセス４００と、ＶＮＯリンクマッピングプロセス５００とによるマッピング結果は、リソースを配置するために、そしてＶＮをＰＮに埋め込むために、ＶＮＯ実行プロセス６００においてそれぞれのＣＭＳ及びＮＭＳに送られる。

ステップ３００にてＶＮＥ要求を処理した後に、処理はＶＮＯノードマッピングプロセス４００に進む。ステップ４０２において、カウンタが、例えば、要求内のＶＮＯノードの数に等しい値に設定される。ステップ４０４において、現在のＶＮＯノード、すなわち、評価の対象に現在なっている、順序に含まれているノードについて、ＰＮ内のプライマリサイト及びバックアップサイトの探索が行われる。ステップ４０６において、プライマリサイト及びバックアップサイトに関する探索が成功したか否かが判断される。探索に成功した場合には、ステップ４０６において、更新カウンタを減少させ、ステップ４１０において、カウンタが０に達したか否かが判断される。カウンタが０に達していなかった場合には、その要求内にプライマリサイト及びバックアップサイトに関して処理されるべきＶＮＯノードが依然として存在すると判断され、ＶＮＯノードマッピングプロセス４００はステップ４０４に戻り、その順序内の次のノードについてプライマリサイト及びバックアップサイトが探索される。全てのＶＮＯノードに対してプライマリサイト及びバックアップサイトが見いだされると、本方法はＶＮＯリンクマッピングプロセス５００に進む。ステップ５０２において、カウンタが、例えば、その要求内のＶＮＯリンクの数に等しい値に設定される。ステップ５０４において、現在のＶＮＯリンクについて、プライマリ経路及びバックアップ経路の探索が行われ、ステップ５０６において探索に成功したか否かが判断される。探索に成功した場合には、ステップ５０８において、カウンタを減少させることによりカウンタが更新される。ステップ５１０において、カウンタが０に達したか否かが判断される。カウンタが０に達していなかった場合、このことは、その要求内に、プライマリ経路及びバックアップ経路を探索する必要があるＶＮＯリンクが依然として残っていることを意味する。そして、ＶＮＯリンクマッピングプロセス５００はステップ５０４に戻り、全てのＶＮＯリンクが処理されるまで繰り返される。全てのＶＮＯリンクについてプライマリ経路及びバックアップ経路が見いだされると、本方法はＶＮＥ実行プロセス６００に進む。ＶＮＥ実行により、ＮＣＰ１１６は、ＣＲ設定メッセージ及びＮＲ設定メッセージをそれぞれ発行する。より具体的には、ステップ６０２において、上記のＣＲ設定メッセージを送り、ＣＲ設定応答を受信することによって、サイト埋込みが行われる。ステップ６０４において、ＣＲ設定応答メッセージにより受信した情報に基づいて、サイト埋込みが成功したか否かが判断される。サイト埋込みが成功した場合には、本方法はステップ６０６に進み、例えば、受信した情報に基づいて、上記のように、ＮＲ設定メッセージを生成し、そのメッセージをそれぞれのＮＭＳに送ることによって、経路埋込みが行われる。ステップ６０６において、ＮＲ設定応答が受信され、それにより、ステップ６０８において、経路埋込みが成功したか否かを判断することができる。経路埋込みが成功した場合には、ステップ８００において、例えば、ＶＮＥ設定応答をＶＮＯに出力することによって、ＶＮＥ成功が伝えられる。

ＶＮＥ要求内に、プライマリサイト及びバックアップサイトを見いだすことができなかったＶＮＯノードが存在する場合には、ステップ４０６において、プライマリサイト及びバックアップサイトの探索が成功しなかったとされ、その後、本方法は８０２に進み、例えば、対応する応答メッセージをＶＮＯに出力することによって、ＶＮＥ失敗が出力される。また、ＶＮＥ要求内のＶＮＯリンクのうちの１以上について、プライマリ経路及びバックアップ経路を決定することができなかった場合には、ステップ５０６において、探索が成功しなかったとされ、その後、本方法は終了し、ＶＮＥ失敗を出力する（ステップ８０２）。ＶＮＥ実行プロセス６００においてサイト埋込み又は経路埋込みが成功しなかった場合、本方法はＶＮＥ失敗となる（ステップ８０２）。

以下、図１０を参照して、ＶＮＥ要求処理３００（図９を参照）を実行する一実施形態を説明する。図１０（ａ）は、ＶＮＥ要求の一例を示しており、図１０（ｂ）は、図９のプロセス３００において実行される各ステップを示している。図１０（ａ）に示しているＶＮＥ要求は、ＶＮＯノード及びＶＮＯリンクについての情報を含んでいる。ノードごとに、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ等の所望の容量、所望の領域及び所望の信頼性が指示される場合がある。また、ＶＮＥ要求において、ＶＮＯリンクごとに、所望の帯域幅、所望の遅延及び所望の信頼性が指示される場合がある。図１０（ａ）に示しているようなＶＮＥ要求は、ＶＮＯインタフェース２０２によりＮＣＰ１１６が受信するＶＮＯ設定要求により、ＮＣＰ１１６に送られる。ＶＮＯインタフェース２０２を介して、この要求はＲＭモジュール２００に送られ、このモジュールにおいて、図９のような方法が行われる。

図１０（ｂ）は、図９のＶＮＥ要求処理３００において行われる各ステップの詳細を示している。このプロセスの主な目的は、ＶＮＯノード及びＶＮＯリンクの埋込みの順序をソートすることである。実施形態によれば、ＶＮＥ要求の処理は最初のステップ３０２を含んでおり、ＶＮＥ要求がＲＭモジュール２００にロードされる。その要求の受信時に、ＶＮＯインタフェース２０２を介してロードが行われる場合があるか、あるいは、その要求はデータベース２０８に記憶され、例えば、ＶＮＯが実施されるべき所定の時刻に、データベースからＲＭモジュール２０２に送られる場合がある。本方法の後続の部分では、ＶＮＥ要求内に指示されているＶＮＯノードがソートされ、より具体的には、ＶＮＯノードのための埋込みの順序がソートされる。ステップ３０４において、ＶＮＥ要求が、ＶＮＯノードの信頼性要件を含んでいるか否かが判断される。ＶＮＥ要求にサイト信頼性要件が含まれる場合には、本方法はステップ３０６に進み、要求された信頼性に従ってＶＮＯノードを高い順にソートすることによって、ＶＮＯノードマッピング順序が生成される。同じ信頼性を有するＶＮＯノードの場合、このソート処理は要求される容量による。同じ容量を有するＶＮＯノードの場合、このソート処理は、ＶＮＯノードに設けられる付随リンク（incident link）の数による。ＶＮＥ要求が、ＶＮＯノード信頼性要件を含まずに到着した場合は、本方法はステップ３０８に進み、要求される容量に関してＶＮＯノードをソートすることによって、ＶＮＯノードマッピング順序が生成される。同じ容量を有するＶＮＯノードの場合、このソート処理は、ＶＮＯノードに対する付随リンクの数による。ＶＮＯノードをソートするためのステップは、ソート済みのＶＮＯノード埋込み順序リスト内に全てのＶＮＯノードが列挙されるまで繰り返される。

ＶＮＯノードをソートした後、本方法は、ＶＮＥ要求内のＶＮＯリンクをソートすることに進む。ステップ３１０において、リンク信頼性要件を有するＶＮＥ要求が到来したか否かが判断される。この要求がリンク信頼性要件を含む場合には、本方法はステップ３１２に進み、各ＶＮＯノードに対し、そのＶＮＯノードの最大要求付随リンク信頼性に従って重み係数が割り当てられる。例えば、ｒ_１及びｒ_２の信頼性要件を有する２つの付随リンクを有するＶＮＯノードｉの場合、このノードの重み係数は、ｗ_ｉ＝ｍａｘ（ｒ_１，ｒ_２）である。ＶＮＥ要求がリンク信頼性要件を含んでいない場合、本方法はステップ３１４に進み、ＶＮＯノードにそれぞれ重み係数が割り当てられる。ＶＮＯノードの付随リンクの数を重み係数として用いる。

ステップ３１６において、重み係数に従って大きい順にＶＮＯノードをソートすることにより、ＶＮＯリンクマッピング順序が生成される。大きな重み係数を有するＶＮＯノードの付随リンクほど、優先して埋め込まれることになる。２つのＶＮＯノードが同じ重み係数を有する場合には、広い帯域幅を要求するＶＮＯノードほど優先して埋め込まれることになる。同じＶＮＯノードに設けられる付随リンクの場合には、要求される帯域幅が広い順に埋込み順序が決定される。２つのリンクが同じ帯域幅を要求する場合には、埋め込みに際し、一方のリンクがランダムに選択され、その後、他方のリンクが選択される。これらのステップは、図９に示したＶＮＯノードマッピングプロセス４００に出力されるソート済みのＶＮＯリンク埋込み順序リストに全てのＶＮＯリンクが列挙されるまで繰り返される。

図１１は、本発明の一実施形態による、プライマリサイトとバックアップサイトとのペア作成プロセス（primary and backup sites pairing process）４０４のフロー図である。

１つのＶＮＯノードを物理ネットワーク（ＰＮ）１００内のサイト又はサイトクラスタにマッピングするために、一実施形態によれば、図１１に関して詳細に説明するステップが行われる。

ステップ４１２において、図１０を参照して詳細に説明したプロセスによって生成されたＶＮＯノード埋込み順序リストから１つのＶＮＯノードがロードされる。より具体的には、図１１のプロセスの開始時に、ＶＮＯノードｉが得られる。ただし、ｉ＝１である。その後、本方法は、ＶＮＥ要求がサイトの地理的制約を含むが否かを判断するために、ステップ４１４に進む。要求内にこのような制約がある場合には、本方法はステップ４１６に進み、その要求において指示されている要求された地理的制約内にあるサイトが選択されるように、地理的制約に従ってサイトがフィルタリングされる。ステップ４１４において要求内にサイトの地理的制約がないと判断された場合には、本方法は直接、ステップ４１８に進む。ステップ４１８において、要求が任意の容量の制約を含むか否かが判断される。ステップ４１８において、その要求が容量の制約を含むと判断された場合には、本方法はステップ４２０に進み、十分な容量を有するサイトのみが選択されるように、要求されたサイト容量に従ってサイトがフィルタリングされる。ステップ４１８において、その要求内に容量の制約が含まれないと判断された場合には、本方法はステップ４１８から直接、ステップ４２２に進む。ステップ４２２において、アクセスルータリンク信頼性制約をその要求が含むか否かが判断される。ステップ４２２において、要求がアクセスルータリンク信頼性制約を含むと判断された場合には、本方法はステップ４２４に進み、候補サイトについてのリンク信頼性が計算される。この後、十分なリンク信頼性を有するサイトのみが選択されるように、ステップ４２６においてサイトがフィルタリングされる。

アクセスルータリンク信頼性によるサイトのフィルタリングを図１２に示している。サイトｉはリンクｌ_０によりアクセスルータＡに接続しており、サイトｉへの全てのトラフィックがこのリンクを通る必要があることを同図は示している。実施形態によれば、ＶＮＯノードをマッピングするためにサイトｉを用いることができるかどうかを試験するために、以下のことが行われる。アクセスリンクとも呼ばれる、サイトｉとアクセスルータＡとの間のリンクｌ_０の信頼性が、ＶＮＯノードに接続するＶＮＯリンクに対して要求される全ての信頼性より小さい場合には、サイトｉは候補サイトとは見なされない。さらに、サイトｉから物理ネットワークＰＮの残りに対するトラフィックは、ルータＡを物理ネットワーク１００に接続するリンクｌ_１〜ｌ_Ｘに依存する。そのため、リンクｌ_１〜ｌ_Ｘの総合信頼性ｒ_ｐは、ＶＮＯノードに接続するＶＮＯリンクに対して要求される全ての信頼性よりも高いことが求められる。総合信頼性ｒ_ｐは以下のように定められる。

ただし、ｒ_ｉはリンクｌ_ｉの信頼性である。

ステップ４２６において、十分なリンク信頼性を有するサイトを選択した後に、本方法はステップ４２８に進み、要求がリンク帯域幅制約を含むか否かが判断される。その要求が任意のアクセスルータリンク信頼性制約を含んでいない場合には、本方法はステップ４２２からステップ４２８に直接進む。その要求がアクセスリンク帯域幅制約を含んでいる場合には、本方法はステップ４３０に進み、十分なアクセスリンク帯域幅を有するサイトのみが決定されるように、アクセスリンク帯域幅に従ってサイトがフィルタリングされる。あるサイトのアクセスリンクがＶＮＯノードに対して要求される帯域幅を提供する場合にのみ、このサイトは候補サイトと見なされる。サイトのアクセスリンクがＶＮＯノードの要求された帯域幅を提供できない場合には、このサイトは候補サイトとは見なされない。その後、本方法はステップ４３２に進み、その要求がサイト信頼性制約を含んでいるか否かが判断される。その要求がこのような制約を含んでいない場合には、本方法はステップ４３４に進み、上記のフィルタリングプロセスにより、十分な候補サイトが得られたか否かが判断される。候補サイトが決定されなかったか、又は十分な候補サイトが決定されなかった場合には、本方法は、ステップ４３６において、ＰＢＳＢの失敗を通知して終了する。要求にアクセスリンク帯域幅制約が含まれていない場合は、本方法はステップ４２６から直接、ステップ４３２に進む。

ステップ４３２により、要求がサイト信頼性制約を含んでいることを示す場合には、本方法はステップ４３８に進み、その要求において明示的な信頼性が示されているか否かが判断される。ステップ４３８にて明示的な信頼性が示されていない場合には、本方法はステップ４４０に進み、その要求が１対１のバックアップを示しているか否かが判断される。要求がこのような要件を含んでいない場合には、本方法はステップ４４１に進み、その要求がいかなる信頼性要件も含んでいなかったと想定されるため、要求されるサイトの数が１に設定される。要求において、１対１のバックアップ要件が示されている場合には、本方法はステップ４４２に進み、ＶＮＯノードを埋め込むために要求されるサイトの数が２に設定される。

その一方で、その要求が明示的な信頼性を含んでいると判断された場合は、本方法はステップ４４３に進み、サイトが、そのサイトの信頼性に従って高い順にソートされる。ステップ４４４においては、ステップ４４３にて出力されたソート済みのサイトに基づいて、最初のｘ個のサイトが選択される。これらｘ個のサイトの組み合わせが、ＶＮＯノードに対して要求される信頼性に等しいかそれを上回る信頼性を提供する。ソート済みのリスト内の第１のサイトが十分に高い信頼性を既に有している場合は、バックアップサイトは不要であり、サイトの数は１に設定される。２つ以上のサイトが必要とされる場合には、必要とされるサイトの数はｘに設定される。１つのＶＮＯノードに対するバックアップサイトの総数の上限は、ＮＣＰ１１６又はＶＮＯ１１２によって定めることができる。

ステップ４３４において、ＶＮＯノードにサイト保護を提供するサイトクラスタを形成するために十分な候補サイトがステップ４３２、４４１、４４２又は４４４により得られたかどうかが判断される。これまでに本方法により得られた候補サイトが十分でない場合には、ＰＢＳＢの失敗４３６が出力される。その一方で、ＶＮＯノードｉにサイト保護を提供するだけの十分な候補サイトがあると判断された場合は、本方法はステップ４４６に進み、選択された全てのサイトが、ＶＮＯノードｉについて形成されることになるサイトクラスタを形成する。ステップ４４８において、サイトクラスタの形成が成功したか否かが判断される。成功しなかった場合には、本方法は、ＰＢＳＢ失敗４３６とともに終了する。サイトクラスタ形成が成功した場合は、本方法はステップ４４８からステップ４５０に進み、プライマリサイトの選択が行われる。

クラスタ内に１つのサイトしか存在しない場合、そのサイトは自動的にＶＮＯノードｉに対するプライマリサイトである。クラスタ内に２つ以上のサイトが存在する場合には、それらのサイトのうちの１つがプライマリサイトとして選択され、他のサイトはバックアップサイトである。プライマリサイトは、ＶＮＯが選択することのできる種々のポリシーに従って選択することができる。例によれば、第１のポリシーは、それらのサイトのうちの１つをプライマリサイトとしてランダムに選択することである。別の実施形態によれば、サイト信頼性が定められている場合、最も高い信頼性を有するサイトがプライマリサイトとして選択される。幾つかのサイトが同じ信頼性を有している場合、最も大きな容量を有するサイトをプライマリサイトとして選択することができる。ステップ４５０にてプライマリサイトが選択された後に、本方法は、ステップ４５２において、サイトクラスタ内の経路の探索を行う。バックアップサイトが要求されている場合には、障害回復のために、プライマリサイトとバックアップサイトとの間の経路を確立する必要がある。これらの経路は、移行経路（migration path）とも呼ばれる。これらの経路の主な目的は、プライマリサイトが停止した場合に、サービス移行又はトラフィックリダイレクションによりバックアップサポートを提供することである。実施形態によれば、移行経路の探索は標準的なルーティング問題と見なすことができ、例えば、ｘＩＬＰを用いて、サイトクラスタ内経路を計算することができ、かつ確保される帯域幅を最小にすることができる。経路探索に用いられる帯域幅は、当該ＶＮＯノードの全ての付随リンクの帯域幅の和とすることができる。要求によっては、プライマリサイトとバックアップサイトとの間の距離が定められている場合がある。ステップ４５４において、サイトクラスタ内の経路の探索が成功したか否か、すなわち、サイトクラスタのための移行経路が見つかったか否かが判断される。探索が成功しなかった場合は、本方法はステップ４５４からステップ４４６に戻り、現在のサイトの組み合わせを除外することにより、サイトクラスタが再び確立される。

ステップ４５２における探索が成功した場合、サイトクラスタ内の経路保護を行うために、本方法はステップ４５４からステップ４５６に進む。ＶＮＯノードは、上記で言及したように、サイトクラスタにマッピングされ、クラスタ内のサイトは移行経路によって相互に接続される。実施形態によっては、サイトクラスタ内の移行経路は、このＶＮＯノードｉに設けられているＶＮＯリンクの最も高い信頼性を満たすことが求められる。例えば、ＶＮＯノードａが、ｍ個のサイトを含むクラスタＡにマッピングされる。ＶＮＯノードａは、ＶＮＯノードｂ及びＶＮＯノードｃに接続する。そのため、このノードは、信頼性要件がｒ_ａｂ及びｒ_ａｃである２つの付随リンクを有することになる。クラスタＡ内の移行経路は、信頼性ｍａｘ（ｒ_ａｂ，ｒ_ａｃ）を満たすことが求められる。経路の信頼性は移行経路ごとに計算され、経路の信頼性が要件を満たす場合は、バックアップは不要である。さもなければ、バックアップ経路を見いだす必要がある。バックアップ経路は、後に説明するプライマリ経路及びバックアップ経路探索モジュール５０４においても用いられる手法により決定することができる。

ステップ４５８において、サイトクラスタ内の経路保護が成功したか否かが判断される。バックアップ経路の有無にかかわらず、全ての移行経路が信頼性要件を満たす場合には、ステップ４６０にてインデックスｉを１だけ増加させ、ステップ４６２にて、リスト内にＶＮＯノードが残っているか否かが判断される。リスト内にＶＮＯノードが残っている場合には、本方法はステップ４１２に戻る。さもなければ、ステップ４６４において、プライマリサイトとバックアップサイトとのペア作成プロセス（primary and backup sites pairing process）は終了し、ＰＢＳＢプロセスは成功したということになる。ステップ４５８において、全ての移行経路が信頼性要件を満たしているわけではないと判断された場合、本方法はステップ４４６に戻り、現在のサイトの組み合わせを除外することによって、サイトクラスタを再び確立する。

上記のプロセスは、全てのＶＮＯノードが物理ネットワーク内のサイト又はサイトクラスタにマッピングされるまで繰り返される。その後、ＰＢＳＢが成功して終了する。

以下、プライマリ経路及びバックアップ経路の探索（primary and backup path searching, ＰＢＰＳ）モジュール５０４（図９）の一実施形態について説明する。実施形態によれば、各ＶＮＯリンクがそれぞれの制約、例えば、リンク帯域幅、遅延及び信頼性に関する制約を含む場合がある。ＶＮＯリンクはこれらの制約に従ってＰＮ経路にマッピングされる。図１３は、ＶＮＯリンクをＰＮ内の経路にマッピングする各ステップのフローチャートである。これを、サイト間経路を見いだすプロセスと見なすことができる。

本方法はステップ５１２において開始する。同ステップでは、図１０を参照して詳細に説明したＶＮＥ要求処理３００により生成されたＶＮＯリンク埋込み順序リストから、１つのＶＮＯリンクがロードされる。ステップ５１２において、ＶＮＯリンクｉが選択される。ただし、初期値はｉ＝１である。カウンタは０に設定される。

ステップ５１４において、２つのサイトクラスタのプライマリサイト間のプライマリ経路が探索される。実施形態によれば、この経路探索は、標準的な複数の制約（例えば、帯域幅及び遅延）に基づく最短経路（ＣＳＰＦ）問題と見なすことができる。複数の実施形態において、帯域幅を制約とするＣＳＰＦ手法を利用する。得られた最短経路がＶＮＯリンクの遅延制約も満たす場合、その経路はプライマリ経路と見なされる。ステップ５１６において、プライマリ経路が見つかったか否かが判断される。プライマリ経路が見つからなかった場合は、本プロセスはＰＢＰＳ失敗５１７にて終了し、ＮＣＰ１１６はＶＮＯに対しＶＮＥ失敗を報告することができる。

図１４（ａ）は、プライマリサイトａと、それぞれの移行経路ｒ_１及びｒ_２により接続される２つのバックアップサイトｂ及びｃとを含んだ、プライマリサイトとバックアップサイトとのペア作成（Primary and Backup Sites Pairing, ＰＢＳＰ）モジュール４０４から得られるサイトクラスタの例を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示したプライマリサイトと、第２のＶＮＯノードのためのサイトクラスタとの間のプライマリ経路を決定するための一例を示している。この探索により、全て０．９という同じ帯域幅を与える３つの取り得るリンクｌ_１、ｌ_２、ｌ_３がもたらされる。第１のリンクｌ_１は１ホップを含み、第２のリンクｌ_２は２ホップを含み、第３のリンクｌ_３は３ホップを含んでいる。各ホップは、遅延が加わるトランスポートネットワーク１０８のルータ又はスイッチを通過することを示している。したがって、制約として帯域幅及び遅延を用いるＣＳＰＦ手法は、リンクｌ_１が最も小さな遅延を与える最短リンクであるため、このリンクを含むプライマリ経路Ｐ１をもたらす。

ステップ５１６において、プライマリ経路が決定されたと判断された場合には、本方法はステップ５１８に進み、プライマリリンクとして選択された経路が所望の信頼性判定基準を満たすか否かが判断される。ｘ個の中間リンクを有する経路の場合は、経路全体の信頼性が計算される。図１４（ｂ）に示した例では、サイトａとサイトｄとの間の経路は、リンクｌ_１、ｌ_２及びｌ_３に加えて、サイトａからサイトｂ及びサイトｃまでの別の接続を含んでいる。サイトａからサイトｃまで、そしてサイトｃからリンクｌ_１を介してサイトｄまでの接続の信頼性が、マッピングされたＶＮＯリンクの信頼性要件を満たすか否かが計算される。ステップ５１８において、この要件が満たされていると判断された場合は、本方法はステップ５２０に進み、ｉを１だけ増加させる。ステップ５２２において、ステップ５１２により与えられたリストが任意のＶＮＯリンクを依然として含んでいるか否かが判断される。ＶＮＯリンクが含まれる場合は、次のＶＮＯリンクについてそれぞれプライマリ経路及びバックアップ経路を決定するために、本方法はステップ５１２に戻る。さもなければ、すなわち、リスト内の全てのＶＮＯリンクが処理された場合には、本方法はステップ５２４にて終了し、ＰＢＰＳが成功したことになる。

ステップ５１８において、選択されたプライマリ経路が信頼性要件を満たしていないとされた場合、本方法はバックアップ経路を見いだすことを試みるために、ステップ５２６に進み、バックアップ経路を探索するために、ＰＮグラフの削減が行われる。このプロセスによれば、信頼性要件を満たしていない全てのリンクがそのプライマリ経路から削除され、本方法はステップ５２８に進む。ステップ５２８においては、ステップ５２６により得られた、削減されたＰＮグラフに基づいて、バックアップ経路の探索が行われる。実施形態によれば、遅延要件を満たすｋ’個の最短経路を探索するために、帯域幅を制約としたＣＳＰＦ手法を再び用いることができる。これらの経路は、バックアップ経路の候補と見なされる。プライマリサイト間に十分な経路が存在しない場合は、得られる経路の数がｋ’個より少ない場合がある。ステップ５３０において、任意のバックアップ経路の候補が見つかったか否か、すなわち、ｘが０より大きいか否かが判断される。見つからなかった場合には、本方法はステップ５３２に進み、カウンタを１だけ増加させ、ステップ５３４において、カウンタが値ｋに達したか否かが判断される。値ｋに達した場合は、本モジュールは、ステップ５１８において終了し、ＰＢＰＳは失敗したことになる。さもなければ、本方法は、プライマリ経路として用いられることになる次の最短経路を見つけるために、ステップ５１４に戻る。本プロセスが、任意の経路マッピング失敗により後続のステップからステップ５１４に戻る場合、ＣＳＰＦアルゴリズムを適用することによって次の最短経路が選択され、該次の最短経路が新たなプライマリ経路として用いられる。ステップ５１４は最大でｋ回まで繰り返される場合があり、これは、ｋ個の経路がプライマリ経路となれなかった場合には、本方法はＰＢＰＳ失敗として終了し、ＮＣＰ１１６がＶＮＯにＶＮＥ失敗を報告することを意味する。パラメータｋは、ＮＣＰ又はＶＮＯによって定めることのできる運用上のパラメータである。

ステップ５３０において、バックアップ経路が利用可能であると判断された場合は、ステップ５３６において、バックアップ経路の候補が、その信頼性に従って高い順にソートされる。プライマリ経路とともにＶＮＯリンクの信頼性要件を満たす最初のｘ個の経路が選択される。十分な信頼性を有するｘ個の経路の全ての組み合わせが決定され、リンクマッピングにあたり帯域幅の消費が最も少ない１つの組み合わせが選択される。図１５は、第１のサイトのプライマリノードａと第２のサイトのプライマリノードｄとの間に、十分な信頼性を有しないプライマリ経路ｐ１が見つかった例を示している。上記のプロセスにより、３つの別のバックアップ経路ｐ２、ｐ３、ｐ４が得られ、経路ｐ３が最も高い信頼性を有し、経路ｐ４が最も低い信頼性を有するため、ソート後に、以下の順序の経路［ｐ３、ｐ２、ｐ４］が得られたとする。経路ｐ３及びｐ１が十分に高い信頼性の場合には、ｘ＝１であり、これは、十分な信頼性を与えるために１つのバックアップ経路しか必要とされないことを意味する。ｘ＝１の場合の全ての組み合わせは、（ｐ１、ｐ３）と、（ｐ１、ｐ２）と、（ｐ１、ｐ４）とである。プライマリ経路及びバックアップ経路について、重なり合ったリンクの帯域幅の確保を繰り返す必要はない。例えば、図１６に示しているように、サイトＡとサイトＢとの間のプライマリ経路が、３つの経路部分すなわちリンクｓ１、ｓ２及びｓ３を含む場合がある。サイトＡ及びサイトＢのためのバックアップ経路も３つの部分、すなわち、ｓ１、ｓ４及びｓ３という部分を含む場合がある。プライマリ経路及びバックアップ経路のための帯域幅を確保するために、部分ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４についてそれぞれ同じ帯域幅が確保される。全ての組み合わせが十分な信頼性を有する場合には、帯域幅の消費が最小のペアが選択される。

バックアップ経路の探索又は選択のための上記の手法は、サイトクラスタ内の経路の探索又は選択のためのステップ４５２及び４５６においても用いることができる。

ステップ５３８において、信頼性要件を満たす組み合わせが見つかったか否かが判断される。見つからなかった場合には、本方法はステップ５３２に進み、上記のように別のプライマリ経路を見つけるために、ステップ５４０に戻る。さもなければ、本プロセスはステップ５２０に進み、ｉを増加させる。別のリンクが存在する場合は、本方法はステップ５１２に戻り、繰り返される。経路探索に関連するパラメータｋ及びｋ’は、ＮＣＰ１１６又はＶＮＯ１１２のいずれかによって定めることのできる運用上のパラメータであることに留意されたい。

図１３を参照して説明されたプロセスは、全てのＶＮＯリンクがＰＮ内の経路にマッピングされ、ＰＢＰＳに成功して終了するまで繰り返される。

ＶＮＥ要求に対するマッピングの解決法が計算されると、図９を参照して上記で説明したように、リソース確保及び経路埋込みの実行のために、サイト埋込み要求及び経路埋込み要求がＣＭＳ及びＮＭＳに送られる。

物理ネットワーク要素は、コンピュータ、ルータ、サイト管理システム等を含むことができる。ＮＣＰが指示するリソース、例えば、ＶＮＯネットワーク要求により定められるリソースは、ＣＰＵサイクル又はコア、メモリ素子、仮想マシン、伝送帯域幅、データ転送の優先順位等を含むことができる。ＩＤは、ＩＰアドレス、トンネルＩＤ等を含むことができる。

幾つかの態様を装置との関連で説明してきたが、これらの態様は、対応する方法の記述も表していることは明らかであり、この対応する方法では、ブロック又はデバイスが、方法ステップ又は方法ステップの特徴に対応する。同様に、方法ステップとの関連で説明した態様も、対応する装置の対応するブロック又は項目又は特徴の記述を表している。

ある特定の実施態様要件に応じて、本発明の実施形態はハードウェア又はソフトウェアにおいて実施することができる。実施態様は、電子的に読取り可能な制御信号が記憶されたデジタル記憶媒体、例えばフロッピー（登録商標）ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、又はフラッシュメモリを用いて実行することができ、それらは、それぞれの方法が実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携する（又は連携可能である）。

本発明による幾つかの実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つが実行されるようにプログラム可能なコンピュータシステムと連携することができる電子的に読取り可能な制御信号を有する非一時的（non-transitory）データキャリアを含む。

概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品として実装することができる。該プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータ上で実行されると、方法のうちの１つを実行するように動作可能である。プログラムコードは、例えば機械可読キャリア上に記憶することができる。

他の実施形態は、機械可読キャリア上に記憶された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む。

したがって、換言すれば、本発明の方法の一実施形態は、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、データキャリア（又はデジタル記憶媒体若しくはコンピュータ可読媒体）であって、該データキャリア上に記録された、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを含む、データキャリアである。

したがって、本発明の方法の更なる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えば、データ通信接続を介して、例えばインターネットを介して送られるように構成することができる。

更なる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するように構成又は適合された処理手段、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスを含む。

更なる実施形態は、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含む。

幾つかの実施形態では、プログラム可能な論理デバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ）を用いて、本明細書に記載の方法の機能のうちの幾つか又は全てを実行することができる。幾つかの実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、本明細書に記載の方法のうちの１つを実行するためにマイクロプロセッサと連携することができる。概して、本方法は任意のハードウェア装置によって実行されることが好ましい。

上述した実施形態は、単に本発明の原理を説明したものである。本明細書に記載の構成並びに詳細の変更及び変形は当業者には明らかであることが理解される。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定され、本明細書における実施形態の記述及び説明のために提示した特定の詳細に限定されるものではないことを意図している。

Claims (15)

1. 仮想ネットワーク事業者（ＶＮＯ）からの、複数のＶＮＯノードと複数のＶＮＯリンクとを含むネットワークトポロジ要求を物理ネットワーク（１００）にマッピングする方法であって、
   （ａ）前記ネットワークトポロジ要求に含まれる複数のＶＮＯノードの各々について、
   （ａ．１）マッピングの対象となるＶＮＯノードに関連するＶＮＯノードリソース要件を満たす、前記物理ネットワーク（１００）内の複数のサイトを有するサイトクラスタを決定するステップと、
   （ａ．２）前記サイトクラスタにおけるサイト間のリンクのバックアップリンク要件を満たす、前記物理ネットワーク（１００）内の１以上の移行経路を選択するステップと、
   （ｂ）前記ネットワークトポロジ要求に含まれる各ＶＮＯノード間の複数のＶＮＯリンクの各々について、
   （ｂ．１）２つのサイトクラスタ間の経路に関するＶＮＯリンク要件を満たす、前記物理ネットワーク（１００）内の複数の経路を決定するステップと、
   （ｂ．２）前記ステップ（ｂ．１）において決定された経路の中から、２つのサイトクラスタをリンクするプライマリ経路及び少なくとも１つのバックアップ経路を選択するステップと
   を含む方法。
2. 前記ステップ（ａ．１）は、
   ＶＮＯノードをマッピングするにあたり、ＶＮＯノード信頼性要件に基づいて、前記サイトクラスタにおいて必要となるサイトの数を決定するステップと、
   前記サイトクラスタ内のサイトのうちの１つをプライマリサイトとして選択し、他のサイトをバックアップサイトとして選択するステップと
   を含むものである、請求項１に記載の方法。
3. 前記プライマリサイトは、
   前記サイトクラスタ内のサイトの中からランダムに選択される１つのサイトと、
   信頼性が最も高いサイトと、
   ２つ以上のサイトの信頼性が同じである場合における、容量が最も大きいサイトと
   のいずれかである、請求項２に記載の方法。
4. 前記サイトクラスタにおいて必要となるサイトの数を決定する前記ステップは、
   前記物理ネットワーク（１００）内の複数のサイトを、サイトの信頼性に従って高い順にソートするステップと、
   前記複数のサイトから１以上の候補サイトを選択するステップであって、前記１以上の候補サイトの組み合わせが、要求されるＶＮＯノード信頼性要件に等しいか又はそれを上回る信頼性を提供するものであり、選択された全ての候補サイトが前記ＶＮＯノードをマッピングするための前記サイトクラスタを形成するものである、ステップと
   を含むものである、請求項２又は３に記載の方法。
5. 前記ネットワークトポロジ要求は、前記サイトクラスタ内のプライマリサイトに対応するＶＮＯノードへと接続するＶＮＯリンクに関するＶＮＯリンク信頼性要件を定めるものであり、
   前記ステップ（ａ．２）は、
   各移行経路に関する経路信頼性を決定するステップと、
   ある移行経路に関する経路信頼性が、最も高いＶＮＯリンク信頼性要件を満たさない場合には、該移行経路のための移行バックアップ経路を決定するステップと
   を含むものである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ステップ（ａ）は、前記物理ネットワーク（１００）内の候補サイトの数を決定するステップを含み、該ステップに基づいて前記ステップ（ａ．１）及びステップ（ａ．２）が行われ、
   前記候補サイトを決定するステップは、１以上の所定の制約に従って前記物理ネットワーク（１００）内のサイトをフィルタリングするステップを含むものである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記ステップ（ｂ）は、
   前記プライマリ経路がＶＮＯリンク信頼性要件を満たすかどうかを判断するステップと、
   前記プライマリ経路が前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たさない場合に、前記プライマリ経路と合わせて前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たすようなバックアップ経路を選択するステップと、
   各々が前記プライマリ経路と合わせて前記ＶＮＯリンク信頼性要件を満たす１以上のバックアップ経路を選択するステップと、
   十分な信頼性を有する、前記バックアップ経路と前記プライマリ経路との組み合わせの中から、帯域幅の消費が最も少ない組み合わせを選択するステップと
   を含むものである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記バックアップリンク要件は、ＶＮＯノードとそのバックアップノードとの間の所定の距離を表す第１のパラメータと、ＶＮＯノードとそのバックアップノードとの間のリンクに関する所定の制約を表す第２のパラメータとを含むものであり、
   前記ＶＮＯノードリンク要件は、前記ＶＮＯノード間の距離を表す第１のパラメータと、前記ＶＮＯノード間のＶＮＯリンクの所定の制約を表す第２のパラメータとを含むものである、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記ネットワークトポロジ要求を受信するステップ（３０２）と、
   ＶＮＯノード埋込み順序リストとＶＮＯリンク埋込み順序リストとを生成するステップ（３０６、３０８、３１６）であって、前記ステップ（ａ）及びステップ（ｂ）は、前記ＶＮＯノード埋込み順序リストと前記ＶＮＯリンク埋込み順序リストとに基づいて行われるものである、ステップと
   を含む請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記ＶＮＯノード埋込み順序リストを生成するステップは、
    前記ネットワークトポロジ要求がＶＮＯノード信頼性要件を含む場合に、前記ＶＮＯノードを、要求される信頼性に従って高い順にソートするステップ（３０６）と、同じ信頼性を有する前記ＶＮＯノードを、要求される容量に従ってソートするステップと、同じ容量を有する前記ＶＮＯノードを、該ＶＮＯノードに設けられている付随リンクの数に従ってソートするステップと、
    前記ネットワークトポロジ要求がＶＮＯノード信頼性要件を含まない場合に、前記ＶＮＯノードを、要求される容量に従ってソートするステップ（３０８）と、同じ容量を有する前記ＶＮＯノードを、該ＶＮＯノードに設けられている付随リンクの数に従ってソートするステップと
    を含むものである、請求項９に記載の方法。
11. 前記ＶＮＯリンク埋込み順序リストを生成するステップは、
    前記ネットワークトポロジ要求がリンク信頼性要件を含む場合に、ＶＮＯノードの最高の、要求される付随リンク信頼性に従って、各ＶＮＯノードに重み係数を割り当てるステップ（３１２）と、
    前記ネットワークトポロジ要求がリンク信頼性要件を含まない場合に、ＶＮＯノードの付随リンクの数を、前記重み係数として使用するステップ（３１４）と、
    前記ＶＮＯノードを、前記重み係数に従って大きい順にソートするステップと、
    （ｉ）重み係数が大きいＶＮＯノードの付随リンクほど優先して埋め込まれ、（ｉｉ）２つのＶＮＯノードの重み係数が同じである場合は、広い帯域幅を要求するＶＮＯノードほど優先して埋め込まれ、（ｉｉｉ）同じＶＮＯノードに設けられている付随リンクが、要求される帯域幅の広い順によって決定される埋込み順序に従って埋め込まれるものとなるように、前記ＶＮＯリンクをソートするステップと
    を含むものである、請求項９又は１０に記載の方法。
12. 前記ネットワークトポロジ要求は通信ネットワークを定めたものであり、
    前記通信ネットワークは、コアネットワークに接続される１以上の無線アクセスエリアと１以上のノードとを含むモバイル通信ネットワークを含み、
    前記１以上のノードは、パケットデータネットワークゲートウェイと、サービス提供ゲートウェイと、モバイル管理エンティティノードと、サービスノードとのいずれかを含むものである、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法をコンピュータに実行させる、コンピュータ可読媒体に記憶された命令を有するコンピュータプログラム。
14. 物理ネットワーク（１００）と、
    前記物理ネットワーク（１００）に接続され、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法により、ネットワークトポロジ要求を受信するとともに、前記ネットワークトポロジ要求を前記物理ネットワーク（１００）へとマッピングするネットワーク構成プラットフォームと
    を備えたモバイル通信システム。
15. 物理ネットワーク（１００）を含むモバイル通信システムのネットワーク構成プラットフォームであって、
    前記物理ネットワーク（１００）に接続され、ネットワークトポロジ要求を受信し、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法により、前記ネットワークトポロジ要求を前記物理ネットワーク（１００）へとマッピングするネットワーク構成プラットフォーム。

Images