JP6153903B2 - サービスチェイニングシステム、サービスチェイニングポリシ制御装置、及びサービスチェイニング方法 - Google Patents
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Description
以下、本願が開示するサービスチェイニングシステム等の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は、一例を示すに過ぎず、本願が開示する技術を限定するものではない。また、以下に示す実施形態及びその変形例は、矛盾しない範囲で適宜組合せてもよい。
図1は、サービスチェイニングシステムの構成の一例を示す図である。図1に示すサービスチェイニングシステム1は、仮想化されたネットワークサービス機能を提供する仮想化されたネットワークに適用される。サービスチェイニングシステム1は、SF(Service Function:サービスファンクション)装置10、PCRF(Policy and Charging Rules Function)装置20、PCEF(Policy and Charging Enforcement Function)装置30、TDF(Traffic Detection Function)装置40を有する。なお、図1に示すSF装置10a、SF装置10b、SF装置10cを総称してSF装置10という。
図2は、サービスファンクション装置の構成の一例示す図である。SF装置10は、所定のネットワークサービス機能を提供するプログラムがCPUを有するサーバ装置で実行されることにより、仮想化されたネットワークサービス機能が実装される。SF装置10は、受信パケットに対して各種のネットワークサービス処理を行い、又は、受信パケットを制御する。
図3は、サービスファンクション情報テーブルの一例を示す図である。SF装置10のサービスファンクション管理部13は、図3に示すサービスファンクション情報テーブル13aを格納する。図3に示すように、サービスファンクション情報テーブル13aは、「IPアドレス」「機能ID」「リソース情報」のカラムに、例えば“A”“1”“100”、“B”“2”“50”、“C”“3”“20”が格納されたレコードを有する。例えば、“A”“1”“100”のレコードは、サービスファンクション処理部1_14が対応する。そして、“A”“1”“100”のレコードは、サービスファンクション処理部1_14の「IPアドレス」が“A”であり、サービスファンクション処理部1_14の「機能ID」が“1”であり、サービスファンクション処理部1_14に割り当てられているCPUの残使用率が“100”%であることを示す。
図4は、PCRF装置の構成の一例を示す図である。PCRF装置20は、NP(Network Processor)及び/又はCPUを有するネットワーク装置である。PCRF装置20は、機能及びリソーステーブル管理部21、テーブル更新部22、SF決定部23、チェイニング情報生成部24を有する。
図5は、機能及びリソーステーブルの一例を示す図である。機能及びリソーステーブル21aは、PCRF装置20の機能及びリソーステーブル管理部21により管理される。機能及びリソーステーブル21aは、PCRF装置20の配下の全てのSF装置10から送信されたサービスファンクション情報テーブル13aを併合し、カラムを「機能ID」「IPアドレス」「リソース情報」の順序で並び替えたものである。
図6は、PCEF装置の構成の一例を示す図である。PCEF装置30は、NP及び/又はCPUを有するネットワーク装置である。PCEF装置30は、処理部31、パケット分析部(5tuple)32、送受信部33を有する。
図7は、TDF装置の構成の一例を示す図である。TDF装置40は、所定のネットワークサービス機能を提供するプログラムがCPUを有するサーバ装置で実行されることにより、DPIが実装される。TDF装置40は、処理部41、パケット分析部(高レイヤ)42、送受信部43を有する。
図8は、PCEF装置トリガシーケンスを示す図である。図8は、PCEF装置30によりパケットの識別情報がPCRF装置20へ送信されたことを契機としてSF装置10へチェイニング情報が送信されるシーケンスを示す。
図9は、TDF装置トリガシーケンスを示す図である。図9は、TDF装置40によりパケットの識別情報がPCRF装置20へ送信されたことを契機としてSF装置10へチェイニング情報が送信されるシーケンスを示す。
図10は、サービスチェイニングシステムで実行されるサービスチェイニング決定処理を示すフローチャートである。図10は、PCEF装置30によりパケットの識別情報がPCRF装置20へ送信されたことを契機としてSF装置10へチェイニング情報が送信される場合のフローチャートである。
図11は、PCRF装置で実行されるサービスチェイニング決定処理を示すフローチャートである。先ず、PCRF装置20のSF決定部23は、PCEF装置30又はTDF装置40からパケットの識別情報を受信し、パケットを処理するSFの種別を決定する(ステップS101)。
実施形態は、既にモバイル系では導入がなされており、かつ固定網への適用が進みつつある3FPPアーキテクチャを応用してサービスチェイニングを実施する。PCEF及びTDFをサービスチェイニングのサービスクラシファイヤをとして動作させて、サービスチェイニングに3GPPアーキテクチャを応用する場合、次の問題がある。すなわち、PCRFは、配下の装置が有するSFを認識できない。また、PCRFは、フローごとにSFを動的に選択できない。また、PCRFは、クラシファイヤとして動作するPCEF及びTDFからパケットの識別情報を得ることができない。実施形態は、これらの問題を解決し、PCRF装置20が、配下のSF装置10が有するSFを認識でき、フローごとにSFを動的に選択でき、クラシファイヤとして動作するPCEF装置30及びTDF装置40からパケットの識別情報を得ることができる。
図12は、変形例のサービスチェイニングシステムの一例を示す図である。上述の実施形態では、サービスチェイニングシステム1において、PCEF装置30及びTDF装置40は、1つずつであるとした。しかし、これに限らず、変形例のサービスチェイニングシステム1aは、1つのPCRF装置20aに対して複数のPCEF装置30、30−1及びTDF装置40、40−1を備えてもよい。サービスチェイニングシステム1aは、PCEF装置30、30−1及びTDF装置40、40−1を負荷分散させ、冗長構成とすることになるので、処理速度、耐障害性を高めることができる。
また、TDF装置40は、1つのSFとして機能してもよい。すなわち、TDF装置40は、PCRF装置20から受信したチェイニング情報に基づき、PCEF装置30から受信したパケットにDPIを実行し、チェイニング情報が指定する、SFでの処理後に該当パケットを転送する転送先へ、処理済みのパケットを送信する。
図1に示すサービスチェイニングシステム1、図2に示すSF装置10、図4に示すPCRF装置20、図6に示すPCEF装置30、図7に示すTDF装置40の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、サービスチェイニングシステム1、SF装置10、PCRF装置20、PCEF装置30、TDF装置40の機能の分散および統合の具体的形態は図示のものに限られず、全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散又は統合して構成することができる。
図13は、SF装置10、PCRF装置20、PCEF装置30、TDF装置40における各処理がコンピュータを用いて具体的に実現されることを示す図である。図13に例示するように、コンピュータ1000は、例えば、メモリ1010と、CPU1020と、ハードディスクドライブインタフェース1030と、ディスクドライブインタフェース1040と、シリアルポートインタフェース1050と、ビデオアダプタ1060と、ネットワークインタフェース1070とを有し、これらの各部はバス1080によって接続される。
10 SF装置
20 PCRF装置
30 PCEF装置
40 TDF装置
Claims (7)
- ネットワーク処理装置、サービスチェイニングポリシ制御装置、及びデータ識別装置を含むサービスチェイニングシステムにおいて、
前記ネットワーク処理装置は、
自装置が有するネットワーク処理機能の識別子に該ネットワーク処理機能の種別を対応付けた第1の情報を前記サービスチェイニングポリシ制御装置へ送信する送信部と、
前記サービスチェイニングポリシ制御装置から受信した前記ネットワーク処理機能への設定用パラメタを該ネットワーク処理機能に設定する設定部とを備え、
前記サービスチェイニングポリシ制御装置は、
自装置配下に接続されるネットワーク処理装置から受信した前記第1の情報から生成される、前記ネットワーク処理機能の種別に該ネットワーク処理機能の識別子を対応付けた第2の情報を管理し、前記ネットワーク処理装置から前記第1の情報を受信する都度、受信した前記第1の情報にて前記第2の情報を更新する管理部と、
前記データ識別装置から、外部ネットワーク又はユーザネットワークからのデータの識別情報を受信すると、前記第2の情報を参照し、受信した識別情報に該当するデータを処理するネットワーク処理機能を決定し、決定したネットワーク処理機能に対して、該ネットワーク処理機能への設定用パラメタ及び該ネットワーク処理機能での処理後のデータ転送先の指定を含むチェイニング情報を生成して通知し、前記データ識別装置に対して、決定したネットワーク処理機能を通知する第1の通知部とを備え、
前記データ識別装置は、
外部ネットワーク又はユーザネットワークからのデータを分析して該データの識別情報を生成して前記サービスチェイニングポリシ制御装置へ通知する第2の通知部と、
前記第1の通知部により通知されたネットワーク処理機能を有する前記ネットワーク処理装置に対して、前記第2の通知部により前記サービスチェイニングポリシ制御装置へ識別情報が通知されたデータを送信する送信部とを備える
ことを特徴とするサービスチェイニングシステム。 - さらに、
前記第1の情報は、前記ネットワーク処理装置が有するネットワーク処理機能の識別子に該ネットワーク処理機能に割り当てられた計算機資源のリソース情報が対応付けられ、
前記第2の情報は、前記ネットワーク処理機能の種別に該ネットワーク処理機能に割り当てられた計算機資源のリソース情報が対応付けられ、
前記第1の通知部は、前記ネットワーク処理機能を決定する際に、前記第2の情報において前記受信した識別情報に該当するデータを処理する複数のネットワーク処理機能のうち、前記計算機資源のリソース情報が最良であるネットワーク処理機能を選択して決定する
ことを特徴とする請求項1に記載のサービスチェイニングシステム。 - さらに、
前記データ識別装置は、外部ネットワーク又はユーザネットワークからのデータを5tuple情報で分析して該データの識別情報を生成する第1のデータ識別装置と、前記第1のデータ識別装置にて該データの識別情報を生成できなかった場合に該第1のデータ識別装置から該データが転送され、該データのペイロードを分析して該データの識別情報を生成する第2のデータ識別装置とを含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のサービスチェイニングシステム。 - 前記ネットワーク処理装置は、1又は複数のネットワーク処理機能を提供するそれぞれのプログラムを実行することにより1又は複数のネットワーク処理機能が実装されたサーバ装置である
ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載のサービスチェイニングシステム。 - 自装置配下に接続されるネットワーク処理装置から受信した、前記ネットワーク処理装置が有するネットワーク処理機能の識別子に該ネットワーク処理機能の種別及び該ネットワーク処理機能に割り当てられた計算機資源のリソース情報を対応付けた第1の情報から生成される、該ネットワーク処理機能の種別に該ネットワーク処理機能の識別子及び該ネットワーク処理機能に割り当てられた計算機資源のリソース情報を対応付けた第2の情報を管理し、前記ネットワーク処理装置から前記第1の情報を受信する都度、受信した前記第1の情報にて前記第2の情報を更新する管理部と、
外部ネットワーク又はユーザネットワークからのデータを分析して該データの識別情報を生成するデータ識別装置から該識別情報を受信すると、前記第2の情報を参照し、受信した識別情報に該当するデータを処理するネットワーク処理機能を決定し、決定したネットワーク処理機能に対して、該ネットワーク処理機能への設定用パラメタ及び該ネットワーク処理機能での処理後のデータ転送先の指定を含むチェイニング情報を生成して通知する通知部と
を備えることを特徴とするサービスチェイニングポリシ制御装置。 - さらに、
前記第1の情報は、前記ネットワーク処理装置が有するネットワーク処理機能の識別子に該ネットワーク処理機能に割り当てられた計算機資源のリソース情報が対応付けられ、
前記第2の情報は、前記ネットワーク処理機能の種別に該ネットワーク処理機能に割り当てられた計算機資源のリソース情報が対応付けられ、
前記通知部は、前記ネットワーク処理機能を決定する際に、前記第2の情報において前記受信した識別情報に該当するデータを処理する複数のネットワーク処理機能のうち、前記計算機資源のリソース情報が最良であるネットワーク処理機能を選択して決定する
ことを特徴とする請求項5に記載のサービスチェイニングポリシ制御装置。 - ネットワーク処理装置、サービスチェイニングポリシ制御装置、及びデータ識別装置を含むサービスチェイニングシステムにおいて実行されるサービスチェイニング方法であって、
前記ネットワーク処理装置が、
自装置が有するネットワーク処理機能の識別子に該ネットワーク処理機能の種別を対応付けた第1の情報を前記サービスチェイニングポリシ制御装置へ送信し、
前記サービスチェイニングポリシ制御装置から受信した前記ネットワーク処理機能への設定用パラメタを該ネットワーク処理機能に設定し、
前記サービスチェイニングポリシ制御装置が、
自装置配下に接続されるネットワーク処理装置から受信した前記第1の情報から生成される、前記ネットワーク処理機能の種別に該ネットワーク処理機能の識別子を対応付けた第2の情報を管理し、前記ネットワーク処理装置から前記第1の情報を受信する都度、受信した前記第1の情報にて前記第2の情報を更新し、
前記データ識別装置から、外部ネットワーク又はユーザネットワークからのデータの識別情報を受信すると、前記第2の情報を参照し、受信した識別情報に該当するデータを処理する前記ネットワーク処理機能を決定し、決定したネットワーク処理機能に対して、該ネットワーク処理機能への設定用パラメタ及び該ネットワーク処理機能での処理後のデータ転送先の指定を含むチェイニング情報を生成して通知し、前記データ識別装置に対して、決定したネットワーク処理機能を通知し、
前記データ識別装置が、
外部ネットワーク又はユーザネットワークからのデータを分析して該データの識別情報を生成して前記サービスチェイニングポリシ制御装置へ通知し、
前記サービスチェイニングポリシ制御装置により通知されたネットワーク処理機能を有する前記ネットワーク処理装置に対して、自装置により識別情報が前記サービスチェイニングポリシ制御装置へ通知されたデータを送信する
各処理を含むことを特徴とするサービスチェイニング方法。
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