JPWO2015133125A1 - サーバ、制御装置、管理装置、通信システム、通信方法、制御方法、管理方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟な仮想マシン制御を実行可能な技術を提供すること。【解決手段】本発明に係るサーバは、ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用可能な第一の手段と、受信信号を、当該受信信号に対応するネットワーク機能を運用する仮想マシンに転送可能な第二の手段と、を含み、前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御可能であることを特徴とする。【選択図】 図８

Description

本発明は、２０１４年３月４日に出願された日本国特許出願：特願２０１４−０４１３８１の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用を持って本書に組み込まれているものとする。
本発明は、仮想マシンの制御に係り、特に、通信システムにおける仮想マシンの制御に関する。

通信システムは、通信サービスに関する信号処理を実行するため、当該信号処理に対応する専用アプライアンスを用いる。通信システムの構築には専用アプライアンスが必要となるため、通信サービスを新たに立ち上げる場合、ネットワークオペレータは、新たな専用アプライアンスの導入を強いられる。専用アプライアンスを導入するために、ネットワークオペレータは、専用アプライアンスの購入費用や設置スペース等に多大なコストを払う。

このような状況に鑑み、近年、専用アプライアンスで実行される信号処理を、ソフトウェアにより仮想的に実行する技術を通信システムに適用することが検討されている。

携帯電話等に通信サービスを提供する通信システムにおいて、携帯電話等の通信端末は、基地局と通信し、コアネットワークを経由してインターネット等にアクセスすることができる。上述の仮想化技術により、コアネットワークの専用アプライアンスの機能を、ソフトウェアにより仮想的に実行することが検討されている。

特許文献１は、仮想化技術の例を開示する。特許文献１において、仮想化装置は、ロードバランサやＷｅｂサーバ等の専用アプライアンス毎に、仮想マシン上に仮想アプライアンスを構築する。

特開２０１１−３４４０３号公報

特許文献１による仮想化技術では、例えば仮想マシンを増設する場合、仮想化装置がアプライアンス毎に仮想マシンを増設する必要がある。すなわち、アプライアンス単位で増設するために、例えば専用アプライアンスの一部の機能に対応する仮想マシンの増設が困難となり、柔軟な仮想マシン制御を実現することができなかった。

そこで、本発明の目的は、柔軟な仮想マシン制御を実行可能な技術を提供することである。

本発明によれば、ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用可能な第一の手段と、 受信信号を、当該受信信号に対応するネットワーク機能を運用する仮想マシンに転送可能な第二の手段とを含み、前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御可能であることを特徴とするサーバが提供される。

また、本発明によれば、ネットワークノードで実行されるネットワーク機能を仮想マシンで運用するサーバと通信可能なインターフェースと、前記サーバに対し、前記インターフェースを介して、複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用するように指示可能な仮想マシン制御手段とを含み、前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示可能であることを特徴とする制御装置が提供される。

また、本発明によれば、ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用し、受信信号を、当該受信信号に対応するネットワーク機能を運用する仮想マシンに転送し、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを特徴とする通信方法が提供される。

また、本発明によれば、ネットワークノードで実行されるネットワーク機能を仮想マシンで運用するサーバと通信し、前記サーバに対し、前記インターフェースを介して、複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用するように指示し、前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示することを特徴とする制御方法が提供される。

さらに、本発明によれば、コンピュータに、ネットワークノードで実行されるネットワーク機能を仮想マシンで運用するサーバと通信する処理と、前記サーバに対し、前記インターフェースを介して、複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用するように指示する処理と、前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示する処理とを実行させることを特徴とするプログラムが提供される。

本発明によれば、柔軟な仮想マシン制御を実行可能な技術を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態による通信システムの一例を示すシステム構成図である。 図２は、第１の実施形態によるサーバの機能的構成の一例を模式的に示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態によるサーバの機能的構成の他の例を示すブロック図である。 図４は、第１の実施形態によるサーバの制御部の構成例を示す模式的ブロック図である。 図５は、第１の実施形態によるサーバの動作を説明するためのシーケンス図である。 図６は、本発明の第２の実施形態によるサーバの機能的構成の一例を示す概略的ブロック図である。。 図７は、第２の実施形態によるサーバの動作を説明するためのシーケンス図である。 図８は、本発明の第３の実施形態によるサーバの機能的構成の第１例を示すブロック図である。 図９は、第３の実施形態によるサーバの機能的構成の第２例を示すブロック図である。 図１０は、第３の実施形態によるサーバの機能的構成の第３例を示すブロック図である。 図１１は、本発明の第４の実施形態による制御装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図１２は、第４の実施形態における管理ＤＢが有する情報の第１構成例を模式的に示すデータ構成図である。 図１３は、第４の実施形態における管理ＤＢが有する情報の第２構成例を模式的に示すデータ構成図である。 図１４は、第４の実施形態における管理ＤＢが有する情報の第３構成例を模式的に示すデータ構成図である。 図１５は、本発明の第５の実施形態によるサーバの機能的構成の第１例を示すブロック図である。 図１６は、第５の実施形態によるサーバの機能的構成の第２例を示すブロック図である。 図１７は、第５の実施形態によるサーバの機能的構成の第３例を示すブロック図である。 図１８は、第５の実施形態による通信システムの一例を示す構成図である。 図１９は、第５の実施形態におけるパケット分類装置の一例を示すブロック図である。 図２０は、第５の実施形態による通信システムの他の例を示す構成図である。 図２１は、第５の実施形態における転送装置の一例を示すブロック図である。 図２２は、図２１に示す転送装置が有する情報の構成例を模式的に示すデータ構成図。 図２３は、本発明の第６の実施形態による制御装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図２４は、図２３に示す管理ＤＢが有する情報の第１構成例を模式的に示すデータ構成図である。 図２５は、第６の実施形態によるサーバの制御部の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図２６は、第６の実施形態における転送装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図２７は、本発明の第７の実施形態によるサーバの機能的構成の一例を示すブロック図である。 図２８は、第７の実施形態における管理ＤＢが有する情報の第１構成例を模式的に示すデータ構成図である。 図２９は、第７の実施形態におけるパス変更動作を模式的に説明するための管理ＤＢが有する情報の一例を示すデータ構成図である。 図３０は、第７の実施形態における管理ＤＢが有する情報の第２構成例を模式的に示すデータ構成図である。 図３１は、本発明の第８の実施形態による運用管理装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。 図３２は、第８の実施形態による運用管理装置の機能的構成の他の例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を説明する。各実施形態は例示であり、本発明は各実施形態に限定されるものではない。

１．第１の実施形態
本発明の第１の実施形態によれば、通信システムのネットワークノードが含む様々なネットワーク機能（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＮＦ）の各々に対して、仮想マシンが構築される。これにより、たとえばノードのネットワーク機能毎に仮想マシンを増設することが可能となり、仮想マシン制御の柔軟性および適応性を向上させることができる。

図１は、第１の実施形態の通信システムの構成例を示す。図１はＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）の通信システムが例示するが、本発明の通信システムは図１の例に限定されない。

図１の例において、端末１は、基地局２に接続し、コアネットワークを介してインターネット等にアクセスする。コアネットワークは、例えば、ゲートウェイ３、ＭＭＥ（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｅｎｔｉｔｙ）４等により構成される。ゲートウェイ３は、Ｓ−ＧＷ（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇａｔｅｗａｙ）、Ｐ−ＧＷ（Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｏｗｏｒｋ Ｇａｔｅｗａｙ）等のネットワークノードを含む。各ネットワークノードは、通信システムが提供する通信サービスに関する様々な信号処理を実行する。例えば、ＭＭＥ４は、端末１の移動管理に関する信号処理を実行する。

第１の実施形態によれば、図１に例示されたネットワークノード（基地局２、ゲートウェイ３、ＭＭＥ４）を、各ノードが含むネットワーク機能毎に仮想化することが可能である。但し、本実施形態により仮想化されるネットワークノードは、図１に例示されたノードに限られない。

１．１）サーバ
図２は、ネットワークノードを仮想化するサーバ２０の構成例を示す。図２の例示されるように、サーバ２０の制御部２１０は、ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能Ａ、Ｂ、Ｃ・・・をそれぞれ対応する複数の仮想マシンで運用可能である。つまり、制御部２１０は、ネットワークノードのネットワーク機能毎に仮想マシンを制御することができ、複数のネットワーク機能を個別に運用可能である。

制御部２１０は、例えば、ハイパーバイザ（Ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ）等、コンピュータの仮想化を実行可能な制御ソフトウェアにより構成されてもよい。

ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能は、例えば、ネットワークノードで実行される信号処理に関する機能であり、当該信号処理により、データ通信等のサービスがユーザに対して提供される。

図１に例示されたネットワークノードは、例えば以下のネットワーク機能を含む。
Ｐ−ＧＷ：
・パケットを処理する機能（Ｕｓｅｒ−Ｐｌａｎｅ機能）
・通信に応じた課金状態を管理する機能（ＰＣＥＦ：Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｅｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
・ＱｏＳ等のポリシを制御する機能（ＰＣＲＦ：Ｐｏｌｉｃｙ ａｎｄ Ｃｈａｒｇｉｎｇ Ｒｕｌｅ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
・通信を傍受するための合法的傍受（ＬＩ：Ｌａｗｆｕｌ Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ）機能
Ｓ−ＧＷ：
・パケットを処理する機能（Ｕｓｅｒ−Ｐｌａｎｅ機能）
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ−Ｐｌａｎｅ機能）
ＭＭＥ：
・制御シグナリングを処理する機能（Ｃ−Ｐｌａｎｅ機能）；例えば、通信用のセッションの設定／解放、ハンドオーバの制御等
・ＨＳＳ（Ｈｏｍｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｅｒｖｅｒ）と連携して、通信システムの加入者情報を管理する機能
基地局：
・デジタルベースバンド信号処理を行う機能
・アナログＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号処理を行う機能。

制御部２１０は、上記ネットワーク機能の各々を、仮想ネットワーク機能（ＶＮＦ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）２００として、仮想マシン上で運用することができる。なお、上記の機能は例示であり、制御部２１０が仮想マシン上で運用可能な機能は、上述の例に限られない。また、本発明のネットワークノードの、上述の例に限られない。

例えば、制御部２１０は、図３の例のように、複数種類のネットワークノード（図３のネットワークエンティティ（１）、（２））の機能を、仮想マシン上で運用することも可能である。

また、ＶＮＦ２００は、複数のサーバ２０に分かれて配置されてもよい。例えば、図２の例において、機能ＡとＢにそれぞれ対応するＶＮＦ２００はサーバ２０（１）に配置され、機能Ｃに対応するＶＮＦ２００はサーバ２０（２）に配置されてもよい。

制御部２１０は、受信信号をＶＮＦ２００に転送し、ＶＮＦ２００の機能に応じた信号処理を実行させることができる。例えば、パケット等の通信データ、ベアラ通信データ、ネットワークノードが受信するメッセージ等の信号に対して、ＶＮＦ２００がその機能に対応する信号処理を実行する。

図４は、制御部２１０の構成例を示す。制御部２１０は、例えば、ＶＭ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ）制御部２１００およびパス制御部２１０１を含む。

ＶＭ制御部２１００は、ネットワークノードが実行する信号処理に対応するＶＮＦ２００を運用するための仮想マシンを制御する。例えば、ＶＭ制御部２１００は、仮想マシンの起動、削除および停止の少なくとも１つを実行できる。また、例えば、ＶＭ制御部２１００は、稼働中の仮想マシンを他の仮想マシンに移行（マイグレーション）することも可能である。

ＶＭ制御部２１００は、通信システムの状況に応じて、仮想マシンの起動／停止、移行等を制御することもできる。例えば、ＶＭ制御部２１００は、通信システムの通信量、輻輳状況、サーバ２０の負荷等に応じて、動的にＶＮＦ２００の起動／停止、移行等を実行する。また、例えば、ＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００を実行する仮想マシンの負荷に応じて、新たな仮想マシンの起動、稼働中の仮想マシンから他の仮想マシンへの移行等の制御を実行する。

パス制御部２１０１は、受信した受信信号をＶＮＦ２００に転送する。ＶＮＦ２００は、パス制御部２１０１から転送された信号に対して、対応する信号処理を実行する。

１．２）動作
図５は、第１の実施形態によるサーバ２０の動作例を示す。

制御部２１０は、ネットワークノードのネットワーク機能毎に仮想マシンを制御できる（動作Ｓ１０）。制御部２１０は、例えば、ネットワークノードの各機能に対応する仮想マシンの起動あるいは停止を実行する。

制御部２１０は、信号を受信すると（動作Ｓ１１）、当該受信信号をＶＮＦ２００に転送する（動作Ｓ１２）。ＶＮＦ２００は、制御部２１０から転送された信号に対して、対応する信号処理を実行する（動作Ｓ１３）。

２．第２の実施形態
本発明の第２の実施形態によれば、信号の種別に応じて、受信信号が経由するＶＮＦ２００を制御できる。信号の種別に応じてＶＮＦ２００を選択することで、通信に応じた柔軟な信号処理を実現できる。第２の実施形態による技術は、上述の第１の実施形態、後述の実施形態のいずれにも適用可能である。

２．１）サーバ
図６に例示するように、サーバ２０の制御部２１０は、受信信号が経由するＶＮＦ２００を表すパス（以下、ＶＮＦパスと呼ぶ）を制御することが可能である。制御部２１０は、例えば、信号の種別に応じて、受信信号が経由するＶＮＦパスを制御できる。信号の種別は、例えば、パケットを伝送する仮想的なコネクションであるベアラの種別、パケット内の情報に基づいて識別されるパケットの属性等である。

図６の例では、制御部２１０は、信号（１）に対して、ＶＮＦ（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）を経由するＶＮＦパスを設定し、信号（２）に対して、ＶＮＦ（Ａ）および（Ｂ）を経由するＶＮＦパスを設定する。制御部２１０は、設定したＶＮＦパスに沿ってパケットを転送できる。例えば、制御部２１０は、ＶＮＦ２００に割り当てられたＭＡＣアドレス、ＩＰアドレス等に基づいて、パケットを転送できる。

制御部２１０のパス制御部２１０１は、受信信号が経由するＶＮＦ２００を表すＶＮＦパスを制御するが、本実施形態によれば、信号の種別に応じてＶＮＦパスを制御できる。

パス制御部２１０１は、例えば、ユーザ（端末１）の通信量、通信システムの通信負荷／通信量、サーバ２０の負荷状況等に基づいて、ＶＮＦパスを制御することができる。

例えば、パス制御部２１０１は、ベアラの通信量に応じて、当該ベアラに属するパケットのＶＮＦパスを制御する。例えば、通信量が所定の閾値を超えると、ＶＮＦパスが変更される。

パス制御部２１０１は、仮想マシンの負荷状況に応じて、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００を選択できる。例えば、パス制御部２１０１は、同じ機能を含む複数のＶＮＦ２００のうち、仮想マシンの負荷が低いＶＮＦ２００を優先的に選択し、ＶＮＦパスを構成する。

制御部２１０は、例えば、ソフトウェアにより構成される仮想的なスイッチ（ｖＳｗｉｔｃｈ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｓｗｉｔｃｈ）で構成されてもよい。

２．２）動作
図７は第２の実施形態によるサーバの動作例を示す。

制御部２１０は、サーバ２０上でＶＮＦ２００を実行するための仮想マシンを制御する（動作Ｓ２０）。制御部２１０は、例えば、仮想マシンの起動、停止、移行等を実行する。図７の例では、制御部２１０は、ネットワークノードの機能Ａ、ＢおよびＣにそれぞれ対応するＶＮＦ２００を実行するための仮想マシンを起動する。

制御部２１０は、信号（１）を受信すると（動作Ｓ２１）、信号（１）が対応するＶＮＦ２００を経由するようにＶＮＦパスを制御する（Ｓ２２）。

制御部２１０は、信号（２）を受信すると（動作Ｓ２３）、信号（２）が対応するＶＮＦ２００を経由するようにＶＮＦパスを制御する（動作Ｓ２４）。

３．第３の実施形態
本発明の第３の実施形態では、ＶＮＦ２００を実行するための仮想マシンの制御に関するバリエーションが例示される。すなわち、第３の実施形態によれば、仮想マシンが多様に制御されることにより、例えば、仮想マシンに用いられるコンピューティングリソース（ＣＰＵ、メモリ、ストレージ等）の利用効率の向上、仮想マシンに関するステータス管理の簡略化等の利点を得ることができる。第３の実施形態の技術は、上述の第１、第２の実施形態だけでなく、後述するいずれの実施形態にも適用可能である。以下、図４に示す制御部２１０の構成を用いて、第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態において、制御部２１０のＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００の種別に応じて、当該ＶＮＦ２００に対応する仮想マシンに割り当てるコンピューティングリソースを制御できる。たとえば、ＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００の種別に応じて、ＶＮＦ２００に対応する仮想マシンの動的スケーリング（例えば、仮想マシンの動的な起動、停止、削除、移行等）の頻度が変化するように、仮想マシンに割り当てるコンピューティングリソースを制御可能である。また、ＶＭ制御部２１００は、通信ステータスを管理するＶＮＦ２００の動的スケーリングによる性能劣化が抑止されるように、仮想マシンに割り当てるコンピューティングリソースを制御できる。

＜第１例＞
図８は、第３の実施形態によるサーバ２０の第１構成例を示す。

図８に示す例において、制御部２１０のＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００が提供する機能に応じて、ＶＮＦ２００に対応する仮想マシンに割り当てるコンピューティングリソースを制御する。より詳しくは、ＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００が提供する各機能（図８の機能Ａ、Ｂ、Ｃ）に応じて、ＶＮＦ２００に割り当てるコンピューティングリソースの配分を変える。この例では、ＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００の機能に応じて、各ＶＮＦ２００に割り当てるリソース量（Ｌｏｗ、Ｍｉｄ、Ｈｉｇｈ）を制御する。

ネットワークノードによっては、そこに含まれる機能に、信号処理に応じて変動する通信ステータスの管理が要求されるものがある。例えば、ＭＭＥ４は、ベアラのコンテキストを管理する機能を含む。ベアラコンテキストは、例えば、無線通信に関する技術仕様（３ＧＰＰ：３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）に関するドキュメント（ＴＳ２３．４０１ Ｖ１２．３．０）の５．７章等に記載されている。また、Ｐ−ＧＷは、通信量に応じた課金を管理する機能（ＰＣＥＦ）を含む場合がある。

ＶＮＦ２００が通信ステータスを管理する場合、ＶＭ制御部２１００は、例えば当該ＶＮＦ２００を他の仮想マシン上に移行する際、当該ＶＮＦ２００の通信ステータスも含めて他の仮想マシンに移行する。したがって、通信ステータスの情報量が大きいほど通信ステータスの移行に要する時間が長くなり、移行中のＶＮＦ２００に関する通信サービスのパフォーマンスが低下する、と考えられる。従って、ＶＮＦ２００が通信ステータスを管理する機能を提供する場合、ＶＮＦ２００の増設、移行等のスケールアウトの実行を抑止することで、通信サービスのパフォーマンス低下を抑制できる。

図８に示す第１例では、ＶＭ制御部２１００が、通信ステータスの管理機能を含むＶＮＦ２００に性能要件等に基づいて設定されるリソースよりも多いリソースを割り当てる。すなわち、ＶＮＦ２００に対して余剰なリソースを配分することで、ＶＮＦの増設、移行等のスケールアウトが抑止され、上述のパフォーマンス低下を回避することができる。

変形例として、ＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００が提供する機能ではなくＶＮＦ２００による通信ステータスの更新頻度に基づいて、ＶＮＦ２００に割り当てるリソース量を制御することもできる。例えば、ＶＭ制御部２１００は、通信ステータスの更新頻度が高い機能（例えば、Ｐ−ＧＷのＰＣＥＦ等）を提供するＶＮＦ２００に対して、余剰なリソースを割り当ててもよい。

＜第２例＞
図９は、第３の実施形態によるサーバ２０の第２構成例を示す。

図９に示す例において、ＶＭ制御部２１００は、ＶＮＦ２００の機能に応じて、ＶＮＦ２００の増設、移行等の動的スケーリングの頻度（以下、変更頻度という。）を制御する。ＶＮＦ２００の増設、あるいは移行は、例えば通信システムあるいは仮想マシンの負荷状況等に応じて実行されるので、例えば、ＶＮＦ２００の増設あるいは移行が実行される負荷状況の閾値を調整することで、ＶＮＦの変更頻度を制御することができる。

たとえば、ＶＭ制御部２１００は、通信ステータスの管理機能の有無および通信ステータスの更新頻度に応じて、ＶＮＦの変更頻度を制御することができる。より詳しくは、ＶＭ制御部２１００は、通信ステータスを頻繁に更新する機能（例えばＰＣＥＦ）をＶＮＦ２００が含む場合、当該ＶＮＦ２００の変更頻度を、性能要件等に基づいて設定される変更頻度よりも低くする。また、ＶＭ制御部２１００は、通信ステータスの更新頻度が低い機能（例えばＵ−Ｐｌａｎｅ機能）をＶＮＦ２００が含む場合、当該ＶＮＦ２００の変更頻度を、性能要件等に基づいて設定される変更頻度よりも高く、あるいは同レベルに設定する。

このようにＶＮＦの変更頻度を制御することで、ＶＮＦ２００のスケールアウトによるパフォーマンス低下が抑止される。

＜第３例＞
図１０は、第３の実施形態によるサーバ２０の第３構成例を示す。

図１０の例では、ＶＭ制御部２１００は、複数のＶＮＦ２００の各々に関する通信ステータスが集中管理されるように、各ＶＮＦ２００を制御できる。

図１０に例示するように、サーバ２０は共有ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａｓｅ）２２０を含む。共有ＤＢ２２０は、通信ステータスに関する情報を記憶するデータベースである。例えば、サーバ２０上に起動された各ＶＮＦ２００は、共有ＤＢ２２０を参照し、通信ステータスに関する情報を取得可能である。また、例えば、各ＶＮＦ２００は、信号処理に応じて変化した通信ステータスに関する情報を、共有ＤＢ２２０に格納することができる。なお、共有ＤＢ２２０は、サーバ２０の外部に設置され、ネットワークあるいは専用線を通して情報のやりとりを行うこともできる。

ＶＭ制御部２１００は、各ＶＮＦ２００による信号処理に関する通信ステータスを共有ＤＢ２２０で管理するように、各ＶＮＦ２００を制御する。

ＶＮＦ２００により共有されるデータベースで通信ステータスに関する情報を管理することにより、通信ステータスを管理する機能がＶＮＦ２００から分離される。よって、ＶＭ制御部２１００は、例えばＶＮＦ２００を他の仮想マシンに移行する場合でも、通信ステータスを含めることが不要となり、ＶＮＦのスケールアウトによるパフォーマンス低下を抑止できる。移行されたＶＮＦ２００は、共有ＤＢ２２０を参照することで、移行元のＶＮＦ２００に関する通信ステータスを引き継ぐことができる。

図１０で示された第３例は、図８もしくは図９に示された第１例あるいは第２例と組み合わせることも可能である。

４．第４の実施形態
本発明の第４の実施形態によれば、制御装置１０が、サーバ２０上のＶＮＦ２００を制御する。制御装置１０によりＶＮＦ２００を集中制御できるので、ＶＮＦ２００の管理効率が向上する。第４の実施形態の技術は、第１−３の実施形態、および、後述するいずれの実施形態にも適用可能である。

図１１は、制御装置１０の構成例を示す。制御装置１０は、ＶＭ制御部１１、パス制御部１２、管理ＤＢ１３およびインターフェース１５を含む。制御装置１０は、インターフェース１５を介して、サーバ２０と通信可能である。

ＶＭ制御部１１は、サーバ２０の制御部２１０に対して、上述の第１−第３の実施形態のようにＶＮＦ２００を制御することを指示できる。

ＶＭ制御部１１は、例えば、制御部２１０のＶＭ制御部２１００に対して、ＶＮＦ２００を実行する仮想マシンの起動／停止、稼働中の仮想マシンの他の仮想マシンへの移行等を指示する。

ＶＭ制御部１１は、例えば第３の実施形態と同様に、制御部２１０のＶＭ制御部２１００に対して、ＶＮＦ２００が提供する機能に応じてＶＮＦ２００に割り当てるリソースを制御するように指示することができる。あるいは、ＶＭ制御部１１は、制御部２１０に対して、後述の実施形態のようにＶＮＦ２００を制御するように指示することも可能である。

パス制御部１２は、サーバ２０の制御部２１０に対して、上述の第１の実施形態および第２の実施形態のように、受信信号が経由するＶＮＦパスの制御を指示することができる。

パス制御部１２は、例えば、制御部２１０のパス制御部２１０１に対して、信号の種別に応じたＶＮＦパスを示す情報を通知する。パス制御部２１０１は、その通知された情報を参照して、受信した信号に対応するＶＮＦパスを識別し、識別されたＶＮＦパス上のＶＮＦ２００に受信信号を転送する。ＶＮＦ２００は、パス制御部２１０１から転送された受信信号を処理する。

パス制御部１２は、例えば、ユーザ（端末１）の通信量、通信システムの通信負荷・通信量、サーバ２０の負荷状況等に基づいて、ＶＮＦパスを決定することができる。パス制御部１２は、決定したＶＮＦパスを、パス制御部２１０１に通知する。

ＶＭ制御部１１は、制御部２１０に対して、後述の実施形態のようにＶＮＦパスの制御を指示することも可能である。

＜第１例＞
図１２は、管理ＤＢ１３のデータ構成の一例を示す。管理ＤＢ１３は、サーバ２０のパス制御部２１０１が通信種別を識別するための識別条件と、当該識別条件に対応するＶＮＦパスを示す情報とを含む。パス制御部１２は、例えば、通信種別に応じてＶＮＦパスを決定する。パス制御部１２は、決定したＶＮＦパスと、当該ＶＮＦパスに対応する通信種別の識別条件とを、管理ＤＢ１３に格納する。

パス制御部１２は、例えば、ＩＭＳＩ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）、ＴＭＳＩ（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ）等のＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）を識別可能な情報により、識別条件を設定する。また、パス制御部１２は、例えば、ＴＥＩＤ（Ｔｕｎｎｅｌ Ｅｎｄｐｏｉｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）やＧＲＥ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ｒｏｕｔｉｎｇ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）ｋｅｙ等のベアラを識別可能な情報により、識別条件を設定する。

パス制御部１２は、所定のパラメータに基づいて、ＶＮＦパスを決定できる。例えば、パス制御部１２は、通信量（例えば、パケットのカウント数）、サーバ２０あるいは仮想マシンのステータス（例えば、負荷状況）等に基づいて、ＶＮＦパスを決定できる。また、パス制御部１２は、上記のパラメータと所定の閾値とを比較し、比較結果に応じてＶＮＦパスを変更できる。

パス制御部１２は、サーバ２０あるいは仮想マシンの負荷状況に応じて、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００を選択できる。例えば、パス制御部１２は、同じ機能を含む複数のＶＮＦ２００のうち、負荷が低い仮想マシン上で仮想しているＶＮＦ２００を優先的に選択し、ＶＮＦパスを構成する。また、例えば、パス制御部１２は、同じ機能を含む複数のＶＮＦ２００のうち、負荷が低いサーバ２０上で稼働しているＶＮＦ２００を優先的に選択し、ＶＮＦパスを構成する。

＜第２例＞
図１３は、管理ＤＢ１３のデータ構成の他の例を示す。この例では、パス制御部１２は、各々のＶＮＦ２００を識別するための識別子を用いてＶＮＦパスを表す情報を生成し、管理ＤＢ１３に格納することができる。

＜第３例＞
図１３のようにＶＮＦ２００の識別子が用いられる場合、ＶＭ制御部１１は、識別子と、当該識別子に対応するＶＮＦ２００の属性（例えば、ＶＮＦ２００が含む機能）とを管理してもよい。図１４に例示するように、ＶＭ制御部１１は、識別子と、当該識別子に対応するＶＮＦ２００の機能とからなる情報を管理ＤＢ１３に格納することができる。パス制御部１２は、図１４に例示された情報を参照し、ＶＮＦパスを決定することができる。

なお、上述の制御装置１０の機能は、ＭＭＥ４あるいはゲートウェイ３（例えば、Ｐ−ＧＷのＰＣＲＦ機能）が備えてもよい。つまり、ＭＭＥ４あるいはゲートウェイ３が、上述の制御装置１０として動作することも可能である。

５．第５の実施形態
本発明の第５の実施形態では、ＶＮＦパスに沿って受信信号を処理する方法の例が示される。第５の実施形態の技術は、上述の第１−４の実施形態、および、後述するいずれの実施形態にも適用可能である。

第５の実施形態によれば、制御部２１０は、受信した信号に含まれるタグ情報に基づいて、当該信号に対応するネットワーク機能を運用する仮想マシンに当該信号を転送可能である。サーバ２０の制御部２１０は、タグ情報に基づいて、信号に対応するＶＮＦ２００またはＶＮＦパスを特定できる。タグ情報は、例えば、信号に対応するＶＮＦ２００またはＶＮＦパスを示すように所定のルール（例えば、標準仕様書等で規定されたプロトコル）で生成される。

＜第１例＞
図１５に例示されるように、制御部２１０は、受信パケットにタグ情報として付加された追加ヘッダを参照し、ＶＮＦパスに沿ってパケットを転送する。追加ヘッダは、ＶＮＦパスに関する情報を含む。制御部２１０は、受信パケットに含まれる情報に基づいてパケットを転送できるので、ＶＮＦパスに対応する経路情報を管理しなくてもよい。よって、制御部２１０は、ＶＮＦパスに沿ったパケット転送を、よりシンプルな構成で実行できる。

制御部２１０は、例えば、追加ヘッダの情報に基づいて、ＶＮＦパスに含まれるＶＮＦ２００とそのＶＮＦパスにおける順序を特定し、特定されたＶＮＦ２００と順序とに基づいてパケットを転送する。制御部２１０は、ＶＮＦパスにおける最後のＶＮＦ２００での処理が完了した場合、パケットから追加ヘッダを削除してもよい。

＜第２例＞
図１６に例示されるように、制御部２１０は、ＶＮＦ２００の識別子で構成された追加ヘッダを参照し、パケットを転送してもよい。追加ヘッダは、ＶＮＦパスに対応するＶＮＦ２００の識別子を含む。また、追加ヘッダは、ＶＮＦパスにおける各ＶＮＦ２００の順に、各ＶＮＦ２００の識別子を格納する。

制御部２１０は、追加ヘッダに格納された順序に従って識別子を参照し、識別子に対応するＶＮＦ２００にパケットを転送する。図１６の例では、制御部２１０は、識別子Ａ（ＩＤ：Ａ）、識別子Ｂ（ＩＤ：Ｂ）の順序で参照し、各識別子に対応するＶＮＦ２００にパケットを転送する。制御部２１０は、図１６の例のように、参照した識別子を追加ヘッダから削除してもよく、この例ではＩＤ：Ａ、ＩＤ：Ｂの順序で識別子を削除する。

＜第３例＞
図１７に例示されるように、制御部２１０は、パケットに関する通信サービスを示す識別子（図１６の「サービスＩＤ」）で構成された追加ヘッダを参照し、パケットを転送してもよい。サービスＩＤは、例えば、動画配信サービス、ＳＮＳ（Ｓｏｃｉａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｓｅｒｖｉｃｅ）サービス等の通信サービスを識別可能な情報である。制御部２１０は、例えば、各サービスＩＤに対応付けられたＶＮＦパスに関する情報を含む。制御部２１０は、当該情報と受信パケットに付与されたサービスＩＤとに基づいて、当該サービスＩＤに対応するＶＮＦパスを特定する。制御部２１０は、ＶＮＦパスにおける最後のＶＮＦ２００での処理が完了した場合、パケットから追加ヘッダを削除してもよい。

第５の実施形態では、パケットに追加ヘッダを付与する機能が通信システムに配置されてもよい。追加ヘッダを付与する機能は、例えば、サーバ２０が配置されるデータセンタにおける外部ネットワークとの境界に配置される。追加ヘッダを付与する機能は、外部ネットワークから受信したパケットに追加ヘッダを付与し、データセンタ内にパケットを転送する。

＜追加ヘッダ付与機能＞
図１８は、上述した追加ヘッダ付与機能が配置されたシステムの一例を示す。図１８において、パケット分類装置２３０が、パケットに追加ヘッダを付与する。パケット分類装置２３０は、例えば、データセンタと外部ネットワークとの境界（例えば、通信システムのエッジ）に配置される。パケット分類装置２３０は、受信したパケットを分類し、パケットの内容に応じた追加ヘッダを、当該パケットに付与する。パケット分類装置２３０は、例えば、パケットが経由するＶＮＦパスを示すように所定のルールで追加ヘッダを生成できる。パケット分類装置２３０は、例えば、パケットに対応するＶＮＦ２００を識別可能である。

図１９は、パケット分類装置２３０の構成例を示す。パケット分類装置２３０は、記憶部２３００、パケット処理部２３０１およびインターフェース２３０２を含む。パケット分類装置２３０は、インターフェース２３０２を介して、制御装置１０と通信できる。

記憶部２３００は、例えば、上述の図１２あるいは図１３に例示された管理ＤＢ１３と同様の構成の情報を含む。また、記憶部２３００は、通信サービスの種別を識別するための識別条件と、当該識別条件に対応するサービスＩＤとを含む情報を有してもよい。

パケット処理部２３０１は、記憶部２３００を参照し、パケットに追加ヘッダを付与する。パケット処理部２３０１は、例えば、記憶部２３００に記憶された識別条件に基づいて、受信パケットを識別し、パケットにマッチする識別条件に対応するＶＮＦパスを示す情報を、追加ヘッダとしてパケットに付与する。

＜システム構成例＞
図２０に例示するように、ＶＮＦパスは、複数のサーバ２０を経由するパスでもよい。図２０の例では、ＶＮＦパスは、サーバ２０−１上で稼働するＶＮＦ２００と、サーバ２０−２上で稼働するＶＮＦ２００とを経由する。

なお、パケット分類装置２３０は、仮想マシン等のソフトウェアで構成された仮想スイッチ等で構成されてもよい。例えば、パケット分類装置２３０が有する機能は、通信システムのエッジに配置されたサーバ上で動作する仮想スイッチが実行できる。

転送装置６００は、複数のサーバ２０を経由するパスに沿ってパケットを転送できる。図２０の例では、機能Ｂを含むＶＮＦ２００で処理されたパケットを、サーバ２０−２上で稼働するＶＮＦ２００（機能Ｃを含むＶＮＦ）に転送する。

図２１は、転送装置６００の構成例を示す。転送装置６００は、記憶部６１０およびパケット処理部６２０を含む。

記憶部６１０は、例えば、図２２に例示された構成の情報を含む。例えば、制御装置１０は、図２２に例示された情報を、転送装置６００に通知することができる。図２２のように、記憶部６１０は、パケットの識別条件と、当該識別条件に対応するパケットの処理ルールとからなる情報を含む。識別条件は、例えば、ＩＭＳＩ、ＴＭＳＩ等のＵＥを識別可能な情報や、ＴＥＩＤ、ＧＲＥ Ｋｅｙ等のベアラを識別可能な情報に基づいて、パケットを識別する条件である。また、識別条件は、例えば、上述の追加ヘッダに基づいてパケットを識別する条件でもよい。

パケット処理部６２０は、上述の識別条件とパケットとを比較し、パケットにマッチする識別条件に対応する処理ルールに従って、パケットを処理する。

６．第６の実施形態
本発明の第６の実施形態によれば、制御装置１０が、サーバ２０、仮想マシン等の状況をモニタし、モニタ結果に応じてＶＮＦ２００あるいはＶＮＦパスを制御する。よって、第６の実施形態によれば、制御装置１０は、通信システムの状況に応じたリソース制御を実行できる。第６の実施形態の技術は、上述の第１−５の実施形態、および、後述の実施形態のいずれにも適用可能である。

６．１）制御装置
図２３は、本実施形態による制御装置１０の構成を示す。制御装置１０は、上述の実施形態で例示した構成に加え、ステータス収集部１４を含む。

ステータス収集部１４は、サーバ２０あるいは転送装置６００から情報を収集し、収集した情報に基づいて、図２４に例示される構成の情報を管理ＤＢ１３に格納する。

ステータス収集部１４は、それぞれのＶＮＦ２００に対応する状況を管理ＤＢ１３に格納できる。例えば、ステータス収集部１４は、各ＶＮＦ２００に対応する仮想マシンあるいはサーバ２０の負荷状況（図２４の「ＶＭ Ｌｏａｄ」や「Ｓｅｒｖｅｒ Ｌｏａｄ」）を収集し、管理ＤＢ１３に格納できる。さらに、図２４の「ＮＷ Ｌｏａｄ」で示すように、各ＶＮＦ２００に関連する通信経路の負荷状況（）が収集されてもよい。

また、図２４の「Ｐａｃｋｅｔ Ｃｏｕｎｔｓ」で示すように、ステータス収集部１４は、所定の機能（例えば、ＰＣＥＦ）を含むＶＮＦ２００がカウントしたパケット数（）を収集することもできる。図２４の例において、ステータス収集部１４は、ＰＣＥＦ機能を含むＶＮＦ２００がカウントしたパケット数を、ベアラ毎に収集し、管理ＤＢ１３に格納できる。

制御装置１０のパス制御部１２は、ベアラ毎に、ＰＥＣＦ機能を含むＶＮＦ２００がカウントしたパケット数が所定の閾値を超過したか否かを監視できる。パス制御部１２は、例えば、パケット数が所定の閾値を超過したベアラに関するＶＮＦパスから、ＰＣＥＦ機能を含むＶＮＦ２００を削除することができる。ユーザは、所定の閾値であるパケット数を超過した後は、パケット数に依らず定額（Ｆｌａｔ Ｒａｔｅ）の料金が課金される契約を、通信オペレータと締結する場合がある。この場合、パケット数が所定の閾値を超過した後は、ＰＣＥＦ機能を含むＶＮＦ２００がパケット数をカウントしなくても、通信オペレータはユーザに対して課金ができる。よって、上述のように、ＶＮＦパスからＰＣＥＦ機能を含むＶＮＦ２００を削除することで、パス制御部１２は、当該ＶＮＦ２００のリソースを他のベアラに割り当てることができる。

ＶＭ制御部１１は、ステータス収集部１４が収集した情報に基づいて、ネットワークノードの制御信号（Ｃ−Ｐｌａｎｅ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）の量を監視できる。ＶＭ制御部１１は、制御信号の増加に応じて、制御信号を処理するための機能を有するＶＮＦ２００（例えば、ＭＭＥ４のＣ−Ｐｌａｎｅ機能、ゲートウェイ３のＣ−ｐｌａｎｅ機能に対応するＶＮＦ）を増設することができる。

例えば、パス制御部１２は、ステータス収集部１４によりモニタされたＵＥの位置に応じて、Ｐ−ＧＷの合法的傍受機能（Ｌａｗｆｕｌ Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ機能）を有するＶＮＦ２００がＶＮＦパスに含まれるように、ＶＮＦパスを制御できる。例えば、Ｐ−ＧＷに合法的傍受機能が要求される国が存在し、このような場合、パス制御部１２は、ＵＥの位置に応じて、要求される機能を有するＶＮＦ２００がＶＮＦパスに含まれるように制御する。

６．２）サーバ
図２５は、第６の実施形態によるサーバ２０における制御部２１０の構成例を示す。制御部２１０は、上述の実施形態で例示された構成に加え、ステータス通知部２１０２を含む。

ステータス通知部２１０２は、ＶＮＦ２００に対応する仮想マシンの負荷状況、サーバ２０の負荷状況、ＶＮＦ２００あるいはサーバ２０に関する通信状況等をモニタできる。また、ステータス通知部２１０２は、各ＶＮＦ２００の動作状況（例えば、ＶＮＦ２００によるパケットカウント数）をモニタすることもできる。ステータス通知部２１０２は、モニタした情報を制御装置１０に通知する。制御装置１０のステータス収集部１４は、サーバ２０のステータス通知部２１０２から通知された情報に基づいて、管理ＤＢ１３に情報を格納する。

６．３）転送装置
図２６は、第６の実施形態における転送装置６００の構成例を示す。転送装置６００は、上述の実施形態で例示された構成に加え、ステータス通知部６３０を含む。ステータス通知部６３０は、トラフィック量、転送装置６００の負荷等の通信状況をモニタする。ステータス通知部６３０は、モニタした情報を制御装置１０に通知する。

７．第７の実施形態
本発明の第７の実施形態によれば、ＶＮＦパスは、複数の種別の信号で構成されるグループ毎に設定される。よって、複数種別の信号に関するＶＮＦパスを一括して制御可能となり、通信システムの運用効率が向上する。第７の実施形態の技術は、上述の第１−６の実施形態、および、後述するいずれの実施形態にも適用可能である。

図２７は、第７の実施形態によるサーバの構成例を示す。サーバ２０の制御部２１０は、複数の信号のグループ毎にＶＮＦパスを設定できる。たとえば、制御部２１０は複数のベアラのグループ毎にＶＮＦパスを設定できる。

制御部２１０は、第５の実施形態の図１５〜図１９に例示したような追加ヘッダに基づく転送が可能である。すなわち、上記グループに対応するＶＮＦ２００またはＶＮＦパスに関する情報を含む追加ヘッダに基づいて、受信信号を転送することができる。

制御装置１０は、複数の信号をグループとして管理することが可能であり、ＶＮＦパスをグループ毎に制御できる。また、制御装置１０は、第５の実施形態におけるパケット分類装置２３０に対して、上記グループに対応する追加ヘッダをパケットに付与することを指示することもできる。

図２８は、制御装置１０の管理ＤＢ１３のデータ構成例を示す。制御装置１０のパス制御部１２は、例えば、図２８に例示された情報に基づいて、サーバ２０の制御部２１０に、ＶＮＦパスの制御を指示することができる。

図２８に例示するように、管理ＤＢ１３は、ＴＥＩＤ等のベアラの識別子に基づいて設定される識別条件と、複数のベアラのグループを示すグループＩＤと、当該グループのＶＮＦパスに関する情報を含む。

制御装置１０は、例えば、各ベアラに対応するＵＥの属性に応じて、ベアラをグループ化できる。ＵＥの属性の例を以下に示す。
・ＵＥの滞在エリア（Ｅ−ＵＴＲＡＮ Ｃｅｌｌ ＩＤ等）
・ＵＥに関する課金特性（通常課金、プリペイド課金、フラットレート等）
・ＵＥの通信ステータス（一定期間に一定量以上の通信をしたか否か）
・オペレータＩＤ（端末１が接続しているコアネットワークのオペレータのＩＤ）
・ＵＥが接続しているＰａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＰＤＮ）
・ＱｏＳ特性
・ＵＥの状態（ＩＤＬＥ状態、ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態）：ＩＤＬＥ状態は、例えば、ＵＥがコアネットワークとの間でセッション管理およびモビリティ管理のための制御信号の継続的な交換を行っていない状態、あるいは基地局との無線接続が解放（Ｒｅｌｅａｓｅ）された状態を意味する。ＣＯＮＮＥＣＴＥＤ状態は、例えば、ＵＥがコアネットワークとの間でセッション管理およびモビリティ管理のための制御信号の継続的な交換を行っている状態、あるいは基地局と無線接続している状態を意味する。

なお、上記のＵＥの属性は例示であり、制御装置１０は、他の属性によりベアラをグループ化することも可能である。例えば、制御装置１０は、標準仕様書（３ＧＰＰ ＴＳ２３．４０１）の５．７章に開示されている“ＥＰＳ Ｂｅａｒｅｒ Ｃｏｎｔｅｘｔ”のうち、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）に関する情報に基づいてベアラをグループ化することが可能である。

また、制御装置１０は、ＵＥの利用者と通信事業者との契約内容に応じて、ベアラをグループ化することも可能である。例えば、制御装置１０は、他の利用者よりも高額の契約を通信事業者と締結した利用者（たとえば「Ｐｒｅｍｉｕｍ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ」）に関するベアラをグループ化すること、および／または通常契約の利用者に関するベアラをグループ化することが可能である。

また、制御装置１０は、ＵＥの位置に関する情報（たとえばＧＳＰ情報、端末１がアタッチしている基地局情報）に基づいてベアラをグループ化することも可能である。例えば、位置に関する情報から互いに近接するＵＥのベアラをグループ化することが可能である。

さらに、制御装置１０は、ベアラのＱｏＳ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）情報に応じて、ベアラをグループ化することも可能である。例えば、制御装置１０は、各ベアラに対応するＱＣＩ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｃｌａｓｓ Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）に応じて、ベアラをグループ化することができる。

図２９に例示するように、制御装置１０のパス制御部１２は、サーバ２０の制御部２１０に対して、グループＩＤ毎にＶＮＦパスの変更を指示できる。よって、パス制御部１２は、グループに属する複数のベアラに関するＶＮＦパスを一括して制御できる。図２９の例では、パス制御部１２は、グループ（１）に対応するＶＮＦパスの変更を、制御部２１０に指示する。制御部２１０は、例えば、図２８に例示されたデータベースと同様の情報を有し、ベアラのグループ、当該グループに属するベアラ、および、当該グループのＶＮＦパスを認識できる。制御部２１０は、パス制御部１２からの指示に応じて、ベアラグループに対応するＶＮＦパスを変更できる。

図３０に例示するように、各ベアラ識別子（例えば、ＴＥＩＤ）は、グループに属する複数のベアラの各々の識別子を一括して識別できるように割り当てられてもよい。例えば、ＴＥＩＤは、グループに属する複数のベアラの各々に対して、３２ｂｉｔの情報で構成されるＴＥＩＤの上位２４ｂｉｔが同一となるように割り当てられる。このようにＴＥＩＤを割り当てることにより、制御装置１０およびサーバ２０の制御部２１０は、ＴＥＩＤの上位２４ｂｉｔの情報により、グループに属する複数のベアラを一括して識別できる。

８．第８の実施形態
本発明の第８の実施形態によれば、通信システムのオペレータは、制御装置１０に運用ポリシを設定し、制御装置１０は、設定された運用ポリシに従って、ＶＮＦ２００あるいはＶＮＦパスを自動的に制御することが可能である。制御装置１０による自動運用が可能となることで、通信システムの運用効率が向上する。第８の実施形態の技術は、上述の第１−７の実施形態、および、後述するいずれの実施形態にも適用可能である。

第８の実施形態において、通信システムのオペレータは、運用管理装置３０を用いて制御装置１０に運用ポリシを設定できる。なお、オペレータは、制御装置１０を直接操作することで、運用ポリシを設定することもできる。

図３１は、運用管理装置３０の構成例を示す。運用管理装置３０は、ＶＮＦ管理部３１、パス管理部３２およびインターフェース３４を含む。運用管理装置３０は、インターフェース３４を介して、制御装置１０と通信可能である。

ＶＮＦ管理部３１は、制御装置１０のＶＭ制御部１１に対して、ＶＮＦ２００に関する仮想マシンの運用ポリシを設定できる。ＶＮＦ管理部３１は、例えば、仮想マシンの起動、停止、移行等のトリガとなるパラメータと、当該パラメータに基づいて仮想マシンの起動、停止、移行等の実行要否を判断するための閾値とを、ＶＭ制御部１１に設定できる。

仮想マシンの起動、停止、移行等のトリガとなるパラメータは、例えば、仮想マシンの負荷、サーバ２０の負荷、仮想マシンに関する通信負荷、仮想マシンの通信量等である。ＶＭ制御部１１は、例えば、第５の実施形態で例示されたステータス収集部１４を介して、上記パラメータに関する情報を取得できる。ＶＭ制御部１１は、取得した情報を運用管理装置３０から通知された閾値と比較し、仮想マシンの起動、停止、削除、移行等の実行要否を判断する。

ＶＮＦ管理部３１は、例えば、第３の実施形態における図８に示すように、ＶＮＦ２００の機能に応じて、仮想マシンのコンピューティングリソース（ＣＰＵ、メモリ等）の割り当てを変更するための運用ポリシを、ＶＭ制御部１１に設定してもよい。ＶＭ制御部１１は、当該運用ポリシに従って仮想マシンのリソースが割り当てられるように、サーバ２０の制御部２１０を制御する。

ＶＮＦ管理部３１は、例えば、第３の実施形態における図９に示すように、ＶＮＦ２００の機能に応じて、仮想マシンの起動、停止、移行等の頻度を変更するための運用ポリシを、ＶＭ制御部１１に設定してもよい。例えば、ＶＮＦ管理部３１は、仮想マシンの起動、停止、移行等の実行に関する閾値を、ＶＮＦ２００が提供する機能の種別に応じて設定する。ＶＭ制御部１１は、ＶＮＦ管理部３１から通知されたポリシに従って仮想マシンを運用することで、ＶＮＦ２００の種別に応じて、ＶＮＦの起動、停止、移行等の頻度を変更できる。

パス管理部３２は、制御装置１０のパス制御部１２に対して、ＶＮＦパスに関する運用ポリシを設定できる。パス管理部３２は、例えば、ＶＮＦパスを構築するためのポリシ、ＶＮＦパスを変更するためのポリシ等を、パス制御部１２に設定できる。

パス管理部３２は、例えば、ベアラの属性、ベアラに関するＵＥの属性、通信サービスの種別等に応じて、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００を選択するための運用ポリシを、パス制御部１２に設定できる。例えば、パス管理部３２は、ＵＥの位置に応じてＶＮＦ２００を選択するための運用ポリシを、パス制御部１２に設定できる。例えば、パス管理部３２は、ＵＥの位置に応じて、Ｐ−ＧＷの合法的傍受機能（Ｌａｗｆｕｌ Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔｉｏｎ機能）を有するＶＮＦ２００がＶＮＦパスに含まれるように、運用ポリシを設定できる。例えば、Ｐ−ＧＷが有する機能として合法的傍受機能が要求される国が存在する。このような場合、パス管理部３２は、ＵＥの位置に応じて、要求される機能を有するＶＮＦ２００がＶＮＦパスに含まれるように、運用ポリシを設定できる。

例えば、パス管理部３２は、パス制御部１２に対して、ベアラに関連付けられたＱＣＩ（ＱｏＳ Ｃｌａｓｓ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）に応じて、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００を指定できる。つまり、パス管理部３２は、ベアラに対応する仮想的なネットワークノードの機能を、ベアラの属性に応じて変更することを、パス制御部１２に指示できる。パス管理部３２は、例えば、ＱＣＩに応じたコンピューティングリソースが割り当てられたＶＮＦ２００でＶＮＦパスが構成されるように、運用ポリシを設定できる。例えば、パス管理部３２は、ＱＣＩが高くなるほど、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００のリソース量が多くなるように、運用ポリシを設定できる。

パス管理部３２は、例えば、パス制御部１２に対して、第７の実施形態で例示されたＵＥ属性に応じて、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００を指定することもできる。つまり、パス管理部３２は、ＵＥに対応する仮想的なネットワークノードの機能を、ＵＥの属性に応じて変更することを、パス制御部１２に指示できる。

パス管理部３２は、例えば、パス制御部１２に対して、通信サービスの種別に応じて、ＶＮＦパスを構成するＶＮＦ２００を指定することもできる。つまり、パス管理部３２は、通信サービスに対応する仮想的なネットワークノードの機能を、通信サービスの種別に応じて変更することを、パス制御部１２に指示できる。

パス管理部３２は、例えば、ＶＮＦ２００の負荷状況に応じて、ＶＮＦパス中の高負荷ＶＮＦ２００を、同種の機能を有する他のＶＮＦ２００に切り替えることを、パス制御部１２に指示できる。

図３２は、運用管理装置３０の他の構成例を示す。運用管理装置３０は、データ分析部３３を含む。

データ分析部３３は、サーバ２０あるいは仮想マシンに関するステータスおよびネットワークに関するステータスを収集し、収集した情報を分析する。データ分析部３３は、分析結果に応じて、ＶＮＦ管理部３１およびパス管理部３２に対して、上述の運用ポリシの変更を指示できる。

データ分析部３３は、例えば、第６の実施形態で例示されたステータス収集部１４が収集した情報を取得する。データ分析部３３は、分析結果に基づいて、運用ポリシを変更できる。

データ分析部３３は、分析結果に基づいて、仮想マシンの起動、停止、移行等の実行要否を判断するための閾値を変更できる。データ分析部３３は、例えば、ネットワークノードの制御信号（Ｃ−Ｐｌａｎｅ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）の増加に応じて、制御信号を処理するための機能を有するＶＮＦ２００の増設に関する閾値を下げることができる。また、データ分析部３３は、制御信号の増加に応じて、制御信号を処理するための機能を有するＶＮＦ２００のリソース量が増加するように、運用ポリシを変更できる。

データ分析部３３は、分析結果に基づいて、ＶＮＦパスに関する運用ポリシを変更できる。データ分析部３３は、例えば、通信システムの負荷増加に応じて、ＶＮＦパス中の所定のＶＮＦ２００（例えば、通信サービスの継続に影響を与えないＶＮＦ）が削除されるように、運用ポリシを変更できる。削除されたＶＮＦ２００のリソースを他のＶＮＦ２００に融通できるので、通信システムの負荷増加に伴う性能低下が抑止される。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記したそれぞれの実施形態に限定されるものではない。本発明は、各実施形態の変形・置換・調整に基づいて実施できる。また、本発明は、各実施形態を任意に組み合わせて実施することもできる。即ち、本発明は、本明細書の全ての開示内容、技術的思想に従って実現できる各種変形、修正を含む。また、本発明は、ＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ−Ｄｅｆｉｎｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の技術分野にも適用可能である。

１ 端末
２ 基地局
３ ゲートウェイ
４ ＭＭＥ
１０ 制御装置
１１ ＶＭ制御部
１２ パス制御部
１３ 管理ＤＢ
１４ ステータス収集部
１５ インターフェース
２０ サーバ
２００ 仮想ネットワーク機能
２１０ 制御部
２１００ ＶＭ制御部
２１０１ パス制御部
２１０２ ステータス通知部
２２０ 共有ＤＢ
２３０ パケット分類装置
２３００ 記憶部
２３０１ パケット処理部
２３０２ インターフェース
３０ 運用管理装置
３１ ＶＮＦ管理部
３２ パス管理部
３３ データ分析部
３４ インターフェース
６００ 転送装置
６１０ 記憶部
６２０ パケット処理部

Claims (19)

1. ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用可能な第一の手段と、
   受信信号を、当該受信信号に対応するネットワーク機能を運用する仮想マシンに転送可能な第二の手段と、を含み、
   前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御可能である
   ことを特徴とするサーバ。
2. 前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、前記仮想マシンの動的スケーリングの頻度が変化するように、前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御可能である
   ことを特徴とする請求項１のサーバ。
3. 前記第一の手段は、通信ステータスを管理する前記ネットワーク機能の動的スケーリングによる性能劣化が抑止されるように、前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御可能である
   ことを特徴とする請求項１または２のサーバ。
4. 前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の通信ステータスの更新頻度に応じて、前記仮想マシンの動的スケーリングの頻度が変化するように、前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のサーバ。
5. 前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、前記仮想マシンに割り当てられるリソース量を制御可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサーバ。
6. 前記第一の手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、前記ネットワーク機能の起動、削除、停止又は移行の少なくとも１つの頻度を制御可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサーバ。
7. 前記第一の手段は、前記複数のネットワーク機能の各々に関する通信ステータスが集中管理されるように、前記複数のネットワーク機能の各々を制御可能である
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項のサーバ。
8. 前記複数のネットワーク機能の各々に関する通信ステータスを集中管理する共有データベースを更に含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載のサーバ。
9. ネットワークノードで実行されるネットワーク機能を仮想マシンで運用するサーバと通信可能なインターフェースと、
   前記サーバに対し、前記インターフェースを介して、複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用するように指示可能な仮想マシン制御手段と、を含み、
   前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示可能である
   ことを特徴とする制御装置。
10. 前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、前記仮想マシンの動的スケーリングの頻度が変化するように、前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９の制御装置。
11. 前記仮想マシン制御手段は、通信ステータスを管理する前記ネットワーク機能の動的スケーリングによる性能劣化が抑止されるように、前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９または１０の制御装置。
12. 前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の通信ステータスの更新頻度に応じて、前記仮想マシンの動的スケーリングの頻度が変化するように、前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の制御装置。
13. 前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、前記仮想マシンに割り当てられるリソース量を制御することを、前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の制御装置。
14. 前記仮想マシン制御部は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、前記ネットワーク機能の起動、削除、停止又は移行の少なくとも１つの頻度を制御することを、前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の制御装置。
15. 前記仮想マシン制御手段は、前記複数のネットワーク機能の各々に関する通信ステータスを集中管理するように、前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の制御装置。
16. 前記仮想マシン制御手段は、前記複数のネットワーク機能の各々に関する通信ステータスを共有データベースで集中管理することを、前記サーバに指示可能である
    ことを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の制御装置。
17. ネットワークノードで実行される複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用し、
    受信信号を、当該受信信号に対応するネットワーク機能を運用する仮想マシンに転送し、
    前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御する
    ことを特徴とする通信方法。
18. ネットワークノードで実行されるネットワーク機能を仮想マシンで運用するサーバと通信し、
    前記サーバに対し、前記インターフェースを介して、複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用するように指示し、
    前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示する
    ことを特徴とする制御方法。
19. コンピュータに、
    ネットワークノードで実行されるネットワーク機能を仮想マシンで運用するサーバと通信する処理と、
    前記サーバに対し、前記インターフェースを介して、複数のネットワーク機能を、それぞれ対応する複数の仮想マシンで運用するように指示する処理と、
    前記仮想マシン制御手段は、前記ネットワーク機能の種別に応じて、当該ネットワーク機能に対応する前記仮想マシンに割り当てるリソースを制御することを前記サーバに指示する処理と
    を実行させることを特徴とするプログラム。

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