JP7003876B2 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及び通信方法に関する。

近年、多様な要件（トラヒック、モビリティ、容量、ユーザ数、遅延時間等）に対して、柔軟かつ迅速にネットワークサービスを提供するために、ネットワークスライスが提案されている。ネットワークスライス（以下、スライス）とは、共通的なネットワークインフラから、要件に合わせて仮想的な論理ネットワークを構築し、独立した管理を行う技術である（例えば、非特許文献１参照）。

有田 真也, 西原 英臣, 奥川 徹, "ネットワークスライスに対応したテレメトリ方式の検討", 信学技報, vol. 118, no. 6, NS2018-3, pp. 13-17, 2018年4月

図１２は、スライスを説明する図である。図１２の例では、物理リソース上に、超低速遅延スライスＮａ、ＩｏＴ／Ｍ２Ｍ用スライスＮｂ、大容量スライスＮｃの仮想的な論理ネットワークが重畳して設定される。

ここで、複数のインフラ事業者間のスライスを接続して一つの論理ネットワーク（スライス）として提供する場合がある。この場合、事業者毎のプロトコルや管理ポリシ等の違いを吸収するために、スライスの両端にスライスゲートウェイ（Slice Gateway：ＳＬＧ）を介在させた構成が採用されている。図１３は、スライス構成システムの一例を示す図である。

ＳＬＧは、トンネル終端機能、トンネル振り分け機能、ＮＡＴ（Network Address Translation）機能を少なくとも有し、ＶＮＦ（Virtual Network Function）として動作することが想定されている。ＳＬＧは、仮想化管理モデルの標準となるＭＡＮＯ（Management and Network Orchestration）モデルに当てはめると、図１３のように、インフラ事業者が機能を持つＮＦＶＩ（Network Functions Virtualisation Infrastructure）上に位置づけられる。このＳＬＧに、ＳＬＧ間での遅延時間測定機能を与えることによって、スライスのＳＬＡ（Service Level Agreement）保証も可能になる。

そして、スライス構成システムは、スライス提供者によるスライスを管理するＮＦＶＯ（Network Functions Virtualization Orchestrator）、ＳＬＧにトラフィックを振り分ける振分部やＳＬＧを管理するＳＬＧ管理部、サービス事業者のオペレーションを統合するＯＳＳ（Operation Support System）／ＢＳＳ（Business Support System）に加え、オーケストレータを設けて集中制御を行い、スライスの設定や変更を動的に行っている。例えば、オーケストレータは、ＳＬＡ保証のために定期的に遅延時間等のネットワーク性能値をＳＬＧに測定させながら、状況に応じてスライスの優先制御値を動的に変更するといった制御を行う。

ところで、このスライス構成システムでは、各種要件に合わせたスライスが予め設定されている。そして、例えば低遅延サービスを実現する場合には、予め設定された低遅延のスライスへ振り分けることで実現される。

しかしながら、従来のスライス構成システムでは、予め設定された低遅延ネットワークスライスへ振り分けるだけであるため、予期できない需要によっては低遅延スライスが実現不可能となる場合があった。この際、低遅延スライスを実現するために、複数事業者をまたぐスライスを改めて設定する場合、オーケストレータは、他事業者との制御装置と連携して遅延割り当てを行うという煩雑な処理を行う必要があり、迅速かつ柔軟にスライスを設定することができなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ネットワークスライスの設定や変更を柔軟かつ迅速に実行可能である通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、物理リソース上に設けられた仮想的な論理ネットワークであるネットワークスライスと、ネットワークスライスの端部に設けられるＳＬＧと、端末を収容するｖＣＰＥ（virtualized Customer Premises Equipment）と、を有する通信システムであって、ＳＬＧは、ｖＣＰＥからネットワーク条件を含むネットワークスライス確保要求を受けると、他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を基に、ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧを選定してネットワークスライスを確保し、ネットワーク条件を満たす宛先ＳＬＧが無い場合には、新規に宛先ＳＬＧを起動させてネットワーク条件を満たすネットワークスライスを確立する選定部と、ｖＣＰＥから送信されたトラヒックを選定部が確保または確立したネットワークスライスに振り分ける振分部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ネットワークスライスの設定や変更を柔軟かつ迅速に実行可能である。

図１は、実施の形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示すＳＬＧの構成を説明する図である。 図３は、ＳＬＧ情報を説明する図である。 図４は、ＳＬＧテーブルのデータ構成の一例を示す図である。 図５は、図１に示す通信システムにおけるスライス確立までの処理の流れについて説明する図である。 図６は、図１に示す通信システムにおけるスライス確立までの処理の流れについて説明する図である。 図７は、図１に示す通信システムにおけるスライス確立までの処理の流れの他の例について説明する図である。 図８は、図１に示す通信システムにおけるスライス確立までの処理の流れの他の例について説明する図である。 図９は、図１に示すＳＬＧによるＳＬＧテーブルの作成処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、図１に示すＳＬＧによるスライスへのトラヒックの送信処理の処理手順を示すフローチャートである。 図１１は、プログラムが実行されることにより、サービスパス管理装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。 図１２は、スライスを説明する図である。 図１３は、スライス構成システムの一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

［実施の形態］
［通信システムの概要］
まず、図１を用いて、実施の形態に係る通信システムを説明する。図１は、実施の形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。

実施の形態に係る通信システム１は、共通のネットワーク基板上に論理的なネットワークスライス（以下、スライス）をサービス毎の要求条件に合わせて仮想的に構築することによって、サービスに必要な高いレベルの要求条件を効率的に実現する。例えば、通信システム１は、物理リソース（不図示）上にスライス５－１～５－４を確立し、各種要件に対応させた通信を実現する。スライス５－１～５－４は、両端がＳＬＧ６－１ａ～６―ｂで終端されており、内部には、両端のＳＬＧ６－１ａ～６―ｂにトラヒックを転送する転送装置７－１～７－４を有する。以下、スライス５－１～５－４を総称する際にはスライス５とする。ＳＬＧ６－１ａ～６―ｂを総称する際にはＳＬＧ６とする。転送装置７－１～７－４を総称する際には転送装置７とする。

通信システム１は、端末２と、端末２による接続要求に応じて認証を行う認証サーバ４と、隣接するスライス５－１，５－３のＳＬＧ６－１ａ，６－３ａにネットワーク条件を含むスライス確保要求を送信するｖＣＰＥ３とを有する。

通信システム１では、ＳＬＧ６が、ネットワーク情報、コンピュート情報を配信し、各ＳＬＧ６に関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を保持する。そして、通信システム１では、ＳＬＧ６が、各ＳＬＧ６に関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を基に、スライスの確保或いはスライスの確立を行っている。

例えば、ＳＬＧ６－１が、ｖＣＰＥ３からスライス確保要求を受けた場合、ネットワーク条件を満たすスライスの宛先ＳＬＧ（例えば、ＳＬＧ６－４ｂ）を選定してスライス５－３，５－４を確保する。また、ＳＬＧ６－１が、ｖＣＰＥ３からスライス確保要求を受けた場合、ネットワーク条件を満たす宛先ＳＬＧが無い場合には、新規に宛先ＳＬＧ（例えば、６－６ｂ）を起動させて、スライス５－５，５－６を確立し、ネットワーク条件を満たすスライス８－２を確立する。

このように、通信システム１では、オーケストレータを介さずに、ＳＬＧ６が自立的にスライス確保或いはスライス確立を行っているため、迅速かつ柔軟にスライスを設定できる。そこで、次に、ＳＬＧ６の構成について説明する。

［ＳＬＧの構成］
図２は、図１に示すＳＬＧ６の構成を説明する図である。図２に示すように、ＳＬＧ６は、ＮＦＶＩの物理リソース９２及び仮想化レイヤ９１上に構築され、作成部６１と、管理部６２と、振分部６３と、ＳＬＧ機能を実行するＳＬＧ機能部６４とを有する。

作成部６１は、他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を作成し、ｖＣＰＥ３によるスライス確保要求に対するスライスを選定する。作成部６１は、ＳＬＧ情報送受信部６１１と、テーブル作成部６１２（第１の作成部、取得部）と、トポロジー作成部６１３（第２の作成部）と、スライス選定部６１４（選定部）とを有する。

ＳＬＧ情報送受信部６１１は、自装置のＳＬＧ６の処理能力情報であるＳＬＧ情報を送信する。ＳＬＧ情報送受信部６１１は、他の各ＳＬＧ６からＳＬＧ情報を受信すると、受信した他のＳＬＧ６のＳＬＧ情報に自装置のＳＬＧ情報を追加し、隣接するノードに追加したＳＬＧ情報を送信する。

図３は、ＳＬＧ情報を説明する図である。ＳＬＧ情報は、当該ＳＬＧ６の識別番号（ＳＬＤ-ＩＤ番号）、全保有帯域、残帯域、メモリ量、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、及び、ＮＦＶ（Network Functions Virtualization）の処理能力（ＤＰＩ、ＡＩ、ＩｏＴサーバ制御、オプティマイズ、トランスコーディング等）を含む。言い換えると、ＳＬＧ情報は、それぞれのＳＬＧの識別情報とともに、全保有帯域、使用帯域、使用可能リソース及び処理可能機能を含む。

テーブル作成部６１２は、ＳＬＧ情報送受信部が受信した他のＳＬＧ６のＳＬＧ情報を基にＳＬＧテーブルを作成する。図４は、ＳＬＧテーブルのデータ構成の一例を示す図である。図４に示すように、ＳＬＧテーブルは、ＳＬＧの識別番号、遅延状態、使用帯域（帯域）、保有帯域（全保有帯域）、残帯域、メモリ、ＣＰＵ、ＮＦＶの項目を有する。なお、テーブル作成部６１２は、遅延測定６２２部が測定結果を基に、各ＳＬＧ６の遅延状態を取得し、ＳＬＧテーブルに登録する。

トポロジー作成部６１３は、隣接するＳＬＧと隣接関係を確立し、各ＳＬＧの隣接情報を取得して、ＳＬＧのトポロジーマップをトポロジー情報として作成する。また、トポロジー作成部６１３は、通信システム１が保有するＮＦＶマップを作成する。

スライス選定部６１４は、ｖＣＰＥ３からスライス確保要求を受けると、他の各ＳＬＧ６に関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を基に、ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧを選定してネットワークスライスを確保する。或いは、スライス選定部６１４は、ネットワーク条件を満たす宛先ＳＬＧが無い場合には、新規に宛先ＳＬＧを起動させてネットワーク条件を満たすスライスを確立する。スライス選定部６１４は、ＳＬＧテーブル、トポロジーマップ及びＮＦＶマップを基に、宛先ＳＬＧを選定する。

スライス選定部６１４は、ネットワーク条件を満たすスライス或いは宛先ＳＬＧが無い場合には、ＳＬＧテーブル、トポロジーマップ及びＮＦＶマップを基に、ネットワーク条件の遅延要件を満たす配下のＳＬＧ６からコンピュータノードを探索し、探索したコンピュータノードに新規に宛先ＳＬＧを起動させる。そして、スライス選定部６１４は、該宛先ＳＬＧにリソース確保要求を送信する。

スライス選定部６１４は、ｖＣＰＥ３から端末２のＳＬＡ情報と必要とするＮＦＶとを含むネットワークスライス確保要求を受けると、ＳＬＧテーブル、トポロジーマップ及びＮＦＶマップを基に、該当するＮＦＶを有する宛先ＳＬＧを選定する。そして、スライス選定部６１４は、選定した宛先ＳＬＧまでのリソース確保要求と該当するＮＦＶの確保要求を宛先ＳＬＧに送信してネットワークスライスを確保する。

管理部６２は、スライスに関する情報を管理する。管理部６２は、少なくとも各スライスの識別情報及びアクセス情報を管理するスライス情報管理部６２１と、トポロジーマップに従い宛先ＳＬＧごとにパケットを送信して遅延を測定する遅延測定部６２２と、スライスの故障の有無を管理するスライス故障管理部６２３と、ＳＬＧ６に付与されたタグを管理するタグ管理部６２４とを有する。管理部６２が管理する管理結果或いは遅延の測定結果は、作成部６１に出力される。

振分部６３は、ｖＣＰＥ３から送信されたトラヒックを、スライス選定部６１４が確保または確立したネットワークスライスに振り分ける。振分部６３は、トラヒックのスライスへの振り分けを管理するスライス振分管理部６３１と、スライスのトラヒックの振り分けを実行するスライス振分部６３２とを有する。スライス振分部６３２は、ＶＮＦとして動作する。

ＳＬＧ機能部６４は、ＳＬＧ管理部６４１と、ＳＬＧ機能部（ＶＮＦ）６４２とを有する。ＳＬＧ管理部６４１は、ＳＬＧ機能部（ＶＮＦ）６４２のＳＬＧ処理を管理する。ＳＬＧ機能部（ＶＮＦ）６４２は、トンネル終端機能、トンネル振り分け機能、ＮＡＴ機能を有し、ＶＮＦとして動作する。

［処理の流れ］
次に、通信システム１におけるスライス確立までの処理の流れについて説明する。まず、図５及び図６を参照して、遅延条件を満たすスライスがある場合について説明する。図５及び図６は、図１に示す通信システム１におけるスライス確立までの処理の流れについて説明する図である。

図５に示すように、まず、端末２からネットワーク側にあるｖＣＰＥ３に対して接続要求を送信する（図５の（１）参照）。接続要求を受信したｖＣＰＥ３は、認証サーバ４へアクセスする（図５の（２）参照）。認証サーバ４は、接続要求を行った端末２のユーザＳＬＡ情報をネットワーク条件としてｖＣＰＥ３に送信する（図５の（３）参照）。言い換えると、認証サーバ４は、接続要求を行った端末２が必要とする帯域、遅延等のネットワーク条件を送信する。ＳＬＡ情報を受信したｖＣＰＥ３は、隣接するＳＬＧ６－１ａ，６－３ａに、端末２に該当するトラヒックの宛先及びＳＬＡ情報を送信し、スライス確保を要求する（図５の（４）参照）。

ｖＣＰＥ３からスライス確保を要求されたＳＬＧ６－１ａ，６－３ａは、それぞれが有するＳＬＧテーブルを参照して、トラヒックの宛先に該当する宛先ＳＬＧを選定する（図５の（５）参照）。その際、ＳＬＧ６－１ａ，６－３ａは、遅延ＳＬＡが想定以内かどうか確認する。

ここでは、ＳＬＧ６－１ａが、遅延ＳＬＡが想定以内であり、トラヒックの宛先に該当する宛先ＳＬＧ６－２ｂを選定した場合を例に説明する。この場合、ＳＬＧ６－１ａは、選定した宛先ＳＬＧ６－２ｂまでのリソース確保要求を送信する（図６の（６）参照）。宛先ＳＬＧ６－２ｂは、スライスを確保し、確保完了メッセージを送信する（図６の（７）参照）。宛先ＳＬＧ６－２ｂからメッセージを受け取った中継ＳＬＧ（図６の例では、ＳＬＧ６－１ｂ，６－２ａ）は、自ノード情報を追加して送信元のＳＬＧ６－１ａへ送信する。

これらを受信したＳＬＧ６－１ａは、ｖＣＰＥ３に対して、確保完了を送り（図６の（８）参照）、スライス５－１，５－２を有するスライス８－１を確立する（図６の（９）参照）。そして、ｖＣＰＥ３は、トラヒックを、ＳＬＧ６－１ａへ送信し、ＳＬＧ６－１ａは、スライス８－１を介して、宛先ＳＬＧ６－２ｂへトラヒックを送信する。

次に、図７を参照して、遅延条件を満たすスライスが無い場合について説明する。図７は、図１に示す通信システム１におけるスライス確立までの処理の流れの他の例について説明する図である。

図７では、ｖＣＰＥ３によるＳＬＧ６－１ａ，６－３ａへのスライス確保後の処理より説明する。ｖＣＰＥ３からスライス確保を要求されたＳＬＧ６－１ａ，６－３ａは、それぞれが有するＳＬＧテーブルを参照して、トラヒックの宛先に該当するとともに、遅延ＳＬＡが想定以内である宛先ＳＬＧを選定する。

ここでは、ネットワーク条件を満たすＳＬＧが無い場合について説明する（図７の（１）参照）。この場合、ＳＬＧ６－１ａは、遅延要件を満たす配下ＳＬＧよりコンピュートノードを探索する（図７の（２）参照）。そして、ＳＬＧ６－１ａは、探索したコンピュートノードに、新たに宛先ＳＬＧ６－６ｂを起動し（図７の（３）参照）、リソース確保要求を送信する（図７の（４）参照）。宛先ＳＬＧ６－６ｂは、ＮＦＶのコンピュート情報についてマイグレーション要求を送信する（図７の（５）参照）。マイグレーションが終了すると、宛先ＳＬＧ６－６ｂは、確保完了メッセージを送信する（図７の（６）参照）。メッセージを受け取った中継ＳＬＧ（図６の例では、ＳＬＧ６－１ｂ，６－２ａ）は、自ノード情報を追加して送信元のＳＬＧ６－１ａへ送信する。

これらを受信したＳＬＧ６－１ａは、ｖＣＰＥ３に対して、確保完了を送り（図７の（７）参照）、スライス５－５，５－６を有するスライス８－２を確立する（図７の（８）参照）。そして、ｖＣＰＥ３は、トラヒックを、ＳＬＧ６－１ａへ送信し、ＳＬＧ６－１ａは、スライス８－２を介して、宛先ＳＬＧ６－２ｂへトラヒックを送信する。

次に、図８を参照して、遅延条件を満たすためにＮＦＶ確率が必要となる場合について説明する。図８は、図１に示す通信システム１におけるスライス確立までの処理の流れの他の例について説明する図である。

図８に示すように、まず、端末２からネットワーク側にあるｖＣＰＥ３に対して接続要求を送信する（図８の（１）参照）。接続要求を受信したｖＣＰＥ３は、認証サーバ４へアクセスする。認証サーバ４は、接続要求を行った端末２のユーザＳＬＡ情報と、必要とするＮＦＶとをネットワーク条件としてｖＣＰＥ３に送信する（図８の（２）参照）。ＳＬＡ情報を受信したｖＣＰＥ３は、隣接するＳＬＧ６－１ａ，６－３ａに、端末２に該当するトラヒックの宛先、ＳＬＡ情報、及び、必要とするＮＦＶを送信しスライス確保を要求する（図８の（３）参照）。

ｖＣＰＥ３からスライス確保を要求されたＳＬＧ６－１ａ，６－３ａは、それぞれが有するＳＬＧテーブルを参照して、遅延ＳＬＡが想定以内であり、トラヒックの宛先に該当するとともに、必要とするＮＦＶを保有するＳＬＧを選定する（図８の（４）参照）。

ＳＬＧ６－１ａが、宛先ＳＬＧとして、ＳＬＧ６－４ｂを選定した場合を例に説明する。この場合、ＳＬＧ６－１ａは、選定した宛先ＳＬＧ６－４ｂまでのリソース確保要求と、必要とするＮＦＶ確保要求を送信する（図８の（５）参照）。宛先ＳＬＧ６－４ｂは、スライスを確保し、必要とするＮＦＶを確保すると、確保完了メッセージを送信する（図８の（６）参照）。宛先ＳＬＧ６－４ｂからメッセージを受け取った中継ＳＬＧ（図８の例では、ＳＬＧ６－１ｂ，６－４ａ）は、自ノード情報を追加して送信元のＳＬＧ６－１ａへ送信する。

これらを受信したＳＬＧ６－１ａは、ｖＣＰＥ３に対して、確保完了を送り（図８の（７）参照）、スライス５－１，５－４を有するスライス８－３を確立する（図８の（８）参照）。そして、ｖＣＰＥ３は、トラヒックを、ＳＬＧ６－１ａへ送信し、ＳＬＧ６－１ａは、スライス８－３を介して、宛先ＳＬＧ６－２ｂへトラヒックを送信する。

［ＳＬＧテーブル作成処理］
次に、ＳＬＧ６がＳＬＧテーブルを作成するまでの処理手順について説明する。図９は、図１に示すＳＬＧ６によるＳＬＧテーブルの作成処理の処理手順を示すフローチャートである。

図９に示すように、ＳＬＧ６は、他のＳＬＧ６からＳＬＧ情報を受信すると（ステップＳ１）、受信したＳＬＧ情報のＳＬＧ－ＩＤ番号が、ＳＬＧテーブルに既に登録済みのＩＤ番号であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ＳＬＧ６は、受信したＳＬＧ情報のＳＬＧ－ＩＤ番号が、ＳＬＧテーブルに既に登録済みのＩＤ番号でないと判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、このＳＬＧ－ＩＤ番号をＳＬＧテーブルに登録する（ステップＳ３）。

ＳＬＧ６は、受信したＳＬＧ情報のＳＬＧ－ＩＤ番号が、ＳＬＧテーブルに既に登録済みのＩＤ番号であると判定した場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、または、ステップＳ３終了後、ＳＬＧテーブルを参照して（ステップＳ４）、このＳＬＧ―ＩＤ番号に対応する情報と、受信したＳＬＤ情報に含まれる情報との間に差分があるか否かを判定する（ステップＳ５）。

ＳＬＧ６は、ＳＬＧ―ＩＤ番号に対応する情報と、受信したＳＬＤ情報に含まれる情報との間に差分があると判定した場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、差分に応じてＳＬＤテーブルを更新する（ステップＳ６）。

ＳＬＧ６は、ＳＬＧ―ＩＤ番号に対応する情報と、受信したＳＬＤ情報に含まれる情報との間に差分がないと判定した場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、または、ステップＳ６終了後、このＳＬＤ情報を送信したＳＬＧ６から定期的に情報を受信しているか否かを判定する（ステップＳ７）。

ＳＬＧ６は、このＳＬＤ情報を送信したＳＬＧ６から定期的に情報を受信していると判定した場合には（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、このＳＬＤ－ＩＤ番号に対応する情報の登録を維持する（ステップＳ８）。

ＳＬＧ６は、このＳＬＤ情報を送信したＳＬＧ６から定期的に情報を受信していないと判定した場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、または、ステップＳ８終了後、ＳＬＧテーブルの作成を完了して（ステップＳ９）、処理を終了する。

［トラヒック送信処理］
次に、ＳＬＧ６によるスライスへのトラヒックの送信処理の処理手順について説明する。図１０は、図１に示すＳＬＧ６によるスライスへのトラヒックの送信処理の処理手順を示すフローチャートである。

図１０に示すように、ＳＬＧ６は、ｖＣＰＥ３からスライス確保の要求とネットワーク条件とを含む情報を受信すると（ステップＳ１１）、管理部６２が管理する情報を基に、このトラヒックの送信先として既存スライスの登録が有るか否かを判定する（ステップＳ１２）。

ＳＬＧ６は、このトラヒックの送信先として既存スライスの登録がないと判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、ＳＬＧテーブルを参照して（ステップＳ１３）、遅延要件を満たす宛先ＳＬＧが有るか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、必要とするＮＦＶがネットワーク条件に含まれる場合には、ＳＬＧ６は、遅延要件を満たす宛先ＳＬＧであって、必要とするＮＦＶを保有するＳＬＧを選定する。

ＳＬＧ６は、遅延要件を満たす宛先ＳＬＧが有ると判定した場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、或いは、ＳＬＧ６は、遅延要件を満たす宛先ＳＬＧであって必要とするＮＦＶを保有するＳＬＧがあると判定した場合、ＳＬＩ（Scalable Line Interconnect）に合う宛先ＳＬＧを選定する（ステップＳ１５）。そして、ＳＬＧ６は、選定した宛先ＳＬＧまでのリソース確保要求、または、選定した宛先ＳＬＧまでのリソース確保及び必要とするＮＦＶ確保要求を送信する。宛先ＳＬＧは、スライスを確保し、確保完了メッセージを要求元のＳＬＧ６に送信する。

これによって、ＳＬＧ６は、選定した宛先ＳＬＧを確保し、スライスを確立し（ステップＳ１６）、確立したスライスのＳＬＧ６に該スライスに対応させたタグを付ける（ステップＳ１７）。

ＳＬＧ６は、遅延要件を満たす宛先ＳＬＧが無いと判定した場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、遅延要件を満たす配下ＳＬＧよりコンピュートノードを探索する（ステップＳ１８）。そして、ＳＬＧ６は、探索したコンピュートノードに、新たに宛先ＳＬＧを起動し（ステップＳ１９）、リソース確保要求を送信する。なお、新たに起動した宛先ＳＬＧは、ＮＦＶのコンピュート情報についてマイグレーション要求を送信し、マイグレーションが終了すると、宛先ＳＬＧは、確保完了メッセージを送信する。これに受けて、ＳＬＧ６は、ＳＬＧテーブルを更新して（ステップＳ２０）新規の宛先ＳＬＧの情報を追加する。そして、ＳＬＧ６は、この宛先ＳＬＧを確保し、スライスを確立し（ステップＳ２１）、確立したスライスのＳＬＧ６に該スライスに対応させたタグを付ける（ステップＳ２２）。

ＳＬＧ６は、既存スライスの登録が有ると判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１７終了後、または、ステップＳ２２終了後、トラヒックを、既存スライス或いは確立したスライスを介してトラヒックを宛先ＳＬＧに送信する（ステップＳ２３）。

［実施の形態の効果］
この実施の形態に係る通信システム１では、ＳＬＧ６は、ｖＣＰＥ３からネットワーク条件を含むネットワークスライス確保要求を受けると、他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を基に、ネットワーク条件を満たすスライスの宛先ＳＬＧを選定してネットワークスライスを確保する。或いは、ＳＬＧ６は、ネットワーク条件を満たす宛先ＳＬＧが無い場合には、新規に宛先ＳＬＧを起動させてネットワーク条件を満たすネットワークスライスを確立する。そして、ＳＬＧ６は、ｖＣＰＥから送信されたトラヒックを、確保または確立したスライスに振り分ける。

このように、通信システム１では、オーケストレータを介さずに、ＳＬＧ６が自立的にスライス確保或いはスライス確立を行っているため、迅速かつ柔軟にスライスを設定できるという効果を奏する。

［システム構成等］
図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。また、本実施形態において説明した各処理は、記載の順にしたがって時系列に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力あるいは必要に応じて並列的にあるいは個別に実行されてもよい。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

［プログラム］
図１１は、プログラムが実行されることにより、ＳＬＧ６やｖＣＰＥ３を構築する物理リソースが実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。

メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０１１及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic Input Output System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０３１に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１０４１に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１０４１に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。

ハードディスクドライブ１０３１は、例えば、ＯＳ１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、ＳＬＧ６やｖＣＰＥ３を構築する物理リソースの各処理を規定するプログラムは、コンピュータ１０００により実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０３１に記憶される。例えば、ＳＬＧ６やｖＣＰＥ３を構築する物理リソースにおける機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０３１は、ＳＳＤ（Solid State Drive）により代替されてもよい。

また、上述した実施形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０３１に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０３１に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。

なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０３１に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１０４１等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

１ 通信システム
２ 端末
３ ｖＣＰＥ
４ 認証サーバ
６，６－１ａ～６－６ｂ ＳＬＧ
７，７－１～７－７ 転送装置
９ ＮＦＶＩ
６１ 作成部
６２ 管理部
６３ 振分部
６４ ＳＬＧ機能部
９１ 仮想化レイヤ
９２ 物理リソース
６１１ ＳＬＧ情報送受信部
６１２ テーブル作成部
６１３ トポロジー作成部
６１４ スライス選定部
６２１ スライス情報管理部
６２２ 遅延測定部
６２３ スライス故障管理部
６２４ タグ管理部
６３１ スライス振分管理部
６３２ スライス振分部（ＶＮＦ）
６４１ ＳＬＧ管理部
６４２ ＳＬＧ機能部（ＶＮＦ）

Claims (5)

1. 物理リソース上に設けられた仮想的な論理ネットワークであるネットワークスライスと、ネットワークスライスの端部に設けられるＳＬＧ（Slice Gateway）と、端末を収容するｖＣＰＥ（virtualized Customer Premises Equipment）と、を有する通信システムであって、
   前記ＳＬＧは、
   前記ｖＣＰＥからネットワーク条件を含むネットワークスライス確保要求を受けると、他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を基に、前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧを選定してネットワークスライスを確保し、トラヒックの宛先に該当する宛先ＳＬＧであって前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧの登録が無い場合には、新規に宛先ＳＬＧを起動させて前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスを確立する選定部と、
   前記ｖＣＰＥから送信されたトラヒックを、前記選定部が確保または確立したネットワークスライスに振り分ける振分部と、
   を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記選定部は、トラヒックの宛先に該当する宛先ＳＬＧであって前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧの登録が無い場合には、前記他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態、処理能力情報を基に、ネットワーク条件の遅延要件を満たす配下のＳＬＧからコンピュータノードを探索し、探索したコンピュータノードに新規に宛先ＳＬＧを起動させ、該宛先ＳＬＧにリソース確保要求を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記選定部は、前記ｖＣＰＥから前記端末のＳＬＡ（Service Level Agreement）情報と必要とするＮＦＶ（Network Functions Virtualization）とを含むネットワークスライス確保要求を受けると、他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態、処理能力情報を基に、該当するＮＦＶを有する宛先ＳＬＧを選定し、選定した宛先ＳＬＧまでのリソース確保要求と該当するＮＦＶの確保要求を宛先ＳＬＧに送信してネットワークスライスを確保することを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記ＳＬＧは、
   他の各ＳＬＧからそれぞれのＳＬＧの識別情報とともに、全保有帯域、使用帯域、使用可能リソース及び処理可能機能を含むＳＬＧの処理能力情報を受信して、各ＳＬＧの処理能力情報を示すＳＬＧテーブルを作成する第１の作成部と、
   隣接するＳＬＧと隣接関係を確立し、各ＳＬＧの隣接情報を取得して、ＳＬＧのトポロジーマップを前記トポロジー情報として作成する第２の作成部と、
   前記トポロジー情報に従い、宛先ＳＬＧごとにパケットを送信して遅延を測定し、各ＳＬＧの遅延状態を取得する取得部と、
   を有することを特徴する請求項１～３のいずれか一つに記載の通信システム。
5. 物理リソース上に設けられた仮想的な論理ネットワークであるネットワークスライスと、ネットワークスライスの端部に設けられるＳＬＧと、端末を収容するｖＣＰＥと、を有する通信システムが実行する方法であって、
   前記ＳＬＧが、前記ｖＣＰＥからネットワーク条件を含むネットワークスライス確保要求を受ける工程と、
   前記ＳＬＧが、他の各ＳＬＧに関するトポロジー情報、遅延状態及び処理能力情報を基に、前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧを選定してネットワークスライスを確保する工程と、
   前記ＳＬＧが、トラヒックの宛先に該当する宛先ＳＬＧであって前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスの宛先ＳＬＧの登録が無い場合には、新規に宛先ＳＬＧを起動させて前記ネットワーク条件を満たすネットワークスライスを確立する工程と、
   前記ＳＬＧが、前記ｖＣＰＥから送信されたトラヒックを、確保または確立されたネットワークスライスに振り分ける工程と、
   を含んだことを特徴とする通信方法。

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