JP6941613B2 - スライス管理システムおよびスライス管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、仮想化ネットワークであるスライスを管理するスライス管理システムおよびスライス管理方法に関する。

従来の仮想化技術を用いたネットワークシステムは、非特許文献１に開示された仮想化技術を用いて、ハードウェア資源を仮想的に切り分けて、ネットワークインフラ上に論理的に生成される仮想ネットワークであるスライスを生成する。そして、当該スライスへサービスを割当てることにより、それぞれ独立したスライスのネットワークを用いてサービス提供することができる。これにより、多様な要求条件を持つサービス各々にスライスを割り当てた場合、サービス個々の要求条件を満たすことを容易にし、そのシグナリング処理などを軽減させることが可能となる。

中尾彰宏、"仮想化ノード・プロジェクト新世代のネットワークをめざす仮想化技術″、［online］、2010年6月、独立行政法人情報通信研究機構、［2016年8月4日検索］、インターネット<http://www.nict.go.jp/publication/NICT-News/1006/01.html>

従来においては、仮想ネットワークは一事業者において構築されることが前提とされている。したがって、当該一事業者が、スライスの割り当て等を決めることができる。

しかしながら、一の事業者が、他の複数の事業者に対してスライスを割り当てたい要望が出てくることが考えられている。

そこで、上述の課題を解決するために、本発明は、一または複数の事業者にスライスを割り当てることができるスライス管理システムおよびスライス管理方法を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するために、ネットワークインフラ上に生成される仮想化ネットワークであるスライスの管理を行い、一または複数に事業者ごとに管理される一または複数の子スライス管理装置と、前記一または複数の子スライス管理装置を管理する親スライス管理装置とを含むスライス管理システムであって、前記親スライス管理装置は、前記子スライス管理装置に対応付けて、当該子スライス管理装置が管理するスライスおよび当該スライスに割り当てられたリソースを示すスライス情報を記憶する親管理テーブルと、前記親管理テーブルに記憶されたスライス情報を、前記子スライス管理装置に対して通知する通知部と、を備え、前記子スライス管理装置は、前記通知部により通知された、前記スライスを構築するためのスライス情報を記憶する子管理テーブル、を備える。

この発明によれば、親スライス管理装置は、子スライス管理装置に対応付けて、当該子スライス管理装置が管理するスライスおよび当該スライスに割り当てられたリソースを示すスライス情報を記憶し、これを子スライス管理装置に通知することができる。よって、親スライス管理装置は、一または複数の事業者が管理する子スライス管理装置に対してスライスの割当を可能にする。

本発明によれば、一または複数の事業者にスライスを割り当てることができる。

本実施形態に係るＢＳＳ／ＯＳＳ１０及びＮＦＶＯ３０を含むシステム１（スライス管理システム）の構成を示す。 スライスとリソースとの対応関係を示す図である。 本発明の実施形態に係るシステムに含まれる装置のブロック図である。 スライス管理テーブルを示す図である。 ハード利用状況テーブルを示す図である。 スライス利用状況テーブルを示す図である。 サービス管理テーブルを示す図である。 サービス対応スライステーブルを示す図である。 ハードウェアテーブルを示す図である。 ＢＳＳ／ＯＳＳ等のハードウェア構成図である。 本発明の実施形態に係るシーケンス図である。 リソースの割り当て要求処理およびその変更処理のシーケンス図である。 スライスの割り当て要求を行なうときの処理のシーケンス図である。 リソースの変更を依頼するときの処理のシーケンス図である。 スライス管理テーブル１０３およびスライス管理テーブル１０６に記憶されている内容の状態遷移を示す図である。 スライス選択を行なう親ＳＳＦ７０を含んだシステムの構成を示す図である。 データ構成を示す図である。 親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａ等のハードウェア構成の一例を示す図である。

添付図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。

図１に本実施形態に係るＢＳＳ／ＯＳＳ１０及びＮＦＶＯ３０を含むシステム１（スライス管理システム）の構成を示す。システム１は、仮想ネットワークであるスライスに対してサービスを割り当てるシステムである。スライスとは、ネットワーク装置のリンクとノードの資源を仮想的に切り分けて、切り分けた資源を結合し、ネットワークインフラ上に論理的に生成される仮想ネットワーク又はサービス網であり、スライス同士は資源を分離しており、互いに干渉しない。サービスとは、通信サービス（専用線サービス等）やアプリケーションサービス（動画配信、エンベデッド装置等のセンサ装置を利用したサービス）等のネットワーク資源を用いたサービスをいう。

図１に示すようにシステム１は、ＢＳＳ／ＯＳＳ（Operations Support System／Business Support System）１０と、ＳＯ（Service Operator）２０と、ＮＦＶＯ（ＮＦＶ(NetworkFunctions Virtualisation) Orchestrator）３０と、ＶＮＦＭ(VirtualizedNetwork Function Manager)４０と、ＶＩＭ(VirtualizedInfrastructure Management: 仮想化基盤管理)５０とを含んで構成されている。また、システム１には、ＮＦＶＩ（ＮＦＶ Infrastructure）６０と、ＳＳＦ（Slice SelectionFunction）７０と基地局８０とＵＥ（User Equipment）９０を含んで構成されている。このうち、ＮＦＶＯ３０とＶＮＦＭ４０とＶＩＭ５０は、ＭＡＮＯ（Management and Orchestration）architectureである。

さらに、本実施形態において、ＳＳＦ７０（以降、親ＳＳＦ７０と称する）とアクセス可能に構成される子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃがある。また、ＳＭＦ１００（以降、親ＳＭＦ１００とする）が、ＭＡＮＯとアクセス可能に構成されており、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、親ＳＭＦ１００とアクセス可能に構成されている。これら親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、それぞれ親スライス管理装置、子スライス管理装置として機能する。また、ＮＦＶＯ３０は、スライス情報記憶装置として機能している。

親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、それぞれ親ＳＳＦ７０および子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃと連携している。例えば、親ＳＭＦ１００は、親ＳＳＦ７０において振り分け処理を行なう振り分け先の管理などを合わせて行なうことができる。また、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃにおけるスライスの振り分け先の管理を行なうことができる。

これらの構成要素は、システム１のコアネットワークを構成するものである。なお、互いに情報の送受信が必要な構成要素間は、有線等で接続されており情報の送受信が可能となっている。

本実施形態に係るシステム１は、物理サーバ上に実現される仮想マシンにおいて動作する仮想サーバによって移動通信端末に対して通信機能を提供する。即ち、システム１は、仮想化された移動体通信ネットワークである。通信機能は、仮想マシンによって当該通信機能に応じた通信処理を実行することで移動通信端末に対して提供される。

ＮＦＶＩ６０は、仮想化環境を構成する物理資源（ノード群）から形成されたネットワークを示す。この物理資源は、概念的には計算資源、記憶資源、伝送資源を含む。具体的には、この物理資源は、システム１において通信処理を行う物理的なサーバ装置である物理サーバ、スイッチ等のノードを含んで構成されている。物理サーバは、ＣＰＵ（コア、プロセッサ）、メモリ、及びハードディスク等の記憶手段を備えて構成される。通常、ＮＦＶＩ６０を構成する物理サーバ等のノードは、複数まとめてデータセンタ（ＤＣ）等の拠点に配置される。データセンタでは、配置された物理サーバがデータセンタ内部のネットワークによって接続されており、互いに情報の送受信を行うことができるようになっている。また、システム１には、複数のデータセンタが設けられている。データセンタ間はネットワークで接続されており、異なるデータセンタに設けられた物理サーバはそのネットワークを介して互いに情報の送受信を行うことができる。

ＳＯ（ServiceOperator）２０は、サービス要求する装置であり、例えば、仮想ネットワークを用いて各種ユーザへサービス提供をする事業者の端末装置（例えば、パーソナルコンピュータ等）である。

ＢＳＳ／ＯＳＳ１０は、システム１におけるサービス管理を行い、システム１での通信機能に係る指示を行うノードである。例えば、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０は、ＮＦＶＯ３０に対して、新たな通信機能（通信サービス）を追加するように指示を行う。また、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０は、システム１に係る通信事業者によって操作され得る。

ＮＦＶＯ３０は、物理資源であるＮＦＶＩ６０上に構築された仮想ネットワーク（スライス）全体の管理を行う全体管理ノード（機能エンティティ）である。ＮＦＶＯ３０は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０からの指示を受信し、当該指示に応じた処理を行う。ＮＦＶＯ３０は、インフラと通信サービスの移動体通信網の物理資源において構築された仮想化ネットワーク全体にわたる管理を行う。ＮＦＶＯ３０は、仮想ネットワークにより提供される通信サービスをＶＮＦＭ４０及びＶＩＭ５０を経由して適切な場所に実現する。例えば、サービスのライフサイクル管理（具体的には例えば、生成、更新、スケール制御、イベント収集）、移動体通信網内全体にわたる資源の分散・予約・割当管理、サービス・インスタンス管理、及びポリシー管理（具体的には例えば、リソースの予約・割当、地理・法令等に基づく最適配置）を行う。

ＶＮＦＭ４０は、物理資源（ノード）となるＮＦＶＩ６０に対して、サービスに係る機能を追加する仮想通信機能管理ノード（機能エンティティ）である。ＶＮＦＭ４０は、システム１に複数、設けられていてもよい。

ＶＩＭ５０は、ＮＦＶＩ６０における物理資源（ノード）各々を管理する物理資源管理ノード（機能エンティティ）である。具体的には、資源の割当・更新・回収の管理、物理資源と仮想化ネットワークとの関連付け、ハードウェア資源とＳＷ資源（ハイパーバイザー）一覧の管理を行う。通常、ＶＩＭ５０は、データセンタ（局舎）毎に管理を行う。物理資源の管理は、データセンタに応じた方式で行われる。データセンタの管理方式（管理資源の実装方式）は、ＯＰＥＮＳＴＡＣＫやｖＣｅｎｔｅｒ等の種類がある。通常、ＶＩＭ５０は、データセンタの管理方式毎に設けられる。即ち、互いに異なる方式で、ＮＦＶＩ６０における物理資源各々を管理する複数のＶＩＭ５０が含まれる。なお、異なる管理方式で管理される物理資源の単位は、必ずしもデータセンタ単位でなくてもよい。

なお、ＮＦＶＯ３０、ＶＮＦＭ４０及びＶＩＭ５０は、物理的なサーバ装置上でプログラムが実行されることにより実現される（但し仮想化上で実現されることを制限するものでは無く、管理系統を分離した上で、仮想化上で実現してもよい）。ＮＦＶＯ３０、ＶＮＦＭ４０及びＶＩＭ５０は、それぞれ別々の物理的なサーバ装置で実現されていてもよいし、同じサーバ装置で実現されていてもよい。ＮＦＶＯ３０、ＶＮＦＭ４０及びＶＩＭ５０（を実現するためのプログラム）は、別々のベンダから提供されていてもよい。

ＮＦＶＯ３０は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０からのサービス割当要求を受信すると、または親ＳＭＦ１００からのリソース変更要求を受信すると、ＶＩＭ５０に対してスライス（スライスＳＬ１、ＳＬ２等）のためのリソース確保要求を行う。ＶＩＭ５０が、ＮＦＶＩ６０を構成するサーバ装置やスイッチにおけるリソースを確保すると、ＮＦＶＯ３０は、当該これらＮＦＶＩ６０に対してスライスを定義する。

また、ＮＦＶＯ３０は、ＶＩＭ５０に、ＮＦＶＩ６０においてリソース確保させると、当該ＮＦＶＩ６０に対してスライスを定義した情報をＮＦＶＯ３０が記憶しているスライス管理テーブルに記憶する。そして、ＮＦＶＯ３０は、当該サービスに必要となる機能を実現するためのソフトウェアのインストール要求をＶＮＦＭ４０に対して行う。ＶＮＦＭ４０は、当該インストール要求に応じて、ＶＩＭ５０によって確保されたＮＦＶＩ６０（サーバ装置、スイッチ装置またはルータ装置などのノード）に対して上記ソフトウェアをインストールする。

ＮＦＶＯ３０は、ＶＮＦＭ４０によりソフトウェアがインストールされると、ＮＦＶＯ３０が記憶しているサービス対応スライス管理テーブルへスライスとサービスとの対応付けをする。

例えば図２に示すように、ＮＦＶＯ３０がスライス（Ｓｌｉｃｅ１及びＳｌｉｃｅ２）のためのリソース確保要求をＶＩＭ５０へ行うと、ＶＩＭ５０は、その旨の指示をスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、サーバＳＶ１、及びスイッチＳＷ３に対して行う。そして、これらスイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、サーバＳＶ１、及びスイッチＳＷ３はＳｌｉｃｅ１用にリソースを確保する。同様に、ＶＩＭ５０からの指示に従って、スイッチＳＷ１、スイッチＳＷ２、サーバＳＶ１、及びスイッチＳＷ４は、Ｓｌｉｃｅ２用にリソースを確保する。

また、ＶＩＭ５０により、各スイッチ等においてリソースが確保されると、ＮＦＶＯ３０は、Ｓｌｉｃｅ１へサービス１を割り当てて、Ｓｌｉｃｅ２へサービス２を割り当てる。このように、ＮＦＶＯ３０は、それぞれ独立したスライスへサービスを割り当てる。なお、各スライスには、複数のサービスを割り当てることも可能である。

ＮＦＶＯ３０がスライスへサービスを割り当てると、当該サービスのＩＤと、当該サービスの最初の機能を提供するハードウェアの宛先（例えば、ＩＰアドレス）とを含むアクセス情報をＢＳＳ／ＯＳＳ１０へ送信する。

ＢＳＳ／ＯＳＳ１０は、当該アクセス情報を受信すると、各親ＳＳＦ７０へ当該アクセス情報を通知する。親ＳＳＦ７０は、基地局８０と互いに通信可能なサーバ装置であり、ＵＥ９０からサービスＩＤと共に、サービス要求が基地局８０へなされると、当該基地局８０がＵＥ９０から受信したサービスＩＤを親ＳＳＦ７０へ通知する。

親ＳＳＦ７０は、基地局８０からサービスＩＤを受信すると、親ＳＳＦ７０が記憶するアクセス情報の内、基地局８０から受信したサービスＩＤに対応するアクセス情報のサービスの最初の機能を提供するハードウェアの宛先情報を基地局８０へ送信する。基地局８０は、当該宛先情報をＵＥ９０へ通知する。これにより、ＵＥ９０は、サービスを利用するために最初にアクセスする宛先を特定することができる。

なお、図１においては、子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃは、並列に接続されており、これら子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃが、親ＳＳＦ７０と直列に接続されているが、これに限るものではない。例えば、親ＳＳＦ７０は存在せず、ｅＮＢなどの基地局８０がそれぞれの子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃと接続してもよい。その場合、基地局８０が子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃのいずれかを選択する機能を有する。また、子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃは、ｅＮＢ、またはＭＭＥなどの呼処理ノード内部にあってもよいし、図１に示すように独立に存在していてもよい。以下の説明では、親ＳＳＦ７０、子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃは、親子構造を採用した場合を前提としてものである。

引き続いて、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０と、ＮＦＶＯ３０と、ＶＮＦＭ４０と、ＶＩＭ５０とについて、本実施形態に係る機能について図３を用いて説明する。図３に示すようにＢＳＳ／ＯＳＳ１０は、サービス依頼受付部１１と、情報受信部１２と、割当決定部１３と、リソース変更判断部１４（リソース変更手段）と、リソース変更要求部１５と、割当要求部１６と、割当結果通知部１７とを有する。

サービス依頼受付部１１は、ＳＯからのサービスにおける機能又は性能の要件であるサービス要件を含むサービス依頼を受け付ける部分である。ここで、サービス要件の内、機能要件とはサービスを実行するための機能に関する要件である。具体的には、機能要件としてモビリティ制御の要否、可能アクセスエリア範囲、サービス利用時間が含まれる。モビリティ制御の要否とは、ハンドオーバ制御を必要とするか否かを意味する。アクセスエリア範囲は、サービスを提供する範囲（エリア）を意味する。サービス利用時間は、サービスを利用する時間帯を意味する。

性能要件とは、サービスを実行するためのスライスの性能に関する要件である。具体的には、許可下限帯域、許可遅延時間、最小パケットロス率などが含まれる。ここで、許可下限帯域とは、通信に利用される周波数帯域の下限値を示し、許可遅延時間とは、通信遅延の許可する時間を意味し、許可パケットロス率とは、許可可能なパケットロス率を示す。

また、サービス依頼受付部１１は、サービス依頼を受け付ける際に、サービスを実現するための機能を示す情報を受信する。ここでいうサービスを実現するための機能を示す情報としては、機能を特定するための情報（機能識別情報、機能名称等）が含まれる。また、サービス依頼受付部１１は、当該機能を実現するためのソフトウェアをＳＯ２０から受信してもよい。

サービス依頼受付部１１は、上記のサービス要件及びサービスを実現するための機能を示す情報を受信すると、サービス要件を割当決定部１３へ送出し、サービスを実現するための機能を示す情報（機能情報）を割当要求部１６へ送出する。また、サービス依頼受付部１１は、このタイミングで情報受信部１２へサービス依頼を受け付けた旨を通知する。ここで機能情報とは、機能を識別する情報、当該機能を実現するためのソフトウェアが含まれる。

情報受信部１２は、ＮＦＶＯ３０からスライスに関する情報を受信すると共に、生成済みのスライスに割り当てられているリソースの使用状況の情報を取得する部分である。具体的に、情報受信部１２は、サービス依頼受付部１１からサービス依頼を受け付けた旨を受信すると、ＮＦＶＯ３０へスライス属性情報、ハード利用状況情報、及びスライス利用状況情報の送信要求をする。

なお、ＮＦＶＯ３０は、スライスの属性情報を含めたスライス管理テーブル、ハード利用状況情報を含めたハード利用状況テーブル、及びスライス利用状況情報を含めたスライス利用状況テーブルの情報を記憶している。ＮＦＶＯ３０は、情報受信部１２から情報の送信要求を受け付けると、スライス管理テーブルの情報、ハード利用状況テーブルの情報、及びスライス利用状況テーブルの情報をＢＳＳ／ＯＳＳ１０へ送信する。

ここで、図４にＮＦＶＯ３０が記憶するスライス管理テーブルの例を示す。スライス管理テーブルは、スライスＩＤ，利用可能ノード、モビリティ制御対応可否、可能アクセスエリア範囲、サービス利用時間、使用可能帯域、最小遅延時間、最小パケットロス率、リソース利用率複数サービス受付可否フラグを有する。

スライスＩＤは、ＮＦＶＯ３０がスライス管理テーブルへレコードを新規に追加する際に、決定する一意に識別するためのＩＤである。利用可能ノードは、ＶＩＭ５０へリソース確保要求した結果、ＶＩＭ５０が確保したノード（ＮＦＶＩ６０を構成するノード）を示す。利用可能ノードで定義される情報としては、ノードを識別する情報（ハード名等）、各ノードにおける割り当てられたリソース量（メモリ占有容量やＣＰＵ占有率など）が含まれる。モビリティ制御対応可否は、利用可能ノードがモビリティ制御対応可能であるか否かを示す情報である。可能アクセスエリア範囲は、利用可能ノードの位置に基づいた、アクセス可能なエリアを示す情報である。サービス利用時間は、利用可能ノードに基づいたサービス利用可能な時間を示す情報である。使用可能帯域は、利用可能ノードにおける提供可能な最大の帯域を示す情報である。

最小遅延時間は、利用可能ノードに基づいた最小の遅延時間を示す。最小パケットロス率は、利用可能リソースに基づいた最小のパケットロス率を示す。リソース利用率は、現状におけるノードにおいて割り当てられたリソースの利用率を示す。複数サービス受付可否フラグは、他のサービスから隔離されることが指定されたサービスが割り当てられているか否かを示す値であり、他のサービスから隔離されることが指定されたサービスが割り当てられている場合、その旨の情報（例えば、「１」）が設定される。

続いて、図５にハード利用状況テーブルの例を示す。ハード利用状況テーブルは、ＨＷ名，利用しているスライス、割当リソース、リソース利用率、余剰リソースを有する。ＨＷ名は、サーバ装置やスイッチを一意に識別することができるハードウェア名称である。利用しているスライスは、当該装置を割当てているスライスの情報（例えば、スライスＩＤ）である。割当リソースは、各スライスに割り当てているリソース量であり、既存のスライスのために使用されるリソースである。リソース利用率は、各スライスにおけるリソースの利用率である。余剰リソースは、スライスに未割当のリソースを意味し、未割当のＣＰＵコア及びクロック周波数、未割当のメモリ領域、未割当のストレージ容量、未割当のキューが該当する。

続いて、図６にスライス利用状況テーブルの例を示す。スライス利用状況テーブルは、スライスＩＤと、ハードウェア（サーバ、スイッチ）のＩＤと、リソースとを有する。スライスＩＤは、各スライスのＩＤである。ハードウェアＩＤは、各ハードウェアに付されたＩＤである。リソースは、各スライスに割り当てられたリソース量であり、ＣＰＵの稼働数、メモリの使用量、ストレージの使用量、スイッチ等におけるネットワークの使用可能帯域などである。

なお、メモリ利用率、ＣＰＵ利用率、ストレージ利用率、及び帯域利用率等もスライス利用状況テーブルに入れてもよい。その場合、メモリ利用率は、割り当てられた各ハードウェアのメモリに関する利用率である。具体的には、メモリ利用率は、割り当てられたメモリ領域に対するスライスで使用されているメモリ領域の割合を意味する。ＣＰＵ利用率は、割り当てられた各ハードウェアのＣＰＵに関する利用率である。具体的には、ＣＰＵ利用率は、割り当てられたＣＰＵコアおよびクロック周波数に対するスライスで利用されているＣＰＵコア及びクロック周波数の割合である。ストレージ利用率は、割り当てられた各ハードウェアのストレージに関する利用率である。具体的には、ストレージ利用率は、割り当てられた記憶領域に対するスライスで利用されている記憶領域の割合を意味する。帯域利用率は、割り当てられた各ハードウェアの帯域に関する利用率である。具体的には、割り当てられたキューや仮想ＮＩＣの最大出力可能ビットレートに対するスライスが利用しているビットレートを意味する。ここで、サーバにおける帯域利用率は、仮想ＮＩＣの帯域利用率を示す。

情報受信部１２は、ＮＦＶＯ３０からスライス管理テーブルに含まれる情報を受信すると、当該情報を割当決定部１３へ送出する。割当決定部１３は、この情報を用いて、依頼を受けたサービスを既存のスライスへ割り当てるか、新規のスライスへ割り当てるかを決定する。情報受信部１２は、スライス利用状況情報及びハード利用状況情報を受信すると、当該情報をリソース変更判断部１４へ送出する。リソース変更判断部１４は、ハード利用状況情報を用いて、スライスの新規生成又は既存スライスの拡張が可能であるか否かを判断する。リソース変更判断部１４は、変更スライスの新規生成又は既存スライスを拡張するだけのリソースが無い場合、スライス利用状況情報及びハード利用状況情報縮小させるスライスを決定する。

割当決定部１３は、サービス依頼受付部１１によって受け付けられたサービスのサービス要件及び既存のスライスの属性に基づいて、既存のスライス又は新規のスライスの何れにサービスを割り当てるかを決定する部分である。割当決定部１３は、サービス依頼受付部１１からサービス要件を受け取り、情報受信部１２からスライス利用状況情報を受け取ると、サービス要件及びスライス利用状況情報を用いて、既存のスライス又は新規スライスの何れにサービスを割り当てるかを決定する。

まず、割当決定部１３は、サービス要件として、他のサービスから隔離されることを意味する要件（隔離要件）が含まれている場合、新規のスライスへ割り当てると決定する。サービス要件として、他のサービスから隔離されることを意味する要件が含まれていない場合、割当決定部１３は、サービス要件を満たす、既存のスライスの属性情報があるか否かを判断する。

割当決定部１３は、サービス要件を満たす、既存のスライスの属性情報がある場合、依頼を受けたサービスを当該既存のスライスへ割り当てる（収容する）と決定し、決定した内容を割当要求部１６へ送出する。

また、利用可能ノードの利用率に基づいて、機能・性能要件を満たしたとしても、現状のスライスには追加できないと判断できる場合がある。その場合には、割当決定部１３は、既存スライスを拡張するまたは新規スライスを追加するとの判断を行なう。この場合、割当決定部１３は、リソース変更判断部１４へその旨を通知し、リソース変更判断部１４から既存スライスを拡張するまたは新規スライスを追加することが可能か否かの判断結果を受け取る。

例えば、割当決定部１３は、利用可能ノードの利用率以外の機能・性能要件を満たすスライスがある場合、当該スライスへサービスを割り当てると判断し、拡張に必要なリソース量（例えば、削減するリソース量）及び拡張対象のスライスをリソース変更判断部１４へ通知する。

割当決定部１３は、利用可能ノードの利用率以外の機能・性能要件を満たすスライスが無い場合、新規スライスを生成して、当該スライスへサービスを割当てると判断し、新規スライス生成する旨と、サービスに必要なリソース量をリソース変更判断部１４へ通知する。

割当決定部１３は、既存スライスを拡張するまたは新規スライスを追加するとの判断をし、リソース変更判断部１４から既存スライスを拡張するまたは新規スライスを追加することが可能である旨の通知を受け取った場合、既存スライスを拡張するまたは新規スライスを追加する旨の内容を割当要求部１６へ送出する。

割当決定部１３は、新規にスライスを生成してサービスを割当てるか、既存のスライスへサービスを割当てるか、既存のスライスを拡張してサービスを割当てるかを決定すると、決定した内容を割当要求部１６へ送出する。

割当決定部１３は、新規にスライスを生成してサービスを割当てると決定した場合、決定した内容として、新規にスライスを生成する旨と、サービス要件を割当要求部１６へ送出する。

割当決定部１３は、既存のスライスにサービスを割当てると決定した場合、決定した内容として、既存のスライスにサービスを割当てる旨、と当該既存のスライスＩＤと、サービス要件を割当要求部１６へ送出する。

割当決定部１３は、既存のスライスを拡張してサービスを割当てると決定した場合、決定した内容として、既存のスライスを拡張してサービスを割当てる旨、と当該既存のスライスＩＤと、拡張するリソース量と、サービス要件を割当要求部１６へ送出する。

割当決定部１３は、既存のスライスを拡張してサービスを割当てると決定した場合、決定した内容として、既存のスライスを拡張してサービスを割当てる旨、と当該既存のスライスＩＤと、拡張するリソース量と、サービス要件を割当要求部１６へ送出する。

リソース変更判断部１４は、新規のスライス生成又は既存スライスの拡張が可能か否かを判断する部分である。さらに、リソース変更判断部１４は、新規のスライス生成又は既存スライスの拡張をしようとした結果、リソースが不足していることが判明した場合に、リソース使用状況の情報に基づいて、割り当てられているリソース量を縮小させるスライスを決定する決定処理をする部分である。すなわち、リソース変更判断部１４は、新規のスライス生成又は既存スライスの拡張によるリソース使用状況の予測情報に応じて、リソース使用状況の情報（例えば、リソースの利用率）に基づいたスライスを特定する。ここで、リソース使用状況の予測情報とは、リソース使用状況の変化に基づいた情報であり、例えば、新規のスライス生成又は既存スライスの拡張により必要となるリソース量、新規のスライス生成又は既存スライスの拡張により必要となるリソース量と余剰リソースとの差分値等が該当する。

リソース変更判断部１４は、情報受信部１２からスライス利用状況情報及びハード利用状況情報を受け取り、これらの情報を用いてリソース変更する必要があるか否かを判断したり、リソース変更対象となるスライスを特定したりする。

リソース変更判断部１４は、割当決定部１３から新規スライス生成する旨と、サービスに必要なリソース量を受け取ると、ハード利用状況情報の余剰リソースを参照し、サービスに必要なリソース量があるか否かを判断し、サービスに必要なリソース量がある場合、割当決定部１３へ新規スライス生成可能である旨を通知する。

一方、リソース変更判断部１４は、サービスに必要なリソース量が無いと判断した場合、スライス利用状況テーブルを参照し、メモリ利用率、ＣＰＵ利用率、ストレージ利用率、及び帯域利用率の何れか少なくとも１つの利用率が予め記憶している閾値より低い（例えば、利用率が２０％未満）スライスを縮小対象のスライスと決定する。なお、リソース変更判断部１４は、上記複数種類の利用率の内、最も高い利用率と、上記閾値とを比較して縮小対象のスライスを決定してもよいし、上記複数種類全ての利用率の平均値と、上記閾値とを比較して縮小対象のスライスを決定するようにしてもよい。リソース変更判断部１４は、縮小対象のスライス及び縮小分のリソース量をリソース変更要求部１５へ通知する。リソース変更要求部１５からリソース変更完了の旨を受け取ると、割当決定部１３へ新規スライス生成可能である旨を通知する。

リソース変更判断部１４は、割当決定部１３から既存スライスを拡張する旨と、拡張に必要なリソース量を受け取ると、拡張対象となる既存スライスのハード利用状況情報の余剰リソースを参照し、拡張可能か否かを判断し、拡張可能である場合、割当決定部１３へ拡張可能である旨を通知する。

一方、リソース変更判断部１４は、拡張対象の既存スライスに、拡張分の余剰リソースが無い場合、スライス利用状況テーブルを参照し、拡張対象の既存スライスに割り当てられているハードウェアにおけるメモリ利用率、ＣＰＵ利用率、ストレージ利用率、及び帯域利用率の何れか少なくとも１つの利用率が低い（例えば、利用率が２０％未満）ハードウェアがある場合、当該拡張対象の既存スライスを縮小対象のスライスと決定する。リソース変更判断部１４は、縮小対象のスライス及び縮小分のリソース量をリソース変更要求部１５へ通知する。リソース変更要求部１５からリソース変更完了の旨を受け取ると、割当決定部１３へ拡張可能である旨を通知する。

リソース変更要求部１５は、リソース変更判断部１４からの通知に基づいて、ＮＦＶＯ３０へリソース変更要求をする部分である。リソース変更要求部１５は、リソース変更判断部１４から縮小対象のスライス及び縮小分のリソース量を受け取ると、当該縮小対象のスライス及び縮小分のリソース量をＮＦＶＯへ通知すると共に、リソース変更要求をする。当該リソース変更要求に応じて、ＮＦＶＯ３０がリソース変更をすると、ＮＦＶＯ３０は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０に対してリソース変更完了の通知をする。リソース変更要求部１５は、当該リソース変更完了の通知を受信し、リソース変更判断部１４へリソース変更完了の通知をする。

割当要求部１６は、割当決定部１３により決定されたスライスにサービスを割り当てる要求を行う部分である。具体的には、割当要求部１６は、割当決定部１３から上述の割当決定部１３が決定した内容をＮＦＶＯ３０へ送信すると共にサービスの割当要求をする。これにより、ＮＦＶＯ３０において、スライスへサービスの割当が行われる。

割当結果通知部１７は、ＮＦＶＯ３０から割当結果を受け付ける部分である。具体的には、割当結果通知部１７は、ＮＦＶＯ３０から割当結果（割当完了したか割当不可であったかを示す結果）を受信する。割当完了を示す情報には、サービスＩＤとアクセス先のアドレスが含まれる。割当結果通知部１７は、割当結果が割当完了である場合、親ＳＳＦ７０へサービスＩＤ及びアクセス先を送信する。

ＮＦＶＯ３０は、情報送信部３１と、リソース変更受付部３２と、サービス割当要求受付部３３と、保持部３４（リソース使用状況情報記憶手段）と、リソース要求部３５（リソース変更手段）と、機能追加要求部３６と、サービス割当部３７とを備える。情報送信部３１は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０からの情報送信要求を受け付けると、保持部３４が記憶しているスライス管理テーブルの情報、スライス利用状況テーブルの情報、及びハード利用状況テーブルの情報をＢＳＳ／ＯＳＳ１０へ送信する。

リソース変更受付部３２は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０から縮小対象のスライス及び縮小分のリソース量を受信すると共に、リソース変更要求を受け付ける部分である。リソース変更受付部３２は、上記リソース変更要求を受け付けると、縮小対象のスライス及び縮小分のリソース量をリソース要求部３５へ通知すると共に、リソース変更させる。リソース変更受付部３２は、リソース要求部３５からリソース変更した旨の通知を受けると、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０へリソース変更の旨を通知する。

また、リソース変更受付部３２は、親ＳＭＦ１００からリソースの変更要求を受け付ける。この変更要求には、変更対象となるスライスを示すスライスＩＤおよびリソースの変更内容が含まれる。リソース変更受付部３２は、変更要求を受け付けると、リソース要求部３５へ通知して、リソースの変更処理を行なわせる。

サービス割当要求受付部３３は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０から、割当決定部１３が決定した内容を受信すると共に、サービスの割当要求を受け付ける部分である。サービス割当要求受付部３３は、割当決定部１３が決定した内容に、「既存のスライスを拡張してサービスを割当てる旨」又は「新規にスライスを生成する旨」が含まれている場合、リソース要求部３５へリソースに関する情報を送出する。

また、サービス割当要求受付部３３は、リソース要求部３５からリソース確保の旨を受信すると、その旨をＢＳＳ／ＯＳＳ１０へ送信する。また、サービス割当要求受付部３３は、所定のタイミングで機能情報を受信する。サービス割当要求受付部３３は、当該機能情報を受信すると、機能情報を機能追加要求部３６へ送出する。

サービス割当要求受付部３３は、サービス割当部３７がサービス割当てした後に、当該サービス割当部３７から割当結果を受け取り、当該割当結果をＢＳＳ／ＯＳＳ１０へ送信する。

保持部３４は、各種テーブルを記憶する部分である。保持部３４は、スライス管理テーブル、スライス利用状況テーブル、ハード利用状況テーブル、サービス管理テーブル、及びサービス対応スライス管理テーブルを記憶する。図７にサービス管理テーブルを示す。このサービス管理テーブルは、サービス割当要求受付部３３がＢＳＳ／ＯＳＳ１０から受信したサービス要件に基づいた情報である。サービス管理テーブルは、サービスＩＤ、モビリティ制御、アクセスエリア範囲、サービス利用時間、許容下限帯域、許容遅延時間、許容パケットロス、機能、及び分離フラグを有する。サービス割当部３７が、サービス管理テーブルへサービス要件にサービスＩＤを付加した情報を登録する。

続いて、図８にサービス対応スライス管理テーブルを示す。このサービス対応スライス管理テーブルは、サービスＩＤ及びスライスＩＤを有する。サービス割当部３７が、サービス管理テーブルへ情報を追加した際におけるサービスＩＤと、割当て先のスライスＩＤとをサービス対応スライス管理テーブルへ登録する。

リソース要求部３５は、ＶＩＭ５０へリソースの確保要求する部分である。リソース要求部３５は、サービス割当要求受付部３３から受信したリソース量をＶＩＭ５０へリソース確保要求する。リソース要求部３５は、ＶＩＭ５０からリソース確保完了通知を受け取ると、サービス割当要求受付部３３へ通知する。また、リソース要求部３５は、親ＳＭＦ１００から送信された変更内容（増加したリソース量）をＶＩＭ５０へリソース確保要求をする。

機能追加要求部３６は、ＶＮＦＭ４０へ機能追加を要求する部分である。機能追加要求部３６は、サービス割当要求受付部３３から受信したリソース量をＶＩＭ５０へリソース確保要求する。機能追加要求部３６は、ＶＮＦＭ４０から機能追加完了通知を受け取ると、サービス割当部３７へ通知する。

サービス割当部３７は、サービスを割当てる部分である。サービス割当部３７は、機能追加要求部３６によって、機能追加完了通知を受信すると、サービス管理テーブルへサービス要件に基づいた情報を登録し、さらに、サービス対応スライス管理テーブルへサービスＩＤ及びスライスＩＤを登録する。

スライス利用状況情報要求受付部３８は、親ＳＭＦ１００からスライス利用状況情報の要求を受け付け、スライス利用状況情報テーブルのスライス利用状況情報を、情報送信部３１を介して親ＳＭＦ１００に対して送信する。

続いて、ＶＮＦＭ４０の説明をする。ＶＮＦＭ４０は、機能追加要求受付部４１と、保持部４２と、機能追加部４３を有する。機能追加要求受付部４１は、ＮＦＶＯ３０からの機能追加要求を受け付ける部分である。機能追加要求受付部４１は、機能追加要求を受け付けた旨を機能追加部４３へ通知する。また、機能追加要求受付部４１は、追加機能に係るソフトウェアをＮＦＶＯ３０から受信した場合、当該ソフトウェアも機能追加部４３へ送出する。

機能追加要求受付部４１は、機能追加部４３により、機能追加後に機能追加完了通知を受信した場合、ＮＦＶＯ３０へ機能追加完了した旨を通知する。

保持部４２は、ソフトウェアを保持する部分（例えば、リポジトリ）である。保持部４２は、通信に関する共通的に使用する可能性の高いソフトウェアを保持する。

機能追加部４３は、機能をインストールする部分である。機能追加部４３は、機能追加要求受付部４１から機能追加要求を受け付けると、対象となる利用可能ノードへインストールする。インストールする際に、機能追加部４３は、要求対象の機能が、保持部４２において保持しているソフトウェアの機能の場合は、保持部４２が保持しているソフトウェアを利用可能ノードへインストールする。また、機能追加部４３は、機能追加要求受付部４１からインストール対象のソフトウェアを受信した場合、当該ソフトウェアをインストールする。機能追加部４３は、インストール完了後にＮＦＶＯ３０へインストール完了通知をする。

ＶＩＭ５０は、リソース要求受付部５１と、保持部５２と、リソース確保部５３と、監視部５４とを備える。リソース要求受付部５１は、ＮＦＶＯ３０からのリソース確保要求を受け付ける部分である。リソース要求受け付けると、リソース確保部５３へ通知する。保持部５２は、リソースに関する情報を保持する部分である。保持部５２は、ハードウェアテーブルの情報を保持する。

ＶＩＭ５０は、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０から利用可能ノードの識別情報と共にハードウェア情報の送信要求を受信すると、当該利用可能ノードの識別情報に対応するハードウェア情報をハードウェアテーブルから取得する。

ここで、ＶＩＭ５０が記憶するハードウェアテーブルを図９に示す。ハードウェアテーブルは、ＨＷ名と、リソース量と、電力量とを含むハードウェア情報を管理するテーブルである。

ＨＷ名は、ハードウェアの識別情報である。リソース量は、当該ハードウェアのリソース量、例えばメモリ容量、ＣＰＵの能力（数や実行速度など）などを示す。電力量は、ハードウェア全体を使用した場合の電力量である。

ＶＩＭ５０は、利用可能ノードの識別情報に対応するハードウェア情報をハードウェアテーブルから取得すると、ＢＳＳ／ＯＳＳ１０へ送信する。

リソース確保部５３は、リソースを確保する部分である。リソース要求受付部５１によりリソース要求の通知を受けると、余剰リソースに基づいてスライスを割当てる。リソース確保後、リソース要求受付部５１へ通知する。監視部５４は、ＮＦＶＩ６０の使用状況を監視する部分である。監視部５４は、監視した結果をリソース利用率へ反映する。

つぎに、親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃの機能構成について説明する。図１０は、親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃの機能を示すブロック図である。この親ＳＭＦ１００は、通信部１０１、テーブル制御部１０２、およびスライス管理テーブル１０３を含んで構成されている。

通信部１０１は、子ＳＭＦ１００ａ等と通信をする部分であり、スライスのリソース変更要求を受け付けたり、新規の割り当て要求を受け付けたりする部分である。通信部１０１は、子ＳＭＦ１００ａ等に対して、ＮＦＶＯ３０から取得したスライス利用状況情報を通知する部分である。

テーブル制御部１０２は、通信部１０１により取得されたスライス利用状況情報をスライス管理テーブル１０３に記憶させたり、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃからスライス割り当て要求が来た場合に、スライス管理テーブル１０３を参照して、未割り当てのスライスがあるかを判断し、必要に応じて子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃの識別情報を対応付けて記憶させる。

スライス管理テーブル１０３は、ＮＦＶＯ３０から取得したスライス利用状況情報を、子ＳＭＦ１００ａ等と対応付けて記憶する部分である。図１１（ａ）は、その具体例を示す図である。図１１（ａ）に示されるとおり、スライス管理テーブル１０３は、割当先である子ＳＭＦの識別情報、割り当てリソース（サーバリソースとネットワークリソース）、管理しているスライス、および所属するサービスを対応付けて記憶している。例えば、子ＳＭＦ１００ａのＩＤ：子ＳＭＦ１には、仮想化サーバであるサーバのＩＤ：サーバ１に対して、ＣＰＵ：１Core、メモリ：１ＧＢ、ストレージ：１００ＧＢが割り当てられている。また、ネットワークリソースとしてスイッチのＩＤ：ＳＷ１に対して、帯域５００Ｍｂｐｓ、優先度：“高”が設定されている。

子ＳＭＦ１００ａは、通信部１０５およびスライス管理テーブル１０６を含んで構成されている。

通信部１０５は、親ＳＭＦ１００と通信を行なう部分であり、スライスの割り当て要求を送信したり、リソースの変更要求を送信したりする。また、親ＳＭＦ１００から送信されるスライス利用状況情報を受信する。

ここでスライスの割り当て要求には、その子ＳＭＦ１００ａの識別情報と、割り当て要求の対象となるリソース利用ポリシが含まれる。リソース利用ポリシは、仮想化サーバにおけるＣＰＵの数や、メモリの容量、ストレージの容量、およびネットワークの帯域、優先度を示すものであり、このうちのいずれか一つを含んだものである。

スライス管理テーブル１０６は、通信部１０５により受信されたスライス利用状況情報を記憶する部分である。

図１１（ｂ）および（ｃ）にその具体例を示す。図１１（ｂ）は、ＩＤ：子ＳＭＦ１である子ＳＭＦ１００ａのスライス管理テーブル１０６に記述される情報を示す。図１１（ｃ）は、ＩＤ：子ＳＭＦ２である子ＳＭＦ１００ｂの管理テーブルに記述される情報である。図１１（ｂ）および（ｃ）に示されるとおり、このスライス管理テーブル１０６は、割当先となるスライス、割り当てリソースおよび所属するサービスを対応付けて記憶する。

つぎに、このように構成されたシステム１における親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃを用いたリソースの割り当て要求処理およびその変更処理について説明する。図１２は、その処理シーケンスを示す図である。

まず、親ＳＭＦ１００において、スライス利用状況情報の要求がＮＦＶＯ３０に対して送られる。これは、親ＳＭＦ１００のオペレータによる操作に基づいて行なわれる（Ｓ１０１）。

ＮＦＶＯ３０において、スライス利用状況情報要求受付部３８により、スライス利用状況情報要求が受信されると、保持部３４のスライス利用状況テーブルに記述されているスライス利用状況情報が参照され、そして取得される（Ｓ１０２）。そして、当該スライス利用状況情報が、情報送信部３１により、親ＳＭＦ１００に送信される（Ｓ１０３）。

親ＳＭＦ１００において、スライス利用状況情報が受信されると、スライス管理テーブル１０３に記憶される（Ｓ１０４）。なお、このときにおいては、図１１（ａ）に示される割当先は、未定であり、スライス番号、割当リソース等のみが記憶されている。

そして、オペレータによる操作に従って、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃが割当先として、スライス利用状況情報に対応付けて設定され、スライス管理テーブル１０３に記憶される（Ｓ１０５、図１１（ａ）参照）。そして、設定されたスライス利用状況情報は、対応付けされた各子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃに対して送信される（Ｓ１０６）。

子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃにおいては、送信されたスライス利用状況情報が、スライス管理テーブル１０６に記憶される（Ｓ１０７、図１１（ｂ）、（ｃ）参照）。子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃにおいては、そのオペレータがこのスライス管理テーブル１０６に記述されているスライス利用状況情報を参照することで、仮想リソースの変更等の判断を行なうことができる。

つぎに、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃにおいてスライスの割り当て要求を行なうときの処理について説明する。図１３は、その処理シーケンスを示す図である。ここでは、便宜上、子ＳＭＦ１００ａにおける処理に着目した説明をするが、他の子ＳＭＦ１００ｂ等においても同様の処理を行なうことができる。

子ＳＭＦ１００ａにおいて、通信部１０５によりスライス割り当て要求（子ＳＭＦの識別情報（SMF_ID）およびリソース利用ポリシ）が親ＳＭＦ１００に対して送信される（Ｓ２０１）。なお、子ＳＭＦ１００ａから適用されるサービスを指定してもよい。

親ＳＭＦ１００において、通信部１０１によりスライス割り当て要求が受信されると、テーブル制御部１０２により、スライス管理テーブル１０３に、子ＳＭＦに対する未割当てのスライスがあるか否かが判断される（Ｓ２０２）。なお、サービスが指定されていた場合には、そのサービスに合致するものがあるかも判断される。

そして、未割当てのものがあり、リソース利用ポリシに合致するスライスまたはその要求するリソース利用ポリシを超えたリソースが割当られたスライスがあれば、スライス管理テーブル１０３において、要求をした子ＳＭＦ１００ａの識別情報を、そのスライスに対応付けて記憶させる（Ｓ２０３）。

そして、スライス利用状況情報が子ＳＭＦ１００ａに対して送信される（Ｓ２０４）。なお、Ｓ２０３において、リソース利用ポリシを満足するようなスライスがないと判断される場合には、エラーの旨が通知される。

そして、子ＳＭＦ１００ａにおいて、受信されたスライス利用状況情報がスライス管理テーブル１０６に記憶される（Ｓ２０５）。

つぎに、子ＳＭＦ１００ａにおいて、リソースの変更を依頼するときの処理について説明する。図１４は、その処理シーケンスを示す図である。なお、ここでは例として子ＳＭＦ１００ａにおける変更依頼について説明する。

子ＳＭＦ１００ａにおいて、スライス管理テーブル１０６を参照したオペレータがリソースの変更のための操作を行ない、変更内容の入力が操作部（図示せず）を介して行なわれる（Ｓ３０１）。そして、子ＳＭＦ１００ａから親ＳＭＦ１００に対して、スライスのリソース変更要求が送信される（Ｓ３０２）。ここには、子ＳＭＦ１００ａの識別情報（SMF_ID）、変更対象となるスライスＩＤ、変更内容（ＣＰＵの増加数、メモリ容量の増加容量など）が含まれる。

親ＳＭＦ１００において、変更要求が受信されると、テーブル制御部１０２により、スライス管理テーブル１０３が参照され、スライスＩＤで指定されたスライスに対してスライス管理テーブル１０３の割り当てリソースが変更される（Ｓ３０３）。

そして、親ＳＭＦ１００において、通信部１０１により、ＮＦＶＯ３０に対して、変更要求が送信される（Ｓ３０４）。この変更要求には、変更対象となるスライスのスライスＩＤと変更内容が含まれる。

ＮＦＶＯ３０においては、リソース変更受付部３２により、変更要求が受け付けられ、ＶＩＭ５０に対して、リソースの変更指示が送信され（Ｓ３０５）、ＶＩＭ５０においては、変更処理が行なわれる。その後、ＶＩＭ５０，ＮＦＶＯ３０、親ＳＭＦ１００において、変更完了の通知が行なわれる（Ｓ３０６〜Ｓ３０８）。なお、ＮＦＶＯ３０において変更が受け付けられない場合には、ＮＧの旨が通知される。その場合、親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ等におけるスライス管理テーブル１０３、スライス管理テーブル１０６は、それぞれ変更前のものに戻される。

ここで図１５を用いて、割当リソースの変更処理に伴って、スライス管理テーブル１０３およびスライス管理テーブル１０６に記憶されている内容の状態遷移を示す。

図１５（ｂ）は、子ＳＭＦ１００ａ（ＩＤ：子ＳＭＦ１とする）のスライス管理テーブル１０６が記憶しているスライス利用状況情報を示す。ここでは、スライスを構成するサーバ（ＩＤ：サーバ１）のサーバリソースのうちＣＰＵが１Ｃｏｒｅから２Ｃｏｒｅと一つ増加させることを示している。これは、Ｓ３０１において処理された内容となる。

図１５（ａ）は、親ＳＭＦ１００のスライス管理テーブル１０３が記憶しているスライス利用状況情報を示す。子ＳＭＦ１００ａからの変更要求に従って、子ＳＭＦ１００ａが管理するスライスを構成するサーバ（ＩＤ：サーバ１）のサーバリソースのＣＰＵが１Ｃｏｒｅから２Ｃｏｒｅに増加されている。

図示しないが、ＮＦＶＯ３０においても同様に変更内容が反映される。図６に示されるスライス利用状況テーブルにおける割当リソース欄が、親ＳＭＦ１００からの要求に従って、変更される。

このように、親ＳＭＦ１００が、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃに対して、各スライスに対してリソースの割当を行なうことで、親ＳＭＦ１００において管理している複数のスライスの全部または一部を、複数に事業者に対して独自性をもって利用させることができる。

上述したとおり、上位の事業者（親ＳＭＦ１００）が、複数の下位の事業者（子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃ）に対してスライスのリソースを割り当てることができるが、これを用いて、一のユーザからのアクセス要求に対して、上位の事業者が下位の事業者のスライスを選択させることができる。

図１６は、スライス選択を行なう親ＳＳＦ７０を含んだシステムの構成を示す図である。このシステムは、親ＳＳＦ７０と子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃを含んでいる。親ＳＳＦ７０は、転送部７１および子ＳＳＦ選択部７２を含んでいる。子ＳＳＦ７０ａは、転送部７３およびスライス選択部７４を含んでいる。

転送部７１は、基地局８０を介してＵＥ９０から送信されたデータを受け、子ＳＳＦ選択部７２により選択された子ＳＳＦに対してデータを転送する。

子ＳＳＦ選択部７２は、データのヘッダ部に指定されたＳＳＦ選択パラメータにしたがった子ＳＳＦを選択する。

子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃは、転送部７３およびスライス選択部７４を含んでいる。

転送部７３は、親ＳＳＦ７０から送信されたデータを受け、スライス選択部７４により選択されたスライスに対してデータを転送する。

スライス選択部７４は、データのサブヘッダ部に指定されたスライス選択パラメータにしたがったスライスを選択する。

図１７に、データ構成を示す。図１７に示されるとおり、親ＳＳＦ７０および子ＳＳＦ７０ａ〜７０ｃで処理されるデータは、ヘッダ部とサブヘッダ部とデータ部（図示せず）から構成される。ヘッダ部は、発信元となるユーザＩＤとそのユーザが指定した子ＳＳＦを示す子ＳＳＦの識別情報を含む。

親ＳＳＦ７０の子ＳＳＦ選択部７２は、このヘッダ部で指定された子ＳＳＦの識別情報に従って、子ＳＳＦを選択する。

サブヘッダ部は、スライス選択パラメータとして、ＵＥ usageタイプ、ＤＣＮタイプ、サービスタイプを含む。ＵＥ usageタイプは、組み込みデバイスであるか否を示し、ＤＣＮタイプは、スライスＩＤを示し、サービスタイプは、サービスを示す。これらスライス選択パラメータにしたがって、スライス選択部７４は、一のスライスを選択する。

なお、このデータ群としては、サブヘッダ部およびデータ部は暗号化などの処理をしておくことが好ましい。子ＳＳＦの事業者間で独立性を持たせようとする場合には、他の子ＳＳＦでは見ることができないようにしておくことが望ましい。

つぎに、本実施形態のＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ等の作用効果について説明する。本システム１は、親ＳＭＦ１００および子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃを含んでいる。子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、仮想化ネットワークであるスライスの管理単位ごとに配置されており、例えば一または複数の異なる通信事業者ごとに配置されている。親ＳＭＦ１００は、これら子ＳＭＦ１００ａ等を管理している。親ＳＭＦ１００は、例えば通信事業者であり、子ＳＭＦ１００ａ等は、この通信事業者からスライスの割当を受けたＭＶＮＯ事業者、そのほか通信事業者などである。

親ＳＭＦ１００において、スライス管理テーブル１０３は、子ＳＭＦ１００ａ等が管理するスライスのリソースを管理し、通信部１０１は、これを子ＳＭＦ１００ａ等に通知することができる。これにより、親ＳＭＦ１００は、子ＳＭＦ１００ａ等に対してスライスを割り当てることができる。

一方、子ＳＭＦ１００ａ等は、これを受信してスライス管理テーブル１０６に記憶する。よって、子ＳＭＦ１００ａ等は、自分が管理するスライスのリソースを管理することができ、子ＳＭＦ１００ａは、独立してリソース管理を可能にすることができる。

また、親ＳＭＦ１００において、通信部１０１は、スライス利用状況情報要求を、スライス情報記憶装置であるＮＦＶＯ３０に出力することで、そのＮＦＶＯ３０から、スライス利用状況テーブルに記憶されているスライスに割り当てられたリソースを取得することができる。よって、これを用いて子ＳＭＦに対して、スライスの割当を可能にすることができる。

また、ＳＭＦ１００において、通信部１０１は、子ＳＭＦ１００ａ等からリソースの変更要求を受けると、スライス管理テーブル１０３にリソースの変更内容を登録し、ＮＦＶＯ３０に対して変更指示を行なう。これにより、子ＳＭＦ１００ａ等からの要求に伴って、親ＳＭＦ１００は、リソースの変更を可能にする。したがって、子ＳＭＦ１００ａにおいて独立性をもってリソースの管理を行なうことを可能にする。

また、親ＳＭＦ１００において、新規の子ＳＭＦ１００ａ等からリソースの割り当て要求を受けると、新規の子ＳＭＦ１００ａ等とスライス情報とを対応付けてスライス管理テーブル１０３に記憶する。これにより、新規の子ＳＭＦ１００ａ等からの要求によって、新たなスライス情報の割当を行なうことができる。

なお、上記実施の形態の説明に用いたブロック図は、機能単位のブロックを示している。これらの機能ブロック（構成部）は、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせによって実現される。また、各機能ブロックの実現手段は特に限定されない。すなわち、各機能ブロックは、物理的及び／又は論理的に結合した１つの装置により実現されてもよいし、物理的及び／又は論理的に分離した２つ以上の装置を直接的及び／又は間接的に(例えば、有線及び／又は無線)で接続し、これら複数の装置により実現されてもよい。

例えば、本発明の一実施の形態における親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃ、ＮＦＶＯ３０等は、コンピュータとして機能してもよい。図１８は、本実施形態に係る親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａ等のハードウェア構成の一例を示す図である。上述の親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、物理的には、プロセッサ１００１、メモリ１００２、ストレージ１００３、通信装置１００４、入力装置１００５、出力装置１００６、バス１００７などを含むコンピュータ装置として構成されてもよい。

なお、以下の説明では、「装置」という文言は、回路、デバイス、ユニットなどに読み替えることができる。親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａのハードウェア構成は、図に示した各装置を１つ又は複数含むように構成されてもよいし、一部の装置を含まずに構成されてもよい。

親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａにおける各機能は、プロセッサ１００１、メモリ１００２などのハードウェア上に所定のソフトウェア（プログラム）を読み込ませることで、プロセッサ１００１が演算を行い、通信装置１００４による通信や、メモリ１００２及びストレージ１００３におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを制御することで実現される。

プロセッサ１００１は、例えば、オペレーティングシステムを動作させてコンピュータ全体を制御する。プロセッサ１００１は、周辺装置とのインターフェース、制御装置、演算装置、レジスタなどを含む中央処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）で構成されてもよい。例えば、テーブル制御部１０２は、プロセッサ１００１で実現されてもよい。

また、プロセッサ１００１は、プログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールやデータを、ストレージ１００３及び／又は通信装置１００４からメモリ１００２に読み出し、これらに従って各種の処理を実行する。プログラムとしては、上述の実施の形態で説明した動作の少なくとも一部をコンピュータに実行させるプログラムが用いられる。例えば、テーブル制御部１０２は、メモリ１００２に格納され、プロセッサ１００１で動作する制御プログラムによって実現されてもよく、他の機能ブロックについても同様に実現されてもよい。上述の各種処理は、１つのプロセッサ１００１で実行される旨を説明してきたが、２以上のプロセッサ１００１により同時又は逐次に実行されてもよい。プロセッサ１００１は、１以上のチップで実装されてもよい。なお、プログラムは、電気通信回線を介してネットワークから送信されても良い。

メモリ１００２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ＲＯＭ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの少なくとも１つで構成されてもよい。メモリ１００２は、レジスタ、キャッシュ、メインメモリ（主記憶装置）などと呼ばれてもよい。メモリ１００２は、本発明の一実施の形態に係る無線通信方法を実施するために実行可能なプログラム（プログラムコード）、ソフトウェアモジュールなどを保存することができる。

ストレージ１００３は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であり、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc ＲＯＭ）などの光ディスク、ハードディスクドライブ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(例えば、コンパクトディスク、デジタル多用途ディスク、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク)、スマートカード、フラッシュメモリ(例えば、カード、スティック、キードライブ)、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ストリップなどの少なくとも１つで構成されてもよい。ストレージ１００３は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。上述の記憶媒体は、例えば、メモリ１００２及び／又はストレージ１００３を含むデータベース、サーバその他の適切な媒体であってもよい。

通信装置１００４は、有線及び／又は無線ネットワークを介してコンピュータ間の通信を行うためのハードウェア（送受信デバイス）であり、例えばネットワークデバイス、ネットワークコントローラ、ネットワークカード、通信モジュールなどともいう。例えば、上述の通信部１０１は、通信装置１００４で実現されてもよい。

入力装置１００５は、外部からの入力を受け付ける入力デバイス（例えば、キーボード、マウス、マイクロフォン、スイッチ、ボタン、センサなど）である。出力装置１００６は、外部への出力を実施する出力デバイス（例えば、ディスプレイ、スピーカー、LEDランプなど）である。なお、入力装置１００５及び出力装置１００６は、一体となった構成（例えば、タッチパネル）であってもよい。

また、プロセッサ１００１やメモリ１００２などの各装置は、情報を通信するためのバス１００７で接続される。バス１００７は、単一のバスで構成されてもよいし、装置間で異なるバスで構成されてもよい。

また、親ＳＭＦ１００、子ＳＭＦ１００ａ〜１００ｃは、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのハードウェアを含んで構成されてもよく、当該ハードウェアにより、各機能ブロックの一部又は全てが実現されてもよい。例えば、プロセッサ１００１は、これらのハードウェアの少なくとも１つで実装されてもよい。

以上、本実施形態について詳細に説明したが、当業者にとっては、本実施形態が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本実施形態は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。したがって、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本実施形態に対して何ら制限的な意味を有するものではない。

情報の通知は、本明細書で説明した態様／実施形態に限られず、他の方法で行われてもよい。例えば、情報の通知は、物理レイヤシグナリング（例えば、ＤＣＩ（Downlink Control Information）、ＵＣＩ（Uplink Control Information））、上位レイヤシグナリング（例えば、ＲＲＣ（Radio Resource Control）シグナリング、ＭＡＣ（Medium Access Control）シグナリング、報知情報（ＭＩＢ（Master Information Block）、ＳＩＢ（System Information Block）））、その他の信号又はこれらの組み合わせによって実施されてもよい。また、ＲＲＣシグナリングは、ＲＲＣメッセージと呼ばれてもよく、例えば、ＲＲＣ接続セットアップ（RRC ConnectionSetup）メッセージ、ＲＲＣ接続再構成（RRC ConnectionReconfiguration）メッセージなどであってもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＬＴＥ−Ａ（LTE-Advanced）、ＳＵＰＥＲ ３Ｇ、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、５Ｇ、ＦＲＡ（Future Radio Access）、Ｗ−ＣＤＭＡ（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＢ（Ultra Mobile Broadband）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＵＷＢ（Ultra-WideBand）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、その他の適切なシステムを利用するシステム及び／又はこれらに基づいて拡張された次世代システムに適用されてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態の処理手順、シーケンス、フローチャートなどは、矛盾の無い限り、順序を入れ替えてもよい。例えば、本明細書で説明した方法については、例示的な順序で様々なステップの要素を提示しており、提示した特定の順序に限定されない。

本明細書において特定の装置によって行われるとした特定動作は、場合によってはその上位ノード（upper node）によって行われることもある。

情報等は、上位レイヤ(または下位レイヤ)から下位レイヤ(または上位レイヤ)へ出力され得る。複数のネットワークノードを介して入出力されてもよい。

入出力された情報等は特定の場所(例えば、メモリ)に保存されてもよいし、管理テーブルで管理してもよい。入出力される情報等は、上書き、更新、または追記され得る。出力された情報等は削除されてもよい。入力された情報等は他の装置へ送信されてもよい。

判定は、１ビットで表される値（０か１か）によって行われてもよいし、真偽値（Boolean：trueまたはfalse）によって行われてもよいし、数値の比較（例えば、所定の値との比較）によって行われてもよい。

本明細書で説明した各態様／実施形態は単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよいし、実行に伴って切り替えて用いてもよい。また、所定の情報の通知（例えば、「Ｘであること」の通知）は、明示的に行うものに限られず、暗黙的（例えば、当該所定の情報の通知を行わない）ことによって行われてもよい。

ソフトウェアは、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語と呼ばれるか、他の名称で呼ばれるかを問わず、命令、命令セット、コード、コードセグメント、プログラムコード、プログラム、サブプログラム、ソフトウェアモジュール、アプリケーション、ソフトウェアアプリケーション、ソフトウェアパッケージ、ルーチン、サブルーチン、オブジェクト、実行可能ファイル、実行スレッド、手順、機能などを意味するよう広く解釈されるべきである。

また、ソフトウェア、命令などは、伝送媒体を介して送受信されてもよい。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア及びデジタル加入者回線（ＤＳＬ）などの有線技術及び／又は赤外線、無線及びマイクロ波などの無線技術を使用してウェブサイト、サーバ、又は他のリモートソースから送信される場合、これらの有線技術及び／又は無線技術は、伝送媒体の定義内に含まれる。

本明細書で説明した情報、信号などは、様々な異なる技術のいずれかを使用して表されてもよい。例えば、上記の説明全体に渡って言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、チップなどは、電圧、電流、電磁波、磁界若しくは磁性粒子、光場若しくは光子、又はこれらの任意の組み合わせによって表されてもよい。

なお、本明細書で説明した用語及び／又は本明細書の理解に必要な用語については、同一の又は類似する意味を有する用語と置き換えてもよい。

本明細書で使用する「システム」および「ネットワーク」という用語は、互換的に使用される。

また、本明細書で説明した情報、パラメータなどは、絶対値で表されてもよいし、所定の値からの相対値で表されてもよいし、対応する別の情報で表されてもよい。例えば、無線リソースはインデックスで指示されるものであってもよい。

上述したパラメータに使用する名称はいかなる点においても限定的なものではない。さらに、これらのパラメータを使用する数式等は、本明細書で明示的に開示したものと異なる場合もある。様々なチャネル（例えば、ＰＵＣＣＨ、ＰＤＣＣＨなど）及び情報要素（例えば、ＴＰＣなど）は、あらゆる好適な名称によって識別できるので、これらの様々なチャネル及び情報要素に割り当てている様々な名称は、いかなる点においても限定的なものではない。

本明細書で使用する「判断(determining)」、「決定(determining)」という用語は、多種多様な動作を包含する場合がある。「判断」、「決定」は、例えば、計算(calculating)、算出(computing)、処理(processing)、導出(deriving)、調査(investigating)、探索(looking up)（例えば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造での探索）、確認(ascertaining)した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、受信(receiving)（例えば、情報を受信すること）、送信(transmitting)(例えば、情報を送信すること)、入力(input)、出力(output)、アクセス(accessing)（例えば、メモリ中のデータにアクセスすること）した事を「判断」「決定」したとみなす事などを含み得る。また、「判断」、「決定」は、解決(resolving)、選択(selecting)、選定(choosing)、確立(establishing)、比較(comparing)などした事を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。つまり、「判断」「決定」は、何らかの動作を「判断」「決定」したとみなす事を含み得る。

本明細書で使用する「に基づいて」という記載は、別段に明記されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という記載は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を意味する。

上記の各装置の構成における「手段」を、「部」、「回路」、「デバイス」等に置き換えてもよい。

「含む（include）」、「含んでいる（comprising）」、およびそれらの変形が、本明細書あるいは特許請求の範囲で使用されている限り、これら用語は、用語「備える(comprising)」と同様に、包括的であることが意図される。さらに、本明細書あるいは特許請求の範囲において使用されている用語「または（or）」は、排他的論理和ではないことが意図される。

本明細書において、文脈または技術的に明らかに1つのみしか存在しない装置である場合以外は、複数の装置をも含むものとする。

本開示の全体において、文脈から明らかに単数を示したものではなければ、複数のものを含むものとする。

１１…サービス依頼受付部、１２…情報受信部、１３…割当決定部、１４…リソース変更判断部、１５…リソース変更要求部、１６…割当要求部、１７…通知部、３１…情報送信部、３２…リソース変更受付部、３３…サービス割当要求受付部、３４…保持部、３５…リソース要求部、３６…機能追加要求部、３７…サービス割当部、３８…スライス利用状況情報要求受付部、４１…機能追加要求受付部、４２…保持部、４３…機能追加部、５１…リソース要求受付部、５２…保持部、５３…リソース確保部、５４…監視部、７１…転送部、７２…子ＳＳＦ選択部、７３…転送部、７４…スライス選択部、１０１…通信部、１０２…テーブル制御部、１０３…スライス管理テーブル、１０５…通信部、１０６…スライス管理テーブル。

Claims (6)

1. ネットワークインフラ上に生成される仮想化ネットワークであるスライスの管理を行い、一または複数に事業者ごとに管理される一または複数の子スライス管理装置と、前記一または複数の子スライス管理装置を管理する親スライス管理装置とを含むスライス管理システムであって、
   前記親スライス管理装置は、
   前記子スライス管理装置に対応付けて、当該子スライス管理装置が管理するスライスおよび当該スライスに割り当てられたリソースを示すスライス情報を記憶する親管理テーブルと、
   前記親管理テーブルに記憶されたスライス情報を、前記子スライス管理装置に対して通知する通知部と、
   前記親管理テーブルにおいて子スライス管理装置と対応付ける前に、スライスおよび当該スライスに割り当てられたリソースを示すスライス情報を記憶するスライス情報記憶装置から、当該スライス情報を取得し、取得したスライス情報を前記親管理テーブルに登録する制御部と、を備え、
   取得したスライス情報が子スライス管理装置に割り当てられ、
   前記子スライス管理装置は、
   前記通知部により通知された、前記スライスを構築するためのスライス情報を記憶する子管理テーブル、
   を備えるスライス管理システム。
2. 前記親スライス管理装置において、
   前記制御部は、
   新規の子スライス管理装置からリソースの割当要求を受けると、前記新規の子スライス管理装置と前記スライス情報とを対応付けて前記親管理テーブルに記憶する、
   請求項１に記載のスライス管理システム。
3. 前記親スライス管理装置において、
   前記制御部は、
   子スライス管理装置からリソースの変更要求を受けると、前記親管理テーブルにリソースの変更内容を登録し、
   前記変更内容の登録処理に伴って、前記スライス情報記憶装置に対して当該変更内容に従った変更指示を行なう、
   請求項１または２に記載のスライス管理システム。
4. 前記親スライス管理装置において、
   前記通知部は、前記割当要求に対して要求を満たすことができないと判断する場合には、エラーの旨を前記新規の子スライス管理装置に対して送信する、
   請求項２に記載のスライス管理システム。
5. 前記親スライス管理装置において、
   前記通知部は、前記変更要求に対して要求を満たすことができないと判断する場合には、エラーの旨を前記子スライス管理装置に対して送信する、
   請求項３に記載のスライス管理システム。
6. ネットワークインフラ上に生成される仮想化ネットワークであるスライスの管理を行い、一または複数に事業者ごとに管理される一または複数の子スライス管理装置と、前記一または複数の子スライス管理装置を管理する親スライス管理装置とを含むスライス管理システムにおけるスライス管理方法であって、
   前記親スライス管理装置は、
   前記子スライス管理装置に対応付けて、当該子スライス管理装置が管理するスライスおよび当該スライスに割り当てられたリソースを示すスライス情報を親管理テーブルに記憶するステップと、
   前記親管理テーブルに記憶されたスライス情報を、前記子スライス管理装置に対して通知するステップと、
   前記親管理テーブルにおいて子スライス管理装置と対応付ける前に、スライスおよび当該スライスに割り当てられたリソースを示すスライス情報を記憶するスライス情報記憶装置から、当該スライス情報を取得し、取得したスライス情報を前記親管理テーブルに登録する制御ステップと、
   を備え、
   取得したスライス情報が子スライス管理装置に割り当てられ、
   前記子スライス管理装置は、
   通知された、前記スライスを構築するためのスライス情報を子管理テーブルに記憶するステップと、
   を備えるスライス管理方法。

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