JP6778146B2

JP6778146B2 - サービススライス割当装置及びサービススライス割当方法

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Publication number: JP6778146B2
Application number: JP2017107384A
Authority: JP
Inventors: 木原　拓; 拓木原; 建可児島
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2020-10-28
Anticipated expiration: 2037-05-31
Also published as: JP2018207190A

Description

本発明は、ネットワークから仮想ネットワークであるサービススライスを切り取ってユーザに割り当てるサービススライス割当装置及びサービススライス割当方法に関する。

従来、１０Ｍｂｐｓや１００Ｍｂｐｓ等の要求帯域の利用や、高速回線の利用、データ通信が途切れない高品質回線の利用等、ユーザからの多様な要求に応じた通信のサービスがネットワーク（ＮＷ）で運用されている。このため、ＮＷ内に複数の後述するサービススライス（ネットワークスライスとも呼ばれる）を持ち、サービス毎にサービススライスを選択して運用する技術がある。この技術として、例えば非特許文献１，２に記載のものがある。

サービススライス（スライスともいう）とは、インターネット等のＮＷにおいて、互いが干渉しないように設定される複数の仮想的なＮＷである。このスライスは、ユーザからの通信サービスに応じて選択され、当該ユーザに割り当てられて運用される。

非特許文献１には、スライスの選択方法として、スマートフォン等の通信端末機の特性に応じてスライスを選択する技術が記載されている。非特許文献２には、サービス変更・加入者情報変更・ネットワークポリシー変更等に応じて、スライスを再選択する技術が記載されている。

下條拓也、他２名、「５Ｇ時代に向けた将来コアＮＷ」、ＮＴＴＤＯＣＯＭＯテクニカル・ジャーナル（Ｊａｎ．２０１６）Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．４３ＧＰＰＴＲ２３．７９９Ｖ１４．０．０（２０１６−１２），［ｏｎｌｉｎｅ］，the 3rd Generation Partnership Project, ([平成２９年５月１８日検索], インターネット<URL: http://www.3gpp.org/ftp//Specs/archive/23_series/23.799/23799-e00.zip>

しかし、非特許文献１の技術では、サービス要求数が増加した際に、サービス要求に適したサービスを提供するスライスの空きが無くなった場合、サービスに適したスライスを選択できなくなる。この場合、サービスの要求を拒否するか、次善のスライスを選択することになる。仮に次善のスライスが選択されたとしても、要求されるサービスの品質を完全に満たしていない不具合が生じる場合がある。

ところで、サービスに適したスライスに空きが生じれば、適したスライスを再選択するのが望ましい。非特許文献２には、スライスを再選択する技術が記載されている。しかし、再選択が行われるのは、サービスに適したスライスに空きが生じた場合のみであり、空きがない場合には、適したスライスの選択ができない。また、選択されたスライスによっては、要求された通信の品質を満足することができず、通信の品質が低下する問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ユーザの通信サービスの利用要求に適したサービススライスを、要求された通信サービスの品質を低下させないようにユーザに割り当てることができるサービススライス割当装置及びサービススライス割当方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための手段として、請求項１に係る発明は、所定の通信サービスを提供する仮想ネットワークであるサービススライスを、ネットワークから端末機に割り当てるサービススライス割当装置であって、通信サービスが類似するサービススライスをグループ化し、このグループ化された複数のグループをデータベースに格納するグルーピング部と、前記グループ化されたサービススライスが提供する通信サービスの性質が異なる複数種類のグループを前記データベースから選択し、この選択された各グループのサービススライスに、前記端末機が要求する条件の通信サービスをサービススライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与する優先度判定付与部と、前記端末機の通信サービスの要求に適したサービススライスを、前記付与された優先度順に検索し、この検索されたサービススライスを前記ネットワークの中から端末機に割り当て、当該検索されたサービススライスが枯渇した場合は、次の優先度のサービススライスを割り当てるスライス割当部とを備えることを特徴とするサービススライス割当装置である。

請求項４に係る発明は、所定の通信サービスを提供する仮想ネットワークであるサービススライスを、ネットワークから端末機に割り当てるサービススライス割当装置のサービススライス割当方法であって、前記サービススライス割当装置は、通信サービスが類似するサービススライスをグループ化し、このグループ化された複数のグループをデータベースに格納するステップと、前記グループ化されたサービススライスが提供する通信サービスの性質が異なる複数種類のグループを前記データベースから選択し、この選択された各グループのサービススライスに、前記端末機が要求する条件の通信サービスをサービススライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与するステップと、前記端末機の通信サービスの要求に適したサービススライスを、前記付与された優先度順に検索し、この検索されたサービススライスを前記ネットワークの中から端末機に割り当て、当該検索されたサービススライスが枯渇した場合は、次の優先度のサービススライスを割り当てるステップとを実行することを特徴とするサービススライス割当方法である。

上記請求項１の構成及び請求項４の方法によれば、次のような作用効果が得られる。端末機の要求に応じた通信サービス（例えば帯域に係る通信サービス）を提供可能なサービススライス（スライス）をユーザに割り当てるとする。この際に例えばスライスをグループ化したグループが１つのみの場合、その帯域を提供可能なスライスに空きが無くなって枯渇すると、帯域要求の通信サービス（サービス）に対応できなくなる。しかし、本発明では、グループ化されたスライスが提供するサービスの性質が異なる複数種類のグループのスライスに、端末機が要求する帯域のサービスをスライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与するようにした。これによって、１つのグループ内の帯域に係るスライスが枯渇しても、優先度順に他のグループ内の帯域に係るスライスをユーザに割り当てることができる。つまり、ユーザのサービスの利用要求に適したスライスを、要求されたサービスの品質を低下させないようにユーザに割り当てることができる。

請求項２に係る発明は、前記グルーピング部が、前記サービススライスが提供する通信サービスの性能指標であるサービス能力値の集合を用いて、当該通信サービスが類似するサービススライスをグループ化し、このグループ化の手法により、前記サービス能力値の性質が異なる複数種類のグループを作成することを特徴とする請求項１に記載のサービススライス割当装置である。

この構成によれば、スライスが提供するサービスの性能指標であるサービス能力値の性質が異なる複数種類のグループを作成することができる。つまり、スライスのサービスの性質が異なる複数種類のグループが作成される。この中には、サービスが類似するスライスを含む同種のグループも複数含まれる。このため、１つのグループ内の通信サービスとして例えば帯域を提供可能なスライスが枯渇しても、他のグループ内の帯域に係るスライスを端末機に割り当てることができる。

請求項３に係る発明は、前記優先度判定付与部が、前記データベースに格納されたグループに含まれるサービススライスを、前記端末機の要求する条件の通信サービスを実現する割合に応じてスコア化し、前記グループ毎に平均スコアを算出し、当該平均スコアの上位から所定数のグループに含まれるサービススライスに、スコアの高い順に高い優先度を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載のサービススライス割当装置である。

この構成によれば、通信サービスの帯域に係る各グループのスライスを、例えば端末機の要求するサービスを実現する割合が高いほどに高くスコア化する。この後、グループ毎に平均スコアが算出される。このため、平均スコアの上位から所定数のグループが選択されると、この選択された各グループには、帯域を提供するスライスが含まれる。これらのスライスには、スコアの高い順に高い優先度が付与されているので、１つのグループ内の帯域に係るスライスに空きが無くなっても、優先度順に他のグループ内の帯域に係るスライスをユーザに割り当てることができる。

本発明によれば、ユーザの通信サービスの利用要求に適したサービススライスを、要求された通信サービスの品質を低下させないようにユーザに割り当てるサービススライス割当装置及びサービススライス割当方法を提供することができる。

本発明の実施形態に係るサービススライス割当装置を備えるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。本実施形態のサービススライス割当装置の構成を示すブロック図である。優先度リストの構成例を示す図である。本実施形態のサービススライス割当装置によるユーザ端末機へのスライスの割当動作を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係るサービススライス割当装置を備えるネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
図１に示すネットワークシステム１０は、アクセスＮＷ（ネットワーク）３５と、コアＮＷ３６と、これらＮＷ３５，３６を管理するオーケストレータ部１及びインフラマネージャ部２とを備える。インフラマネージャ部２は、コンピュータにより構成され、コアＮＷ３６及びアクセスＮＷ３５を構成している後述のＩＡサーバ、コアルータ、ＳＤＮ−Ｌ２ＳＷ、ＰＯＮ、Ｌ２ＳＷ、Ｌ３ＳＷなどの機器を管理する。オーケストレータ部１は、コンピュータにより構成され、インフラマネージャ部２を介してコアＮＷ３６及びアクセスＮＷ３５に対して、ハードウェア、ミドルウェア、アプリケーション、サービスの配備、設定、管理を行う。

オーケストレータ部１及びインフラマネージャ部２には、本実施形態の特徴要素であるサービススライス割当装置（割当装置ともいう）４０が接続されている。割当装置４０は、所定の通信サービスを提供する仮想ＮＷであるスライス（サービススライス）を、ネットワークからユーザ端末機３に割り当てるものである。

最初にネットワークシステム１０の基本構成について説明する。
図１に示すように、コアＮＷ３６に配置されている機器には、コアルータ（コアＮＷ３６側装置）、ＳＤＮ−Ｌ２ＳＷ（Software Defined Networking Layer2 Switch）（コアＮＷ３６側装置）、ＩＡサーバ｛ＩＡ（Intel（登録商標） Architecture）サーバ、又はＨ／Ｗ（Hardware：ハードウェア）と呼ぶ場合もある｝があるが、これらに限定されない。

コアルータは、コアＮＷ３６を経由するパケットの転送装置である。ＳＤＮ−Ｌ２ＳＷは、コアＮＷ３６を経由するパケットを転送するＳＤＮ対応型の転送装置であり、コアＮＷ３６にてパケットが転送されるパスのＥＰ（End Point：エンドポイント、端点）となる。

ＩＡサーバは、周知の仮想化技術によって１又は複数のＶＭ（Virtual Machine：仮想マシン、仮想サーバと呼ぶ場合もある）を生成することができる。ＶＭにはＡＰＬ（Application：アプリケーション）を配置することができ、ＶＭ上のＡＰＬを動作させることで、所定のネットワークサービスをユーザに提供する。

ＩＡサーバは、１又は複数のＤＣ（Data Center：データセンタ）のいずれかに設置されている。ＤＣの各々は、１又は複数のＩＡサーバを保有している。１つのＤＣをＩＡサーバ群とみなすことができる。ＤＣは、他のＤＣと接続するための図示せぬＧＷＳＷ（Gateway Switch：ゲートウェイスイッチ）を備える。

１つのＶＭは、１又は複数のＤＣ内接続点｛ｖＣＰ（ＶＮＦ Connection Point）｝を備える。ｖＣＰは、同じＤＣ内の同じＩＡサーバに生成された他のＶＭのｖＣＰと接続する。また、ｖＣＰは、同じＤＣ内のＧＷＳＷが有する１又は複数のＤＣ内接続点｛ｇＣＰ（ＧＷ Connection Point）｝と接続することもできる。ｇＣＰはＤＣ間の通信を担当し、アクセスＮＷ３５に接続するための接続点｛ａＣＰ（Access Connection Point）｝と接続する。ａＣＰは、アクセスＮＷ３５上の機器又は当該機器に接続している、コアＮＷ３６上の機器（例：ＳＤＮ−Ｌ２ＳＷ）に備える。

アクセスＮＷ３５に配置されている機器には、ＰＯＮ（Passive Optical Network）、Ｌ２ＳＷ（Layer2 Switch）、Ｌ３ＳＷ（Layer3 Switch）があるが、これらに限定されない。ＰＯＮは、複数のユーザ宅へ光ファイバなどの通信用インフラを導入する機器を意味する。ＰＯＮの例として、ＯＬＴ（Optical Line Terminal：光回線終端装置）がある。Ｌ２ＳＷは、アクセスＮＷ３５を経由するパケットをＯＳＩ（Open Systems Interconnection）の第２階層上で制御する転送装置である。Ｌ３ＳＷは、アクセスＮＷ３５を経由するパケットをＯＳＩの第３階層上で制御する転送装置である。

オーケストレータ部１は、オペレータが操作する上位装置Ｕからネットワークサービス生成要求（詳細は後記）などの要求を取得する。オーケストレータ部１は、Ｅ２ＥＯ（End to End Orchestrator：エンドツーエンドオーケストレータ、Ｅ２Ｅオーケストレータ）１１と、ＳＶＲＯ（Server Resource Orchestrator：サーバリソースオーケストレータ）１２と、ＮＷＲＯ（Network Resource Orchestrator：ネットワークリソースオーケストレータ）１３とを備える。

Ｅ２ＥＯ１１は、ユーザに提供されるネットワークサービスの管理を行う。ＳＶＲＯ１２は、コアＮＷ３６に配置されている汎用サーバのリソース、及び、汎用サーバ上に生成されている仮想サーバのリソースの管理を行う。ＮＷＲＯ１３は、コアＮＷ３６のリソース及びアクセスＮＷ３５のリソースの管理を行う。

インフラマネージャ部２は、ＶＮＦＭ（Virtual Network Function Manager：仮想ネットワーク機能管理）２１と、ＶＩＭ（Virtual Infrastructure Manager：仮想インフラ管理）２２と、Ｈ／Ｗ用ＥＭＳ（Element Management System：機器管理システム）２３と、ＡＰＬ用ＥＭＳ２４と、ＯＳＳ（Open Source Software：オープンソースソフトウェア）２５と、ＮＭＳ（Network Management System：ネットワーク管理システム）３１と、ＰＯＮ−ＥＭＳ３２ａと、Ｌ２−ＥＭＳ３２ｂと、Ｌ３−ＥＭＳ３２ｃと、ＷＩＭ（WAN（WideArea Network） Infrastructure Manager）３３とを備える。

ＶＮＦＭ２１は、ＩＡサーバに生成されたＶＭに実装されているＡＰＬを制御し、その管理を行う。ＶＩＭ２２は、ＩＡサーバに生成されたＶＭを制御し、その管理を行う。Ｈ／Ｗ用ＥＭＳ２３は、ＩＡサーバ、コアルータ、ＳＤＮ−Ｌ２ＳＷを制御し、その管理を行う。ＡＰＬ用ＥＭＳ２４は、ＯＳＳ２５を介した上位装置Ｕからの要求情報に応じて、ＡＰＬを制御し、その管理を行う。ＯＳＳ２５は、上位装置Ｕからの要求に応じて、インフラマネージャ部２を動作させるミドルウェアである。

ＮＭＳ３１は、アクセスＮＷ３５を制御し、その管理を行う。ＰＯＮ−ＥＭＳ３２ａは、ＰＯＮを制御し、その管理を行う。Ｌ２−ＥＭＳ３２ｂは、Ｌ２ＳＷを制御し、その管理を行う。Ｌ３−ＥＭＳ３２ｃは、Ｌ３ＳＷを制御し、その管理を行う。ＷＩＭ３３は、コアＮＷ３６を制御し、その管理を行う。

次に、本実施形態の特徴要素である割当装置４０は、オーケストレータ部１、インフラマネージャ部２及びアクセスＮＷ３５に接続されて構成され、スライス制御部４１と、ＳＤＮ(Software Defined Networking)管理部４２と、インベントリィＤＢ（データベース）４３とを備える。スライス制御部４１は、インフラマネージャ部２及びアクセスＮＷ３５に接続されており、ＳＤＮ管理部４２及びインベントリィＤＢ４３は、オーケストレータ部１及びインフラマネージャ部２に接続されている。

図２に示すように、スライス制御部４１は、接続要求転送部４１ａ及びスライス割当部４１ｂを備える。接続要求転送部４１ａ及びスライス割当部４１ｂには、ユーザ端末機３（図１参照）が接続されている。なお、ユーザ端末機３は、端末機３とも称す。スライス割当部４１ｂに接続されているアクセスＮＷ３５は、互いが干渉しないように複数の仮想的なＮＷとしての第１サービススライスＳＬ１〜第ｎサービススライスＳＬｎ（第１スライスＳＬ１〜第ｎスライスＳＬｎともいう）が設定されている。

ＳＤＮ管理部４２は、スライス割当設定部４５を備える。スライス割当設定部４５は、データ受信部４５ａと、優先度判定付与部４５ｂと、データ送信部４５ｃと、スライスグルーピング部４５ｄとを備える。

インベントリィＤＢ（ＤＢともいう）４３は、スライスに関する情報を格納するものであり、スライスグループ・所属スライス情報Ｄ１（情報Ｄ１ともいう）と、各スライスの性能指標情報Ｄ２（情報Ｄ２ともいう）と、ユーザの端末機毎（又は、端末機のＡＰＬ毎）のサービス要件情報Ｄ３（情報Ｄ３ともいう）とを格納する。

ＳＤＮ管理部４２のＳＤＮとは、ＮＷを構成する通信機器を単一のソフトウェアによって集中的に制御し、ＮＷの構成並びに設定等を柔軟に動的（後述）に変更することを可能とする処理である。動的とは、処理機能の状態や構成が状況に応じて変化したり、状況に合わせて選択できたりする柔軟性を有することである。

ＳＤＮについて更に説明する。一般的にＮＷ（例えば図１のアクセスＮＷ３５）では通信機器（アクセスＮＷ３５のＰＯＮ、Ｌ２ＳＷ、Ｌ３ＳＷに相当）の１台ずつが独立したＯＳ(Operating System)や制御ソフト、経路選択機能やデータ転送機能を有しており、設定や構成等の作業を１台ずつ、或いは通信機器の種類毎に行なう必要があり、ＮＷの構成が固定的となっている。ＳＤＮでは、通信機器の制御機能とデータ転送機能を分離し、制御機能をソフトウェアによって１ヵ所で集中管理することにより、どの通信機器にどのような動作をさせるかを柔軟に設定することが可能となっている。

ＳＤＮ管理部４２は、アクセスＮＷ３５（図１）における通信機器としてのＰＯＮ、Ｌ２ＳＷ、Ｌ３ＳＷの制御機能を集中管理して、どのような動作をさせるかを柔軟に設定する管理を行う。

ＳＤＮ管理部４２のスライス割当設定部４５は、ユーザ端末機３にアクセスＮＷ３５のスライス（サービススライス）を割り当てるために必要な設定を行う。

スライスグルーピング部（グルーピング部ともいう）４５ｄは、帯域や遅延等の通信サービスをユーザに提供するスライスをグループ化する。このグルーピング部４５ｄは、そのスライスをグループ化する際に、ＤＢ４３から各スライスの性能指標情報Ｄ２と、端末機毎のサービス要件情報Ｄ３とを取得し、サービス要件に応じたスライスのサービスの性能指標を用いて各スライスをグループ化する。

このグループ化について更に説明する。ユーザのサービス要件には、１０Ｍｂｐｓや１００Ｍｂｐｓ等の要求帯域の利用や、高速回線（許容遅延）の利用、データ通信が途切れない高品質回線の利用等、単一のものから複数種類の通信サービスの要件がある。

そこで、グルーピング部４５ｄは、要求帯域や許容遅延等のサービス要件に適したスライスの性能指標をサービス能力値として用いる。更に、グルーピング部４５ｄは、そのサービス能力値の集合Ｓ_ｉに対して、似通った個体又は変数をグループ化するための周知のクラスタリング手法を適用し、ユーザに提供するサービスが類似するスライスをグループ化する。更に、グルーピング部４５ｄは、そのグループ化の手法により、スライスのサービス能力値の性質が異なる複数種類のグループＧｋを作成する。

このようにスライスのサービス能力値の性質が異なる複数種類のグループＧｋを作成するのは、例えば次の理由による。１つのみのグループＧ１だと、このグループＧ１内の帯域に係るスライスをユーザに割り当てる場合、その帯域に係るスライス（特定リソース）に空きが無くなって枯渇すると、ユーザの帯域要求のサービスに対応できなくなる。しかし、本実施形態では、サービス能力値の性質が異なるｋ個のグループＧｋを作成するようにした。この中には、サービスが類似するスライスを含む同種のグループも複数含まれる。このため、１つのグループＧ１内の帯域に係るスライスが枯渇しても、他のグループＧ２内の帯域に係るスライスをユーザに割当可能となる。

つまり、グルーピング部４５ｄは、サービス能力値の性質が異なるｋ個のグループＧｋを作成し、これらのグループＧｋの情報並びに各々のグループＧｋに所属するスライス毎のサービス情報を示すｋ個のスライスグループ・所属スライス情報Ｄ１を、ＤＢ４３に格納する。

ここで、図２に示すアクセスＮＷ３５の第１スライスＳＬ１は、サービス能力値の集合Ｓ_ｉ｛Ｓ_１＝（Ｓ_ｊ｜ｊ＝１…ｍ_１）｝を持ち、第ｎスライスＳＬｎは、サービス能力値の集合Ｓ_ｎ｛Ｓ_ｎ＝（Ｓ_ｊ｜ｊ＝１…ｍ_ｎ）｝を持つ。

次に、図２に示す接続要求転送部４１ａは、ユーザ端末機３からの通信のサービス要求を含む接続要求を、接続要件情報としてデータ受信部４５ａへ出力する。データ受信部４５ａは、接続要件情報を受信して優先度判定付与部４５ｂへ出力する。

優先度判定付与部４５ｂは、接続要件情報が入力されると、ＤＢ４３の各情報Ｄ１〜Ｄ３を参照し、その接続要件情報に係るスライスを含む各グループ内のスライス毎に優先度を次のように付与する。まず、優先度判定付与部４５ｂは、サービス要求である接続要件が、例えば要求帯域１００Ｍｂｐｓの条件として送られて来たとすると、この条件の接続要件を指標とする。例えば、条件を完全に満たす、１００Ｍｂｐｓの帯域を１００点満点の指標とする。

次に、優先度判定付与部４５ｂは、グループに所属する各スライスを個々にスコア化する。このスコア化は、１００点満点中何点になるかを導くことである。例えば、１００Ｍｂｐｓの帯域を実現するスライスをスコア１００点とし、９０Ｍｂｐｓの帯域を実現するスライスをスコア９０点とする。以降同様にスライスをスコア化する。この後、優先度判定付与部４５ｂは、１グループ内のスコア化されたスライスの平均スコアを算出する。このように、優先度判定付与部４５ｂは、ＤＢ４３内の情報Ｄ１に係る全てのグループにおいて各スライスをスコア化し、平均スコアを算出する。

次に、優先度判定付与部４５ｂは、平均スコアが高い（言い換えれば、接続要件に適した）上位Ｎ個のグループを選択し、この選択されたＮ個のグループに属する全スライスについてスコアが高い順に高い優先度を付与する。

例えば、図３に示すように、上位３グループＧ１，Ｇ２，Ｇ３が選択され、この選択されたグループＧ１に３つのスライスＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３があり、グループＧ２に３つのスライスＳＬ４，ＳＬ５，ＳＬ６、グループＧ３に３つのスライスＳＬ７，ＳＬ８，ＳＬ９があるとする。また、スライスＳＬ１に９０点のスコアが付けられ、ＳＬ２に７０点、ＳＬ３に４０点、ＳＬ４に８０点、ＳＬ５に１００点、ＳＬ６に５０点、ＳＬ７に６０点、ＳＬ８に８０点、ＳＬ９に７０点のスコアが付けられたとする。

優先度判定付与部４５ｂは、全スライスＳＬ１〜ＳＬ９において、スコアが１番高い１００点のスライスに優先度１を付け、２番目に高い９０点のスライスに優先度２、３番に高い８０点のスライスに優先度３、４番に高い７０点のスライスに優先度４、５番に高い６０点のスライスに優先度５、６番に高い５０点のスライスに優先度６、７番に高い４０点のスライスに優先度７を付ける。

言い換えれば、接続要件の１００Ｍｂｐｓの帯域を、１００％実現可能なスライスに優先度１を付け、９０％実現可能なスライスに優先度２、８０％実現可能なスライスに優先度３を付ける。他のスライスにも同様に優先度を付ける。

このように優先度判定付与部４５ｂは、全スライスＳＬ１〜ＳＬ９の優先度１〜７を判定して付与することにより優先度リスト５０を作成し、この優先度リスト５０をデータ送信部４５ｃへ出力する。データ送信部４５ｃは、優先度リスト５０をスライス割当部４１ｂへ送信する。

上記の他に優先度判定付与部４５ｂが各スライスに優先度を付ける場合に、ユーザのサービス要件に対応する接続要件が複数あるとする。例えば、接続要件として、要求帯域、許容遅延及び所定の品質回線の３つがある場合に、３つの接続要件を全て実現可能なスライスに優先度１を付け、２つの接続要件のみを実現可能なスライスに優先度２を付け、１つの接続要件のみを実現可能なスライスに優先度３を付けることも考えられる。

更にこの他、各々のスライスが、３つの接続要件を何％実現可能であるかを割り出す。例えば、１つのスライスが、要求帯域を８０％実現可能であり、許容遅延を７０％、所定の回線品質を６０％実現可能であるとすると、この平均値７０％を求める。他のスライスにおいても同様に平均値を求める。この平均値を３つの接続要件を実現可能な割合とし、スライス毎にその割合が高い順に高い優先度を付けることも考えられる。

図２に示すスライス割当部４１ｂは、接続要求転送部４１ａから供給される接続要件情報中のサービス要求に適したスライスを、同じ接続要件情報に基づき作成された優先度リスト５０から優先度順に検索し、この検索されたスライスに一致するアクセスＮＷ３５内のスライスＳＬ１〜ＳＬｎをユーザ端末機３に割り当てる。この際、スライス割当部４１ｂは、例えば、アクセスＮＷ３５内の優先度１（図３参照）のスライスＳＬ５が使用中であれば、優先度２のスライスＳＬ１を割り当てる。

＜実施形態の動作＞
割当装置４０によるユーザ端末機３へのスライスの割当動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。この際、図１〜図３を参照する。

ステップＳ１において、グルーピング部４５ｄは、ＤＢ４３から各スライスの性能指標情報Ｄ２と、ユーザ端末機毎のサービス要件情報Ｄ３とを取得し、これら情報Ｄ２，Ｄ３を基に、サービス要件に適した性能指標のスライスを所定数集めてグループ化する。この際、グルーピング部４５ｄは、ユーザに提供するサービスが類似するスライスのグループＧを作成し、この作成手法により、スライスのサービス能力値の性質が異なる複数種類のグループＧｋを作成する。グルーピング部４５ｄは、その作成されたグループＧｋ毎に、グループの情報並びに各々のグループＧｋに所属するスライス毎のサービス情報を示すスライスグループ・所属スライス情報Ｄ１を、ＤＢ４３に格納する。

ステップＳ２において、接続要求転送部４１ａが、ユーザ端末機３から通信のサービス要求（例えば帯域１００Ｍｂｐｓの利用要求）を含む接続要求を受信したとする。ステップＳ３において、接続要求転送部４１ａは、その接続要求の情報を接続要件情報としてデータ受信部４５ａを介して優先度判定付与部４５ｂへ出力する。

ステップＳ４において、優先度判定付与部４５ｂは、接続要件情報が入力されると、ＤＢ４３の各情報Ｄ１〜Ｄ３を参照し、その接続要件情報に係るスライスを含むグループ内の全スライスへの優先度の付与を実行する。

まず、ステップＳ５において、優先度判定付与部４５ｂは、サービス要求である帯域１００Ｍｂｐｓの接続要件を例えば１００点満点の指標とする。

次に、ステップＳ６において、優先度判定付与部４５ｂは、上記の指標を基に、各スライスを個々にスコア化する。例えば、図３に示すように、１００Ｍｂｐｓの帯域を実現するスライスをスコア１００点とし、９０Ｍｂｐｓの帯域を実現するスライスをスコア９０点とする。以降同様に、他のスライスもスコア化する。

この後、ステップＳ７において、優先度判定付与部４５ｂは、スコア化が行われた全グループで、１グループ毎にスコア化されたスライスの平均スコアを算出する。

次に、ステップＳ８において、優先度判定付与部４５ｂは、平均スコアが高い上位Ｎ個のグループを選択し、この選択されたＮ個のグループに属する全スライスについてスコアが高い順に高い優先度を付与し、優先度リスト５０を作成する。例えば、優先度判定付与部４５ｂは、図３に示すように優先度１〜７を付与し、優先度リスト５０を作成する。

ステップＳ９において、優先度判定付与部４５ｂは、優先度リスト５０をデータ送信部４５ｃを介してスライス割当部４１ｂへ送信する。

ステップＳ１０において、スライス割当部４１ｂは、接続要求転送部４１ａからの接続要件情報中のサービス要件に適したスライスを、同じ接続要件情報に基づき作成された優先度リスト５０から優先度順に検索する。例えば、優先度２（図３）のスライスＳＬ１が検索されたとする。

ステップＳ１１において、スライス割当部４１ｂは、その検索された優先度２のスライスＳＬ１が、アクセスＮＷ３５内において空きであるか否かを判定する。空きで無ければ（Ｎｏ）、上記ステップＳ１０に戻って、次の優先度３のスライスＳＬ４，ＳＬ８を検索する。

この後、ステップＳ１１において、検索された優先度３のスライスＳＬ８のみが、アクセスＮＷ３５内において空きである場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ１２において、スライス割当部４１ｂがアクセスＮＷ３５内のスライスＳＬ８をユーザ端末機３に割り当てる。

＜実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の割当装置４０は、所定のサービス（通信サービス）を提供する仮想ネットワークであるスライス（サービススライス）を、アクセスＮＷ３５（ネットワーク）からユーザ端末機３に割り当てるものであり、次のような特徴構成とした。

（１）サービスが類似するスライスをグループ化し、このグループ化された複数のグループをＤＢ（データベース）４３に格納するグルーピング部４５ｄを備える。また、グループ化されたスライスが提供するサービスの性質が異なる複数種類のグループをＤＢ４３から選択し、この選択された各グループのスライスに、ユーザ端末機３が要求するサービスをスライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与する優先度判定付与部４５ｂを備える。更に、ユーザ端末機３のサービスの要求に適したスライスを、優先度順に検索し、この検索されたスライスをネットワークの中からユーザ端末機３に割り当てるスライス割当部４１ｂを備える構成とした。

この構成によれば、次のような効果が得られる。ユーザ端末機３の要求に応じたサービス（例えば帯域）を提供可能なスライスをユーザに割り当てる際に、例えばスライスをグループ化したグループが１つのみの場合、その帯域を提供可能なスライスに空きが無くなって枯渇すると、帯域要求のサービスに対応できなくなる。しかし、本実施形態では、グループ化されたスライスが提供するサービスの性質が異なる複数種類のグループのスライスに、ユーザ端末機３が要求する帯域のサービスをスライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与するようにした。これによって、１つのグループ内の帯域に係るスライスが枯渇しても、優先度順に他のグループ内の帯域に係るスライスをユーザ端末機３に割り当てることができる。つまり、ユーザのサービスの利用要求に適したスライスを、要求されたサービスの品質を低下させないようにユーザ端末機３に割り当てることができる。

また、最適なスライスを割り当てることができない場合でも、類似スライスを割り当てることができるので、全く異なるサービスのスライスを割り当てることを回避することができる。

（２）グルーピング部４５ｄは、スライスが提供するサービスの性能指標であるサービス能力値の集合を用いて、当該サービスが類似するスライスをグループ化し、このグループ化の手法により、サービス能力値の性質が異なる複数種類のグループを作成するようにした。

これによって、スライスが提供するサービスの性能指標であるサービス能力値の性質が異なる複数種類のグループを作成することができる。つまり、スライスのサービスの性質が異なる複数種類のグループが作成される。この中には、サービスが類似するスライスを含む同種のグループも複数含まれる。このため、１つのグループ内のサービスとして例えば帯域を提供可能なスライスが枯渇しても、他のグループ内の帯域に係るスライスをユーザ端末機３に割り当てることができる。

（３）優先度判定付与部４５ｂは、ＤＢ４３に格納されたグループに含まれるスライスを、ユーザ端末機３の要求するサービスを実現する割合に応じてスコア化し、グループ毎に平均スコアを算出し、当該平均スコアの上位から所定数のグループに含まれるスライスに、スコアの高い順に高い優先度を付与するようにした。

これによって、サービスの帯域に係る各グループのスライスを、例えばユーザ端末機３の要求するサービスを実現する割合が高い程、高い値にスコア化する。この後、グループ毎に平均スコアが算出される。このため、平均スコアの上位から所定数のグループが選択されると、この選択された各グループには、帯域を提供するスライスが含まれる。これらのスライスには、スコアの高い順に高い優先度が付与されているので、１つのグループ内の帯域に係るスライスに空きが無くなっても、優先度順に他のグループ内の帯域に係るスライスをユーザに割り当てることができる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

３ユーザ端末機
１０ネットワークシステム
３５アクセスＮＷ（ネットワーク）
４０サービススライス割当装置
４１スライス制御部
４１ａ接続要求転送部
４１ｂスライス割当部
ＳＬ１〜ＳＬｎサービススライス
４２ＳＤＮ管理部
４３インベントリィＤＢ（データベース）
４５スライス割当設定部
４５ａデータ受信部
４５ｂ優先度判定付与部
４５ｃデータ送信部
４５ｄスライスグルーピング部

Claims

所定の通信サービスを提供する仮想ネットワークであるサービススライスを、ネットワークから端末機に割り当てるサービススライス割当装置であって、
通信サービスが類似するサービススライスをグループ化し、このグループ化された複数のグループをデータベースに格納するグルーピング部と、
前記グループ化されたサービススライスが提供する通信サービスの性質が異なる複数種類のグループを前記データベースから選択し、この選択された各グループのサービススライスに、前記端末機が要求する条件の通信サービスをサービススライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与する優先度判定付与部と、
前記端末機の通信サービスの要求に適したサービススライスを、前記付与された優先度順に検索し、この検索されたサービススライスを前記ネットワークの中から端末機に割り当て、当該検索されたサービススライスが枯渇した場合は、次の優先度のサービススライスを割り当てるスライス割当部と
を備えることを特徴とするサービススライス割当装置。
前記グルーピング部は、
前記サービススライスが提供する通信サービスの性能指標であるサービス能力値の集合を用いて、当該通信サービスが類似するサービススライスをグループ化し、このグループ化の手法により、前記サービス能力値の性質が異なる複数種類のグループを作成する
ことを特徴とする請求項１に記載のサービススライス割当装置。
前記優先度判定付与部は、
前記データベースに格納されたグループに含まれるサービススライスを、前記端末機の要求する条件の通信サービスを実現する割合に応じてスコア化し、前記グループ毎に平均スコアを算出し、当該平均スコアの上位から所定数のグループに含まれるサービススライスに、スコアの高い順に高い優先度を付与する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のサービススライス割当装置。
所定の通信サービスを提供する仮想ネットワークであるサービススライスを、ネットワークから端末機に割り当てるサービススライス割当装置のサービススライス割当方法であって、
前記サービススライス割当装置は、
通信サービスが類似するサービススライスをグループ化し、このグループ化された複数のグループをデータベースに格納するステップと、
前記グループ化されたサービススライスが提供する通信サービスの性質が異なる複数種類のグループを前記データベースから選択し、この選択された各グループのサービススライスに、前記端末機が要求する条件の通信サービスをサービススライスが実現可能な割合が大きい程、優先度を高く判定して付与するステップと、
前記端末機の通信サービスの要求に適したサービススライスを、前記付与された優先度順に検索し、この検索されたサービススライスを前記ネットワークの中から端末機に割り当て、当該検索されたサービススライスが枯渇した場合は、次の優先度のサービススライスを割り当てるステップと
を実行することを特徴とするサービススライス割当方法。