JP2011061598A - Overlay network management device, physical node device, network control device, method and program for managing overlay network - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はオーバーレイネットワーク管理装置、物理ノード装置、ネットワーク制御装置、オーバーレイネットワーク管理方法およびオーバーレイネットワーク管理プログラムに関し、特に障害時に生じる処理負荷を物理ノード内の複数リソースに分散できるオーバーレイネットワーク管理装置、オーバーレイネットワーク管理方法およびオーバーレイネットワーク管理プログラムに関する。 The present invention relates to an overlay network management device, a physical node device, a network control device, an overlay network management method, and an overlay network management program, and more particularly to an overlay network management device and an overlay network that can distribute a processing load generated at the time of failure to a plurality of resources in a physical node. The present invention relates to a management method and an overlay network management program.
インターネット(Internet)等のネットワーク(Network;NW)において、ユーザの要求の多様化にともない、それぞれのユーザの要求に応じた特性を有する多様なネットワークの構築が望まれている。このような多様なネットワークを実現する技術として、物理的なネットワークを利用して複数の論理的なネットワークを構築するオーバーレイネットワーク(Overlay Network)技術がある。オーバーレイネットワークでは、実際の物理的なノード(物理ノード、アンダーレイノード(Underlay Node))上に仮想的なノード(仮想ノード、オーバーレイノード(Overlay Node))を構築し、この仮想ノードを接続してオーバーレイネットワークを提供する。この仮想ノードではリンク(Link)の帯域制限等を実施することで所望の特性を有するネットワークを構築することができる。 In a network (NW) such as the Internet, with the diversification of user requests, it is desired to construct a variety of networks having characteristics according to each user request. As a technique for realizing such various networks, there is an overlay network technique for constructing a plurality of logical networks using a physical network. In an overlay network, a virtual node (virtual node, Overlay Node) is built on an actual physical node (physical node, Underlay Node), and this virtual node is connected. Provide an overlay network. In this virtual node, a network having desired characteristics can be constructed by limiting the bandwidth of the link.
図28は、オーバーレイネットワークの例を示す図である。同図において、物理ネットワーク(アンダーレイネットワーク;Underlay Network)100は、物理ノード101〜105とそれらを接続するリンクを含んで構成される。この物理ネットワーク100を利用してオーバーレイネットワーク110、120、130が構築される。オーバーレイネットワーク110は仮想ノード111〜114とそれらを接続するリンクとを含んで構成される。オーバーレイネットワーク120は仮想ノード121〜124とそれらを接続するリンクとを含んで構成される。オーバーレイネットワーク130は仮想ノード131〜133とそれらを接続するリンクとを含んで構成される。
オーバーレイネットワークでは、物理ネットワークを構成する物理ノードから必要なノードを選択し、選択したノードを用いて仮想ルータを構築する。そして、これら仮想ルータを接続してオーバーレイネットワークを構築する。どの物理ノードを選択するかは、オーバーレイネットワーク毎に異なる。
FIG. 28 is a diagram illustrating an example of an overlay network. In the figure, a physical network (underlay network) 100 includes
In the overlay network, a necessary node is selected from physical nodes constituting the physical network, and a virtual router is constructed using the selected node. Then, an overlay network is constructed by connecting these virtual routers. Which physical node is selected differs for each overlay network.
図29は、物理ノードの構成例を示す図である。物理ノード101cは、ネットワークを伝送するデータの転送先を制御するスイッチ171と、スイッチを制御するソフトウェアを動作させるためのCPU(Central Processing Unit;中央処理装置)161−1〜161−N(Nは正整数)を含んで構成される。CPU161−1〜161−Nは、それぞれ仮想化ソフトウェア181−1〜181−Nを実行する。これらの仮想ソフトウェアの実行により、CPU161−1〜161−N上に仮想マシンが構成される。さらに仮想マシン内では、仮想ルータが動作する。仮想ルータがオーバーレイネットワークの仮想ノードに相当する。各オーバーレイネットワークがどの物理ノードを選択するかにより、物理ノード上にどのオーバーレイネットワークの仮想ルータが存在するかは異なる。例えば、物理ノード104上にはオーバーレイネットワーク110の仮想ルータとオーバーレイネットワーク120の仮想ルータは存在するが、オーバーレイネットワーク130の仮想ルータは存在しない。
図29のように物理ノード内に複数のCPUが存在し複数の仮想マシンの作成が求められる場合、どの仮想マシンをどのCPUで動作させるかを決める仕組みが必要となる。このような仮想マシンの配置問題に対してはCPU間での負荷量をなるべく均一にすることを目的として、現状のCPUの負荷を監視し、負荷量が最低のCPUに新たな仮想マシンを作成する技術が存在する(特許文献1参照)。
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration example of a physical node. The physical node 101c includes a
As shown in FIG. 29, when a plurality of CPUs exist in a physical node and creation of a plurality of virtual machines is required, a mechanism for determining which virtual machine is operated by which CPU is required. For such virtual machine placement problems, the current load on the CPU is monitored and a new virtual machine is created on the CPU with the lowest load for the purpose of making the load among CPUs as uniform as possible. There exists a technique to perform (see Patent Document 1).
しかしながら、従来の技術では、障害発生時の負荷分散については考慮されていない。したがって、障害発生時にオーバーレイネットワークの経路再計算負荷が1つのCPUに集中し、経路再計算に要する時間を増大させる可能性がある。
この問題点について、図30を参照して説明する。同図のネットワーク構成は、図28で説明したネットワーク構成と同様である。図30において、仮想ノード111と仮想ノード114との間の仮想リンク(オーバーレイリンク;Overlay Link)が、物理ノード101と物理ノード104との間の物理リンク(アンダーレイリンク;Underlay Link)を用いて実現されている場合、物理ネットワーク100の物理ノード101と物理ノード104の間でリンク障害が発生すると、オーバーレイネットワーク110にも障害の影響が波及し、障害が発生した物理リンクを用いずに仮想リンクを実現するための経路再計算が必要となる。オーバーレイネットワーク120の仮想ノード121と仮想ノード124との間の仮想リンクが、物理ノード101と物理ノード104との間の物理リンクを用いて実現されている場合も同様である。
一方、オーバーレイネットワーク130において、各仮想リンクが、物理ノード101と物理ノード104との間の物理リンクを用いずに実現されている場合は、経路再計算処理は不要であり、通常運用時の処理を実行できる。このような状況で、物理ノード101において、オーバーレイネットワーク110の仮想ノード111用の仮想ルータとオーバーレイネットワーク120の仮想ノード121用の仮想ルータとが同一CPU上で動作し、オーバーレイネットワーク130の仮想ノード131用の仮想ルータが別CPUで動作している場合は、仮想ノード111用の仮想ルータと仮想ノード121用の仮想ルータとが動作CPUでは経路再計算が発生するのに対し、仮想ノード131用の仮想ルータが動作するCPUでは経路再計算が発生しない。このように、経路再計算が発生するCPUに偏りが生じると、経路再計算時間が増大する可能性がある。
However, the conventional technology does not consider load distribution when a failure occurs. Therefore, when a failure occurs, the route recalculation load of the overlay network is concentrated on one CPU, which may increase the time required for route recalculation.
This problem will be described with reference to FIG. The network configuration shown in the figure is the same as the network configuration described in FIG. In FIG. 30, a virtual link (overlay link) between the
On the other hand, in the
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、障害発生時に生じる処理負荷を物理ノード内の複数のCPUに分散できるオーバーレイネットワーク管理装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an overlay network management apparatus capable of distributing the processing load generated when a failure occurs to a plurality of CPUs in a physical node.
[1]この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理装置は、複数のCPUを有する物理ノードを含む物理ネットワークにおけるいずれかの物理ノード又はそれらの物理ノードをつなぐ物理リンクの構成要素を使用して構築されるオーバーレイネットワークを管理するオーバーレイネットワーク管理装置であって、新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出部と、前記リソース使用量算出部が算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較部と、を具備することを特徴とする。 [1] The present invention has been made to solve the above-described problems, and an overlay network management apparatus according to an aspect of the present invention is any physical node in a physical network including a physical node having a plurality of CPUs or those An overlay network management apparatus that manages an overlay network constructed using components of a physical link that connects physical nodes of the physical node, and is newly constructed when a request to construct a new overlay network is input A resource usage calculation unit that calculates an expected value of a resource amount used by each of the plurality of CPUs when a failure occurs in a component of the physical network used by the overlay network, and the resource usage calculation unit calculates CPU with the smallest expected resource amount Characterized by comprising a resource use amount comparing unit for selecting as the CPU should constitute the transfer processing unit of the overlay networks that valley building, the.
[2]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理装置は、上述のオーバーレイネットワーク管理装置であって、物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタ部と、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索部と、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、をさらに具備し、前記リソース使用量算出部は、新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタ部が当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出する、ことを特徴とする。 [2] Further, an overlay network management apparatus according to an aspect of the present invention is the above-described overlay network management apparatus, wherein a failure that causes a failure to occur on a physical network and a failure occurrence probability are stored in association with each other. Occurrence probability database, failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU when a failure occurs for each overlay network, and which CPU each overlay network is built with The virtual machine state monitor unit to be identified, the underlay link search unit for determining the physical link path for realizing the virtual link of the newly constructed overlay network, and the components of the physical network used by the already constructed overlay network, Overlay network A risk factor database stored for each, and the resource usage calculation unit is configured to monitor the virtual machine state monitor for each component of a physical network used by a newly constructed overlay network and for each CPU. Among the overlay networks identified as being constructed using the CPU, the overlay network constructed using the constituent elements is detected based on the data of the risk factor database. When a failure occurs in the component, a resource amount used by the CPU for the overlay network is calculated based on an equation stored in the failure load amount calculation formula database, and the calculated resource amount and The failure probability database Based on the failure probability for each component of reading, calculating the expected value of the amount of resources each of which uses a plurality of CPU, and characterized in that.
[3]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理装置は、上述のオーバーレイネットワーク管理装置であって、前記アンダーレイリンク検索部が決定した物理リンク経路に基づいて、新たに構築するオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を抽出するリスク要因抽出部をさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記リスク要因抽出部が抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [3] An overlay network management apparatus according to an aspect of the present invention is the above-described overlay network management apparatus, in which an overlay network newly constructed is based on a physical link path determined by the underlay link search unit. A risk factor extracting unit that extracts components of a physical network to be used, and the risk factor database is an overlay that has already been constructed with the components of the physical network used by the overlay network extracted by the risk factor extracting unit; As a constituent element of a physical network used by the network, each overlay network is stored.
[4]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理装置は、上述のオーバーレイネットワーク管理装置であって、既に構築されているオーバーレイネットワークの仮想ノードを前記CPU上で実現する各仮想マシンの通信データをモニタして通信の宛先または送信元を示す情報を取得し、前記通信の宛先または送信元を示す情報と前記アンダーレイリンク検索部が決定した物理リンク経路の情報とに基づいて、各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報を取得する通信モニタ部をさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記通信モニタ部が取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [4] An overlay network management apparatus according to an aspect of the present invention is the overlay network management apparatus described above, and communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU. Each overlay network based on the information indicating the communication destination or transmission source and the information on the physical link path determined by the underlay link search unit. Further comprising a communication monitoring unit that acquires information indicating physical nodes and physical links that realize the information, and the risk factor database includes information indicating physical nodes and physical links that realize each overlay network acquired by the communication monitoring unit. Remember that every overlay network And butterflies.
[5]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理装置は、上述のオーバーレイネットワーク管理装置であって、各物理ノードまたは各仮想ノードから、各仮想ノードを実現する物理ノードの情報を取得し、また、各物理ノードを通過する伝送データをモニタして、各仮想リンクを実現する物理リンクの情報を取得するスイッチ制御モニタ部をさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記スイッチ制御モニタ部が取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [5] An overlay network management apparatus according to an aspect of the present invention is the overlay network management apparatus described above, and acquires information on a physical node that realizes each virtual node from each physical node or each virtual node. In addition, it further includes a switch control monitor unit that monitors transmission data passing through each physical node and acquires information on physical links that realize each virtual link, and the risk factor database is acquired by the switch control monitor unit. The information of the physical node that realizes each virtual node and the information of the physical link that realizes the virtual link are stored for each overlay network.
[6]また、本発明の一態様による物理ノード装置は、複数のCPUを有し、オーバーレイネットワークの仮想ノードを構築する物理ノード装置であって、新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークにおけるいずれかの物理ノード又はそれらの物理ノードをつなぐ物理リンクの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出部と、前記リソース使用量算出部が算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較部と、を具備することを特徴とする。 [6] A physical node device according to an aspect of the present invention is a physical node device that has a plurality of CPUs and constructs a virtual node of an overlay network, and a request to construct a new overlay network is input. And each of the plurality of CPUs when a failure occurs in any physical node in the physical network used by the newly constructed overlay network or a component of the physical link connecting the physical nodes. A resource usage calculation unit that calculates an expected value of the resource amount and a transfer processing unit of an overlay network that newly constructs a CPU that has the minimum expected value of the resource amount calculated by the resource usage calculation unit should be configured And a resource usage comparison unit that is selected as a CPU.
[7]また、本発明の一態様による物理ノード装置は、上述の物理ノード装置であって、物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタ部と、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索部と、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、をさらに具備し、前記リソース使用量算出部は、新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタ部が当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出する、ことを特徴とする。 [7] A physical node device according to an aspect of the present invention is the above-described physical node device, wherein a failure occurrence probability is stored in association with a failure occurrence probability and a component that may cause a failure on the physical network. Identifies the database, the failure load amount calculation formula database that stores a formula for calculating the resource amount used by the CPU for each overlay network when a failure occurs, and which CPU is used to construct each overlay network A virtual machine state monitor unit, an underlay link search unit that determines a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network, and components of the physical network used by the already constructed overlay network Risk factor database to be stored for each , And the resource usage calculation unit is configured by the virtual machine state monitor unit using the CPU for each component of the physical network used by the newly constructed overlay network and for each CPU. Among the overlay networks identified as being configured, an overlay network constructed using the component is detected based on the data of the risk factor database, and a failure has occurred in the component for the detected overlay network In this case, a resource amount used by the CPU for the overlay network is calculated based on an equation stored in the failure load amount calculation equation database, and is read from the calculated resource amount and the failure occurrence probability database. Failure occurred in each component Based on the rate, it calculates the expected value of the amount of resources each of which uses a plurality of CPU, and characterized in that.
[8]また、本発明の一態様による物理ノード装置は、上述の物理ノード装置であって、前記アンダーレイリンク検索部が決定した物理リンク経路に基づいて、新たに構築するオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を抽出するリスク要因抽出部をさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記リスク要因抽出部が抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [8] A physical node device according to an aspect of the present invention is the physical node device described above, which is a physical node used by an overlay network newly constructed based on a physical link route determined by the underlay link search unit. A risk factor extracting unit that extracts network components; and the risk factor database includes a physical network component used by the overlay network extracted by the risk factor extracting unit and an already constructed overlay network. As a constituent element of the physical network to be used, each overlay network is stored.
[9]また、本発明の一態様による物理ノード装置は、上述の物理ノード装置であって、既に構築されているオーバーレイネットワークの仮想ノードを前記CPU上で実現する各仮想マシンの通信データをモニタして通信の宛先または送信元を示す情報を取得し、前記通信の宛先または送信元を示す情報と前記アンダーレイリンク検索部が決定した物理リンク経路の情報とに基づいて、各オーバーレイネットワークを実現する物理ノード装置および物理リンクを示す情報を取得する通信モニタ部をさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記通信モニタ部が取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノード装置および物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [9] A physical node device according to an aspect of the present invention is the above-described physical node device, and monitors communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU. The information indicating the communication destination or transmission source is obtained, and each overlay network is realized based on the information indicating the communication destination or transmission source and the physical link route information determined by the underlay link search unit. A communication monitor unit that acquires information indicating a physical node device and a physical link, and the risk factor database includes information indicating the physical node device and physical link that realizes each overlay network acquired by the communication monitor unit. It is memorized for every overlay network.
[10]また、本発明の一態様によるネットワーク制御装置は、複数のCPUを有する物理ノードを含む物理ネットワークの構成要素を使用して構築されるオーバーレイネットワークを制御するネットワーク制御装置であって、新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出部と、前記リソース使用量算出部が算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較部と、物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタ部と、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索部と、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、各物理ノードまたは各仮想ノードから、各仮想ノードを実現する物理ノードの情報を取得し、また、各物理ノードを通過する伝送データをモニタして、各仮想リンクを実現する物理リンクの情報を取得するスイッチ制御モニタ部と、を具備し、前記リソース使用量算出部は、新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタ部が当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースから読み出す式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出し、前記リスク要因データベースは、前記スイッチ制御モニタ部が取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [10] A network control apparatus according to an aspect of the present invention is a network control apparatus for controlling an overlay network constructed using a physical network component including a physical node having a plurality of CPUs. When a request for constructing an overlay network is input to the node, an expected amount of resources used by each of the plurality of CPUs when a failure occurs in a component of the physical network used by the newly constructed overlay network A resource usage calculation unit that calculates a value, and a CPU that has a minimum expected value of the resource amount calculated by the resource usage calculation unit is selected as a CPU that should constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network A failure occurs on the resource usage comparison unit and the physical network. A failure occurrence probability database that associates and stores component elements and failure occurrence probabilities, and a failure load amount calculation equation database that stores equations for calculating the amount of resources used by the CPU when a failure occurs for each overlay network; A virtual machine state monitor unit that identifies which CPU is used to construct each overlay network, an underlay link search unit that determines a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network, and Obtain information on the physical nodes that realize each virtual node from the risk factor database that stores the components of the physical network used by the constructed overlay network for each overlay network and each physical node or each virtual node. Pass through each physical node A switch control monitor unit that monitors transmission data to be acquired and acquires information on physical links that realize each virtual link, and the resource usage calculation unit is a physical network used by a newly constructed overlay network Among the overlay networks that are identified as being constructed by the virtual machine state monitor unit using the CPU for each component and each CPU, an overlay network constructed using the component is identified as the risk. The amount of resources used by the CPU for the overlay network when a failure occurs in the component of the detected overlay network is detected based on the data in the factor database, and the failure load amount calculation formula database Calculate based on the formula read from And calculating an expected value of the amount of resources used by each of the plurality of CPUs based on the amount of the resource and the failure occurrence probability of each component read from the failure occurrence probability database, and the risk factor database includes the switch The information of the physical node that realizes each virtual node and the information of the physical link that realizes the virtual link acquired by the control monitor unit is stored for each overlay network.
[11]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理方法は、複数のCPUを有する物理ノードを含む物理ネットワークにおけるいずれかの物理ノード又はそれらの物理ノードをつなぐ物理リンクの構成要素を使用して構築されるオーバーレイネットワークを管理するオーバーレイネットワーク管理装置のオーバーレイネットワーク管理方法であって、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出ステップと、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、前記リソース使用量算出ステップにて算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較ステップと、を具備することを特徴とする。 [11] An overlay network management method according to an aspect of the present invention uses any physical node in a physical network including a physical node having a plurality of CPUs, or a component of a physical link that connects the physical nodes. An overlay network management method of an overlay network management apparatus that manages an overlay network to be constructed, wherein when the overlay network management apparatus receives a request to construct a new overlay network, the overlay network to be newly constructed A resource usage calculation step of calculating an expected value of the resource amount used by each of the plurality of CPUs when a failure occurs in a component of the physical network used by the overlay network management device; A resource usage comparison step of selecting a CPU having the minimum expected value of the resource amount calculated in the resource usage calculation step as a CPU that should constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network. It is characterized by that.
[12]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理方法は、上述のオーバーレイネットワーク管理方法であって、前記オーバーレイネットワーク管理装置は、物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、を具備し、前記オーバーレイネットワーク管理方法は、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタステップと、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索ステップと、をさらに具備し、前記リソース使用量算出ステップは、新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタステップにて当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出する、ことを特徴とする。 [12] An overlay network management method according to an aspect of the present invention is the overlay network management method described above, wherein the overlay network management device includes a component that can cause a failure on a physical network, a failure occurrence probability, Occurrence probability database that stores information in association with each other, failure load amount calculation formula database that stores formulas for calculating the amount of resources used by the CPU when a failure occurs for each overlay network, and an already built overlay network A risk factor database that stores the components of the physical network used by each overlay network, and the overlay network management method includes: A virtual machine state monitoring step that identifies whether the overlay network management device is constructed, and an underlay link search step in which the overlay network management device determines a physical link path that realizes a virtual link of the overlay network to be newly constructed. The resource usage calculation step is constructed using the CPU in the virtual machine state monitoring step for each physical network component used by the newly constructed overlay network and for each CPU. The overlay network constructed using the component is detected based on the data of the risk factor database, and a failure has occurred in the component for the detected overlay network. In this case, the amount of resources used by the CPU for the overlay network is calculated based on the formula stored in the failure load amount calculation formula database, and the calculated resource amount and the fault occurrence probability database are read out. The expected value of the amount of resources used by each of the plurality of CPUs is calculated based on the failure occurrence probability in each component.
[13]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理方法は、上述のオーバーレイネットワーク管理方法であって、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、前記アンダーレイリンク検索ステップにて決定した物理リンク経路に基づいて、新たに構築するオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を抽出するリスク要因抽出ステップをさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記リスク要因抽出ステップにて抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [13] An overlay network management method according to an aspect of the present invention is the overlay network management method described above, based on the physical link path determined by the overlay network management apparatus in the underlay link search step. A risk factor extracting step of extracting a physical network component used by the newly constructed overlay network, wherein the risk factor database is extracted by the risk factor extracting step, and the physical network configuration used by the overlay network is extracted The element is stored for each overlay network as a component of a physical network used by an already constructed overlay network.
[14]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理方法は、上述のオーバーレイネットワーク管理方法であって、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、既に構築されているオーバーレイネットワークの仮想ノードを前記CPU上で実現する各仮想マシンの通信データをモニタして通信の宛先または送信元を示す情報を取得し、前記通信の宛先または送信元を示す情報と前記アンダーレイリンク検索ステップにて決定した物理リンク経路の情報とに基づいて、各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報を取得する通信モニタステップをさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記通信モニタステップにて取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [14] An overlay network management method according to an aspect of the present invention is the overlay network management method described above, wherein the overlay network management apparatus realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU. Monitoring communication data of each virtual machine to acquire information indicating a communication destination or transmission source, information indicating the communication destination or transmission source and physical link route information determined in the underlay link search step And a communication monitoring step of acquiring information indicating physical nodes and physical links that realize each overlay network, and the risk factor database realizes each overlay network acquired in the communication monitoring step. Physical nodes and objects Stores information indicating a link for each overlay network, characterized in that.
[15]また、本発明の一態様によるオーバーレイネットワーク管理方法は、上述のオーバーレイネットワーク管理方法であって、前記オーバーレイネットワーク管理装置が、各物理ノードまたは各仮想ノードから、各仮想ノードを実現する物理ノードの情報を取得し、また、各物理ノードを通過する伝送データをモニタして、各仮想リンクを実現する物理リンクの情報を取得するスイッチ制御モニタステップをさらに具備し、前記リスク要因データベースは、前記スイッチ制御モニタステップにて取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶する、ことを特徴とする。 [15] An overlay network management method according to an aspect of the present invention is the overlay network management method described above, in which the overlay network management device is configured to physically implement each virtual node from each physical node or each virtual node. The risk factor database further includes a switch control monitoring step of acquiring node information, monitoring transmission data passing through each physical node, and acquiring information on a physical link that realizes each virtual link. The physical node information realizing each virtual node and the physical link information realizing the virtual link acquired in the switch control monitoring step are stored for each overlay network.
[16]また、本発明の一態様によるプログラムは、複数のCPUを有する物理ノードを含む物理ネットワークにおけるいずれかの物理ノード又はそれらの物理ノードをつなぐ物理リンクの構成要素を使用して構築されるオーバーレイネットワークを管理するオーバーレイネットワーク管理プログラムであって、コンピュータに、新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出ステップと、前記リソース使用量算出ステップにて算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較ステップと、を実行させることを特徴とする。 [16] A program according to an aspect of the present invention is constructed using any physical node in a physical network including a physical node having a plurality of CPUs or a component of a physical link that connects the physical nodes. An overlay network management program for managing an overlay network, wherein when a request for constructing a new overlay network is input to a computer, a failure occurs in a component of the physical network used by the newly constructed overlay network. A resource usage calculation step for calculating an expected value of a resource amount used by each of the plurality of CPUs when it occurs, and a CPU having a minimum expected value of the resource amount calculated in the resource usage calculation step, Newly constructed overlay net Characterized in that to execute the resource usage comparison step of selecting as the CPU should constitute transfer processing unit over click, the.
[17]また、本発明の一態様によるプログラムは、上述のプログラムであって、前記コンピュータは、物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、を具備し、当該コンピュータに、各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタステップと、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索ステップと、をさらに実行させ、前記リソース使用量算出ステップにおいて、新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタステップにて当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出させることを特徴とする。 [17] A program according to an aspect of the present invention is the above-described program, wherein the computer stores a failure occurrence probability in which a component that may cause a failure on a physical network is associated with the failure occurrence probability. A database, a failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU when a failure occurs for each overlay network, and components of the physical network used by the already constructed overlay network, A risk factor database stored for each overlay network, a virtual machine state monitoring step for identifying which CPU is used to construct each overlay network in the computer, and a virtual of the newly constructed overlay network Realize the link An underlay link search step for determining a physical link route, and in the resource usage calculation step, for each component of the physical network used by the newly constructed overlay network and for each CPU, Of the overlay network identified as being constructed using the CPU in the virtual machine state monitoring step, the overlay network constructed using the component is detected based on the data of the risk factor database and detected. For the overlay network, when a failure occurs in the component, the amount of resources used by the CPU for the overlay network is calculated based on an equation stored in the failure load amount calculation formula database, Calculated And over scan weight, based on the failure occurrence probability of each component read from the failure occurrence probability database, characterized in that to calculate the expected value of the amount of resources each of which uses a plurality of CPU.
[18]また、本発明の一態様によるプログラムは、上述のプログラムであって、前記コンピュータに、前記アンダーレイリンク検索ステップにて決定した物理リンク経路に基づいて、新たに構築するオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を抽出するリスク要因抽出ステップをさらに実行させ、前記リスク要因データベースに、前記リスク要因抽出ステップにて抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶させることを特徴とする。 [18] A program according to an aspect of the present invention is the above-described program, which is used by the overlay network newly constructed on the computer based on the physical link path determined in the underlay link search step. A risk factor extracting step for extracting physical network components is further executed, and the physical network components used by the overlay network extracted in the risk factor extracting step are already built in the risk factor database. As a constituent element of a physical network used by the network, each overlay network is stored.
[19]また、本発明の一態様によるプログラムは、上述のプログラムであって、前記コンピュータに、既に構築されているオーバーレイネットワークの仮想ノードを前記CPU上で実現する各仮想マシンの通信データをモニタして通信の宛先または送信元を示す情報を取得し、前記通信の宛先または送信元を示す情報と前記アンダーレイリンク検索ステップにて決定した物理リンク経路の情報とに基づいて、各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報を取得する通信モニタステップをさらに実行させ、前記リスク要因データベースに、前記通信モニタステップにて取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶させることを特徴とする。 [19] A program according to an aspect of the present invention is the above-described program, wherein the computer monitors communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an overlay network that has already been constructed on the CPU. Information indicating the communication destination or transmission source, and based on the information indicating the communication destination or transmission source and the physical link path information determined in the underlay link search step, Further, a communication monitor step for acquiring information indicating physical nodes and physical links to be realized is further executed, and information indicating physical nodes and physical links for realizing each overlay network acquired in the communication monitor step is stored in the risk factor database. Remember each overlay network And features.
[20]また、本発明の一態様によるプログラムは、上述のプログラムであって、前記コンピュータに、各物理ノードまたは各仮想ノードから、各仮想ノードを実現する物理ノードの情報を取得し、また、各物理ノードを通過する伝送データをモニタして、各仮想リンクを実現する物理リンクの情報を取得するスイッチ制御モニタステップをさらに実行させ、前記リスク要因データベースに、前記スイッチ制御モニタステップにて取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶させることを特徴とする。 [20] A program according to an aspect of the present invention is the above-described program, wherein the computer acquires information on a physical node that realizes each virtual node from each physical node or each virtual node, and The transmission data passing through each physical node is monitored to further execute a switch control monitor step for acquiring information on the physical link that realizes each virtual link, and the risk factor database is acquired in the switch control monitor step. Information on a physical node that realizes each virtual node and information on a physical link that realizes a virtual link are stored for each overlay network.
本発明によれば、障害発生時に生じる処理負荷を物理ノード内の複数のCPUに分散できる。 According to the present invention, the processing load generated when a failure occurs can be distributed to a plurality of CPUs in a physical node.
<第1の実施形態>
以下、図面を参照して、本発明の第1の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態における物理ノード(物理ノード装置)の概略構成を示す構成図である。同図において、物理ノード101aはスイッチ171とCPU161−1〜161−(N+1)(Nは正整数)とを含んで構成される。
物理ノード101aは、物理ネットワーク上の1個の物理ノードである。
スイッチ171は、ネットワークを伝送データの転送先を制御し、データを伝送する。
CPU161−1〜161−Nは、それぞれ仮想化ソフトウェアを実行し、仮想マシンを構築する。1個のCPU上に複数の仮想マシンが構築され得る。CPU161−(N+1)は、オーバーレイネットワーク管理部1を実行する。
<First Embodiment>
The first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a physical node (physical node device) in the first embodiment of the present invention. In the figure, the
The
The
Each of the CPUs 161-1 to 161-N executes virtualization software and constructs a virtual machine. A plurality of virtual machines can be constructed on one CPU. The CPU 161-(N + 1) executes the overlay
各仮想マシンは1個の転送処理部を含んで構成される。転送処理部は、オーバーレイネットワークに関する経路計算や転送テーブル(Forwarding table)作成を実行する。また、転送処理部はスイッチ171を制御することにより仮想マシン間のデータ転送を制御する。1個の転送処理部が1個の仮想ノードに相当する。なお、以下では、各オーバーレイネットワークは、互いに異なる物理ノード上に構築される仮想ノードと、これらの仮想ノード間のリンクとで構成されるものとする。したがって、同一の物理ノード上に構築される2個以上の仮想ノードが同一のオーバーレイネットワークに含まれることは無い。すなわち、同一の物理ノード上に構築される複数の仮想マシンは、互いに異なる何れかのオーバーレイネットワークに対応付けられる。
CPU161−(N+1)は、ソフトウェアを実行することによりオーバーレイネットワーク管理部1を実現する。後述するように、オーバーレイネットワーク管理部1は、物理ノードが具備する複数のCPUの中から、新たなオーバーレイネットワークを構築するために用いるCPUを選択する。本実施形態では、複数のCPUを具備する物理ノードの各々がオーバーレイネットワーク管理部1を具備し、オーバーレイネットワーク管理部1は、当該オーバーレイネットワークが含まれる物理ノードが具備する複数のCPUの中から1個のCPUを選択する。以下では、オーバーレイネットワーク管理部を含む物理ノードを、「(当該オーバーレイネットワーク管理部の)管理対象物理ノード」ともいう。例えば、物理ノード101aに含まれるオーバーレイネットワーク管理部1の管理対象物理ノードは、物理ノード101aである。
Each virtual machine includes one transfer processing unit. The forwarding processing unit executes route calculation and forwarding table (Forwarding table) creation regarding the overlay network. The transfer processing unit controls data transfer between virtual machines by controlling the
The CPU 161- (N + 1) implements the overlay
なお、オーバーレイネットワーク管理部1を、独立したCPU上ではなく、仮想マシン上で実現するようにしてもよい。
図2は、同実施形態における物理ノードのもう1つの概略構成を示す構成図である。同図において、物理ノード101bはスイッチ171とCPU162−1〜162−Nとを含んで構成される。
スイッチ171は、図1のスイッチ171と同様である。
CPU162−1〜162−Nは、図1のCPU161−1〜161−Nと同様、仮想化ソフトウェアを実行し、仮想マシンを構築する。さらに、CPU162−Nは、1個の仮想マシン上でソフトウェアを実行することによりオーバーレイネットワーク管理部1を実現する。
The overlay
FIG. 2 is a configuration diagram showing another schematic configuration of the physical node in the embodiment. In the figure, the
The
As with the CPUs 161-1 to 161-N in FIG. 1, the CPUs 162-1 to 162-N execute virtualization software and construct a virtual machine. Further, the CPU 162-N implements the overlay
なお、オーバーレイネットワーク管理部1を、物理ノードとは独立したオーバーレイネットワーク管理装置として実現してもよい。この場合、オーバーレイネットワーク管理装置を管理対象の物理ノードに接続し、オーバーレイネットワーク管理装置と管理対象の物理ノードとが通信可能な構成とする。また、このオーバーレイネットワーク管理装置は、物理ノードとは独立した管理サーバ上で、プログラムを実行することにより実現されていてもよい。
また、以下では、ネットワークに障害が生じるとネットワーク内の全ノードで経路再計算が実行されるプロトコルがオーバーレイネットワーク上で動作していることを想定する。このようなプロトコルの例としてOSPF(Open Shortest Path First)がある。
Note that the overlay
In the following, it is assumed that a protocol in which route recalculation is executed in all nodes in the network when the network fails is operating on the overlay network. An example of such a protocol is OSPF (Open Shortest Path First).
図3は、オーバーレイネットワーク管理部1の概略構成を示す構成図である。同図において、オーバーレイネットワーク管理部1は、入力部10と伝送部24とアンダーレイリンク検索部21とリスク要因抽出部11とリスク要因データベース(Database;DB)20とリソース選択部12と出力部16と障害発生確率データベース(DB)17と障害時負荷量算出式データベース(DB)18と仮想マシン状態モニタ部19とを含んで構成される。リソース選択部12は、リソース競合検索部13とリソース使用量算出部14とリソース使用量比較部15とを含んで構成される。
入力部10は、新たなオーバーレイネットワークを物理ノード上に構築する要求(以下では、「オーバーレイネットワーク構築要求」ともいう)を受け付ける。入力部10は、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けると、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想ノードを識別するための仮想マシン名(仮想マシンの識別子)を生成し、仮想マシン名と当該仮想マシンを構築する物理ノードとの対応関係を示す仮想マシン名情報を生成する。ここで、仮想ノードと当該仮想ノードを実現する仮想マシンとは1対1に対応する。したがって、仮想マシン名を用いて、仮想マシンのみならず、仮想ノードをも識別することができる。入力部10は、受け付けたオーバーレイネットワーク構築要求と生成した仮想マシン名情報とをアンダーレイリンク検索部21と伝送部24とに出力する。
伝送部24は、他の物理ノード上に実現されたオーバーレイネットワーク管理部1と通信を行う。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the overlay
The
The
アンダーレイリンク検索部21は、新たに構築するオーバーレイネットワークに含まれる仮想リンクについて、物理リンクの経路を決定する。アンダーレイリンク検索部21は、決定した物理リンクをリスク要因抽出部11に出力する。
リスク要因抽出部11は、オーバーレイネットワーク構築要求に含まれる物理ノードや、アンダーレイリンク検索部21が決定した物理リンクを、リスク要因(障害要因)として抽出する。リスク要因抽出部11は、抽出したリスク要因をリスク要因データベース20に書き込む。
リスク要因データベース20は、リスク要因抽出部11が抽出するリスク要因を記憶する。
The underlay
The risk
The
リソース選択部12は、新たに構築するオーバーレイネットワーク用の転送処理部をどのCPUで動作させるかを決定する。
リソース選択部12において、リソース競合検索部13は、管理対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークの中から、リスク要因抽出部11が出力するリスク要因を使用しているオーバーレイネットワークを、リスク要因毎に検索する。管理対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークは、障害発生時に管理対象物理ノードのCPUが経路再計算を行うオーバーレイネットワークである。例えば、物理ネットワークの何れかの構成要素に障害が発生した際に、物理ノード101aのCPUが経路再計算を行う対象となるのは、物理ノード101aのCPUを用いて実現された仮想ノードを含むオーバーレイネットワークのみであって、物理ノード101aのCPUを用いずに構築されているオーバーレイネットワークは経路再計算の対象外である。そこで、リソース競合検索部13は管理対象物理ノードを用いて構築されているオーバーレイネットワークのみを検索対象とする。
リソース使用量算出部14は、障害発生時に各CPUがどれだけのリソース量を使用するかの期待値を計算する。
リソース使用量比較部15は、リソース使用量算出部14が算出した各CPUのリソース使用量の期待値Ekを比較し、値が最小となるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を実現すべきCPUとして選択する。
The
In the
The resource
The resource
出力部16は、リソース選択部12が選択したCPUを表す情報を出力する。
障害発生確率データベース(DB)17は、リスク要因と障害発生確率とを対応付けて記憶する。障害時負荷量算出式データベース(DB)18は、障害発生時に必要となるCPU負荷量を算出するための式をオーバーレイネットワーク毎に記憶する。障害発生確率データベース17と障害時負荷量算出式データベース18とは、リソース使用量算出部14が、障害発生時に各CPUが使用するリソース量を算出する際に参照する。
仮想マシン状態モニタ部19は、どのオーバーレイネットワークの仮想ノードがどのCPUで動作しているかをモニタする。仮想マシン状態モニタ部19のモニタ結果は、リソース使用量算出部14が、障害発生時に各CPUが使用するリソース量を算出する際に参照する。
The
The failure occurrence probability database (DB) 17 stores risk factors and failure occurrence probabilities in association with each other. The failure load amount calculation formula database (DB) 18 stores a formula for calculating the CPU load amount required when a failure occurs for each overlay network. The failure
The virtual machine
次に、オーバーレイネットワーク管理部1の動作について説明する。
図4は、オーバーレイネットワーク管理部1が新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想ノードを実現するCPUを選択する処理手順を示すフローチャートである。
入力部10が物理ノード外の端末装置からユーザによって入力されるオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けるか、あるいは、伝送部24が他の物理ノードからオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けると、オーバーレイネットワーク管理部1は、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想ノードを実現するCPUを選択する処理を開始する。
ここで、物理ノードは通常複数あり、いずれかの物理ノードの入力部10が、ユーザによって入力されるオーバーレイネットワーク構築要求を受け付ける。ユーザによって入力されるオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けた物理ノードは、他の物理ノードにオーバーレイネットワーク構築要求を送信し、他の物理ノードの伝送部24が、送信されたオーバーレイネットワーク構築要求を受け付ける。
Next, the operation of the overlay
FIG. 4 is a flowchart showing a processing procedure for selecting a CPU that realizes a virtual node of an overlay network newly constructed by the overlay
When the
Here, there are usually a plurality of physical nodes, and the
オーバーレイネットワーク構築要求には、オーバーレイネットワーク構築において使用する物理ノードと、オーバーレイネットワークとしてどのノード間に接続リンクを作成するかを示す情報とが格納されている。
図5は、オーバーレイネットワーク構築要求の例を示す図である。同図で示すようにオーバーレイネットワーク構築要求には、オーバーレイネットワーク名と構成情報とが格納される。
オーバーレイネットワーク名は、新たに構築するオーバーレイネットワークの名前であり、オーバーレイネットワークを識別するための情報である。構成情報は、仮想ノードを構築する物理ノードの情報と、仮想ノード間のリンクの情報とを示す情報である。仮想ノード間のリンクの情報は、仮想ノードを構築する2つの物理ノードの名前を対応付けることによって表現される。図5の例では、構成情報に物理ノード1、2、5、・・・のノード名が示されている。これらの物理ノードが、オーバーレイネットワーク名で示されるオーバーレイネットワーク1の仮想ノードを構築する物理ノードである。また、構成情報において、物理ノード1と物理ノード2、物理ノード1と物理ノード5、・・・が対応付けられている。これにより、オーバーレイネットワーク1は、物理ノード1を用いて実現される仮想ノードと物理ノード2を用いて実現される仮想ノードとの間、および、物理ノード1を用いて実現される仮想ノードと物理ノード5を用いて実現される仮想ノードとの間に仮想リンクを持つことが示されている。
The overlay network construction request stores a physical node used in construction of the overlay network and information indicating which node to create a connection link as an overlay network.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an overlay network construction request. As shown in the figure, an overlay network name and configuration information are stored in the overlay network construction request.
The overlay network name is a name of an overlay network to be newly constructed, and is information for identifying the overlay network. The configuration information is information indicating information on a physical node that constructs a virtual node and information on a link between the virtual nodes. Information on the link between the virtual nodes is expressed by associating the names of two physical nodes that construct the virtual node. In the example of FIG. 5, the node names of the
ステップS101において、オーバーレイネットワーク管理部1は、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けたのが入力部10か否かを判断する。入力部10が受け付けた場合(ステップS101:YES)は、ステップS102に進み、それ以外の場合(ステップS101:NO)、すなわち伝送部24が受け付けた場合は、伝送部24がオーバーレイネットワーク構築要求と後述する仮想マシン名情報とをアンダーレイリンク検索部21に出力し、その後ステップS103に進む。
In step S101, the overlay
ステップS102において、入力部102は、新たに構築するオーバーレイネットワークを実現するための仮想マシンに付す仮想マシン名を生成し、仮想マシン名情報を生成する。
図6は、入力部10が生成する、仮想マシン名情報の例を示す図である。同図は、オーバーレイネットワーク構築要求に、物理ノード1と物理ノード2と物理ノード4と物理ノード5とが含まれている場合の例であり、入力部10は、物理ノード1、2、4、5のそれぞれに、仮想マシン名「仮想マシン141」、「仮想マシン名142」、「仮想マシン144」、「仮想マシン名145」を対応付ける。
この仮想マシン名は、仮想ノードの識別子としても用いられ、転送処理部がデータ伝送を行う際に、送信元の仮想ノードの識別子及び宛先の仮想ノードの識別子として、データに含めて送信する。
In step S102, the
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of virtual machine name information generated by the
This virtual machine name is also used as an identifier of the virtual node. When the transfer processing unit performs data transmission, the virtual machine name is included in the data and transmitted as the identifier of the source virtual node and the identifier of the destination virtual node.
入力部10は、受け付けたオーバーレイネットワーク構築要求と仮想マシン名情報とをアンダーレイリンク検索部21と伝送部24とに出力する。
伝送部24は、入力部10から受け付けたオーバーレイネットワーク構築要求と仮想マシン名情報とを、他の物理ノード上で動作するオーバーレイネットワーク管理部1の伝送部24に送信する。
なお、物理ノードとは別に、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付ける入力装置を設けてもよい。この入力装置はオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けると、仮想マシン名情報を生成し、オーバーレイネットワーク構築要求と仮想マシン名情報とを、各物理ノード上で動作するオーバーレイネットワーク管理部1の伝送部24に出力する。この場合、各オーバーレイネットワーク管理部1は、入力部10を具備する必要がない。
The
The
An input device that receives an overlay network construction request may be provided separately from the physical node. When this input device accepts an overlay network construction request, it generates virtual machine name information and outputs the overlay network construction request and virtual machine name information to the
次に、ステップS103において、アンダーレイリンク検索部21は、入力部10または伝送部24からオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けると、そのオーバーレイネットワーク構築要求から仮想リンクを読み出し、各仮想リンクを実現する物理リンクの経路を決定する。図5に示したように、オーバーレイネットワーク構築要求において、仮想リンクはリンクの両端の仮想ノードを実現する物理ノードにより示される。アンダーレイリンク検索部21は、これらの物理ノード間に仮想リンクを設定するための、物理リンクの経路を決定し、決定した物理リンクの経路を示す物理リンク経路情報を生成する。
Next, in step S103, upon receiving an overlay network construction request from the
図7は、アンダーレイリンク検索部21が生成する、物理リンク経路情報の例を示す図である。同図の例では、物理ノード1を用いて実現される仮想ノードと物理ノード2を用いて実現される仮想ノードとの間の仮想リンクは、物理リンク1を用いて実現されることが示されている。また、物理ノード1を用いて実現される仮想ノードと物理ノード5を用いて実現される仮想ノードとの間の仮想リンクは、物理リンク4と物理リンク5とを用いて実現されることが示されている。
アンダーレイリンク検索部21は、物理ノード間の距離が最短となる経路を物理リンクの経路として決定する。なお、アンダーレイリンク検索部21が、物理リンクの経路を決定する方法は前記の方法に限らない。例えば、アンダーレイリンク検索部21が、物理リンクの帯域使用率が低い経路を物理リンクの経路として決定するようにしてもよい。ただし、複数存在するオーバーレイネットワーク管理部1が、同一の物理リンク経路情報を共有する必要がある。そこで、各オーバーレイネットワーク管理部1は、互いに同一の物理リンクの経路の決定方法を用いる。なお、1つのオーバーレイネットワーク管理部1、例えばオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けたオーバーレイネットワーク管理部1が、物理リンク経路情報を生成して各オーバーレイネットワーク管理部1に送信するようにしてもよい。これにより、各オーバーレイネットワーク管理部1は同一の物理リンク経路情報を共有できる。
アンダーレイリンク検索部21は、仮想マシン名情報と物理リンク経路情報とオーバーレイネットワーク構築要求とを、リスク要因抽出部11に出力する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of physical link path information generated by the underlay
The underlay
The underlay
次に、ステップS104において、リスク要因抽出部11は、アンダーレイリンク検索部21からオーバーレイネットワーク構築要求等を受け付けると、出力されたオーバーレイネットワーク構築要求及び物理リンク経路情報から、リスク要因となる構成要素を読み出す。
リスク要因抽出部11は、リスク要因として、新たに構築されるオーバーレイネットワークに含まれる全ての物理ノードと全ての物理リンクとを読み出す。例えば、リスク要因抽出部11は、図5のネットワーク構築要求に含まれる物理ノード1、2、5、・・・をリスク要因として読み出す。さらに、リスク要因抽出部11は、図5のネットワーク構築要求において物理ノード1と物理ノード2とで示される仮想リンクを実現する物理リンクとして、図7から物理リンク1を読み出してリスク要因に加える。同様に、リスク要因抽出部11は、ネットワーク構築要求に含まれる他の仮想リンクについても、当該仮想リンクを実現する物理リンクをリスク要因に加える。
なお、更に小さい粒度として、仮想リンクに割り当てる予定のスイッチポート等をリスク要因に含めるようにしてもよい。
リスク要因抽出部11は、読み出したリスク要因をリスク要因データベース20に書き込む。また、リスク要因抽出部11は、読み出したリスク要因(新たに構築するオーバーレイネットワークのリスク要因)と仮想マシン名情報と新たに構築するオーバーレイネットワークの名前(オーバーレイネットワーク構築要求に含まれるオーバーレイネットワーク名)とを、リソース競合検索部13に出力する。
Next, in step S104, when the risk
The risk
Note that, as a smaller granularity, a switch port or the like to be allocated to the virtual link may be included in the risk factor.
The risk
図8は、リスク要因データベース20が記憶するデータの例を示す図である。同図で示すように、リスク要因データベース20は、オーバーレイネットワーク名とリスク要因情報とを対応付けて記憶する。
オーバーレイネットワーク名は、既に構築されている、あるいは新たに構築するオーバーレイネットワークの名前であり、オーバーレイネットワークを識別する情報である。リスク要因情報は、オーバーレイネットワーク毎のリスク要因を示す情報である。図8の例では、オーバーレイネットワーク1は物理ノード1、物理ノード2、物理リンク5をリスク要因として含むことを示している。リスク要因データベース20を用いることにより、あるリスク要因(例えば物理ノード1)で障害が発生したときに、経路再計算が発生するオーバーレイネットワークを検索することができる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of data stored in the
The overlay network name is the name of an overlay network that has already been constructed or newly constructed, and is information that identifies the overlay network. The risk factor information is information indicating a risk factor for each overlay network. In the example of FIG. 8, the
次に、ステップS105において、リソース競合検索部13は、リスク要因抽出部11からリスク要因等を受け付けると、管理対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークを検索し、検索したオーバーレイネットワークの中から、リスク要因抽出部11から受け付けたリスク要因を使用しているオーバーレイネットワークをリスク要因毎に検索して、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報を生成する。
具体的には、まず、リソース競合検索部13は、リスク要因データベース20が記憶するオーバーレイネットワークの中から、管理対象物理ノード、すなわち、当該リソース競合検索部13が含まれる物理ノードをリスク要因に含むオーバーレイネットワークを、管理対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークとして検索する。例えば、物理ノード1に含まれるオーバーレイネットワーク管理部1のリソース競合検索部13は、管理対象ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークとして、物理ノード1をリスク要因に含むオーバーレイネットワークを、リスク要因データベース20が記憶するオーバーレイネットワークの中から検索する。次に、リソース競合検索部13は、リスク要因抽出部11から受け付けたリスク要因毎に、当該リスク要因をリスク要因に含むオーバーレイネットワークを、管理対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークの中からさらに検索する。例えば、リスク要因抽出部11が出力するリスク要因に物理ノード2が含まれている場合、この物理ノード2を使用しているオーバーレイネットワークを、リスク要因データベース20が記憶するオーバーレイネットワーク、かつ、上記の検索で管理対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークの中からさらに検索する。
検索されるオーバーレイネットワークは、新しく構築されるオーバーレイネットワークの各リスク要因において障害が発生した際に、管理対象物理ノード(上の例では物理ノード1)のCPUが経路再計算を行うオーバーレイネットワークである。
Next, in step S105, when the resource
Specifically, first, the resource
The searched overlay network is an overlay network in which the CPU of the managed physical node (
図9は、リソース競合検索部13が生成するリスク要因使用オーバーレイネットワーク情報の例を示す図である。同図では、例えば、オーバーレイネットワーク1、2、・・・が物理ノード1を用いて実現されることが示されている。リソース競合検索部13は、リスク要因データベース20からオーバーレイネットワークとリスク要因との対応関係をリスク要因毎に読み出して、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報を生成する。
リソース競合検索部13は、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報と仮想マシン名情報とを、リソース使用量算出部14に出力する。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the risk factor use overlay network information generated by the resource
The resource
なお、リソース競合検索部13がリスク要因データベース20を検索する際には、リスク要因データベース20には、既に構築されているオーバーレイネットワークのリスク要因(既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素)に加えて、新たに構築されるオーバーレイネットワークのリスク要因も、リスク要因抽出部11によって登録されている。そこで、リソース競合検索部13が、リスク要因データベース20を検索する際に、新たに構築するオーバーレイネットワークの名前(オーバーレイネットワーク構築要求に含まれるオーバーレイネットワーク名)をオーバーレイネットワーク欄に含む行を、検索対象から除外する。これにより、リソース競合部13は、リスク要因データベース20から、既に構築されているオーバーレイネットワークの情報を取得することができる。
あるいは、オーバーレイネットワーク構築要求に基づいてオーバーレイネットワークが構築された後に、リスク要因抽出部11が、リスク要因データベース20に当該オーバーレイネットワークのリスク要因を書き込むようにしてもよい。例えば、当該オーバーレイネットワークが構築された後に、当該オーバーレイネットワークが構築されたことを示す信号をオーバーレイネットワーク管理部1が受け付ける。リソース競合部13は、オーバーレイネットワーク管理部1がこの信号を受け付けた後に、リスク要因データベース20に、当該オーバーレイネットワークのリスク要因を書き込む。
When the resource
Alternatively, after the overlay network is constructed based on the overlay network construction request, the risk
次に、ステップS106において、リソース使用量算出部14は、リソース競合検索部13からリスク要因使用オーバーレイネットワーク情報等を受け付けると、障害発生時に各CPUがどれだけのリソース量を使用するかの期待値を算出する。
リソース使用量算出部14は、障害発生時の各CPUのリソース使用量として、各CPUで発生する負荷量を算出する。なお、リソース量として各CPUが経路再計算に使用するメモリ量を用いるなど、CPUの負荷量以外の数量を用いるようにしてもよい。リソース使用量算出部14は、障害発生確率データベース17と障害時負荷量算出式データベース18とを参照して、障害発生時に各CPUで発生する負荷量を算出する。
まず、リソース使用量算出部14は、リソース競合検索部13から受け付けるリスク要因使用オーバーレイネットワーク情報のリスク要因欄から、新たに構築するオーバーレイネットワークのリスク要因を読み出し、読み出したリスク要因の一つに障害が発生したときに各CPUで発生する負荷量Uk,iを、式(1)に基づいてリスク要因毎に算出する。
Next, in step S106, when the resource
The resource
First, the resource
ここで、kはCPUを識別する識別子である。また、iは障害発生を想定するリスク要因を表す。また、jは、対象物理ノードを用いて構築済みのオーバーレイネットワークのうち、対象とするリスク要因を共有するオーバーレイネットワークを表す。つまり、jは、対象とするリスク要因で障害が生じた際に、経路再計算を実行しなければならないオーバーレイネットワークを表す。ρjは、対象とするリスク要因で障害が生じた際に、オーバーレイネットワークjのために必要なCPU負荷量である。リソース使用量算出部14は、このCPU負荷量を、仮想マシン状態モニタ部19が出力する、どの仮想マシンがどのCPUで動作しているかを示す仮想マシン実現CPU情報と、障害時負荷量算出式データベース18が記憶する式とを用いて算出する。
Here, k is an identifier for identifying the CPU. I represents a risk factor that assumes the occurrence of a failure. Further, j represents an overlay network that shares a target risk factor among overlay networks that have been constructed using the target physical node. That is, j represents an overlay network in which a route recalculation must be executed when a failure occurs due to a target risk factor. ρ j is a CPU load necessary for the overlay network j when a failure occurs due to a target risk factor. The resource use
図10は、仮想マシン状態モニタ部19が出力する、仮想マシン実現CPU情報の例を表す図である。
同図の例では、仮想マシン111、141がCPU1上で動作し、仮想マシン121がCPU2上で動作していることが示されている。
仮想マシン状態モニタ部19は、どのオーバーレイネットワークの仮想ノードがどのCPUで動作しているかをモニタして、仮想マシン実現CPU情報を生成する。各CUP上の仮想化ソフトウェアが、動作中の仮想マシンの情報を管理し、この情報を取得するためのインタフェースを提供する。仮想マシン状態モニタ部19は、どの仮想マシンがどのCPUで動作しているかを示す情報を、このインタフェースを通じて仮想化ソフトウェアから取得する。仮想マシン情報モニタ部19は、生成した仮想マシン実現CPU情報を、リソース使用量算出部14に出力する。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of virtual machine realization CPU information output from the virtual machine
In the example of the figure, the
The virtual machine
図11は、害時負荷量算出式データベース(DB)18が記憶する障害発生時負荷量算出式テーブルの例を示す図である。
障害時負荷量算出式データベース18は、障害発生時にCPUで発生する負荷量(CPU負荷量)を算出するための式をオーバーレイネットワーク毎に記憶する。これらのデータは管理者によって障害時負荷量算出式データベース18に予め登録される。
障害発生時に必要とする負荷量は対象のオーバーレイネットワークに含まれるノード数やリンク数に依存する。このため、障害発生時にCPUで発生する負荷量を算出するための式は、同図に示すように、対象のオーバーレイネットワークに含まれるノード数やリンク数の関数であることが望ましい。これらの式としては、公知の算出式を用いることができる。例えば、OSPFを実行するネットワークにおいては、障害発生時に必要となるCPU負荷量は、(NlogN)のオーダとなることが知られている。ここで、Nはネットワークに含まれるノード数を表す。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a failure occurrence load amount calculation formula table stored in the harm load calculation formula database (DB) 18.
The failure load amount
The amount of load required when a failure occurs depends on the number of nodes and links included in the target overlay network. For this reason, it is desirable that the formula for calculating the load generated by the CPU when a failure occurs is a function of the number of nodes and the number of links included in the target overlay network, as shown in FIG. As these formulas, known calculation formulas can be used. For example, in a network that executes OSPF, it is known that the CPU load required when a failure occurs is on the order of (NlogN). Here, N represents the number of nodes included in the network.
リソース使用量算出部14は、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報の各リスク要因について、当該リスク要因を使用するオーバーレイネットワーク名を順に読み出す。例えば、リソース使用量算出部14は、図9のリスク要因使用オーバーレイネットワーク情報から、まず、オーバーレイネットワーク1が物理ノード1を使用していることを読み出し、後述する処理を行う。次に、リソース使用量算出部14は、オーバーレイネットワーク2が物理ノード1を使用していることを読み出し、後述する処理を行う。これを、各リスク要因を使用する各オーバーレイネットワークについて繰り返す。
リソース使用量算出部14は、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報から読み出したオーバーレイネットワーク名を用いて、このオーバーレイネットワークに含まれる仮想マシンを実現するCPUの識別子を、仮想マシン実現CPU情報から読み出す。例えば、図9のリスク要因使用オーバーレイネットワーク情報から読み出したオーバーレイネットワーク1について、このオーバーレイネットワーク1に含まれる仮想マシン111がCPU1上で動作していることを、図10の仮想マシン実現CPU情報から読み出す。
ここで、仮想マシン実現CPU情報に示される仮想マシンがどのオーバーレイネットワークに含まれるかは、例えば、仮想マシン名から判別可能とすることができる。図10の例では、仮想マシン名に含まれる3桁の数字のうち2番目の数字が、当該仮想マシンが含まれるオーバーレイネットワークを示す。例えば、仮想マシン111はオーバーレイネットワーク1に含まれ、仮想マシン121はオーバーレイネットワーク2に含まれ、仮想マシン141はオーバーレイネットワーク4に含まれる。
For each risk factor in the risk factor use overlay network information, the resource
Using the overlay network name read from the risk factor use overlay network information, the resource
Here, it can be determined from the virtual machine name, for example, which overlay network the virtual machine indicated in the virtual machine realization CPU information is included in. In the example of FIG. 10, the second number among the three-digit numbers included in the virtual machine name indicates the overlay network including the virtual machine. For example, the
また、リソース使用量算出部14は、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報から読み出したオーバーレイネットワーク名を用いて、障害発生時に必要となるCPU負荷量を算出するための式を、障害時負荷量算出式データベース18から読み出す。例えば、図9のリスク要因使用オーバーレイネットワーク情報から読み出したオーバーレイネットワーク1は、障害発生時に2.3×n×log(n)のCPU負荷を必要とすることを、図11の障害発生時負荷量算出式テーブルから読み出す。リソース使用量算出部14は、オーバーレイネットワークに含まれるノード数をリスク要因データベース33から読み出して、障害時負荷量算出式データベース18から読み出した式に代入し、障害発生時に必要となるCPU負荷量を算出する。
リソース使用量算出部14は、リスク要因使用オーバーレイネットワーク情報のリスク要因毎に、当該リスク要因を使用する各オーバーレイネットワークについて、障害発生時に必要となるCPU負荷量を算出し、算出したCPU負荷量をCPU毎に合計して、式(1)の負荷量Uk,1を算出する。
Further, the resource
For each risk factor of the risk factor use overlay network information, the resource usage
ここで、新たに構築するオーバーレイネットワークのリスク要因は通常複数ある。リソース使用量算出部14は、それぞれのリスク要因の障害発生確率Piと、式(1)で算出したリスク要因毎の各CPUの負荷量とを用いて、障害発生時に必要な各CPUの負荷量の期待値Ekを、式(2)に基づいて算出する。
Here, there are usually multiple risk factors for the newly constructed overlay network. Resource use
ここで、iは新たに構築するオーバーレイネットワークに含まれるリスク要因を表す。また、jは上記のとおり、対象物理ノードを用いて構築済みのオーバーレイネットワークのうち、対象とするリスク要因を共有するオーバーレイネットワークを表す。 Here, i represents a risk factor included in the newly constructed overlay network. Further, j represents an overlay network that shares a target risk factor among overlay networks that have been constructed using the target physical node as described above.
障害発生確率データベース(DB)17は、リスク要因と障害発生確率とを対応付けて記憶する。これらのデータは管理者によって障害発生確率データベース17に予め登録される。
図12は、障害発生確率データベースが記憶する障害発生確率テーブルの例を示す図である。同図において、リソース欄のデータは、リスク要因としての物理ネットワークの構成要素を示し、障害発生確率欄のデータは、この構成要素での障害発生確率を示す。例えば、ノード1での障害発生確率は0.001である。障害発生確率としては、例えば平均故障間隔(MTBF: Mean Time Between Failures)を用いる。また、障害発生確率はリソース間での相対値であってもよい。
リソース使用量算出部14は、算出した各CPUのリソース使用量の期待値と仮想マシン名情報とをリソース使用量比較部15に出力する。
The failure occurrence probability database (DB) 17 stores risk factors and failure occurrence probabilities in association with each other. These data are registered in advance in the failure
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a failure occurrence probability table stored in the failure occurrence probability database. In the figure, the data in the resource column indicates a component of the physical network as a risk factor, and the data in the failure occurrence probability column indicates the failure occurrence probability in this component. For example, the failure occurrence probability at
The resource
図4に戻って、ステップS107において、リソース使用量比較部15は、リソース使用量算出部14から各CPUのリソース使用量の期待値等を受け付けると、出力された各CPUのリソース使用量の期待値を比較し、値が最小となるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択する。
リソース使用量比較部15は、リソース使用量算出部14が算出した各CPUのリソース使用量の期待値Ekを比較し、値が最小となるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択する。
リソース使用量比較部15は、選択したCPUを表す情報と仮想マシン名情報とを出力部16に出力する。
出力部16は、リソース使用量比較部15から、選択したCPUを表す情報等を受け付けると、当該出力部16を含んで構成されるオーバーレイネットワーク管理部1が含まれる物理ノードに対応付けられた仮想マシン名を仮想マシン名情報から読み出し、読み出した仮想マシン名とリソース選択部12が選択したCPUを表す情報とを出力する。出力部16は、例えば、リソース選択部12が選択したCPUを表す情報等を、管理用画面(不図示)に出力する。これにより、選択されたCPUを管理者が確認することができる。あるいは、出力部16が、選択されたCPU上で動作する仮想化ソフトウェアに、選択されたことを示す情報と仮想マシン名とを出力し、出力を受けた仮想化ソフトウェアが新規仮想マシンを当該仮想マシン名で構築するようにしてもよい。
Returning to FIG. 4, in step S 107, when the resource
The resource
The resource
When the
以上、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けた場合のオーバーレイネットワーク管理装置1の動作について説明した。一方、オーバーレイネットワークの削除要求があった場合は、リスク要因抽出部11は、リスク要因データベース20から削除対象のオーバーレイネットワークのデータを削除する。これによって、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けた際に、オーバーレイネットワーク管理部1が、既に削除されているオーバーレイネットワークの経路再計算のためのCPU負荷量を、このオーバーレイネットワークのノードを実現していたCPUの負荷量に含めるのを防止し、より正確にCPU負荷量を算出することができる。
The operation of the overlay
次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、リソース競合検索部13が、対象物理ノードを用いて既に構築されているオーバーレイネットワークのうち、リスク要因抽出部11が抽出したリスク要因に該当する機能(ノード、ポート等)を使用しているオーバーレイネットワークを検索し、リソース使用量算出部14が、障害発生時に各CPUがどれだけのリソース量を使用するかの期待値を計算し、リソース使用量比較部15が、リソース使用量算出部14で算出した各CPUのリソース使用量の期待値を比較し、値が最小となるCPUを、要求オーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択する。これにより、障害発生時に生じる処理負荷を物理ノード内の複数のCPUに分散できる。
Next, the effect of this embodiment will be described. In the present embodiment, the resource
<第2の実施形態>
図13は、本発明の第2の実施の形態におけるオーバーレイネットワーク管理部2の概略構成を示す構成図である。同図において、オーバーレイネットワーク管理部2は、入力部30と伝送部34とアンダーレイリンク検索部31とリスク要因データベース33とリソース選択部12と出力部16と障害発生確率データベース17と障害時負荷量算出式データベース18と仮想マシン状態モニタ部19と通信モニタ部32とを含んで構成される。リソース選択部12は、リソース競合検索部13とリソース使用量算出部14とリソース使用量比較部15とを含んで構成される。
同図において、図3の各部に対応する部分には同一の符号(12、13、14、15、16、17、18、19)を付し、説明を省略する。
オーバーレイネットワーク管理部2は、通信モニタ部32がリスク要因データベース33にリスク要因を書き込む点で、第1の実施形態のオーバーレイネットワーク管理部1と異なる。
なお、リソース競合検索部13は、第1の実施形態のリスク要因抽出部11が抽出するリスク要因に代えて、ネットワーク構築要求に含まれる物理ノードの情報とアンダーレイリンク検索部31が出力する物理リンクの情報とを用いて、第1の実施形態の場合と同様に、これらの物理ノードや物理リンクを使用するオーバーレイネットワークを検索する。
<Second Embodiment>
FIG. 13 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the overlay
In the figure, the same reference numerals (12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) are assigned to portions corresponding to the respective portions in FIG.
The overlay
Note that the resource
入力部30は、図3の入力部10と同様に、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けると仮想マシン名情報を生成する。入力部30は、受け付けたオーバーレイネットワーク構築要求と生成した仮想マシン名情報とをアンダーレイリンク検索部31と伝送部34とに出力する。また、入力部30は、仮想マシン名情報を通信モニタ部32に出力する。
アンダーレイリンク検索部31は、図3のアンダーレイリンク検索部21と同様に、オーバーレイネットワーク構築要求に含まれる仮想リンクについて、物理リンクの経路を決定して物理リンク経路情報を生成する。アンダーレイリンク検索部31は、生成した物理リンク経路情報をリソース競合検索部13と通信モニタ部32に出力する。
リスク要因データベース33は、オーバーレイネットワークが書き込むリスク要因を記憶する。
Similar to the
Similar to the underlay
The
通信モニタ部32は、入力部30から受け付ける、オーバーレイネットワーク構築要求に含まれる物理ノードと対応する仮想ノードの識別子とを対応付けて、内部のノード対応関係記憶部(不図示)に記憶する。また、通信モニタ部32は、アンダーレイリンク検索部31が出力する、物理リンクの経路と仮想リンクを特定する情報とを対応付けて、内部のリンク対応関係記憶部(不図示)に記憶する。
また、通信モニタ部32は、仮想化ソフトウェアが実行する、各仮想マシンの通信データをモニタする。あるオーバーレイネットワークに属する転送処理部は、当該転送処理部が属するオーバーレイネットワーク内のノードとのみ通信を行う。したがって、転送処理部が送受信するデータの宛先の仮想ノードと送信元の仮想ノードとは、同一のオーバーレイネットワークに属する。通信モニタ部32は、宛先の仮想ノードと送信元との仮想ノードとを、通信データから読み出す。通信モニタ部32は、読み出した宛先の仮想ノードが構築されている物理ノードと、送信元の仮想ノードが構築されている物理ノードとを、ノード対応関係記憶部を用いて特定する。さらに、通信モニタ部32は、特定した物理ノードを、リスク要因データベース33に書き込む。
伝送部34は、入力部30から受け付けるオーバーレイネットワーク構築要求及び仮想マシン名情報に加えて、通信モニタ部から受け付ける仮想ノード間の通信に関する情報も、オーバーレイネットワーク管理部2間で通信する。
The
Further, the
In addition to the overlay network construction request and virtual machine name information received from the
次にオーバーレイネットワーク管理部2の動作について説明する。
オーバーレイネットワーク管理部2が、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けた際に行う動作は、図4のフローチャートと同様である。ただし、ステップS104のリスク要因の抽出は通信モニタ部32がリスク要因データベース42にリスク要因を書き込むことで行われる。
入力部30は、図3の入力部30と同様に、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けると仮想マシン名情報を生成する。入力部30は、受け付けたオーバーレイネットワーク構築要求と生成した仮想マシン名情報とをアンダーレイリンク検索部31と伝送部34とに出力する。また、入力部30は、仮想マシン名情報を通信モニタ部32に出力する。伝送部34は、図3の伝送部24と同様に、オーバーレイネットワーク構築要求と仮想マシン名情報とをオーバーレイネットワーク管理部2同士の間で送受信する。オーバーレイネットワーク構築要求と仮想マシン名情報とを受信した伝送部34は、受信したオーバーレイネットワーク構築要求と仮想マシン名情報とをアンダーレイリンク検索部31に出力する。また、伝送部34は、受信した仮想マシン名情報を通信モニタ部32に出力する。
なお、第1の実施形態の場合と同様、オーバーレイネットワーク管理部2とは別に入力装置を設け、この入力装置がオーバーレイネットワーク構築要求を受け付けるようにしてもよい。
アンダーレイリンク検索部31は、図3のアンダーレイリンク検索部21と同様に、新たに構築するオーバーレイネットワークに含まれる仮想リンクについて、物理リンクの経路を決定し、物理リンク経路情報を生成する。アンダーレイリンク検索部31は、仮想マシン名情報と物理リンク経路情報とをリソース競合検索部13に出力する。また、アンダーレイリンク検索部31は、物理リンク経路情報を通信モニタ部32に出力する。第1の実施形態の場合と同様、各オーバーレイネットワーク管理部2が互いに同一の物理リンクの経路の決定方法を用いる。あるいは、第1の実施形態の場合と同様、1つのオーバーレイネットワーク管理部2が物理リンク経路情報を生成して、各オーバーレイネットワーク管理部2に送信するようにしてもよい。
Next, the operation of the overlay
The operation performed when the overlay
Similar to the
As in the case of the first embodiment, an input device may be provided separately from the overlay
Similar to the underlay
リスク要因データベース33は、通信モニタ部32が書き込むリスク要因を記憶する。
図14は、リスク要因データベース33が記憶するデータの例を示す図である。図8に示したように、第1の実施形態のリスク要因データベース20がオーバーレイネットワーク名とリスク要因情報とを記憶するのに対し、リスク要因データベース33は、オーバーレイネットワーク名に代えて仮想ノードの識別子(具体的には仮想マシン名)を記憶する。
The
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of data stored in the
通信モニタ部32は、入力部30または伝送部34が仮想マシン名情報として出力する、オーバーレイネットワーク構築要求に含まれる物理ノードの名前と対応する仮想ノードの識別子とを示す情報を、内部のノード対応関係記憶部(不図示)にノード対応関係テーブルとして書き込む。
図15は、ノード対応関係記憶部が記憶する、オーバーレイネットワーク構築要求に含まれる物理ノードの名前と対応する仮想ノードの識別子とを示す情報の例を示す図である。同図に示すように、ノード対応関係記憶部は、入力部30または伝送部34が出力する仮想マシン名情報を蓄積して記憶する。
The
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of information indicating a name of a physical node included in an overlay network construction request and an identifier of a corresponding virtual node stored in the node correspondence storage unit. As shown in the figure, the node correspondence storage unit accumulates and stores virtual machine name information output from the
また、通信モニタ部32は、アンダーレイリンク検索部31が物理リンク経路情報として出力する、物理リンクの経路と仮想リンクとを対応付ける情報を、仮想リンク欄の物理ノード名を仮想マシン名に書き換えて、内部のリンク対応関係記憶部(不図示)にリンク対応関係テーブルとして書き込む。
図16は、リンク対応関係記憶部が記憶する、物理リンクの経路と仮想リンクとを対応付ける情報の例を示す図である。通信モニタ部32は、アンダーレイリンク検索部31から受け付ける物理リンク経路情報のうち、仮想リンク欄の物理ノード名を、仮想マシン名情報を用いて書き換える。同図に示すように、リンク対応関係記憶部は、通信モニタ部32が仮想リンク欄を書き換えた物理リンク経路情報を蓄積して記憶する。
Further, the
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of information associated with a physical link route and a virtual link stored in the link correspondence storage unit. The
また、通信モニタ部32は、仮想化ソフトウェアが実行する、各仮想マシンの通信データをモニタする。あるオーバーレイネットワークに属する転送処理部は、当該転送処理部が属するオーバーレイネットワーク内のノードとのみ通信を行う。したがって、転送処理部が送受信するデータの宛先の仮想ノードと送信元の仮想ノードとは、同一のオーバーレイネットワークに属する。通信モニタ部32は、宛先の仮想ノードと送信元の仮想ノードとを、通信データから読み出す。通信モニタ部32は、読み出した宛先の仮想ノードが構築されている物理ノードと、送信元の仮想ノードが構築されている物理ノードとを、ノード対応関係記憶部が記憶する情報を用いて特定する。さらに、通信モニタ部32は、特定した物理ノードを、リスク要因データベース33に書き込む。
Further, the
この際、通信モニタ部32は、送信元の仮想ノードと宛先の仮想ノードとが、リスク要因データベース33の仮想ノード識別子の欄に、既に記憶されているか否かを判断し、判断結果に応じて以下の処理を行う。
1.いずれの仮想ノードも記憶されていないと判断した場合:リスク要因データベース33に、新たな行を追加し、追加した行の仮想ノード識別子の欄に送信元の仮想ノードの識別子と宛先の仮想ノードの識別子とを書き込み、リスク要因情報の欄に、仮想ノードが構築されている物理ノードのノード名と、送信元の仮想ノードが構築されている物理ノードのノード名とを書き込む。
図17は、通信モニタ部32が行を追加する前後のリスク要因データベース33の例を示す図である。
例えば、送信元の仮想ノードが「仮想マシン111」で表される仮想ノードであり、宛先の仮想ノードが「仮想マシン112」で表される仮想ノードであるとする。また、同図(a)は、通信モニタ部32が行を追加する前のリスク要因データベース33であり、送信元の仮想ノードも宛先の仮想ノードもリスク要因データベースに記憶されていない。
この場合、通信モニタ部32は、同図(b)の行L171のように、リスク要因データベース33に行を追加して、仮想ノード識別子欄に、送信元の仮想ノードの識別子「仮想マシン111」と、宛先の仮想ノードの識別子「仮想マシン112」とを書き込む。また、通信モニタ部32は、ノード対応関係記憶部が記憶する、図15のノード対応関係テーブルから、「仮想マシン111」に対応する「物理ノード1」と、「仮想マシン112」に対応する「物理ノード2」とを読み出し、行L171のように、リスク要因情報欄に書き込む。
At this time, the
1. When it is determined that none of the virtual nodes is stored: a new row is added to the
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of the
For example, it is assumed that the source virtual node is a virtual node represented by “
In this case, the
2.いずれか一方の仮想ノードのみが記憶されている場合:この仮想ノードが記憶されている行の、仮想ノード識別子の欄に、記憶されていない方の仮想ノード(例えば、送信元の仮想ノードが仮想ノード識別子の欄に記憶されている場合は、宛先の仮想ノード)の識別子を追加し、リスク要因情報の欄に、記憶されていないほう方の仮想ノードが構築されている物理ノード(上記の例では、宛先の仮想ノードが構築されている物理ノード)の名前をリスク要因情報の欄に追加する。
図18は、通信モニタ部32が仮想ノードの名前および物理ノードの名前を書き込む前後のリスク要因データベース33の例を示す図である。
例えば、送信元の仮想ノードが「仮想マシン111」で表される仮想ノードであり、宛先の仮想ノードが「仮想マシン113」で表される仮想ノードであるとする。また、同図(a)は、通信モニタ部32が仮想ノードの名前および物理ノードの名前を書き込む前のリスク要因データベース33であり、送信元の「仮想マシン111」は行L181に記憶されているが、宛先の「仮想マシン113」はリスク要因データベースに記憶されていない。
この場合、通信モニタ部32は、同図(b)の行L182のように、「仮想マシン111」が記憶されている行(同図(a)の行L181)の仮想ノード識別子欄に、宛先の仮想マシンの識別子「仮想マシン113」を書き込む。また、通信モニタ部32は、ノード対応関係記憶部が記憶する、図15のノード対応関係テーブルから、「仮想マシン113」に対応する「物理ノード3」を読み出し、行L182のように、リスク要因情報欄に書き込む。
2. When only one of the virtual nodes is stored: The virtual node that is not stored in the virtual node identifier column of the row in which this virtual node is stored (for example, the virtual node of the transmission source is virtual) If it is stored in the node identifier column, the identifier of the destination virtual node is added, and the physical node in which the non-stored virtual node is constructed in the risk factor information column (example above) Then, the name of the physical node on which the destination virtual node is constructed) is added to the risk factor information column.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the
For example, it is assumed that the source virtual node is a virtual node represented by “
In this case, the
3.両方の仮想ノードが記憶されているが、互いに異なるネットワークのリスク要因として記憶されている場合:それぞれの行を統合する。例えば、送信元の仮想ノードが記憶されている行のデータの全部を、宛先の仮想ノードが記憶されている行に追加し、その後、送信元の仮想ノードが記憶されている行を削除する。
図19は、通信モニタ部32が行を統合する前後のリスク要因データベース33の例を示す図である。
例えば、送信元の仮想ノードが「仮想マシン111」で表される仮想ノードであり、宛先の仮想ノードが「仮想マシン113」で表される仮想ノードであるとする。また、同図(a)は、通信モニタ部32が行を統合する前のリスク要因データベース33であり、送信元の「仮想マシン111」は行L191に記憶され、宛先の「仮想マシン113」は行L192に記憶されている。
この場合、通信モニタ部32は、同図(b)の行L193のように、「仮想マシン113」が記憶されている行(同図(a)の行L192)の仮想マシン名のうち、「仮想マシン111」が記憶されている行(同図(a)の行L191)に記憶されていないものを、「仮想マシン111」が記憶されている行(同図(a)の行L191)の仮想ノード識別子欄に書き込む。同様に、通信モニタ部32は、「仮想マシン113」が記憶されている行(同図(a)の行L192)のリスク要因の名前のうち、「仮想マシン111」が記憶されている行(同図(a)の行L191)に記憶されていないものを、「仮想マシン111」が記憶されている行(同図(a)の行L191)のリスク要因情報欄に書き込む。
その後、通信モニタ部32は、「仮想マシン113」が記憶されている行(同図(a)の行L192)を削除する。これにより、同図(b)のリスク要因データベース33が得られる。
4.両方の仮想ノードが同一ネットワークのリスク要因として記憶されている場合:既に同一のネットワークに属する仮想ノードとして記憶されているので、何もしない。
3. If both virtual nodes are stored, but stored as different network risk factors: consolidate their respective rows. For example, all the data in the row in which the transmission source virtual node is stored is added to the row in which the destination virtual node is stored, and then the row in which the transmission source virtual node is stored is deleted.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the
For example, it is assumed that the source virtual node is a virtual node represented by “
In this case, the
Thereafter, the
4). When both virtual nodes are stored as risk factors of the same network: Since they are already stored as virtual nodes belonging to the same network, nothing is done.
さらに、通信モニタ部32は、送信元の仮想ノードと宛先の仮想ノードとの間の仮想リンクを実現する物理リンクの経路を、リンク対応関係記憶部から読み出す。そして、上記1.〜3.の場合は、リスク要因データベース33の、上記でデータを追加した行のリスク要因情報の欄に、読み出した物理リンクを追加する。
図20は、通信モニタ部32が行を統合する前後のリスク要因データベース33の例を示す図である。
例えば、送信元の仮想ノードが「仮想マシン111」で表される仮想ノードであり、宛先の仮想ノードが「仮想マシン112」で表される仮想ノードであり、通信モニタ部32は、上記1.において、同図(a)の行L201を追加したとする。
この場合、通信モニタ部32は、「仮想マシン111」で表される仮想ノードと「仮想マシン112」で表される仮想ノードとの間の仮想リンクを実現する物理リンク経路が、物理リンク1で構成されることを図16のリンク対応関係テーブルから読み出す。同図(b)の行L202のように、通信モニタ部32は、上記1.において追加した行(同図(a)の行L201)のリスク要因情報欄に、読み出した物理リンク名「物理リンク1」を追加する。
一方、上記4.の場合は何もしない。
Further, the
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the
For example, the transmission source virtual node is a virtual node represented by “
In this case, the
On the other hand, the above 4. If you do nothing.
ここで、通信モニタ部32は、管理対象物理ノード上で実行される仮想マシンが送受信するデータのみをモニタし、他の物理ノード上で実行される仮想マシンが、さらに他の物理ノード上で実行される仮想マシンとの間で送受信するデータはモニタしない。
従って、通信モニタ部32は、例えば、管理対象物理ノード以外の物理ノード上に実現される仮想ノードと、管理対象物理ノード以外の他の物理ノード上に実現される仮想ノードとの間の仮想リンクを実現する物理リンク経路を、当該通信モニタ部32がモニタする通信データから取得することはできない。
これに対して、前述のようにネットワークで障害が発生すると全てのノードで経路再計算を行うので、リソース使用量算出部14は、管理対象物理ノードを用いて構築されているオーバーレイネットワークの全てのリスク要因についてCPU負荷量を計算する必要がある。
そこで、通信モニタ部32は、モニタして得られた仮想マシンの通信データから読み出した、宛先の仮想ノードの識別子と送信元の仮想ノードの識別子と(以下、「送受信ノードの識別子」ともいう)を、伝送部34に出力する。伝送部34は、通信モニタ部32から出力された、送受信ノードの識別子を、オーバーレイネットワーク管理部2同士間で送受信する。伝送部34は、他のオーバーレイネットワーク管理部2から、送受信ノードの識別子を受信すると、受信した送受信ノードの識別子を、通信モニタ部32に出力する。通信モニタ部32は、仮想マシンの通信データから読み出した送受信ノードの識別子と同様に、伝送部34から出力された送受信ノードの識別子を用いて、リスク要因データベース33を更新する。
これにより、通信モニタ部32は、管理対象物理ノード以外の物理ノード上に実現される仮想ノードと、管理対象物理ノード以外の他の物理ノード上に実現される仮想ノードとの間の仮想リンクを実現する物理リンク経路を含め、仮想ネットワーク全体のリスク要因を抽出することができる。
Here, the
Accordingly, the
On the other hand, when a failure occurs in the network as described above, route recalculation is performed in all nodes. Therefore, the resource
Therefore, the
As a result, the
第2の実施形態における効果について説明する。第2の実施の形態では、第1の実施の形態におけるリスク要因抽出部11と同様に、通信モニタ部32がリスク要因を抽出するので、第1の実施の形態と同様に、障害時に生じる処理負荷を物理ノード内の複数のCPUに分散できる。
なお、第1の実施形態と同様、第2の実施形態のオーバーレイネットワーク管理部2を、物理ノード中の1個のCPUを専用して実現してもよいし、仮想マシン上に実現してもよい。あるいは、物理ノードとは独立したオーバーレイネットワーク管理装置として実現してもよい。
The effect in 2nd Embodiment is demonstrated. In the second embodiment, similar to the risk
As in the first embodiment, the overlay
<第3の実施形態>
図21は、本発明の第3の実施形態におけるネットワークの構成例を示す図である。同図において、物理ネットワーク200は、物理ノード201〜205及びこれらの物理ノード間のリンクと、ネットワーク制御部(ネットワーク制御装置)210とを含んで構成される。ネットワーク制御部210は、複数の物理ノード201〜205を集中的に管理する。この物理ネットワーク200上に、オーバーレイネットワークが構築される。
<Third Embodiment>
FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration example of a network in the third embodiment of the present invention. In the figure, a physical network 200 includes
図22は、物理ノード201の概略構成を示す構成図である。同図において、物理ノード201はスイッチを含んで構成される。経路計算や転送テーブル作成等の転送処理機能はネットワーク制御部210で実行される。他の物理ノードについても同様である。
FIG. 22 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the
図23は、ネットワーク制御部210の概略構成を示す構成図である。同図において、ネットワーク制御部210は、CPU261−1〜261−(N+1)を含んで構成される。
CPU261−1〜261−Nは、第1の実施形態のCPU161−1〜161−Nと同様、それぞれ仮想化ソフトウェアを実行し、仮想マシンを構築する。各仮想マシンは1個の転送処理部を含んで構成される。1個のオーバーレイネットワークに対して1個の転送処理部が構成される。転送処理部は、1個のオーバーレイネットワーク全体に関する経路計算や転送テーブル作成を実行する。なお、CPU261−1〜261−Nが、複数の転送処理部を一つのOS上で動作させるようにしてもよいが、転送処理部ごとのセキュリティ確保やリソース確保のために、同図に示すように仮想マシンを構築し各仮想マシン内で転送処理部を実行することが望ましい。
ネットワーク制御部210は、複数の物理ノードを管理するので、これら転送処理部は複数の物理ノードに対してスイッチ制御の要求を発行する。
CPU261−(N+1)は、ソフトウェアを実行することによりオーバーレイネットワーク管理部3を実現する。
FIG. 23 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the
As with the CPUs 161-1 to 161-N of the first embodiment, each of the CPUs 261-1 to 261-N executes virtualization software and constructs a virtual machine. Each virtual machine includes one transfer processing unit. One transfer processing unit is configured for one overlay network. The transfer processing unit executes route calculation and transfer table creation for one entire overlay network. The CPUs 261-1 to 261-N may cause a plurality of transfer processing units to operate on one OS. However, in order to ensure security and resources for each transfer processing unit, as shown in FIG. It is desirable to construct a virtual machine and execute the transfer processing unit in each virtual machine.
Since the
The CPU 261-(N + 1) implements the overlay
なお、オーバーレイネットワーク管理部3を、独立したCPU上ではなく、仮想マシン上で実現するようにしてもよい。
図24は、同実施形態におけるネットワーク制御部210のもう1つの概略構成を示す構成図である。同図において、ネットワーク制御部210は、CPU262−1〜262−Nを含んで構成される。
CPU262−1〜262−Nは、図23のCPU261−2〜161−Nと同様、仮想化ソフトウェアを実行し、仮想マシンを構築する。さらに、CPU262−Nは、1個の仮想マシン上でソフトウェアを実行することによりオーバーレイネットワーク管理部3を実現する。
なお、オーバーレイネットワーク管理部3を、ネットワーク制御部210とは独立したオーバーレイネットワーク管理装置として実現してもよい。この場合、オーバーレイネットワーク管理装置は、直接またはネットワーク制御部210を介して各物理ノードに接続され、各物理ノードのスイッチをモニタする。また、オーバーレイネットワーク管理装置は、ネットワーク制御部210に接続され、各CPUの仮想化ソフトウェアをモニタする。
Note that the overlay
FIG. 24 is a configuration diagram showing another schematic configuration of the
As with the CPUs 261-2 to 161-N in FIG. 23, the CPUs 262-1 to 262-N execute virtualization software and construct a virtual machine. Further, the CPU 262-N implements the overlay
The overlay
図25は、オーバーレイネットワーク管理部3の概略構成を示す構成図である。同図において、オーバーレイネットワーク管理部3は、入力部10とアンダーレイリンク検索部21とリスク要因データベース42とリソース選択部12と出力部16と障害発生確率データベース17と障害時負荷量算出式データベース18と仮想マシン状態モニタ部19とスイッチ制御モニタ部41とを含んで構成される。リソース選択部12は、リソース競合検索部13とリソース使用量算出部14とリソース使用量比較部15とを含んで構成される。
同図において、図3の各部に対応する部分には同一の符号(10、21、12、13、14、15、16、17、18、19)を付す。これらは、複数の物理ノードにおいてCPUを選択するための処理を行う点で図3の各部と異なるが、それ以外の点では図3の各部と同様であり、説明を省略する。
なお、第2の実施形態と同様、リソース競合検索部13は、第1の実施形態のリスク要因抽出部11が抽出するリスク要因に代えて、ネットワーク構築要求に含まれる物理ノードとアンダーレイリンク検索部31が出力する物理リンクとを用いて、第1の実施形態の場合と同様に、これらの物理ノードや物理リンクを使用するオーバーレイネットワークを検索する。
オーバーレイネットワーク管理部3は、スイッチ制御モニタ部41がリスク要因データベース33にリスク要因を書き込む点で、第1の実施形態のオーバーレイネットワーク管理部1と異なる。
FIG. 25 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the overlay
In the figure, the same reference numerals (10, 21, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19) are assigned to portions corresponding to the respective portions in FIG. These are different from the respective units in FIG. 3 in that processing for selecting CPUs in a plurality of physical nodes, but are otherwise the same as the respective units in FIG.
As in the second embodiment, the resource
The overlay
スイッチ制御モニタ部41は、スイッチもしくは転送処理部からスイッチ制御に関する情報(以下では、「スイッチ制御情報」ともいう)をモニタする。また、スイッチ制御モニタ部41は、物理ネットワーク上を伝送されるデータをモニタすることにより、仮想リンクに対応する物理リンク経路を検出する。
The switch
次に、オーバーレイネットワーク管理部3の動作について説明する。
オーバーレイネットワーク管理部3が、オーバーレイネットワーク構築要求を受け付けた際に行う動作は、図4のフローチャートと同様である。ただし、ステップS104のリスク要因の抽出はスイッチ制御モニタ部41がリスク要因データベース42にリスク要因を書き込むことで行われる。
スイッチ制御モニタ部41は、スイッチもしくは転送処理部からスイッチ制御情報をモニタする。あるオーバーレイネットワークに属する転送処理部は、当該転送処理部が属するオーバーレイネットワークが使用するスイッチ(物理ノード)とのみスイッチ制御情報を交換する。したがって、転送処理部とスイッチ制御情報を交換する物理ノードは、この転送処理部が対応するオーバーレイネットワークが使用する物理ノードである。
Next, the operation of the overlay
The operation performed when the overlay
The switch
図26は、スイッチ制御モニタ部41がスイッチ(物理ノード)から取得する、スイッチ制御情報の例を示す図である。
同図において、物理ノード名は、情報を取得する物理ノードの名前を示す。また、情報交換先転送処理部名は、物理ノード名が示す物理ノードがスイッチ制御情報を交換する転送処理部の名前を示す。同図の例では、物理ノード201は、転送処理部283−1−1や転送処理部283−1−3等とスイッチ制御情報を交換する。
スイッチ制御モニタ部41は、各物理ノードからこれらの情報を取得する。そして、スイッチ制御モニタ部41は、同一の転送処理部と情報を交換する物理ノード名をグループ化することにより、この転送処理部が経路計算や転送テーブル作成を実行するオーバーレイネットワークが用いる物理ノードを検出する。
例えば、物理ノード201、202、203、205の各々が、転送処理部283−1−1とスイッチ制御情報を交換し、他の物理ノードは転送処理部283−1−1とスイッチ制御情報を交換しない場合、スイッチ制御モニタ部41は、この転送処理部283−1−1が経路計算や転送テーブル作成を実行するオーバーレイネットワークが用いる物理ノードとして、物理ノード201、202、203、205を検出する。
スイッチ制御モニタ部41は、各転送処理部についてこのグループ化を行い、各オーバーレイネットワークが用いる物理ノードを検出して、リスク要因データベース42に書き込む。
FIG. 26 is a diagram illustrating an example of switch control information that the switch
In the figure, the physical node name indicates the name of the physical node from which information is acquired. The information exchange destination transfer processing unit name indicates the name of the transfer processing unit with which the physical node indicated by the physical node name exchanges switch control information. In the example shown in the figure, the
The switch
For example, each of the
The switch
図27は、スイッチ制御モニタ部41が転送処理部から取得する、スイッチ制御情報の例を示す図である。
同図において、転送処理部名は、スイッチ制御モニタ部41が情報を取得する転送処理部の名前を示す。また、情報交換先物理ノード名は、転送処理部名が示す転送処理部が物理ノードスイッチ制御に関する情報を交換する物理ノードの名前を示す。これらの物理ノードは、当該転送処理部が経路計算や転送テーブル作成を実行するオーバーレイネットワークが用いる物理ノードである。同図の例では、転送処理部283−1−1は、物理ノード201や物理ノード202等とスイッチ制御情報を交換する。この物理ノード201や物理ノード202等が、転送処理部283−1−1が経路計算や転送テーブル作成を実行するオーバーレイネットワークが用いる物理ノードである。
スイッチ制御モニタ部41は、各転送処理部から、情報を交換する物理ノードの情報を取得することにより、図26の場合と同様に各オーバーレイネットワークが用いる物理ノードを検出して、リスク要因データベース42に書き込む。
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of switch control information that the switch
In the figure, the transfer processing unit name indicates the name of the transfer processing unit from which the switch
The switch
また、スイッチ制御モニタ部41は、物理ネットワーク上を伝送されるデータをモニタすることにより、仮想リンクを実現する物理リンク経路を検出する。
スイッチ制御モニタ部41は、各物理ノード上を通過するデータから、送信元の仮想ノードと宛先の仮想ノードとを読み出す。これにより、スイッチ制御モニタ部41は、仮想ノード間を伝送されるデータが、どの物理ノードをどの順序で通過するかを検出し、仮想リンクを実現する物理リンクの経路を取得する。
例えば、宛先が仮想ノード235であり、送信元が仮想ノード231であるデータが、物理ノード201、204、205において順に検出された場合、スイッチ制御モニタ部41は、仮想ノード231から仮想ノード235への仮想リンクを実現する物理リンク経路として、物理ノード201及び204間の物理リンクと、物理ノード204及び205間の物理リンクとを取得する。
スイッチ制御モニタ部41は、取得した物理リンクを、仮想ノードが属するオーバーレイネットワークのリスク要因として、リスク要因データベース42に書き込む。
以上により、スイッチ制御モニタ部41は、各オーバーレイネットワークのリスク要因を抽出し、リスク要因データベース42に書き込む。以下、リソース選択部12は、第1の実施形態のリソース選択部12と同様のCPU選択処理を、ネットワーク構築要求に含まれる各物理ノードについて行い、出力部16は、第1の実施形態の出力部16と同様に、リソース選択部12が選択したCPUを示す情報と仮想マシン名とを出力する。
The switch
The switch
For example, when data whose destination is the virtual node 235 and the transmission source is the virtual node 231 is sequentially detected in the
The switch
As described above, the switch
第3の実施の形態における効果について説明する。第2の実施の形態では、各物理ノードで分散的にオーバーレイネットワーク用の転送制御機能が動作しているネットワーク環境を想定していが、第3の実施の形態では複数物理ノードの転送制御機能を集中管理的に実行するネットワーク環境に対応することが可能となる。
なお、第1の実施形態と同様、オーバーレイネットワーク管理部3がスイッチ制御モニタ部41に代えてリスク要因抽出部を具備し、このリスク要因抽出部がリスク要因を抽出してリスク要因データベース42に書き込むようにしてもよい。この場合も、スイッチ制御モニタ部41を備える場合と同様、1個のオーバーレイネットワーク管理部で、全ての物理ノードについてCPUの選択を行うことができる。同様に、第2の実施形態のように、オーバーレイネットワーク管理部3がスイッチ制御モニタ部41に代えて通信モニタ部を具備し、この通信モニタ部がリスク要因を検出してリスク要因データベース42に書き込むようにしてもよい。
The effect in the third embodiment will be described. In the second embodiment, a network environment is assumed in which the transfer control function for the overlay network operates in a distributed manner on each physical node. However, in the third embodiment, the transfer control function of a plurality of physical nodes is provided. It is possible to cope with a network environment that executes centrally.
As in the first embodiment, the overlay
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like within a scope not departing from the gist of the present invention.
本発明は、オーバーレイネットワーク管理装置、物理ノード装置、ネットワーク制御装置、オーバーレイネットワーク管理方法およびオーバーレイネットワーク管理プログラムに用いて好適である。 The present invention is suitable for use in an overlay network management device, a physical node device, a network control device, an overlay network management method, and an overlay network management program.
1、2、3 オーバーレイネットワーク管理部
10、30 入力部
11 リスク要因抽出部
12 リソース選択部
13 リソース競合検索部
14 リソース使用量算出部
15 リソース使用量比較部
16 出力部
17 障害発生確率データベース
18 障害時負荷量算出式データベース
19 仮想マシン状態モニタ部
20、33、42 リスク要因データベース
21、31 アンダーレイリンク検索部
24、34 伝送部
32 通信モニタ部
41 スイッチ制御モニタ部
100、200 物理ネットワーク
101〜105、201〜205 物理ノード
110,120、130 オーバーレイネットワーク
111〜114、121〜124、131〜133 仮想ノード
161−1〜161−(N+1)、162−1〜162−N、261−1〜261−(N+1)、262−1〜262−N CPU
171、271 スイッチ
181−1〜181−N、281−1〜281−N 仮想化ソフトウェア
182−1−1〜182−N−(MN+1)、282−1−1〜282−N−(MN+1) 仮想マシン
183−1−1〜183−N−MN、283−1−1〜283−N−MN 転送処理部
210 ネットワーク制御部
1, 2, 3 Overlay
171, 271 switches 181-1 to 181-N, 281-1 to 281-N virtualization software 182-1-1 to 182-N- (M N +1), 282-1-1 to 282-N- (M N + 1) virtual machines 183-1-1 to 183 -N-M N , 283-1-1 to 283 -N-M N
Claims (20)
新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出部と、
前記リソース使用量算出部が算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較部と、
を具備することを特徴とするオーバーレイネットワーク管理装置。 An overlay network management apparatus for managing an overlay network constructed by using any physical node in a physical network including a physical node having a plurality of CPUs or a component of a physical link connecting the physical nodes,
When a request to construct a new overlay network is input, the amount of resources used by each of the plurality of CPUs when a failure occurs in a component of the physical network used by the newly constructed overlay network A resource usage calculator that calculates an expected value;
A resource usage comparison unit that selects a CPU having a minimum expected value of the resource amount calculated by the resource usage calculation unit as a CPU that should constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network; and
An overlay network management apparatus comprising:
障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、
各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタ部と、
新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索部と、
既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、
をさらに具備し、
前記リソース使用量算出部は、
新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタ部が当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載のオーバーレイネットワーク管理装置。 A failure occurrence probability database that associates and stores a failure occurrence probability and a component that may cause a failure on the physical network;
A failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU for each overlay network when a failure occurs;
A virtual machine state monitor unit that identifies which CPU is used to construct each overlay network;
An underlay link search unit for determining a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network;
A risk factor database for storing, for each overlay network, the components of the physical network used by the already constructed overlay network;
Further comprising
The resource usage calculation unit
Among the overlay networks that are identified that the virtual machine state monitor unit is constructed using the CPU for each CPU and each physical network component used by the newly constructed overlay network A resource used by the CPU for the overlay network when a failure occurs in the component of the detected overlay network based on the data of the risk factor database. The amount is calculated based on an expression stored in the failure load amount calculation expression database, and the plurality of the plurality of the number is calculated based on the calculated resource amount and the failure occurrence probability in each component read from the failure occurrence probability database. Used by each CPU Calculating the expected value of the resource amount,
The overlay network management apparatus according to claim 1.
前記リスク要因データベースは、前記リスク要因抽出部が抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項2に記載のオーバーレイネットワーク管理装置。 Based on the physical link path determined by the underlay link search unit, further comprises a risk factor extraction unit that extracts components of the physical network used by the newly constructed overlay network,
The risk factor database stores, for each overlay network, the physical network components used by the overlay network extracted by the risk factor extraction unit as physical network components used by the already constructed overlay network.
The overlay network management device according to claim 2.
前記リスク要因データベースは、前記通信モニタ部が取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項2に記載のオーバーレイネットワーク管理装置。 Information indicating a communication destination or transmission source is obtained by monitoring communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU, and obtaining information indicating the communication destination or transmission source. And a communication monitoring unit that acquires information indicating physical nodes and physical links that realize each overlay network based on the physical link path information determined by the underlay link search unit,
The risk factor database stores, for each overlay network, information indicating physical nodes and physical links that realize each overlay network acquired by the communication monitor unit.
The overlay network management device according to claim 2.
前記リスク要因データベースは、前記スイッチ制御モニタ部が取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項2に記載のオーバーレイネットワーク管理装置。 From each physical node or each virtual node, obtain information on the physical node that realizes each virtual node, and monitor transmission data that passes through each physical node to obtain information on the physical link that realizes each virtual link Further comprising a switch control monitor unit,
The risk factor database stores, for each overlay network, information on physical nodes that realize each virtual node acquired by the switch control monitor unit and information on physical links that realize virtual links.
The overlay network management device according to claim 2.
新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークにおけるいずれかの物理ノード又はそれらの物理ノードをつなぐ物理リンクの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出部と、
前記リソース使用量算出部が算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較部と、
を具備することを特徴とする物理ノード装置。 A physical node device having a plurality of CPUs and constructing a virtual node of an overlay network,
When a request to construct a new overlay network is input, a failure occurs in any physical node in the physical network used by the newly constructed overlay network or a component of a physical link that connects these physical nodes. A resource usage calculation unit that calculates an expected value of the resource amount used by each of the plurality of CPUs when
A resource usage comparison unit that selects a CPU having a minimum expected value of the resource amount calculated by the resource usage calculation unit as a CPU that should constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network; and
A physical node device comprising:
障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、
各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタ部と、
新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索部と、
既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、
をさらに具備し、
前記リソース使用量算出部は、
新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタ部が当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出する、
ことを特徴とする請求項6に記載の物理ノード装置。 A failure occurrence probability database that associates and stores a failure occurrence probability and a component that may cause a failure on the physical network;
A failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU for each overlay network when a failure occurs;
A virtual machine state monitor unit that identifies which CPU is used to construct each overlay network;
An underlay link search unit for determining a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network;
A risk factor database for storing, for each overlay network, the components of the physical network used by the already constructed overlay network;
Further comprising
The resource usage calculation unit
Among the overlay networks that are identified that the virtual machine state monitor unit is constructed using the CPU for each CPU and each physical network component used by the newly constructed overlay network A resource used by the CPU for the overlay network when a failure occurs in the component of the detected overlay network based on the data of the risk factor database. The amount is calculated based on an expression stored in the failure load amount calculation expression database, and the plurality of the plurality of the number is calculated based on the calculated resource amount and the failure occurrence probability in each component read from the failure occurrence probability database. Used by each CPU Calculating the expected value of the resource amount,
The physical node device according to claim 6, wherein:
前記リスク要因データベースは、前記リスク要因抽出部が抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項7に記載の物理ノード装置。 Based on the physical link path determined by the underlay link search unit, further comprises a risk factor extraction unit that extracts components of the physical network used by the newly constructed overlay network,
The risk factor database stores, for each overlay network, the physical network components used by the overlay network extracted by the risk factor extraction unit as physical network components used by the already constructed overlay network.
The physical node device according to claim 7, wherein:
前記リスク要因データベースは、前記通信モニタ部が取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノード装置および物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項7に記載の物理ノード装置。 Information indicating a communication destination or transmission source is obtained by monitoring communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU, and obtaining information indicating the communication destination or transmission source. And a communication monitoring unit that acquires information indicating a physical node device and a physical link that realize each overlay network based on the physical link path information determined by the underlay link search unit,
The risk factor database stores, for each overlay network, information indicating physical node devices and physical links that realize each overlay network acquired by the communication monitor unit.
The physical node device according to claim 7, wherein:
新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出部と、
前記リソース使用量算出部が算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較部と、
物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、
障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、
各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタ部と、
新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索部と、
既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、
各物理ノードまたは各仮想ノードから、各仮想ノードを実現する物理ノードの情報を取得し、また、各物理ノードを通過する伝送データをモニタして、各仮想リンクを実現する物理リンクの情報を取得するスイッチ制御モニタ部と、
を具備し、
前記リソース使用量算出部は、
新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタ部が当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースから読み出す式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出し、
前記リスク要因データベースは、前記スイッチ制御モニタ部が取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とするネットワーク制御装置。 A network controller for controlling an overlay network constructed using a physical network component including a physical node having a plurality of CPUs,
When a request to construct a new overlay network is input, the amount of resources used by each of the plurality of CPUs when a failure occurs in a component of the physical network used by the newly constructed overlay network A resource usage calculator that calculates an expected value;
A resource usage comparison unit that selects a CPU having a minimum expected value of the resource amount calculated by the resource usage calculation unit as a CPU that should constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network; and
A failure occurrence probability database that associates and stores a failure occurrence probability and a component that may cause a failure on the physical network;
A failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU for each overlay network when a failure occurs;
A virtual machine state monitor unit that identifies which CPU is used to construct each overlay network;
An underlay link search unit for determining a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network;
A risk factor database for storing, for each overlay network, the components of the physical network used by the already constructed overlay network;
From each physical node or each virtual node, obtain information on the physical node that realizes each virtual node, and monitor transmission data that passes through each physical node to obtain information on the physical link that realizes each virtual link A switch control monitor unit to
Comprising
The resource usage calculation unit
Among the overlay networks that are identified by the CPU to be constructed by the virtual machine state monitor unit for each CPU and each physical network component used by the newly constructed overlay network A resource used by the CPU for the overlay network when a failure occurs in the component of the detected overlay network based on the data of the risk factor database. The amount is calculated based on an equation read from the failure load amount calculation equation database, and based on the calculated resource amount and the failure occurrence probability in each component read from the failure occurrence probability database, the plurality of CPUs The re-use that each uses To calculate the expected value of over scan amount,
The risk factor database stores, for each overlay network, information on physical nodes that realize each virtual node acquired by the switch control monitor unit and information on physical links that realize virtual links.
A network control device.
前記オーバーレイネットワーク管理装置が、新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出ステップと、
前記オーバーレイネットワーク管理装置が、前記リソース使用量算出ステップにて算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較ステップと、
を具備することを特徴とするオーバーレイネットワーク管理方法。 Overlay network management method for overlay network management apparatus for managing an overlay network constructed by using any physical node in a physical network including a physical node having a plurality of CPUs or components of a physical link connecting the physical nodes Because
When a request for constructing a new overlay network is input to the overlay network management apparatus, if a failure occurs in a component of the physical network used by the newly constructed overlay network, the plurality of CPUs A resource usage calculation step for calculating an expected value of the resource amount used by each;
Resource usage amount that the overlay network management device selects a CPU having the minimum expected value of the resource amount calculated in the resource usage amount calculating step as a CPU that should constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network A comparison step;
An overlay network management method comprising:
物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、
障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、
既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、
を具備し、
前記オーバーレイネットワーク管理方法は、
前記オーバーレイネットワーク管理装置が、各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタステップと、
前記オーバーレイネットワーク管理装置が、新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索ステップと、
をさらに具備し、
前記リソース使用量算出ステップは、
新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタステップにて当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出する、
ことを特徴とする請求項11に記載のオーバーレイネットワーク管理方法。 The overlay network management device includes:
A failure occurrence probability database that associates and stores a failure occurrence probability and a component that may cause a failure on the physical network;
A failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU for each overlay network when a failure occurs;
A risk factor database for storing, for each overlay network, the components of the physical network used by the already constructed overlay network;
Comprising
The overlay network management method includes:
A virtual machine state monitoring step in which the overlay network management device identifies which CPU is used to construct each overlay network;
An underlay link search step in which the overlay network management device determines a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network;
Further comprising
The resource usage calculation step includes:
Among the overlay networks identified as being constructed using the CPU in the virtual machine state monitoring step for each component of the physical network used by the newly constructed overlay network and for each CPU, the configuration An overlay network constructed using elements is detected based on the data of the risk factor database, and the detected network is used by the CPU for the overlay network when a failure occurs in the component. The resource amount is calculated based on an equation stored in the failure load amount calculation formula database, and based on the calculated resource amount and the failure occurrence probability in each component read from the failure occurrence probability database, Each of multiple CPUs Calculating the expected value of the amount of resources used,
The overlay network management method according to claim 11, wherein:
前記リスク要因データベースは、前記リスク要因抽出ステップにて抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項12に記載のオーバーレイネットワーク管理方法。 The overlay network management device further comprises a risk factor extraction step of extracting a constituent element of the physical network used by the newly constructed overlay network based on the physical link path determined in the underlay link search step,
The risk factor database stores, for each overlay network, the physical network components used by the overlay network extracted in the risk factor extraction step as physical network components used by the already constructed overlay network.
The overlay network management method according to claim 12, wherein:
前記リスク要因データベースは、前記通信モニタステップにて取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項12に記載のオーバーレイネットワーク管理方法。 The overlay network management apparatus acquires information indicating a communication destination or transmission source by monitoring communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU. A communication monitoring step of acquiring information indicating a physical node and a physical link realizing each overlay network based on information indicating a destination or a transmission source and information on a physical link path determined in the underlay link search step; Equipped,
The risk factor database stores, for each overlay network, information indicating physical nodes and physical links that realize each overlay network acquired in the communication monitoring step.
The overlay network management method according to claim 12, wherein:
前記リスク要因データベースは、前記スイッチ制御モニタステップにて取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶する、
ことを特徴とする請求項12に記載のオーバーレイネットワーク管理方法。 The overlay network management device acquires information on physical nodes that realize each virtual node from each physical node or each virtual node, and monitors transmission data passing through each physical node to realize each virtual link. A switch control monitoring step for obtaining information on the physical link to be performed,
The risk factor database stores, for each overlay network, information on a physical node that realizes each virtual node and information on a physical link that realizes a virtual link acquired in the switch control monitoring step.
The overlay network management method according to claim 12, wherein:
コンピュータに、
新たにオーバーレイネットワークを構築する要求が入力されると、当該新たに構築されるオーバーレイネットワークが使用する前記物理ネットワークの構成要素に障害が発生した場合に前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出するリソース使用量算出ステップと、
前記リソース使用量算出ステップにて算出したリソース量の期待値が最小であるCPUを、新たに構築するオーバーレイネットワークの転送処理部を構成すべきCPUとして選択するリソース使用量比較ステップと、
を実行させるためのプログラム。 An overlay network management program for managing an overlay network constructed by using any physical node in a physical network including physical nodes having a plurality of CPUs or components of a physical link connecting the physical nodes,
On the computer,
When a request to construct a new overlay network is input, the amount of resources used by each of the plurality of CPUs when a failure occurs in a component of the physical network used by the newly constructed overlay network A resource usage calculation step for calculating an expected value;
A resource usage comparison step of selecting a CPU having the smallest expected value of the resource amount calculated in the resource usage calculation step as a CPU to constitute a transfer processing unit of a newly constructed overlay network;
A program for running
物理ネットワーク上で障害が発生しうる構成要素と障害発生確率とを対応付けて記憶する障害発生確率データベースと、
障害発生時にCPUが使用するリソース量をオーバーレイネットワーク毎に算出するための式を記憶する障害時負荷量算出式データベースと、
既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、オーバーレイネットワーク毎に記憶するリスク要因データベースと、
を具備し、
当該コンピュータに、
各オーバーレイネットワークがいずれのCPU用いて構築されているかを特定する仮想マシン状態モニタステップと、
新たに構築するオーバーレイネットワークの仮想リンクを実現する物理リンク経路を決定するアンダーレイリンク検索ステップと、
をさらに実行させ、
前記リソース使用量算出ステップにおいて、
新たに構築するオーバーレイネットワークが使用する物理ネットワークの構成要素毎、かつ、前記CPU毎に、前記仮想マシン状態モニタステップにて当該CPUを用いて構築されていると特定したオーバーレイネットワークのうち、当該構成要素を用いて構築されるオーバーレイネットワークを前記リスク要因データベースのデータに基づいて検出し、検出した当該オーバーレイネットワークについて、当該構成要素に障害が発生した場合に当該オーバーレイネットワークのために当該CPUが使用するリソース量を、前記障害時負荷量算出式データベースに記憶されている式に基づいて算出し、算出したリソース量と、前記障害発生確率データベースから読み出す各構成要素における障害発生確率とに基づいて、前記複数のCPUの各々が使用するリソース量の期待値を算出させるための、
請求項16に記載のプログラム。 The computer
A failure occurrence probability database that associates and stores a failure occurrence probability and a component that may cause a failure on the physical network;
A failure load amount calculation formula database for storing a formula for calculating the resource amount used by the CPU for each overlay network when a failure occurs;
A risk factor database for storing, for each overlay network, the components of the physical network used by the already constructed overlay network;
Comprising
On that computer,
A virtual machine state monitoring step for identifying which CPU is used to construct each overlay network;
An underlay link search step for determining a physical link path for realizing a virtual link of a newly constructed overlay network;
Is executed further,
In the resource usage calculation step,
Among the overlay networks identified as being constructed using the CPU in the virtual machine state monitoring step for each component of the physical network used by the newly constructed overlay network and for each CPU, the configuration An overlay network constructed using elements is detected based on the data of the risk factor database, and the detected network is used by the CPU for the overlay network when a failure occurs in the component. The resource amount is calculated based on an equation stored in the failure load amount calculation formula database, and based on the calculated resource amount and the failure occurrence probability in each component read from the failure occurrence probability database, Each of multiple CPUs For calculated the expected value of the amount of resources used,
The program according to claim 16.
前記アンダーレイリンク検索ステップにて決定した物理リンク経路に基づいて、新たに構築するオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を抽出するリスク要因抽出ステップをさらに実行させ、
前記リスク要因データベースに、前記リスク要因抽出ステップにて抽出した、オーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素を、既に構築されているオーバーレイネットワークが用いる物理ネットワークの構成要素として、オーバーレイネットワーク毎に記憶させるための、
請求項17に記載のプログラム。 In the computer,
Based on the physical link path determined in the underlay link search step, a risk factor extraction step of extracting a physical network component used by a newly constructed overlay network is further executed.
To store the physical network components used by the overlay network extracted in the risk factor extraction step in the risk factor database for each overlay network as physical network components used by the already constructed overlay network of,
The program according to claim 17.
既に構築されているオーバーレイネットワークの仮想ノードを前記CPU上で実現する各仮想マシンの通信データをモニタして通信の宛先または送信元を示す情報を取得し、前記通信の宛先または送信元を示す情報と前記アンダーレイリンク検索ステップにて決定した物理リンク経路の情報とに基づいて、各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報を取得する通信モニタステップをさらに実行させ、
前記リスク要因データベースに、前記通信モニタステップにて取得した各オーバーレイネットワークを実現する物理ノードおよび物理リンクを示す情報をオーバーレイネットワーク毎に記憶させるための、
請求項17に記載のプログラム。 In the computer,
Information indicating a communication destination or transmission source is obtained by monitoring communication data of each virtual machine that realizes a virtual node of an already constructed overlay network on the CPU, and obtaining information indicating the communication destination or transmission source. And a communication monitoring step of acquiring information indicating physical nodes and physical links that realize each overlay network based on the physical link route information determined in the underlay link search step,
For storing information indicating physical nodes and physical links realizing each overlay network acquired in the communication monitoring step in the risk factor database for each overlay network,
The program according to claim 17.
各物理ノードまたは各仮想ノードから、各仮想ノードを実現する物理ノードの情報を取得し、また、各物理ノードを通過する伝送データをモニタして、各仮想リンクを実現する物理リンクの情報を取得するスイッチ制御モニタステップをさらに実行させ、
前記リスク要因データベースに、前記スイッチ制御モニタステップにて取得した各仮想ノードを実現する物理ノードの情報と仮想リンクを実現する物理リンクの情報とをオーバーレイネットワーク毎に記憶させるための、
請求項17に記載のプログラム。
In the computer,
From each physical node or each virtual node, obtain information on the physical node that realizes each virtual node, and monitor transmission data that passes through each physical node to obtain information on the physical link that realizes each virtual link Further executing a switch control monitoring step,
In order to store, for each overlay network, information on a physical node that realizes each virtual node and information on a physical link that realizes a virtual link acquired in the switch control monitor step in the risk factor database.
The program according to claim 17.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009210475A JP2011061598A (en) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | Overlay network management device, physical node device, network control device, method and program for managing overlay network |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009210475A JP2011061598A (en) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | Overlay network management device, physical node device, network control device, method and program for managing overlay network |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011061598A true JP2011061598A (en) | 2011-03-24 |
Family
ID=43948705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009210475A Pending JP2011061598A (en) | 2009-09-11 | 2009-09-11 | Overlay network management device, physical node device, network control device, method and program for managing overlay network |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011061598A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114884773A (en) * | 2019-08-15 | 2022-08-09 | 瞻博网络公司 | System and method for determining data flow paths in an overlay network |
| JP2023183342A (en) * | 2022-06-15 | 2023-12-27 | 富士通株式会社 | Job scheduler and job scheduling method |
-
2009
- 2009-09-11 JP JP2009210475A patent/JP2011061598A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114884773A (en) * | 2019-08-15 | 2022-08-09 | 瞻博网络公司 | System and method for determining data flow paths in an overlay network |
| JP2023183342A (en) * | 2022-06-15 | 2023-12-27 | 富士通株式会社 | Job scheduler and job scheduling method |
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