JP6557191B2 - Service path management apparatus and service path management method - Google Patents
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Description
本発明は、サービスパス管理装置およびサービスパス管理方法に関する。 The present invention relates to a service path management apparatus and a service path management method.
従来、ネットワーク上を転送される1つの通信フローに対して、アドレス変換、パケットフィルタリング、ファイアウォール、ペアレンタルコントロール等の複数の処理を、複数の処理装置間を転送して行うサービスチェイニング技術が知られている(例えば非特許文献1を参照)。 Conventionally, a service chaining technology is known in which a plurality of processes such as address translation, packet filtering, firewall, parental control, etc. are transferred between a plurality of processing devices for one communication flow transferred over a network. (See, for example, Non-Patent Document 1).
サービスチェイニング技術によりフローの処理を行う場合、フローに決められた処理順で各処理装置を通過させるために、処理装置間にサービスパス(SP)という経路が設定される。1つのSPの帯域は、処理装置のリソース量によって制限される。処理装置のリソース量は、例えばスループットで表される処理能力である。そのため、フローを集めたトラヒック量が1つの処理装置のリソース量を超える場合は、同じ処理であっても複数のSPを設定する。そして、SPの入口となるフロー識別装置は、各フローにSPを割り当てる。そして、フロー識別装置は、各フローのパケットを割り当てたSPへ振り分ける。 When processing a flow by the service chaining technique, a route called a service path (SP) is set between the processing devices in order to pass each processing device in the processing order determined for the flow. The bandwidth of one SP is limited by the resource amount of the processing device. The resource amount of the processing device is, for example, processing capacity represented by throughput. For this reason, when the amount of traffic that collects flows exceeds the resource amount of one processing device, a plurality of SPs are set even for the same processing. Then, the flow identification device serving as the SP entrance assigns SP to each flow. Then, the flow identification device distributes the packets of each flow to the assigned SP.
しかしながら、従来の技術には、処理装置のリソース使用率が低くなる場合があるという問題があった。例えば、処理装置の割り当て可能なリソース量が、SPの帯域と一致している場合、当該処理装置は全てのリソースをSPに割り当てることができる。一方で、処理装置の割り当て可能なリソース量が、SPの帯域より大きい場合、当該処理機能は全てのリソースをSPに割り当てることができないことがある。このような全てのリソースをSPに割り当てることができない処理装置の影響で、全体のリソースの使用率が低くなる場合がある。 However, the conventional technique has a problem that the resource usage rate of the processing apparatus may be lowered. For example, if the amount of resources that can be allocated by the processing device matches the SP bandwidth, the processing device can allocate all resources to the SP. On the other hand, if the amount of resources that can be allocated by the processing device is larger than the SP bandwidth, the processing function may not be able to allocate all resources to the SP. Due to the influence of a processing apparatus that cannot allocate all resources to the SP, the overall resource usage rate may be lowered.
本発明のサービスパス管理装置は、入力されたフローに所定の処理を行い、処理結果のフローを出力する複数の処理機能のうち、同じ処理機能を有する複数の処理装置群のそれぞれから1つずつ抽出した処理装置の全てを経由する経路を設定し、前記経路の帯域に応じた量の前記処理装置のリソースを前記経路に割り当て、前記経路の入口で受信したフローを前記経路に振り分けて転送するネットワークシステムを管理するサービスパス管理装置であって、前記処理機能ごとに、前記経路の入口で受信したフローのトラヒック量に対する前記処理機能に入力されたトラヒック量の比率を算出し、前記比率を基に帯域の下限値を算出する帯域下限値算出部と、前記処理装置のリソース量および前記比率を基に、前記下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、リソースの割り当ての最小単位である単位リソースの候補として算出する単位リソース候補算出部と、前記単位リソース候補算出部によって算出された単位リソースの候補のそれぞれについて、単位リソースとして選択した場合の前記処理装置全体のリソース使用率を算出する使用率算出部と、前記単位リソース候補算出部によって算出された単位リソースの候補のうち、前記使用率算出部によって算出された前記リソース使用率が最大となる単位リソースを基に、前記経路の帯域を設定する設定部と、前記リソース使用率が最大となる単位リソースおよび前記比率に基づいて、前記処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて前記経路の帯域に対する前記処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う割当部と、を有することを特徴とする。 The service path management apparatus of the present invention performs a predetermined process on the input flow, and outputs one process result flow, one from each of a plurality of processing apparatus groups having the same processing function. A route that passes through all of the extracted processing devices is set, an amount of the processing device resource corresponding to the bandwidth of the route is allocated to the route, and a flow received at the entrance of the route is distributed to the route and transferred. A service path management apparatus for managing a network system, for each processing function, calculating a ratio of a traffic amount input to the processing function with respect to a traffic amount of a flow received at an entrance of the route. Based on the bandwidth lower limit value calculation unit for calculating the bandwidth lower limit value, the resource amount of the processing device and the ratio, the resource amount is equal to or greater than the lower limit value. A unit resource candidate calculation unit that calculates a value that is less than or equal to the resource amount of the processing device that is small as a unit resource candidate that is a minimum unit of resource allocation, and a unit resource candidate calculated by the unit resource candidate calculation unit And a usage rate calculation unit that calculates a resource usage rate of the entire processing apparatus when selected as a unit resource, and among the unit resource candidates calculated by the unit resource candidate calculation unit, the usage rate calculation unit Based on the unit resource with the maximum resource usage rate calculated by the setting unit for setting the bandwidth of the route, and for each processing device based on the unit resource with the maximum resource usage rate and the ratio The bandwidth actually used is calculated, and the path with respect to the bandwidth of the route is calculated based on the calculated bandwidth. And having a allocation unit for allocating resources in the respective physical device.
また、本発明のサービスパス管理方法は、入力されたフローに所定の処理を行い、処理結果のフローを出力する複数の処理機能のうち、同じ処理機能を有する複数の処理装置群のそれぞれから1つずつ抽出した処理装置の全てを経由する経路を設定し、前記経路の帯域に応じた量の前記処理装置のリソースを前記経路に割り当て、前記経路の入口で受信したフローを前記経路に振り分けて転送するネットワークシステムを管理するサービスパス管理装置で実行されるサービスパス管理方法であって、前記処理機能ごとに、前記経路の入口で受信したフローのトラヒック量に対する前記処理機能に入力されたトラヒック量の比率を算出し、前記比率を基に帯域の下限値を算出する帯域下限値算出工程と、前記処理装置のリソース量および前記比率を基に、前記下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、リソースの割り当ての最小単位である単位リソースの候補として算出する単位リソース候補算出工程と、前記単位リソース候補算出工程によって算出された単位リソースの候補のそれぞれについて、単位リソースとして選択した場合の前記処理装置全体のリソース使用率を算出する使用率算出工程と、前記単位リソース候補算出工程によって算出された単位リソースの候補のうち、前記使用率算出工程によって算出された前記リソース使用率が最大となる単位リソースを基に、前記経路の帯域を設定する設定工程と、前記リソース使用率が最大となる単位リソースおよび前記比率に基づいて、前記処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて前記経路の帯域に対する前記処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う割当工程と、を含んだことを特徴とする。 Also, the service path management method of the present invention performs a predetermined process on an input flow and outputs one of each of a plurality of processing devices having the same processing function among a plurality of processing functions for outputting a processing result flow. A route passing through all of the processing devices extracted one by one is set, an amount of the processing device resource corresponding to the bandwidth of the route is allocated to the route, and a flow received at the entrance of the route is distributed to the route. A service path management method executed by a service path management apparatus that manages a network system to be transferred, wherein the traffic amount input to the processing function with respect to the traffic amount of the flow received at the entrance of the route for each processing function And calculating a lower limit value of the band based on the ratio, a resource amount of the processing device, and the ratio A unit resource candidate calculation step of calculating a value that is equal to or greater than the lower limit value and equal to or less than the resource amount of the processing apparatus having the minimum resource amount as a unit resource candidate that is a minimum unit of resource allocation; For each of the unit resource candidates calculated in the resource candidate calculation step, the usage rate calculation step for calculating the resource usage rate of the entire processing apparatus when selected as a unit resource, and the unit resource candidate calculation step Of the unit resource candidates, a setting step for setting the bandwidth of the route based on the unit resource that maximizes the resource usage rate calculated by the usage rate calculating step, and a unit that maximizes the resource usage rate Based on the resource and the ratio, calculate the bandwidth actually used for each processing device, An assignment step, based on the band the calculated allocates resources in each of the processing device relative to the band of the path, characterized in that it contains.
本発明によれば、処理装置のリソース使用率を高くすることができる。 According to the present invention, the resource usage rate of the processing apparatus can be increased.
以下に、本願に係るサービスパス管理装置およびサービスパス管理方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係るサービスパス管理装置およびサービスパス管理方法が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of a service path management device and a service path management method according to the present application will be described in detail with reference to the drawings. The service path management apparatus and the service path management method according to the present application are not limited by this embodiment.
[第1の実施形態の構成]
まず、図1を用いて第1の実施形態に係るサービスパス管理装置およびサービスパス管理装置を含むサービスチェイニングシステムについて説明する。図1は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置を含むサービスチェイニングシステム全体の構成の一例を示す図である。
[Configuration of First Embodiment]
First, a service chaining system including a service path management apparatus and a service path management apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an entire service chaining system including a service path management apparatus according to the first embodiment.
図1のサービスチェイニングシステム1は、入力されたフローに所定の処理を行い、処理結果のフローを出力する複数の処理機能のうち、同じ処理機能を有する複数の処理装置群のそれぞれから1つずつ抽出した処理装置の全てを経由する経路を設定し、経路の帯域に応じた量の処理装置のリソースを経路に割り当て、経路の入口で受信したフローを経路に振り分けて転送する。 The service chaining system 1 in FIG. 1 performs a predetermined process on an input flow, and outputs one of each of a plurality of processing devices having the same processing function among a plurality of processing functions for outputting a processing result flow. A route passing through all of the extracted processing devices is set, an amount of processing device resources corresponding to the bandwidth of the route is allocated to the route, and the flow received at the entrance of the route is distributed to the route and transferred.
フローとは、1台の端末が他の1台の端末と通信する際に送信するパケット群であり、パケットヘッダの宛先アドレス、送信元アドレス、宛先ポート番号、送信元ポート番号の組み合わせが同じパケット群と定義する。 A flow is a packet group transmitted when one terminal communicates with another one terminal, and packets having the same combination of destination address, source address, destination port number, and source port number in the packet header. Define as a group.
図1の例では、1つのフローを処理機能SF1、SF2、SF3により処理する。サービスチェイニングシステム1は処理機能SF1、SF2、SF3を有する各処理装置、サービスパス管理装置10、フロー識別装置20を有する。図1に示すように、サービスパス管理装置10は、トラヒック管理部11、装置管理部12、リソース割当部13およびSP設定部14を有する。なお、リソース割当部13は、例えば、帯域下限値算出部、単位リソース候補算出部および割当部として機能する。また、SP設定部14は、例えば、設定部として機能する。
In the example of FIG. 1, one flow is processed by the processing functions SF 1 , SF 2 , and SF 3 . The service chaining system 1 includes processing devices having processing functions SF 1 , SF 2 , and SF 3 , a service path management device 10, and a
トラヒック管理部11は処理するトラヒックの情報を管理する。装置管理部12は各処理装置とフロー識別装置20の情報を管理する。リソース割当部13は、トラヒック管理部11が持つトラヒック情報および装置管理部12が持つ処理装置の情報から、SPに設定する帯域を算出する。SP設定部14は、リソース割当部13の決定に従い、SPをフロー識別装置20と各処理装置に設定し、帯域に応じたリソースの割り当てを行う。
The traffic management unit 11 manages information of traffic to be processed. The
ここで、図2および3を用いて、サービスチェイニング技術によるリソースの割り当て方法について説明する。図2および3は、サービスチェイニング技術によるリソースの割り当て方法について説明するための図である。 Here, a resource allocation method using the service chaining technique will be described with reference to FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining a resource allocation method using the service chaining technique.
まず、フロー振り分けおよびリソース割り当ての処理の概要について説明する。パケットを受信したフロー識別装置20は、パケットのヘッダ情報よりパケットが属するフローを識別し、フローに対してSPを割り当て、フローとSPの対応関係を記憶する。受信したパケットが既にSPを割り当てたフローに属する場合、フロー識別装置20は所持するフローとSPの対応関係の情報から転送先のSPを識別し、当該SPへパケットを送信する。
First, an overview of the flow distribution and resource allocation processing will be described. The
そして、処理機能SF1を持つ処理装置は、フロー識別装置20から送られてきたパケットを処理し、SP設定部14が行った設定に従い、SPで次の処理を行う処理機能SF2を持つ処理装置へ転送する。同様に処理機能SF2を持つ処理装置は、処理機能SF1を持つ処理装置から送られてきたパケットを処理し、SP設定部14が行った設定に従い、SPで次の処理を行う処理機能SF3を持つ処理装置へ転送する。処理機能SF3を持つ処理装置は、処理を行った後、パケットのヘッダに記載されている宛先へパケットを転送する。
Then, the processing device having the processing function SF 1 processes the packet transmitted from the
図2を用いて、各処理装置のリソース量の一例について説明する。図2に示すように、同じ処理機能を持つ処理装置のリソース量は同一であるものとする。例えば、処理機能SF1を持つ処理装置のリソース量は全てR1である。また、処理機能SF2を持つ処理装置のリソース量は全てR2である。また、処理機能SF3を持つ処理装置のリソース量は全てR3である。さらに、R1≦R2≦R3の関係が満たされているものとする。 An example of the resource amount of each processing apparatus will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, it is assumed that the resource amounts of the processing apparatuses having the same processing function are the same. For example, the resource amount of the processing device having the processing function SF 1 is all R 1 . Further, the resource amount of the processing apparatus having the processing function SF 2 is all R 2 . Further, the resource amount of the processing apparatus having the processing function SF 3 is all R 3 . Furthermore, it is assumed that the relationship of R 1 ≦ R 2 ≦ R 3 is satisfied.
図3を用いて、SPの設定方法の一例について説明する。図3の例では、各処理装置のリソース量R1、R2およびR3のうちR1が最小である。そして、図3に示すように、帯域がR1と等しい5つのSPを設定した場合、処理機能SF1を持つ処理装置のリソースは全て使用されている。これに対し、処理機能SF2を持つ処理装置および処理機能SF3を持つ処理装置のリソースの一部は使用されていない。このとき、使用されているリソース量の各処理装置の全てのリソース量に占める割合がリソース使用率である。 An example of the SP setting method will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 3, R 1 is the smallest among the resource amounts R 1 , R 2, and R 3 of each processing device. As shown in FIG. 3, when five SPs whose bandwidth is equal to R 1 are set, all the resources of the processing apparatus having the processing function SF 1 are used. On the other hand, some of the resources of the processing device having the processing function SF 2 and the processing device having the processing function SF 3 are not used. At this time, the ratio of the used resource amount to the total resource amount of each processing apparatus is the resource usage rate.
ところで、図4に示すように、SFでの処理でパケットが廃棄され、SP上でトラヒック量が減少する場合がある。図4は、トラヒック量が減少する場合について説明するための図である。図4の例では、処理機能SF1における処理により、Tであったトラヒック量がA2Tに減少する。 Incidentally, as shown in FIG. 4, there is a case where a packet is discarded by the processing in the SF, and the traffic amount is reduced on the SP. FIG. 4 is a diagram for explaining a case where the traffic volume decreases. In the example of FIG. 4, the traffic amount that was T is reduced to A 2 T by the processing in the processing function SF 1 .
また、図5に示すように、SPが分岐し、トラヒックがSF間で分散する場合がある。図5は、トラヒックが分散する場合について説明するための図である。図5の例では、処理機能SF1における処理により、トラヒック量がTであったトラヒックが、トラヒック量がA2Tのトラヒックとトラヒック量がA3Tのトラヒックとに分散する。 Further, as shown in FIG. 5, there is a case where the SP branches and the traffic is distributed among the SFs. FIG. 5 is a diagram for explaining a case where traffic is dispersed. In the example of FIG. 5, the processing in the processing function SF 1, traffic amount of traffic was T is, traffic volume traffic and traffic volume of A 2 T is dispersed in the traffic A 3 T.
このように、トラヒック量の減少やトラヒックの分散が発生する場合に、リソース使用率を高くするためには、SFごとのSPへ割り当てるリソース量を、各SFでのトラヒック量に応じた量にすることが必要である。 As described above, in order to increase the resource usage rate when the traffic amount is reduced or the traffic is dispersed, the resource amount allocated to the SP for each SF is set according to the traffic amount in each SF. It is necessary.
ここで、まず、図6〜11を用いて、トラヒック量の減少やトラヒックの分散を考慮しない場合の、サービスパス管理装置10によるリソース割り当て方法を説明する。その後、図6〜11を用いて説明したリソース割り当て方法に基づいて、トラヒック量の減少やトラヒックの分散を考慮したリソース割り当て方法について説明する。図6〜11は、トラヒック量の減少やトラヒックの分散を考慮しない場合のリソース割り当て方法を説明するための図である。 Here, first, a resource allocation method by the service path management apparatus 10 in the case where a reduction in traffic volume or traffic distribution is not considered will be described with reference to FIGS. Then, based on the resource allocation method demonstrated using FIGS. 6-11, the resource allocation method which considered the reduction | decrease of traffic amount and the dispersion | distribution of traffic is demonstrated. 6 to 11 are diagrams for explaining a resource allocation method in a case where a reduction in traffic volume and traffic distribution are not taken into consideration.
まず、図6では、処理機能SF1、SF2、SF3の3種類の処理機能を持つ処理装置それぞれのリソース量R1、R2、R3が四角形の縦の長さで示されている。同様に、処理するトラヒックの帯域が矢印の幅で示されている。図6に示すように、まず、リソース割当部13は、リソース量が最小の装置のリソース量をSPの帯域とする。この場合、図7に示すように、リソース割当部13は処理機能SF1を持つ処理装置のリソース量をSP1の帯域とする。そして、SP設定部14は、SP1を処理機能SF1、SF2、SF3を持つ各処理装置に設定する。
First, in FIG. 6, the resource amounts R 1 , R 2 , and R 3 of the processing devices having the three types of processing functions of the processing functions SF 1 , SF 2 , and SF 3 are indicated by a rectangular vertical length. . Similarly, the bandwidth of the traffic to be processed is indicated by the width of the arrow. As shown in FIG. 6, first, the
次に、図8を用いて2番目のSPを設定する場合について説明する。SP1設定後、処理機能SF1を持つ処理装置のリソースの全てがSP1に割り当てられたため、SP設定部14は処理機能SF1を持つ新たな装置へSP2を設定する。処理機能SF2とSF3を持つ処理装置については1台目のリソースが残っているため、SP設定部14はSP2を1台目の装置へ設定する。 Next, a case where the second SP is set will be described with reference to FIG. After setting SP 1 , since all the resources of the processing device having the processing function SF 1 have been allocated to SP 1 , the SP setting unit 14 sets SP 2 to a new device having the processing function SF 1 . Since the first resource remains for the processing devices having the processing functions SF 2 and SF 3 , the SP setting unit 14 sets SP 2 as the first device.
そして、リソース割当部13は、3種類の処理機能を持つ処理装置のうち、残りのリソース量が最小である処理装置のリソース量をSP2の帯域とする。この場合、処理機能SF2を持つ処理装置のリソース量が最小であるため、リソース割当部13は、処理機能SF2を持つ処理装置の残りのリソース量とSP2の帯域を同じ値とする。そして、SP設定部14はSP2を処理機能SF1、SF2、SF3を持つ各処理装置に設定する。
The
次に、図9を用いて3番目のSPを設定する場合について説明する。SP2設定後、処理機能SF2を持つ処理装置はリソースの全てがSP2に割り当てられたため、SP設定部14は処理機能SF2を持つ新たな装置へSP3を設定する。処理機能SF1を持つ処理装置については2台目のリソースが残っているため、SP設定部14はSP3を2台目の装置へ設定する。また、処理機能SF3を持つ処理装置についても1台目のリソースが残っているため、SP設定部14はSP3を1台目の装置へ設定する。 Next, a case where the third SP is set will be described with reference to FIG. After the SP 2 is set, since all the resources of the processing device having the processing function SF 2 are allocated to the SP 2 , the SP setting unit 14 sets SP 3 to a new device having the processing function SF 2 . Since the remaining second unit resources for processing apparatus having a processing function SF 1, SP setting unit 14 sets the SP 3 to Second Appliance. In addition, since the first resource remains for the processing device having the processing function SF 3 , the SP setting unit 14 sets SP 3 as the first device.
そして、リソース割当部13は、3種類の処理機能を持つ処理装置のうち、残りのリソース量が最小である処理装置のリソース量をSP3の帯域とする。この場合、処理機能SF3のリソース量が最小であるため、リソース割当部13は、処理機能SF3を持つ処理装置の残りのリソース量とSP3の帯域を同じ値とする。そして、SP設定部14はSP3を処理機能SF1、SF2、SF3を持つ各処理装置に設定する。
The
以降、リソース割当部13およびSP設定部14はSP1、SP2、SP3を設定する処理と同様の処理を繰り返す。図10に、トラヒックの処理に必要なSPを全て設定した結果を示す。図10の例では、7つのSPが設定されている。なお、リソース割当部13は、SP設定部14によって設定された帯域に応じたリソースの割り当てを行う。
Thereafter, the
このとき、処理機能SF1、SF2、SF3を持つ処理装置のリソース量はそれぞれR1、R2、R3であり、R1<R2<R3という関係がある。そのため、図11に示すように、SP1の帯域はR1、SP2の帯域はR2−R1、SP3の帯域はR3−R2、SP4の帯域は2R1−R3、SP5の帯域は2R2−2R1、SP6の帯域は3R1−2R2、SP7の帯域は2R3−3R1と表される。 At this time, the resource amounts of the processing devices having the processing functions SF 1 , SF 2 , and SF 3 are R 1 , R 2 , and R 3 , respectively, and there is a relationship of R 1 <R 2 <R 3 . Therefore, as shown in FIG. 11, the band of SP 1 is R 1 , the band of SP 2 is R 2 -R 1 , the band of SP 3 is R 3 -R 2 , the band of SP 4 is 2R 1 -R 3 , The band of SP 5 is represented as 2R 2 −2R 1 , the band of SP 6 is represented as 3R 1 −2R 2 , and the band of SP 7 is represented as 2R 3 −3R 1 .
これより、各SPの帯域は各処理装置のリソース量の整数倍の差となっていることが分かる。したがって、仮にSF1、SF2、SF3のリソース量が、あるリソース量Pの整数倍であるとすると、各SPの帯域は以下のように表される。 From this, it can be seen that the bandwidth of each SP is a difference of an integral multiple of the resource amount of each processing device. Accordingly, assuming that the resource amounts of SF 1 , SF 2 , and SF 3 are integer multiples of a certain resource amount P, the bandwidth of each SP is expressed as follows.
すなわち、m1、m2、m3、n1、n2、n3を任意の整数、R1=Pm1、R2=Pm2、R3=Pm3とすると、SP1の帯域R1=Pm1、SP2の帯域R2−R1=P(m2−m1)、SP3の帯域R3−R2=P(m3−m2)、SP4の帯域2R1−R3=P(2m1−m3)、SP5の帯域2R2−2R1=2P(m2−m1)、SP6の帯域3R1−2R2=P(3m1−2m2)、SP7の帯域2R3−3R1=P(2m3−3m1)と表される。このように各SPの帯域はPの整数倍となる。なお、Pは、リソースの割り当ての最小単位である単位リソースの一例である。
That, m 1, m 2, m 3, n 1,
一般に、複数ある処理装置の中の任意の2つの処理機能SFAおよびSFBを持つ処理装置のリソース量によって1つのSPの帯域が決まる場合、SFAおよびSFBを持つ処理装置のリソース量RAおよびRBは、mA、mBを任意の正の整数とすると、それぞれ式(1)および式(2)となる。 Generally, when the bandwidth of one SP is determined by the resource amount of a processing device having two arbitrary processing functions SF A and SF B among a plurality of processing devices, the resource amount R of the processing device having SF A and SF B A and R B are represented by formula (1) and formula (2), respectively, where m A and m B are arbitrary positive integers.
このとき、SPの帯域BSPは、式(3)となる。ここで、nA、nBは、RAnA>RBnBを満たす任意の正の整数である。 At this time, the band B SP of the SP is expressed by Equation (3). Here, n A and n B are arbitrary positive integers satisfying R A n A > R B n B.
さらに、BSPは、式(1)および式(2)を用いて式(4)となる。 Furthermore, BSP becomes Formula (4) using Formula (1) and Formula (2).
このとき、mAnA−mBnBは正の整数であるから、SPの帯域BSPはPの整数倍である。したがって、mAnA−mBnB=1のときにSPの帯域BSPは最小値Pとなる。このことから、SPの最低帯域を保証するには、Pの値を保証帯域以上になるようにすればよい。 At this time, since m A n A −m B n B is a positive integer, the band B SP of the SP is an integer multiple of P. Therefore, the band B SP of the SP becomes the minimum value P when m A n A −m B n B = 1. Therefore, in order to guarantee the minimum bandwidth of SP, the value of P may be set to be equal to or greater than the guaranteed bandwidth.
Pの値は全処理装置のリソース量によって決まるため、Pの値を保証帯域以上にするためには各処理装置のリソース量を調整する必要がある。処理装置のリソース量は例えば製造時に決まるため、増やすことはできない。そのため、リソース割当部13は、各処理装置の実際に使用するリソース量を減らすことで各処理装置のリソース量を調整する。例えば、リソース割当部13は、処理装置のリソースのうちの所定量のリソースをSPに割り当てないように設定する。
Since the value of P is determined by the resource amount of all the processing devices, it is necessary to adjust the resource amount of each processing device in order to make the value of P equal to or greater than the guaranteed bandwidth. Since the amount of resources of the processing apparatus is determined at the time of manufacture, for example, it cannot be increased. Therefore, the
このとき、リソース割当部13は、リソース使用率が最大になるようにSPへ割り当てるリソース量の値を調節する。以降、製造時に決まるSFiのリソース量をRi、SFiのリソースRiからSPへ割り当てるリソース量をQiと表す。なお、添え字iはSFの識別子とする。
At this time, the
パケット廃棄やSPの分岐により各SFで入力トラヒック量が異なる場合、まず、リソース割当部13は、各SFの入力トラヒック量が同じになるように、各SFのリソース量を換算する。ここで、SPへの入力トラヒック量に対する各SFの入力トラヒック量の比率をAi(0<Ai≦1)とする。すなわち、SPへの入力トラヒック量をTとするとSFiの入力トラヒック量はAiTになる。ここで、SFiのリソース量Riの換算値Raiは、式(5)となる。
When the amount of input traffic differs between SFs due to packet discard or SP branching, first, the
図12を用いて、リソース割当部13によるリソース量の換算方法について説明する。図12は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース量の換算方法について説明するための図である。図12に示すように、SF2のリソース量R2は、R2/A2に換算される。
A resource amount conversion method by the
また、SFiのSPへ割り当てるリソース量Qiの換算値Qaiは、式(6)となる。 Also, the converted value Qa i of the resource amount Q i allocated to the SP of SF i is expressed by Equation (6).
また、Raiの最小値をRaminとすると、最低保証帯域Bminの換算値Baiは、式(7)となる。 Further, when the minimum value of Ra i and Ra min, converted value Ba i of the minimum guaranteed bandwidth B min becomes Equation (7).
このように、最低保証帯域の換算値は、各SFで異なる。一方、SPの帯域は全てのSFを通るので、Pの上限値はRaminである。ここで、SPは全てのSFで最低帯域を保証する必要があるため、Pの下限値はBaiの最大値である。すなわち、Baiの最大値をBamaxとすると、Pの範囲は式(8)となる。 Thus, the converted value of the minimum guaranteed bandwidth is different for each SF. On the other hand, since the SP band passes through all SFs, the upper limit value of P is Ra min . Here, SP is due to the need to guarantee a minimum bandwidth on all SF, the lower limit of P is the maximum value of Ba i. That is, when the maximum value of Ba i and Ba max, the range of P is the formula (8).
以上のことから、PとQaiとの関係は、図13のように表すことができる。図13は、第1の実施形態におけるPとQaiとの関係を示す図である。 From the above, the relationship between P and Qa i, can be expressed as in FIG. 13. Figure 13 is a diagram showing the relationship between P and Qa i in the first embodiment.
図13に示すように、Pの増加に伴ってQaiは増減を繰り返す。この理由を、図14を用いて説明する。図14は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割り当て方法を説明するための図である。例えば、図14において、PがBa3であるとき、SF2のリソース量Ra2は、Pを3個含むことができる。そして、Pを大きくしていくと、P=Pbのときに、Pの3個分のリソース量Qa2がRa2と同じになる。このとき、SF2のリソースは全てSPに割り当てられ、リソース使用率は100%になる。 As shown in FIG. 13, Qa i repeats increase and decrease with increasing P. The reason for this will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram for explaining a resource allocation method of the service path management apparatus according to the first embodiment. For example, in FIG. 14, when P is Ba 3 , the resource amount Ra 2 of SF 2 can include three Ps. When gradually increasing the P, when P = P b, resource amount Qa 2 corresponding to three of P is the same as Ra 2. At this time, all the resources of SF 2 are allocated to the SP, and the resource usage rate becomes 100%.
さらにPが増加すると、Pの3個分のリソース量はRa2を超えるため、Ra2が含むことができるPの数は2個となる。このとき、SPへ割り当てられるリソース量Qa2は減少し、リソース使用率も低下する。さらにPが増加するとSPへ割り当てられるリソース量は増加し、リソース使用率も高くなっていく。 When P further increases, the amount of resources for three P exceeds Ra 2, and thus the number of Ps that Ra 2 can contain is two. In this case, the resource amount Qa 2 assigned to the SP decreases, also decreases the resource utilization. When P further increases, the amount of resources allocated to the SP increases and the resource usage rate also increases.
このように、Pの増加に伴って、SPに割り当てられるSF2のリソース量Qa2は増減を繰り返す。同様に、SF1、SF3でもPの増加に伴ってSPに割り当てられるリソース量Qa1、Qa3は増減を繰り返す。ただし、SFごとにリソース量が異なるため、図13に示すように、SPに割り当てられるリソース量Qaiが極大値となるPはSFによって異なる。 Thus, with increasing P, the resource amount Qa 2 of SF 2 assigned to the SP repeatedly increases and decreases. Similarly, in SF 1 and SF 3 , the resource amounts Qa 1 and Qa 3 allocated to the SP as P increases are repeatedly increased and decreased. However, since the amount of resources for each SF is different, as shown in FIG. 13, P resource amount Qa i assigned to SP becomes the maximum value depends SF.
ここで、Pが式(8)の範囲にある場合、Qaiは式(9)となる。ただし、floorは、小数点以下を切り捨てる関数である。 Here, if P is in the range of formula (8), Qa i becomes equation (9). However, floor is a function that rounds off the decimal point.
次に、図13を用いて、リソース使用率が最大になるPを求める方法を説明する。まず、SFの種類にかかわらずQaiが極大値となるPをPlmxとする。ここで、図13に示すように、Plmxの中で隣接するPa、Pbの間、すなわちPa<P≦Pbの範囲では、Pの増加に伴い、Qa1、Qa2、Qa3は単調増加し、Pbで最大になる。 Next, a method for obtaining P that maximizes the resource usage rate will be described with reference to FIG. First, a P where Qa i becomes the maximum value regardless of the type of SF and P lmx. Here, as shown in FIG. 13, Qa 1 , Qa 2 , Qa as P increases in the range between adjacent P a and P b in P lmx , that is, in the range of P a <P ≦ P b. 3 monotonically increases, reaches a maximum in P b.
これより、Plmxの中で隣接するPlmx1、Plmx2(Plmx1<Plmx2)の間では、QaiはPlmx2で最大になることがいえる。よって、リソース割当部13は、式(8)の範囲にある全てのPlmxからリソース使用率が最大となるPlmxをPとして選択することで、SPの最低帯域を保証し、リソース使用率を最大にすることができる。
From this, between P lmx1, P lmx2 adjacent in the P lmx (P lmx1 <P lmx2 ), Qa it can be said to become a maximum at P lmx2. Therefore, the
次に、各SFのPlmxを算出する方法について説明する。ここで、Raiに含むことができるPの数Kは式(10)である。 Next, a method for calculating P lmx of each SF will be described. Here, the number K of P that can be included in Ra i is represented by Expression (10).
そして、式(9)および(10)より式(11)が得られる。 Then, equation (11) is obtained from equations (9) and (10).
P=Plmxのとき、Qaiは極大値となり、Qai=Raiとなる。よって、式(11)より式(12)が得られる。 When P = P lmx , Qa i becomes a maximum value, and Qa i = Ra i . Therefore, Expression (12) is obtained from Expression (11).
ここで、Pmaxは式(8)の範囲にあるため、Rai/Kの範囲は、式(13)となる。 Here, since P max is in the range of Expression (8), the range of Ra i / K is Expression (13).
よって、Kは式(14)を満たす整数である。 Therefore, K is an integer that satisfies Equation (14).
よって、リソース割当部13は、Plmxを式(12)および(14)から算出することができる。
Therefore, the
次に、リソース使用率の算出方法について説明する。図13では、各SFの入力トラヒック量を同じとみなせるように換算が行われており、SFごとに異なる値Aiでリソース量Riを割っていた。そのため、システム全体のリソース使用率を算出する際は、このAiで割った換算値を実際の量に戻して計算を行う。 Next, a method for calculating the resource usage rate will be described. In FIG. 13, the conversion is performed so that the input traffic amount of each SF can be regarded as the same, and the resource amount R i is divided by a different value A i for each SF. Therefore, when calculating the resource utilization of the entire system, performing calculations and return the converted value is divided by the A i on the actual amount.
ここで、hを処理機能の識別子とすると、SFhでのトラヒック量はAhTであり、SPに割り当てるリソース量はQhとなる。よって、このときの装置数Nhは、式(15)となる。 Here, if h is an identifier of a processing function, the traffic amount at SF h is A h T, and the resource amount allocated to SP is Q h . Therefore, the number of devices N h at this time is expressed by Equation (15).
ここで、装置数Nhは整数であるが、ここでは実数として扱い、少数点以下を切り上げも切り捨てもしない。これにより、装置1台のリソースに満たない端数のトラヒック量によるリソース使用率の計算への影響がなくなる。例えば、トラヒック量が装置のリソース量Rの1.5倍の1.5Rとき、装置数Nhを2台とすると、処理すべきトラヒックがないために使用されないリソース量0.5Rが生じ、リソース使用率が低くなる。このような影響を除くためにNhを実数として計算する。 Here, the device number Nh is an integer, but is treated as a real number here, and the decimal point is not rounded up or rounded down. This eliminates the influence on the calculation of the resource usage rate due to the fractional traffic volume that is less than the resource of one device. For example, when 1.5 times the 1.5R resource amount R of traffic volume device, when two the number of devices N h, not used since no traffic to be processed resource amount 0.5R occurs, resources Usage rate is low. The N h is calculated as a real number in order to eliminate such effects.
SFhでトラヒック処理に必要なリソース量Zhは、トラヒック量と同じであるから、式(16)となる。 Since the resource amount Z h required for traffic processing at SF h is the same as the traffic amount, Equation (16) is obtained.
SPに割り当てないリソースを含む、SFhの全装置のリソース量Hhは、式(17)である。 The resource amount H h of all the devices of SF h including resources that are not allocated to the SP is expressed by Expression (17).
式(15)および(17)より、Hhは、式(18)となる。 From equations (15) and (17), H h becomes equation (18).
ここで、SFの種類の数をmとすると、全SFの使用するリソース量Ztotalは、式(16)より、式(19)となる。 Here, if the number of SF types is m, the resource amount Ztotal used by all SFs is expressed by equation (19) from equation (16).
さらに、全SFの装置のリソース量Htotalは、式(20)となる。 Furthermore, the resource amount H total of the devices of all SFs is expressed by Equation (20).
また、式(18)および(20)より、Htotalは、式(21)となる。 Further, from the equations (18) and (20), H total becomes the equation (21).
これより、全体でのリソース使用率Etotalは、式(22)となる。 Thus, the overall resource usage rate E total is expressed by Equation (22).
式(19)、(21)および(22)より、システム全体のリソース使用率は、式(23)となる。 From equations (19), (21), and (22), the resource usage rate of the entire system is equation (23).
リソース割当部13は、式(12)および(14)から算出したPlmxに対するリソース使用率を計算する際、初めにPlmxに対するQhを式(5)、(6)および(9)から求める。そして、リソース割当部13は、式(23)からシステム全体のリソース使用率を算出する。そして、リソース使用率が最大となるPlmxが決まると、リソース割当部13は、Plmxの値と式(9)から全てのSFでSPへ割り当てるリソース量Qaiを求める。
When the
換算値を用いて、リソースの割り当てを行った結果を図15に示す。図15は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割り当て方法を説明するための図である。換算後の各SPの帯域をDaとすると、実際には、SFiの装置に設定するSPの帯域はAiDaなので、リソース割当部13は、各装置について、AiDaをSPへ割り当てる。
FIG. 15 shows the result of resource allocation using the converted value. FIG. 15 is a diagram for explaining a resource allocation method of the service path management apparatus according to the first embodiment. Assuming that the converted bandwidth of each SP is Da, since the bandwidth of the SP that is actually set in the SF i device is A i Da, the
このように、サービスパス管理装置10のリソース割当部13は、処理機能ごとに、SP入口での受信トラヒック量に対するSFi各装置への入力トラヒック量の比率Aiを算出し、比率Aiを基に帯域の下限値を算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のリソース量および比率Aiを基に、下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、Pの候補として算出する。そして、リソース割当部13は、Pの候補のそれぞれについて、Pとして選択した場合の処理装置全体のリソース使用率を算出する。そして、リソース割当部13は、リソース使用率が最大となるPおよび比率Aiに基づいて、処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて経路の帯域に対する処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う。
Thus, the
具体的には、リソース割当部13は、経路の最低保証帯域としてあらかじめ定められた帯域Biを比率Aiで割った値Baiのうちの最大値Bamaxを、帯域の下限値として算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のリソース量Raiを比率Aiで割った値を、整数で割った値Plmxのうち、下限値Bamax以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量Ramin以下である値を、Pの候補として算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のリソースをPの候補に基づいて割り当てた場合の処理装置全体のリソース使用率を算出する。
Specifically, the
[第1の実施形態の処理]
図16を用いて、サービスパス管理装置のリソース使用率が最大となるPを求める処理について説明する。図16は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部の処理を示すフローチャートである。図16に示すように、まず、リソース割当部13は、処理機能を1つ選択する(ステップS101)。ここで、リソース割当部13が選択した処理機能をSFiとする。
[Process of First Embodiment]
A process for obtaining P that maximizes the resource usage rate of the service path management apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart illustrating processing of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 16, first, the
次に、リソース割当部13は、選択したSFのリソース量Raiから、式(101)を満たす整数Kを求める(ステップS102)。そして、リソース割当部13は、Kを1つ選択する(ステップS103)。次に、リソース割当部13は、Kの値に対して式(102)よりPlmxを求める(ステップS104)。そして、リソース割当部13は、Plmxの値に対するリソース使用率Etotalを算出する(ステップS105)。ステップS105の詳細については後述する。
Next, the
リソース割当部13は、Etotalを算出済みでないKが存在する場合(ステップS106、No)、処理をステップS103に戻し、未選択のKを選択する。また、リソース割当部13は、全てのKについてEtotalを算出済みである場合(ステップS106、Yes)、全てのSFでEtotalを算出済みであるか否かを判定する(ステップS107)。
If there is a K for which E total has not been calculated (No in step S106), the
このとき、Etotalを算出済みでないSFが存在する場合(ステップS107、No)、リソース割当部13は、処理をステップS101に戻し、未選択のSFを選択する。また、全てのSFについてEtotalを算出済みである場合(ステップS107、Yes)、算出した全てのPlmxに対するEtotalを比較し、Etotalが最大のPlmxを選択する(ステップS108)。そして、リソース割当部13は、選択したPlmxに基づき、リソースの割り当てを行う(ステップS109)。ステップS109の詳細については後述する。
At this time, if there is an SF for which E total has not been calculated (step S107, No), the
次に、図17を用いて、サービスパス管理装置10のリソース使用率を求める処理(図16のステップS105)について説明する。図17は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部のリソース使用率を算出する処理を示すフローチャートである。図17に示すように、まず、リソース割当部13は、処理機能を1つ選択する(ステップS111)。ここで、リソース割当部13が選択した処理機能をSFhとする。
Next, the process for obtaining the resource usage rate of the service path management apparatus 10 (step S105 in FIG. 16) will be described using FIG. FIG. 17 is a flowchart illustrating a process of calculating the resource usage rate of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 17, first, the
次に、リソース割当部13は、式(103)よりSFhからSPへ割り当てるリソース量Qahを求める(ステップS112)。ここで、全てのSFについてQahが算出済みでない場合(ステップS113、No)、リソース割当部13は処理をステップS111に戻し、未選択のSFを選択する。
Next, the
また、全てのSFについてQahが算出済みである場合(ステップS113、Yes)、リソース割当部13は、Qahから式(104)よりQhを算出する(ステップS114)。そして、リソース割当部13は、Plmxの値に対して式(105)よりリソース使用率Etotalを求める(ステップS115)。
Also, if the Qa h all SF have already been calculated (step S113, Yes), the
次に、図18を用いて、SPへリソースを割り当てる処理(図16のステップS109)について説明する。図18は、第1の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部のリソースを割り当てる処理を示すフローチャートである。まず、初期状態として各SFには装置が1つも用意されていないこととする。そして、以降の処理において各SFに装置が追加されていく。SFに装置が追加されるということは、システム全体で使用される装置が増加することを意味する。リソース割当部13は、追加される装置がなるべく少なくなるように、リソース使用率が最大となるPに基づいてリソースの割り当てを行う。
Next, the process of assigning resources to the SP (step S109 in FIG. 16) will be described using FIG. FIG. 18 is a flowchart illustrating a process of allocating resources of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the first embodiment. First, it is assumed that no device is prepared in each SF as an initial state. In subsequent processing, devices are added to each SF. The addition of devices to the SF means that the number of devices used in the entire system increases. The
まず、リソース割当部13は、SFiのリソース量RiをQaiに置き換える(ステップS121)。そして、リソース割当部13は、リソースが残っていないSFに新たな装置を追加する(ステップS122)。なお、前述の通り、初めは装置が用意されていないため、全てのSFのリソースが残っていない状態である。
First, the
そして、リソース割当部13は、残りのリソース量Waiが最小の装置を選択する(ステップS123)。次に、トラヒックの残り帯域が選択した装置の残りリソース量Waiより大きい場合(ステップS124、Yes)、リソース割当部13は、選択した装置の残りリソース量WaiをSPの帯域Daとする(ステップS125)。また、トラヒックの残り帯域が選択した装置の残りリソース量Waiより大きくない場合(ステップS124、No)、リソース割当部13は、トラヒックの残り帯域をSPの帯域Daとする(ステップS126)。
Then, the
ここで、リソース割当部13は、決定した帯域Daを各SFでの実際の帯域AiDaに換算する(ステップS127)。次に、リソース割当部13は、各SFのリソースが残っている装置に、帯域AiDaのSPを設定する(ステップS128)。そして、リソース割当部13は、SPの帯域Daを各SFの装置の残りリソース量Waiから差し引く(ステップS129)。そして、リソース割当部13は、SPの帯域Daをトラヒックの残り帯域から差し引く(ステップS130)。
Here, the
このとき、トラヒックの残り帯域が無い場合(ステップS131、Yes)、リソース割当部13は処理を終了する。また、トラヒックの残り帯域がある場合(ステップS131、No)、リソース割当部13は、処理をステップS122に戻し、さらにリソースの割り当てを行う。
At this time, if there is no remaining traffic band (step S131, Yes), the
[第1の実施形態の効果]
サービスパス管理装置10は、入力されたフローに所定の処理を行い、処理結果のフローを出力する複数の処理機能のうち、同じ処理機能を有する複数の処理装置群のそれぞれから1つずつ抽出した処理装置の全てを経由する経路を設定し、経路の帯域に応じた量の処理装置のリソースを経路に割り当て、経路の入口で受信したフローを経路に振り分けて転送するネットワークシステムを管理する。
[Effect of the first embodiment]
The service path management device 10 performs predetermined processing on the input flow, and extracts one from each of a plurality of processing device groups having the same processing function among a plurality of processing functions that output a processing result flow. A network system that sets a route that passes through all of the processing devices, allocates resources of the processing device according to the bandwidth of the route to the route, and distributes and transfers the flow received at the entrance of the route to the route is managed.
サービスパス管理装置10のリソース割当部13は、処理機能ごとに、経路の入口で受信したフローのトラヒック量に対する入力トラヒック量の比率Aiを算出し、比率Aiを基に帯域の下限値を算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のリソース量および比率Aiを基に、下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、Pの候補として算出する。そして、リソース割当部13は、算出されたPの候補のそれぞれについて、Pとして選択した場合の処理装置全体のリソース使用率を算出する。そして、SP設定部14は、Pの候補のうち、リソース使用率が最大となるPを基に、経路の帯域を設定する。そして、リソース割当部13は、リソース使用率が最大となるPおよび比率Aiに基づいて、処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて経路の帯域に対する処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う。
The
このように、最低保証帯域および各処理装置における経路の入口で受信したフローのトラヒック量に対する入力トラヒック量の比率Aiを考慮してリソースの割り当てを行うことで、最低保証帯域を保証しつつ、各処理装置のリソース使用率を高くすることができるため、処理装置全体のリソースの使用率を高くすることができる。 Thus, by performing the allocation of resources in view of the ratio A i of the input traffic for the traffic flow received at the inlet pathways in the minimum guaranteed bandwidth and the processing unit, while ensuring the minimum guaranteed bandwidth, Since the resource usage rate of each processing device can be increased, the resource usage rate of the entire processing device can be increased.
また、リソース割当部13は、経路の最低保証帯域としてあらかじめ定められた帯域を比率Aiで割った値のうちの最大値を、帯域の下限値として算出してもよい。この場合、リソース割当部13は、処理装置のリソース量を比率Aiで割った値を、整数で割った値のうち、下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、Pの候補として算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のリソースをPの候補に基づいて割り当てた場合の処理装置全体のリソース使用率を算出する。このように、割り当てるリソース量が極大値を取る場合にリソース使用率も極大値を取ることを利用することで、効率的にリソース使用率の最大値を算出することができる。
Further, the
[第2の実施形態の構成]
第2の実施形態に係るサービスパス管理装置およびサービスチェイニングシステムの基本的な構成は、第1の実施形態と同様である。第2の実施形態に係るサービスパス管理装置においては、リソース割当部13におけるリソース割り当て方法が第1の実施形態の場合と異なる。
[Configuration of Second Embodiment]
The basic configuration of the service path management apparatus and the service chaining system according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment. In the service path management apparatus according to the second embodiment, the resource allocation method in the
第1の実施形態では、例えば、SF1、SF2の最低保証帯域の換算値Ba1、Ba2の関係がBa1<Ba2であれば、リソース割当部13は、全てのSFで最低帯域を保証するためにBa2≦Pの範囲のみでPの選択を行った。この範囲は、Aiを守ることが前提であった。
In the first embodiment, for example, if the relationship between the converted values Ba 1 and Ba 2 of the minimum guaranteed bandwidths of SF 1 and SF 2 is Ba 1 <Ba 2 , the
第2の実施形態では、Pの範囲を広げることでPの選択肢を増やし、リソース使用率がさらに高くなるPを選択できるようにする。Pの上限値はRaminであり、PがRaminよりも大きくなるとSPの帯域がSFのリソース量を超え、SPを設定できないSFが生じる。したがって、Pの上限値を大きくすることはできないため、Pの下限値を小さくすることでPの範囲を広げる。 In the second embodiment, by expanding the range of P, the number of options for P is increased so that the resource usage rate can be further selected. The upper limit value of P is Ra min , and when P is larger than Ra min , the SP bandwidth exceeds the SF resource amount, and an SF that cannot set the SP occurs. Therefore, since the upper limit value of P cannot be increased, the range of P is expanded by decreasing the lower limit value of P.
第1の実施形態では、Pの下限値が下げられると、最低帯域を保障できないSFが生じる。そこで、第2の実施形態では、リソース割当部13は、P<BaiであるSFiについては、P=BaiとしてSPにリソースの割り当てを行う。一方、リソース割当部13は、P≧BaiであるSFiについては、第1の実施形態と同様の方法でリソースの割り当てを行う。
In the first embodiment, when the lower limit value of P is lowered, an SF that cannot guarantee the minimum bandwidth is generated. Therefore, in the second embodiment, the
これより、第2の実施形態では、リソース割当部13は、P<BaiのときP=Baiとしてリソースの割り当てを行うため、SPへ割り当てるリソース量QaiはP=Baiのときと同量になる。ここで、図19にPとQaiの関係図の例を示す。図19は、第2の実施形態におけるPとQaiとの関係を示す図である。また、Baiの最小値をBaminとすると、Bamin≦P<Baiのとき、リソース割当部13は、P=Baiとしてリソース割り当てを行うため、Qaiは式(24)となる。
Thus, in the second embodiment, the
また、Bai≦P≦Raminのときは、第1の実施形態の場合と同様に、Qaiは式(25)となる。 Moreover, when the Ba i ≦ P ≦ Ra min, as in the first embodiment, Qa i becomes equation (25).
第2の実施形態では、リソース割当部13は、第1の実施形態と同様の方法でリソースの割り当てを行う。したがって、図15に示すように、SPごとの含まれるPの数は、全てのSFにおいて同じである。したがって、P<BaiでP=Baiとしてリソース割り当てを行った場合、Baiは選択したPよりも大きな値であることから、リソース割当部13は、P<BaiとなるSFiには、SPの帯域よりも大きなリソースを割り当てることになる。
In the second embodiment, the
P<Baiである場合、Pが同じであっても、SPに含まれるPの数によって、SFiでの帯域が最低保証帯域より小さいSPと、SFiでの帯域が最低保証帯域以上のSPが生じる。ここで、最低保証帯域は1フローが通信するのに必要な帯域とする。また、SPの入力帯域がTでSFiでの帯域がAiTとする。 If P <Ba i , even if P is the same, depending on the number of Ps included in the SP, the band in SF i is smaller than the minimum guaranteed band and the band in SF i is greater than or equal to the minimum guaranteed band SP occurs. Here, the minimum guaranteed bandwidth is a bandwidth required for one flow to communicate. Further, it is assumed that the input band of SP is T and the band of SF i is A i T.
SFiでSPの帯域が最低保証帯域より小さくなる場合は、SPの入力帯域Tが1フロー以上で、SFiでの帯域AiTが1フロー未満ということになる。通信はフロー単位で行われるため、1フロー未満で通信する状態はない。したがって、SFiでのSPの帯域はフローの到着頻度を示すと考えられる。SFiではフローが到着しないときもあるが、リソース割当部13は、フローが到着する場合に備えて、最低帯域を保証するのに必要なリソースを割り当てる。
When the SP band is smaller than the minimum guaranteed band at SF i , the SP input band T is one flow or more and the band A i T at SF i is less than one flow. Since communication is performed in units of flows, there is no state of communication in less than one flow. Therefore, the SP bandwidth in SF i is considered to indicate the flow arrival frequency. In SF i , the flow may not arrive, but the
このとき、リソース割当部13は、最低帯域を保証するためにP=Baiでリソースを割り当てるため、SFiでSPの帯域が最低保証帯域以上の場合でもSPの帯域以上のリソースを割り当てることになる。よって、図19のQaiを使ってリソース使用率を算出すると、リソース使用率が実際より高くなる。
At this time, since the
そこで、リソース割当部13は、リソース使用率の計算ではP<BaiとなるSFiでも他のSFと同じPの値を用いることとする。リソース割当部13は、Pの値がP<Baiの範囲では、P=Baiでリソースを割り当てる。このため、Raiに含むことができるPの数はP=Baiのときと同数である。
Therefore, the
ここで、Raiのうち、SFiの装置を通るSPの帯域の合計に対応するリソース量をSaiとすると、SaiはRaiに含むことができるPの数とP値の積である。リソース割当部13は、Saiを用いてリソース使用率を計算する。また、Saiは、Qaiと同様に、1つのSPについて全SFでSPの帯域が同じになるように換算した値である。したがって、Saiの実際の量をSiは式(26)となる。
Here, out of Ra i , where Sa i is the resource amount corresponding to the total of SP bands passing through the SF i device, Sa i is the product of the number of Ps that can be included in Ra i and the P value. .
図20に、PとSaiの関係図の例を示す。図20は、第2の実施形態におけるPとSaiとの関係を示す図である。図20に示すように、P<Baiの範囲では、Raiに含まれるPの数が一定であるため、Pの減少とともにSaiは単調減少する。 Figure 20 shows an example of a relationship diagram of a P and Sa i. Figure 20 is a diagram showing the relationship between P and Sa i in the second embodiment. As shown in FIG. 20, in the range of P <Ba i , the number of P included in Ra i is constant, and therefore Sa i monotonously decreases as P decreases.
リソース割当部13は、図20に示すPとSaiの関係図からリソース使用率が最大になるPを見つける。第1の実施形態の場合と同様に、リソース割当部13は、Saiが極大値となるPをPlmxとする。図20において、Plmxの中で隣接するPa、Pbの間、すなわちPa<P≦Pbの範囲では、Pの増加に伴い、Sa1、Sa2、Sa3は単調増加し、Pbで最大になる。一般に、Plmxの中で隣接するPlmx1、Plmx2(Plmx1<Plmx2)の間ではSaiはPlmx2で最大になる。
よって、リソース割当部13は、式(27)の範囲にある全てのPlmxからリソース使用率が最大となるPlmxをPとして選択することで、SPの最低帯域を保証し、リソース使用率を最大にすることができる。
Therefore, the
次に、各SFのPlmxを算出する方法について説明する。SFiにおいて、Bamin≦P<Baiとのき、リソース割当部13は、P=Baiとしてリソース割り当てを行うため、Saiは式(28)となる。
Next, a method for calculating P lmx of each SF will be described. In SF i , when Ba min ≦ P <Ba i , the
式(28)に示すように、Bamin≦P<Baiの範囲では、SaiはPの増加に対して単調増加するため、この範囲でのSaiの値はP=BaiのときのSaiより小さい。よって、Bamin≦P<BaiにはPlmxは存在しない。 As shown in equation (28), in the range of Ba min ≦ P <Ba i, since Sa i is monotonically increasing with increasing P, the value of Sa i in this range when the P = Ba i Sa i smaller. Therefore, P lmx does not exist when Ba min ≦ P <Ba i .
また、Bai≦P≦Raminのとき、リソース割当部13は、第1の実施形態と同様の方法でリソース割り当てを行うため、Saiは式(29)となる。
In addition, when Ba i ≦ P ≦ Ra min , the
ここで、Raiに含むことができるPの数Kiは式(30)である。 Here, the number K i of P that can be included in Ra i is represented by Equation (30).
そして、式(29)および(30)より式(31)が得られる。 Then, Expression (31) is obtained from Expressions (29) and (30).
P=Plmxのとき、Saiは極大値となり、Sai=Raiとなる。よって、式(31)より式(32)が得られる。 When P = P lmx , Sa i has a maximum value, and Sa i = Ra i . Therefore, Expression (32) is obtained from Expression (31).
ここで、Pmaxは式(27)の範囲にあるため、Rai/Kiの範囲は、式(33)となる。 Here, since P max is in the range of Expression (27), the range of Ra i / K i is Expression (33).
よって、Kiは式(34)を満たす整数である。 Therefore, Ki is an integer that satisfies the equation (34).
よって、リソース割当部13は、Plmxを式(32)および(34)から算出することができる。
Therefore, the
次に、リソース使用率の算出方法について説明する。図20では、第1の実施形態と同様に、各SFの入力トラヒック量を同じとみなせるように換算が行われており、SFごとに異なる値Aiでリソース量を割っていた。そのため、システム全体のリソース使用率の算出する際は、このAiで割った換算値を実際の量に戻して計算を行う。つまり、RaiおよびSaiは、それぞれRiおよびSiに換算される。 Next, a method for calculating the resource usage rate will be described. In FIG. 20, as in the first embodiment, conversion is performed so that the input traffic amount of each SF can be regarded as the same, and the resource amount is divided by a different value A i for each SF. Therefore, when calculating the resource utilization of the entire system, performing calculations and return the converted value is divided by the A i on the actual amount. That is, Ra i and Sa i are converted to R i and S i , respectively.
ここで、hを処理機能の識別子とすると、SFhでのトラヒック量はAhTであり、SPに割り当てるリソース量をShとみなす。よって、このときの装置数Nhは、式(35)となる。 Here, if the identifier of the processing capabilities of h, the amount of traffic in SF h is A h T, the amount of resources allocated to the SP regarded as S h. Therefore, the number of devices N h at this time is expressed by Equation (35).
ここで、装置数Nhは整数であるが、第1の実施形態と同様の理由から、ここでは実数として扱う。SFhでトラヒック処理に必要なリソース量Zhは、トラヒック量と同じであるから、式(36)となる。 Here, the device number Nh is an integer, but is treated as a real number here for the same reason as in the first embodiment. Since the resource amount Z h required for traffic processing at SF h is the same as the traffic amount, Equation (36) is obtained.
SPに割り当てないリソースを含む、SFhの全装置のリソース量Hhは、式(37)である。 The resource amount H h of all the devices of SF h including resources not allocated to the SP is expressed by Expression (37).
式(35)および(37)より、Hhは、式(38)となる。 From equations (35) and (37), H h becomes equation (38).
ここで、SFの種類の数をmとすると、全SFの使用するリソース量Ztotalは、式(36)より、式(39)となる。 Here, if the number of types of SF is m, the resource amount Z total used by all SFs is expressed by equation (39) from equation (36).
さらに、全SFの装置のリソース量Htotalは、式(40)となる。 Further, the resource amount H total of the devices of all SFs is expressed by Expression (40).
また、式(38)および(40)より、Htotalは、式(41)となる。 Further, from the equations (38) and (40), H total becomes the equation (41).
これより、全体でのリソース使用率Etotalは、式(42)となる。 Thus, the overall resource usage rate E total is expressed by Equation (42).
式(39)、(41)および(42)より、システム全体のリソース使用率は、式(43)となる。 From equations (39), (41), and (42), the resource usage rate of the entire system is equation (43).
ここで、第2の実施形態では、第1の実施形態と異なり、リソース割当部13は、Bamin≦P<BaiとなるSFiについては、P=Baiとしてリソースの割り当てを行う。このため、SFごとにSPの帯域が異なることになる。そこで、1つのSPを全てのSFで同じ帯域として扱えるようにするため、リソース割当部13は、式(44)により、リソース割り当て量の換算を行う。
In the second embodiment, unlike the first embodiment, the resource assignment unit 13, for SF i as the Ba min ≦ P <Ba i, and allocates resources as P = Ba i. For this reason, the band of SP differs for every SF. Therefore, in order to be able to handle one SP as the same band in all the SFs, the
ここで、リソース使用率が最大となるPがP0であったとする。このとき、リソース割当部13は、リソースBamin≦P0<BaiとなるSFiでは、P=Baiとしてリソースを割り当てる。一方、リソース割当部13は、リソースBai≦P0≦RaminとなるSFiでは、P=P0としてリソースを割り当てる。
Here, it is assumed that P that maximizes the resource usage rate is P 0 . At this time, the
このとき、リソース割当部13は、図21に示す方法でリソースの換算を行う。図21に示すように、まず、リソース割当部13は、例えば、SF2については、P0<Ba2であったため、P=Ba2としてリソースの割り当てを行う。そして、リソース割当部13は、式(44)を用いてリソース割り当て量の換算を行う。
At this time, the
このように、リソース割当部13は、経路の最低保証帯域としてあらかじめ定められた帯域Biを比率Aiで割った値である装置別最小帯域Baiのうちの最小値Baminを、帯域の下限値として算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のリソース量を比率Aiで割った値を、整数で割った値Plmxのうち、下限値Bamin以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量Ramax以下である値を、Pの候補として算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のうち、Pの候補が装置別最小帯域より小さい処理装置のリソースを装置別最小帯域Baiに基づいて割り当て、かつ、Pの候補が装置別最小帯域以上である処理装置のリソースをPであるP0に基づいて割り当てた場合の処理装置全体のリソース使用率を算出する。
In this way, the
そして、リソース割当部13は、処理装置のうち、Pの候補が装置別最小帯域Baiより小さい処理装置については、装置別最小帯域Baiおよび比率Aiに基づいて処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、Pの候補が装置別最小帯域Bai以上である処理装置については、リソース使用率が最大となるPであるP0および比率Aiに基づいて処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う。
Then, the
[第2の実施形態の処理]
図22を用いて、サービスパス管理装置のリソース使用率が最大となるPを求める処理について説明する。図22は、第2の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部の処理を示すフローチャートである。図22に示すように、まず、リソース割当部13は、処理機能を1つ選択する(ステップS201)。ここで、リソース割当部13が選択した処理機能をSFiとする。
[Process of Second Embodiment]
A process for obtaining P that maximizes the resource usage rate of the service path management apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a flowchart showing the processing of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 22, first, the
次に、リソース割当部13は、選択したSFのリソース量Raiから、式(201)を満たす整数Kiを求める(ステップS202)。そして、リソース割当部13は、Kiを1つ選択する(ステップS203)。次に、リソース割当部13は、Kiの値に対して式(202)よりPlmxを求める(ステップS204)。そして、リソース割当部13は、Plmxの値に対するリソース使用率Etotalを算出する(ステップS205)。ステップS205の詳細については後述する。
Next, the
リソース割当部13は、Etotalを算出済みでないKiが存在する場合(ステップS206、No)、処理をステップS203に戻し、未選択のKiを選択する。また、リソース割当部13は、全てのKiについてEtotalを算出済みである場合(ステップS206、Yes)、全てのSFでEtotalを算出済みであるか否かを判定する(ステップS207)。
If there is a K i for which E total has not been calculated (step S206, No), the
このとき、Etotalを算出済みでないSFが存在する場合(ステップS207、No)、リソース割当部13は、処理をステップS201に戻し、未選択のSFを選択する。また、全てのSFについてEtotalを算出済みである場合(ステップS207、Yes)、算出した全てのPlmxに対するEtotalを比較し、Etotalが最大のPlmxを選択する(ステップS208)。そして、リソース割当部13は、選択したPlmxに基づき、リソースの割り当てを行う(ステップS209)。ステップS209の詳細については後述する。
At this time, when there is an SF for which E total has not been calculated (No at Step S207), the
次に、図23を用いて、サービスパス管理装置10のリソース使用率を求める処理(図22のステップS205)について説明する。図23は、第2の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部のリソース使用率を算出する処理を示すフローチャートである。図23に示すように、まず、リソース割当部13は、処理機能を1つ選択する(ステップS211)。ここで、リソース割当部13が選択した処理機能をSFhとする。そして、リソース割当部13は、選択したPlmxがBah≦Plmx≦Raminを満たすか否かを判定する(ステップS212)。
Next, the process for obtaining the resource usage rate of the service path management apparatus 10 (step S205 in FIG. 22) will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a flowchart illustrating a process of calculating the resource usage rate of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 23, first, the
ここで、PlmxがBah≦Plmx≦Raminを満たす場合(ステップS212、Yes)、リソース割当部13は、式(203)よりSFhからSPへ割り当てるリソース量Sahを求める(ステップS213)。一方、PlmxがBah≦Plmx≦Raminを満たさない場合(ステップS212、No)、リソース割当部13は、式(204)よりSFhからSPへ割り当てるリソース量Sahを求める(ステップS214)。ここで、全てのSFを選択済みでない場合(ステップS215、No)、リソース割当部13は処理をステップS211に戻し、未選択のSFを選択する。
Here, when P 1mx satisfies Ba h ≦ P 1mx ≦ Ra min (step S212, Yes), the
また、全てのSFを選択済みである場合(ステップS215、Yes)、リソース割当部13は、Sahから式(205)よりShを算出する(ステップS216)。そして、リソース割当部13は、Plmxの値に対して式(206)よりリソース使用率Etotalを求める(ステップS217)。
Also, if it is selected all the SF (step S215, Yes), the
次に、図24を用いて、SPへリソースを割り当てる処理(図22のステップS209)について説明する。図24は、第2の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部のリソースを割り当てる処理を示すフローチャートである。まず、初期状態として各SFには装置が1つも用意されていないこととする。そして、以降の処理において各SFに装置が追加されていく。SFに装置が追加されるということは、システム全体で使用される装置が増加することを意味する。リソース割当部13は、追加される装置がなるべく少なくなるように、リソース使用率が最大となるPに基づいてリソースの割り当てを行う。
Next, the process of assigning resources to the SP (step S209 in FIG. 22) will be described using FIG. FIG. 24 is a flowchart illustrating a process of allocating resources of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the second embodiment. First, it is assumed that no device is prepared in each SF as an initial state. In subsequent processing, devices are added to each SF. The addition of devices to the SF means that the number of devices used in the entire system increases. The
まず、リソース割当部13は、SFiのQbiを算出し、QbiをSFiのリソース量とする(ステップS221)。ステップS221の詳細については後述する。そして、リソース割当部13は、リソースが残っていないSFに新たな装置を追加する(ステップS222)。なお、前述の通り、初めは装置が用意されていないため、全てのSFのリソースが残っていない状態である。
First, the
そして、リソース割当部13は、残りのリソース量Wbiが最小の装置を選択する(ステップS223)。次に、トラヒックの残り帯域が選択した装置の残りリソース量Wbiより大きい場合(ステップS224、Yes)、リソース割当部13は、選択した装置の残りリソース量WbiをSPの帯域Dbとする(ステップS225)。また、トラヒックの残り帯域が選択した装置の残りリソース量Wbiより大きくない場合(ステップS224、No)、リソース割当部13は、トラヒックの残り帯域をSPの帯域Dbとする(ステップS226)。
Then, the
ここで、リソース割当部13は、決定した帯域Dbを各SFでの実際の帯域Diに換算する(ステップS227)。ステップS227の詳細については後述する。次に、リソース割当部13は、各SFのリソースが残っている装置に、帯域DiのSPを設定する(ステップS228)。そして、リソース割当部13は、SPの帯域Dbを各SFの装置の残りリソース量Wbiから差し引く(ステップS229)。そして、リソース割当部13は、SPの帯域Dbをトラヒックの残り帯域から差し引く(ステップS230)。
Here, the
このとき、トラヒックの残り帯域が無い場合(ステップS231、Yes)、リソース割当部13は処理を終了する。また、トラヒックの残り帯域がある場合(ステップS231、No)、リソース割当部13は、処理をステップS222に戻し、さらにリソースの割り当てを行う。
At this time, if there is no remaining traffic band (step S231, Yes), the
次に、図25を用いて、サービスパス管理装置10のQbiを算出する処理(図24のステップS221)について説明する。図25は、第2の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部のQbiを算出する処理を示すフローチャートである。図25に示すように、まず、リソース割当部13は、処理機能を1つ選択する(ステップS241)。ここで、リソース割当部13が選択した処理機能をSFiとする。このとき、選択したPlmxをP0とおく。そして、リソース割当部13は、P0がBamin≦P0<Baiを満たすか否かを判定する(ステップS242)。
Next, the process (step S221 in FIG. 24) for calculating Qb i of the service path management apparatus 10 will be described with reference to FIG. FIG. 25 is a flowchart illustrating a process of calculating Qb i of the resource allocation unit of the service path management apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 25, first, the
P0がBamin≦P0<Baiを満たす場合(ステップS242、Yes)、リソース割当部13は、式(207)からQaiを算出する(ステップS243)。そして、リソース割当部13は、式(208)からQbiを算出する(ステップS244)。
When P 0 satisfies Ba min ≦ P 0 <Ba i (step S242, Yes), the
一方、P0がBamin≦P0<Baiを満たさない場合(ステップS242、No)、リソース割当部13は、式(209)からQaiを算出する(ステップS245)。そして、リソース割当部13は、式(210)からQbiを算出する(ステップS246)。ここで、全てのSFを選択済みでない場合(ステップS247、No)、リソース割当部13は処理をステップS241に戻し、未選択のSFを選択する。また、全てのSFを選択済みである場合(ステップS247、Yes)、リソース割当部13は処理を終了する。
On the other hand, if P 0 does not satisfy the Ba min ≦ P 0 <Ba i ( step S242, No), the
次に、図26を用いて、サービスパス管理装置10のDbをDiに換算する処理(図24のステップS227)について説明する。図26は、第2の実施形態に係るサービスパス管理装置のリソース割当部のDbをDiに換算する処理を示すフローチャートである。図26に示すように、まず、リソース割当部13は、処理機能を1つ選択する(ステップS251)。ここで、リソース割当部13が選択した処理機能をSFiとする。このとき、選択したPlmxをP0とおく。そして、リソース割当部13は、P0がBamin≦P0<Baiを満たすか否かを判定する(ステップS252)。
Next, with reference to FIG. 26, a description will be given of a process for converting the Db of the service path management device 10 to D i (step S227 in FIG. 24). Figure 26 is a Db resource allocation of the service path management device according to the second embodiment is a flowchart illustrating a process of converting the D i. As shown in FIG. 26, first, the
P0がBamin≦P0<Baiを満たす場合(ステップS252、Yes)、リソース割当部13は、式(211)からDaiを算出する(ステップS253)。一方、P0がBamin≦P0<Baiを満たさない場合(ステップS252、No)、リソース割当部13は、式(212)からDaiを算出する(ステップS254)。そして、リソース割当部13は、式(213)からDiを算出する(ステップS255)。ここで、全てのSFを選択済みでない場合(ステップS256、No)、リソース割当部13は処理をステップS251に戻し、未選択のSFを選択する。また、全てのSFを選択済みである場合(ステップS256、Yes)、リソース割当部13は処理を終了する。
If P 0 satisfies Ba min ≦ P 0 <Ba i ( step S252, Yes), the
[第2の実施形態の効果]
また、リソース割当部13は、経路の最低保証帯域としてあらかじめ定められた帯域を比率Aiで割った値である装置別最小帯域のうちの最小値を、帯域の下限値として算出してもよい。この場合、リソース割当部13は、処理装置のリソース量を比率Aiで割った値を、整数で割った値のうち、下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、Pの候補として算出する。そして、リソース割当部13は、処理装置のうち、Pの候補が装置別最小帯域より小さい処理装置のリソースを装置別最小帯域に基づいて割り当て、かつ、Pの候補が装置別最小帯域以上である処理装置のリソースをPの候補に基づいて割り当てた場合の処理装置全体のリソース使用率を算出する。さらに、リソース割当部13は、処理装置のうち、Pの候補が装置別最小帯域より小さい処理装置については、装置別最小帯域および比率Aiに基づいて処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、Pの候補が装置別最小帯域以上である処理装置については、リソース使用率が最大となるPおよび比率Aiに基づいて処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行ってもよい。これにより、各処理機能にあわせて、1つのSPに使用するリソース量をより無駄なく設定することができ、リソース使用率をさらに低くすることができる。
[Effects of Second Embodiment]
Further, the
[システム構成等]
また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行われる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
[System configuration, etc.]
Further, each component of each illustrated apparatus is functionally conceptual, and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. In other words, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed or arbitrarily distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. Furthermore, all or a part of each processing function performed in each device may be realized by a CPU and a program that is analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.
また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。 Also, among the processes described in this embodiment, all or part of the processes described as being performed automatically can be performed manually, or the processes described as being performed manually can be performed. All or a part can be automatically performed by a known method. In addition, the processing procedure, control procedure, specific name, and information including various data and parameters shown in the above-described document and drawings can be arbitrarily changed unless otherwise specified.
[プログラム]
一実施形態として、サービスパス管理装置10は、パッケージソフトウェアやオンラインソフトウェアとして上記のサービスパス管理を実行するサービスパス管理プログラムを所望のコンピュータにインストールさせることによって実装できる。例えば、上記のサービスパス管理プログラムを情報処理装置に実行させることにより、情報処理装置をサービスパス管理装置10として機能させることができる。ここで言う情報処理装置には、デスクトップ型またはノート型のパーソナルコンピュータが含まれる。また、その他にも、情報処理装置にはスマートフォン、携帯電話機やPHS(Personal Handy phone System)等の移動体通信端末、さらには、PDA(Personal Digital Assistant)等のスレート端末等がその範疇に含まれる。
[program]
As an embodiment, the service path management apparatus 10 can be implemented by installing a service path management program for executing the above service path management as package software or online software on a desired computer. For example, the information processing apparatus can function as the service path management apparatus 10 by causing the information processing apparatus to execute the service path management program. The information processing apparatus referred to here includes a desktop or notebook personal computer. In addition, the information processing apparatus includes mobile communication terminals such as smart phones, mobile phones and PHS (Personal Handy phone System), and slate terminals such as PDA (Personal Digital Assistant). .
また、サービスパス管理装置10は、ユーザが使用する端末装置をクライアントとし、当該クライアントに上記のサービスパス管理に関するサービスを提供するサービスパス管理サーバ装置として実装することもできる。例えば、サービスパス管理サーバ装置は、サービスを行うネットワーク上の各装置の情報を入力とし、装置ごとの、各SPへのリソースの割り当て方法を出力とするサービスパス管理サービスを提供するサーバ装置として実装される。この場合、サービスパス管理サーバ装置は、Webサーバとして実装することとしてもよいし、アウトソーシングによって上記のサービスパス管理に関するサービスを提供するクラウドとして実装することとしてもかまわない。 The service path management apparatus 10 can also be implemented as a service path management server apparatus that uses a terminal device used by a user as a client and provides the client with the above-described service path management service. For example, the service path management server device is implemented as a server device that provides a service path management service that receives the information of each device on the network that performs the service and outputs the resource allocation method for each SP for each device. Is done. In this case, the service path management server device may be implemented as a Web server, or may be implemented as a cloud that provides services related to the service path management described above by outsourcing.
図27は、プログラムが実行されることによりサービスパス管理装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ1000は、例えば、メモリ1010、CPU1020を有する。また、コンピュータ1000は、ハードディスクドライブインタフェース1030、ディスクドライブインタフェース1040、シリアルポートインタフェース1050、ビデオアダプタ1060、ネットワークインタフェース1070を有する。これらの各部は、バス1080によって接続される。
FIG. 27 is a diagram illustrating an example of a computer in which a service path management apparatus is realized by executing a program. The
メモリ1010は、ROM(Read Only Memory)1011およびRAM1012を含む。ROM1011は、例えば、BIOS(Basic Input Output System)等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース1030は、ハードディスクドライブ1090に接続される。ディスクドライブインタフェース1040は、ディスクドライブ1100に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ1100に挿入される。シリアルポートインタフェース1050は、例えばマウス1110、キーボード1120に接続される。ビデオアダプタ1060は、例えばディスプレイ1130に接続される。
The
ハードディスクドライブ1090は、例えば、OS1091、アプリケーションプログラム1092、プログラムモジュール1093、プログラムデータ1094を記憶する。すなわち、サービスパス管理装置10の各処理を規定するプログラムは、コンピュータにより実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール1093として実装される。プログラムモジュール1093は、例えばハードディスクドライブ1090に記憶される。例えば、サービスパス管理装置10における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール1093が、ハードディスクドライブ1090に記憶される。なお、ハードディスクドライブ1090は、SSDにより代替されてもよい。
The hard disk drive 1090 stores, for example, an
また、上述した実施形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ1094として、例えばメモリ1010やハードディスクドライブ1090に記憶される。そして、CPU1020が、メモリ1010やハードディスクドライブ1090に記憶されたプログラムモジュール1093やプログラムデータ1094を必要に応じてRAM1012に読み出して実行する。
The setting data used in the processing of the above-described embodiment is stored as
なお、プログラムモジュール1093やプログラムデータ1094は、ハードディスクドライブ1090に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ1100等を介してCPU1020によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール1093およびプログラムデータ1094は、ネットワーク(LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等)を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール1093およびプログラムデータ1094は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース1070を介してCPU1020によって読み出されてもよい。
The
1 サービスチェイニングシステム
10 サービスパス管理装置
20 フロー識別装置
11 トラヒック管理部
12 装置管理部
13 リソース割当部
14 SP設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Service chaining system 10 Service
Claims (5)
前記処理機能ごとに、前記経路の入口で受信したフローのトラヒック量に対する前記処理機能に入力されたトラヒック量の比率を算出し、前記比率を基に帯域の下限値を算出する帯域下限値算出部と、
前記処理装置のリソース量および前記比率を基に、前記下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、リソースの割り当ての最小単位である単位リソースの候補として算出する単位リソース候補算出部と、
前記単位リソース候補算出部によって算出された単位リソースの候補のそれぞれについて、単位リソースとして選択した場合の前記処理装置全体のリソース使用率を算出する使用率算出部と、
前記単位リソース候補算出部によって算出された単位リソースの候補のうち、前記使用率算出部によって算出された前記リソース使用率が最大となる単位リソースを基に、前記経路の帯域を設定する設定部と、
前記リソース使用率が最大となる単位リソースおよび前記比率に基づいて、前記処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて前記経路の帯域に対する前記処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う割当部と、
を有することを特徴とするサービスパス管理装置。 Among a plurality of processing functions that perform predetermined processing on the input flow and output a processing result flow, all of the processing devices extracted one by one from each of a plurality of processing device groups having the same processing function are passed through. Service path management device for managing a network system that sets a route, allocates resources of the processing device according to the bandwidth of the route to the route, and distributes and transfers flows received at the route entrance to the route Because
For each of the processing functions, a bandwidth lower limit value calculation unit that calculates a ratio of the traffic amount input to the processing function to the traffic amount of the flow received at the entrance of the route and calculates a lower limit value of the bandwidth based on the ratio. When,
Based on the resource amount of the processing device and the ratio, a value that is greater than or equal to the lower limit value and less than or equal to the resource amount of the processing device that has the smallest resource amount is calculated as a candidate for a unit resource that is the minimum unit of resource allocation A unit resource candidate calculation unit;
For each of the unit resource candidates calculated by the unit resource candidate calculation unit, a usage rate calculation unit that calculates a resource usage rate of the entire processing apparatus when selected as a unit resource;
A setting unit configured to set a bandwidth of the route based on a unit resource having the maximum resource usage rate calculated by the usage rate calculation unit among the unit resource candidates calculated by the unit resource candidate calculation unit; ,
Based on the unit resource that maximizes the resource usage rate and the ratio, the bandwidth that is actually used for each processing device is calculated, and based on the calculated bandwidth, the bandwidth of the route in each of the processing devices is calculated. An allocation unit that allocates resources;
A service path management apparatus comprising:
前記単位リソース候補算出部は、前記処理装置のリソース量を前記比率で割った値を、整数で割った値のうち、前記下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、単位リソースの候補として算出し、
前記使用率算出部は、前記処理装置のリソースを前記単位リソースの候補に基づいて割り当てた場合の前記処理装置全体のリソース使用率を算出することを特徴とする請求項1に記載のサービスパス管理装置。 The bandwidth lower limit value calculation unit calculates a maximum value among values obtained by dividing a bandwidth predetermined as a minimum guaranteed bandwidth of the route by the ratio, as a bandwidth lower limit value,
The unit resource candidate calculation unit is equal to or less than the resource amount of the processing device that is equal to or greater than the lower limit value and has the smallest resource amount among the values obtained by dividing the resource amount of the processing device by the ratio by an integer. Calculate the value as a candidate for the unit resource,
2. The service path management according to claim 1, wherein the usage rate calculation unit calculates a resource usage rate of the entire processing apparatus when resources of the processing apparatus are allocated based on the unit resource candidates. apparatus.
前記単位リソース候補算出部は、前記処理装置のリソース量を前記比率で割った値を、整数で割った値のうち、前記下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、単位リソースの候補として算出し、
前記使用率算出部は、前記処理装置のうち、前記単位リソースの候補が前記装置別最小帯域より小さい処理装置のリソースを前記装置別最小帯域に基づいて割り当て、かつ、前記単位リソースの候補が前記装置別最小帯域以上である処理装置のリソースを前記単位リソースの候補に基づいて割り当てた場合の前記処理装置全体のリソース使用率を算出することを特徴とする請求項1に記載のサービスパス管理装置。 The band lower limit value calculating unit calculates a minimum value of the minimum band for each device, which is a value obtained by dividing a band predetermined as a minimum guaranteed band of the route by the ratio, as a lower limit value of the band,
The unit resource candidate calculation unit is equal to or less than the resource amount of the processing device that is equal to or greater than the lower limit value and has the smallest resource amount among the values obtained by dividing the resource amount of the processing device by the ratio by an integer. Calculate the value as a candidate for the unit resource,
The usage rate calculation unit allocates a resource of a processing device in which the unit resource candidate is smaller than the device-specific minimum bandwidth among the processing devices based on the device-specific minimum bandwidth, and the unit resource candidate is the device resource 2. The service path management apparatus according to claim 1, wherein a resource usage rate of the entire processing apparatus when a resource of the processing apparatus that is equal to or greater than a minimum bandwidth for each apparatus is allocated based on the unit resource candidate is calculated. .
前記処理機能ごとに、前記経路の入口で受信したフローのトラヒック量に対する前記処理機能に入力されたトラヒック量の比率を算出し、前記比率を基に帯域の下限値を算出する帯域下限値算出工程と、
前記処理装置のリソース量および前記比率を基に、前記下限値以上かつリソース量が最小である処理装置のリソース量以下である値を、リソースの割り当ての最小単位である単位リソースの候補として算出する単位リソース候補算出工程と、
前記単位リソース候補算出工程によって算出された単位リソースの候補のそれぞれについて、単位リソースとして選択した場合の前記処理装置全体のリソース使用率を算出する使用率算出工程と、
前記単位リソース候補算出工程によって算出された単位リソースの候補のうち、前記使用率算出工程によって算出された前記リソース使用率が最大となる単位リソースを基に、前記経路の帯域を設定する設定工程と、
前記リソース使用率が最大となる単位リソースおよび前記比率に基づいて、前記処理装置ごとの実際に使用される帯域を算出し、当該算出した帯域に基づいて前記経路の帯域に対する前記処理装置のそれぞれにおけるリソースの割り当てを行う割当工程と、
を含んだことを特徴とするサービスパス管理方法。 Among a plurality of processing functions that perform predetermined processing on the input flow and output a processing result flow, all of the processing devices extracted one by one from each of a plurality of processing device groups having the same processing function are passed through. Service path management device for managing a network system that sets a route, allocates resources of the processing device according to the bandwidth of the route to the route, and distributes and transfers flows received at the route entrance to the route Service path management method executed in
A bandwidth lower limit value calculating step of calculating a ratio of a traffic amount input to the processing function to a traffic amount of a flow received at an entrance of the route for each processing function, and calculating a lower limit value of the bandwidth based on the ratio. When,
Based on the resource amount of the processing device and the ratio, a value that is greater than or equal to the lower limit value and less than or equal to the resource amount of the processing device that has the smallest resource amount is calculated as a candidate for a unit resource that is the minimum unit of resource allocation Unit resource candidate calculation step;
For each of the unit resource candidates calculated by the unit resource candidate calculation step, a usage rate calculation step of calculating the resource usage rate of the entire processing device when selected as a unit resource;
A setting step for setting a bandwidth of the route based on a unit resource having the maximum resource usage rate calculated by the usage rate calculation step among the unit resource candidates calculated by the unit resource candidate calculation step; ,
Based on the unit resource that maximizes the resource usage rate and the ratio, the bandwidth that is actually used for each processing device is calculated, and based on the calculated bandwidth, the bandwidth of the route in each of the processing devices is calculated. An allocation process for allocating resources;
A service path management method comprising:
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