JP7077867B2 - ネットワークサービス管理装置、ネットワークサービス管理方法およびネットワークサービス管理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワークサービスを構築して提供するネットワークサービス管理装置、ネットワークサービス管理方法およびネットワークサービス管理プログラムに関する。

従来専用ハードウェア上に構築され提供されることが多かったファイアウォールや侵入検知システムなどのネットワーク機能が、仮想化技術の進展やハードウェアの性能向上により、汎用物理サーバ上の仮想マシンとしても提供可能となっている。ネットワーク機能を仮想マシンによる仮想ネットワーク機能として提供することで、ネットワークサービス事業者にとっては、短期間で新サービスを市場に展開できる、リソース利用を最適化して機器コストや電力消費を削減できる、自動化による運用効率が改善できるなどのメリットがある。

ネットワークサービス事業者は、顧客からサービス要求を受け付け、ネットワークサービスを生成して、顧客に提供している。ネットワークサービスは、１つ以上の仮想ネットワーク機能から構成される。仮想ネットワーク機能の生成に要する時間（リードタイム）の短縮は、すぐにネットワークサービスを利用したいと要望する顧客を獲得するための重要な課題となる。また、オートヒーリングやオートスケーリングにおいては、リードタイムがネットワークサービス品質に直結する。

ネットワークサービス（以下、サービスとも記す）を生成するには、サービスを構成する仮想ネットワーク機能が利用する仮想マシンや仮想マシン間を接続する仮想ネットワークなど、ネットワーク機能仮想化基盤上のリソースを確保する必要がある。リソース確保に失敗すると、繰り返しサービス生成処理を実行することになり、リードタイムが長くなる。リソース確保に失敗する原因には、他のサービスとのリソース競合、リソース（装置）の故障、リソース不足などがあり、特に大規模なサービスでは、必要とするリソースの要件が厳しかったり、サービスを構成する仮想ネットワーク機能の数が多かったりして、全てのリソースを確保することが難しくなる。

このような問題に対して、特許文献１に記載の技術は、リソースを予約することによりリソース確保を担保しようとする。

特開２０１７－１４３４５２号公報

特許文献１に記載の管理装置は、利用者（顧客）からサービスの要求を受け付けて、要求されたサービスを生成する際に、サービス提供に必要なサーバ系装置のリソースおよびネットワーク系装置のリソースを予約した後に、サーバ系装置の予約されたリソースからアプリケーションを生成し、ネットワーク系装置の予約されたリソースからネットワーク接続を生成することで、リソース上でサービスを生成する。しかしながら、特許文献１に記載の管理装置について、予約した後にリソースに故障が発生してサービスが生成できない場合の対応についての記載が見当たらない。

記載の範囲内での対応として、サービス生成に失敗した場合には、管理装置は、予約したリソースを全て解放して、サービス生成失敗を利用者に通知し、利用者が再度サービスを要求するという手法がある。しかしながら、サービス要求が繰り返される間、利用者はサービスが提供されるのを待つことになり、利用者のサービス満足度低下につながってしまう。
サービスが再要求された場合、管理装置は、再度必要なリソースを予約してサービスを生成する。しかしながら、この対応手法では、一度は予約できたリソースが、他のサービスのために先に予約されてしまい２回目には予約できず、さらに、替わりとなる（サービスの要件を満たすために必要な）リソースが他のサービスによって全て使われていて、利用可能な（空いている）リソースがない（リソース不足）ために予約に失敗する場合が起きうる。このときには、管理装置は、リソースに空きが出てくるまでサービスが提供できず、リードタイムが長くなる。また、利用者から要求されたサービスに必要なネットワーク機能仮想化基盤上のリソースが不足している場合にも、管理装置は、リソースに空きが出てくるまでサービスが提供できず、リードタイムが長くなる。

このような、サービス要求の繰り返しやリソース不足に対応しつつリソースを予約して、サービスを生成することでリードタイムを短縮することが望まれる。
このような背景を鑑みて、本発明は、ネットワークサービス提供のリードタイムを短縮することを課題とする。

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、ネットワーク機能仮想化基盤に含まれるリソースを用いてネットワークサービスを提供するネットワークサービス管理装置であって、前記ネットワークサービスの要求を受け付け、当該ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、前記仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースを決定し、当該リソースを予約するオーケストレータと、前記予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で前記仮想ネットワーク機能を起動し、前記ネットワークサービスを生成する仮想化基盤管理部とを備え、前記オーケストレータが、前記予約したリソースのなかに前記仮想化基盤管理部が確保に失敗したリソースがあった場合、前記確保に失敗したリソースを割り当てた仮想ネットワーク機能について、当該仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、当該仮想ネットワーク機能に割り当てる新たなリソースを決定して、当該リソースを再予約し、前記仮想化基盤管理部が、前記確保に失敗したリソース以外の前記予約されたリソースおよび前記再予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成することを特徴とするネットワークサービス管理装置とした。

また、請求項７に記載の発明は、ネットワーク機能仮想化基盤に含まれるリソースを用いてネットワークサービスを提供するネットワークサービス管理装置のネットワークサービス管理方法であって、前記ネットワークサービス管理装置が、前記ネットワークサービスの要求を受け付け、当該ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、前記仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースを決定し、当該リソースを予約するステップと、前記予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で前記仮想ネットワーク機能を起動し、前記ネットワークサービスを生成するステップと、前記予約したリソースのなかに確保に失敗したリソースがあった場合、前記確保に失敗したリソースを割り当てた仮想ネットワーク機能について、当該仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、当該仮想ネットワーク機能に割り当てる新たなリソースを決定して、当該リソースを再予約するステップと、前記確保に失敗したリソース以外の前記予約されたリソースおよび前記再予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成するステップとを実行することを特徴とするネットワークサービス管理方法とした。

このような構成にすることで、ネットワークサービス管理装置は、予約したが確保できなかったリソースが割り当てられていた仮想ネットワーク機能に対してのみ、リソースを再度割り当てて、再予約し、全ての仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを提供することができる。確保できた、仮想ネットワーク機能に割り当てられ予約済みのリソースは、解放されず予約したままであるため他のネットワークサービスの仮想ネットワーク機能に割り当てられることはない。このため、ネットワークサービス管理装置は、従来技術ではネットワークサービスの生成に失敗する状況においても失敗することなく、替わりのリソースを用いてサービスを提供することができ、ネットワークサービス提供のリードタイムを短縮することができる。

請求項２に記載の発明は、前記オーケストレータまたは前記仮想化基盤管理部が、前記仮想化基盤管理部が確保に失敗したリソースの予約を解除することを特徴とする請求項１に記載のネットワークサービス管理装置とした。

このような構成にすることで、ネットワークサービス管理装置は、ネットワーク機能仮想化基盤上のリソースが利用可能な状態に戻った後に、新たに仮想ネットワーク機能に当該リソースを割り当てることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記オーケストレータが、前記再予約したリソースのなかに前記仮想化基盤管理部が確保に失敗したリソースがあった場合、前記新たなリソースの決定と当該リソースの予約を、前記仮想化基盤管理部が当該リソースを確保するまで繰り返し、前記仮想化基盤管理部が、前記確保されたリソース上で仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成することを特徴とする請求項１または２に記載のネットワークサービス管理装置とした。

このような構成にすることで、仮想ネットワーク機能に割り当てられ再予約したリソースが確保できず利用できない場合であっても、ネットワークサービス管理装置は、ネットワーク機能仮想化基盤上の別のリソースを用いて仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成することができる。

請求項４に記載の発明は、前記オーケストレータが、前記予約または前記再予約において、前記リソース要件に合致し、前記仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースがない場合には、所定の調整ポリシに従って、当該割り当てるリソースがなかった仮想ネットワーク機能のリソース要件を変更して、当該仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースを決定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のネットワークサービス管理装置とした。

このような構成にすることで、仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たすリソースがネットワーク機能仮想化基盤上にない場合であっても、ネットワークサービス管理装置は、調整ポリシに従ってリソース要件を緩和するように変更して仮想ネットワーク機能にリソースを割り当て、ネットワークサービスを提供することが可能となる。リソース要件を満たすリソースが利用可能となるまで仮想ネットワーク機能の起動を待つ必要がなく、ネットワークサービス提供のリードタイムを短縮することができる。

請求項５に記載の発明は、前記オーケストレータが、前記ネットワーク機能仮想化基盤に含まれるリソースの状況に応じて、前記リソース要件に含まれるリソースの性能および／または容量の変更した後の値が異なる、複数の調整ポリシを切り替えることを特徴とする請求項４に記載のネットワークサービス管理装置とした。

このような構成にすることで、ネットワークサービス管理装置は、ネットワーク機能仮想化基盤上の空きリソース量が少ない場合には、割り当てるリソースの量を小さくするように仮想ネットワーク機能のリソース要件を変更する調整ポリシに切り替えることが可能となる。このため、ネットワークサービス管理装置は、残り少ない空きリソースのなかで、調整ポリシが固定されている場合に比べてより多くの仮想ネットワーク機能を起動することができ、より多くのサービスを提供することができるようになる。

請求項６に記載の発明は、前記オーケストレータが、前記変更されたリソース要件に基づいてリソースが割り当てられた仮想ネットワーク機能を示す縮退起動済み仮想ネットワーク機能について、前記縮退起動済み仮想ネットワーク機能の変更される前のリソース要件を満たすリソースを示す新規リソースを前記縮退起動済み仮想ネットワーク機能に割り当て可能になった場合には、前記新規リソースを予約し、前記仮想化基盤管理部が、前記新規リソースを確保し、確保された前記新規リソース上で仮想ネットワーク機能を起動して、前記縮退起動済み仮想ネットワーク機能と置き換えることを特徴とする請求項４または５に記載のネットワークサービス管理装置とした。

このような構成にすることで、緩和するように変更されたリソース要件のリソースが割り当てられた縮退起動済み仮想ネットワーク機能を含むネットワークサービスについて、変更される前の本来のリソース要件に合致するリソースが利用可能となった時点で、ネットワークサービス管理装置は、本来のリソース要件に合ったリソースを当該仮想ネットワーク機能に割り当てて、ネットワークサービスを提供することが可能となる。サービス利用者は、要件を満たさないネットワークサービスについて、サービスの停止や再要求をすることなく、ネットワーク機能仮想化基盤上のリソースの空きが生じた時点で、仮想ネットワーク機能に本来のリソース要件を満たすリソースが割り当てられ、本来の性能や品質を有したネットワークサービスを利用することができる。

請求項８に記載の発明は、コンピュータに、請求項７に記載のネットワークサービス管理方法を実行させるためのネットワークサービス管理プログラムとした。

このようにすることで、一般的なコンピュータに、請求項７に記載のネットワークサービス管理方法を実行させることができる。

本発明によれば、ネットワークサービス提供のリードタイムを短縮することができる。

比較例としての既存の管理装置におけるネットワークサービス生成処理の問題点を説明するための図である。 本実施形態に係るネットワークサービス生成処理の概要を説明するための図である。 本実施形態に係るネットワークサービス管理装置の全体構成を示す図である。 本実施形態に係るネットワークサービス生成処理のフローチャートである。 本実施形態に係る、リソースの予約と確保に成功した場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図である。 本実施形態に係る、予約したリソースが故障し、再び予約して確保に成功した場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図（１）である。 本実施形態に係る、予約したリソースが故障し、再び予約して確保に成功した場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図（２）である。 本実施形態に係る、リソース要件を満たすリソースがない場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図である。 本実施形態に係る、リソース要件を緩和してもリソース要件を満たすリソースがない場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図である。 本実施形態の変形例に係るネットワークサービス補正処理のフローチャートである。

≪既存のネットワークサービス生成≫
本発明を実施するための形態（実施形態）であるネットワークサービス管理装置（以下、単に管理装置とも記す）を説明する前に、特許文献１に記載の技術に基づくネットワークサービスの生成処理と問題点、および本発明における生成処理と効果を説明する。

図１は、比較例としての既存の管理装置９００におけるネットワークサービス生成処理の問題点を説明するための図である。管理装置９００は、例えば特許文献１に記載の管理装置であって、ネットワークサービスのサービスオーダ（サービス要求）を利用者（サービス要求元）から受け付け、受け付けたネットワークサービス提供に必要なリソースを予約して、予約済みのリソースを用いてサービスを生成する管理装置である。ネットワークサービスには、性能（処理能力）や容量といったサービス要件（サービス仕様）があり、管理装置９００は、サービス要件を満たすために必要なリソース要件を満たすリソースを予約する。管理装置９００は、リソースの予約やサービス生成に失敗した場合には、予約を解除して、利用者にサービス生成失敗を通知する。

なお、リソースとは、サーバ系装置やネットワーク系装置が仮想化されて、サービス提供に利用されるリソースであり、例えば、仮想ＣＰＵ（Central Processing Unit）や仮想メモリを備える仮想マシン、仮想ネットワーク（ネットワークスライス）、仮想ストレージなどである。サービスオーダに含まれるサービス要件から、例えば、仮想ＣＰＵの性能（ＣＰＵコア数）や記憶容量、ネットワーク帯域といった、ネットワークサービスに割り当てられるリソースのリソース要件が決まる。仮想リソースは、１つの装置や１つの拠点から提供されるとは限らず、複数の装置や複数の拠点から提供されてもよい。

管理装置９００は、ネットワークサービスのサービスオーダＸ９１０をサービス要求元から受け付けると、ネットワークサービスを構成する個々の仮想ネットワーク機能に必要なリソースＡ、リソースＢ、リソースＣおよびリソースＤを予約リソース９２０として予約する。次に、管理装置９００は、予約リソース９２０を確保し、確保した予約リソース９２０を用いて個々の仮想ネットワーク機能を生成し、仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービス（サービス）を生成する（図１（ａ）参照）。続いて、管理装置９００は、サービスオーダＸ９１０のサービス要求元に生成したネットワークサービスを提供する。

なお、本明細書において、リソースを予約するとは、ネットワーク機能仮想化基盤（ネットワークサービスの実行に必要なリソースを提供する基盤）にあるリソースを、その利用に先だち、ある期間に亘っての利用として予約しておくという意味である。また、リソースを確保するとは、利用開始時にネットワーク機能仮想化基盤にあるリソースを、仮想ネットワーク機能に供するリソースとして専有することである。

ここで、サービス生成前に予約したリソースＤに故障が発生すると、リソースＤを確保できず、管理装置９００は、ネットワークサービスの生成に失敗する（図１（ｂ）参照）。この場合、管理装置９００は、予約した全リソースを解放して（図１（ｃ）参照）、サービス生成失敗をサービス要求元に通知する。その後、サービス要求元から再度サービスオーダを受け付けると、管理装置９００は、ネットワークサービスの生成に必要なリソース全てを再度予約しようとする。

しかしながら、ＣＰＵコア数が多い、ネットワーク帯域が広いなど、仮想ネットワーク機能が求めるリソース要件が厳しく、ネットワーク機能仮想化基盤において希少なリソースを一旦解放してしまうと、管理装置９００が、同じリソースを再度予約しようとしても失敗する場合がある。例えば、管理装置９００が、希少なリソースＣをサービスオーダＸ９１０の予約リソース９２０として再度予約する前に、別のサービスオーダＹ９３０の予約リソース９４０として予約したとする（図１（ｄ）参照）。すると、管理装置９００は、希少ではないリソースＤに替わるリソースＦは予約できても、リソースＣに替わるリソースが予約できず、サービス生成に失敗してしまう（図１（ｅ）参照）。なお、リソースＤに替わるリソースとは、当該リソースがリソースＤを用いる仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たすことを意味している。

サービス生成に失敗する原因は、予約済みリソースの故障に限らない。サービスオーダを受け付ける以前から、リソースが使用されていて空きのリソースがなく予約ができない場合や、ネットワーク機能仮想化基盤の管理上の不備により存在しないリソースが誤って登録されたため、見かけ上は予約可能ではあるが、存在しないのでリソースが確保できない場合などがある。

≪本発明におけるネットワークサービス生成≫
図２は、本実施形態に係るネットワークサービス生成処理の概要を説明するための図である。本発明における管理装置９６０は、予約したリソースＤに故障が発生した場合（図２（ａ）参照）、予約リソース９２０を全て解放するのではなく、故障が発生したリソースＤのみを解放し、他のリソースＡ、リソースＢおよびリソースＣは予約リソース９２０として予約したままとする（図２（ｂ）参照）。

続いて、管理装置９６０は、故障したリソースＤに替わるリソースＦを追加で予約して予約リソース９２０に加え、リソースＡ、リソースＢ、リソースＣおよびリソースＦを用いてサービスを生成して（図２（ｃ）参照）、サービスオーダＸ９１０の送信元（サービス要求元）に提供する。
予約したリソースに故障が発生した場合に、管理装置９６０は、正常なリソースを解放せず予約したままにして、故障したリソースのみを解放し、別のリソースを替わりに予約する。このため、管理装置９６０は、正常な予約リソースを一旦解放した後の再度の予約に失敗することなくサービスの提供ができ、結果としてリードタイムを短縮することができる。

また、本発明における管理装置９６０は、リソースＤに替わるリソースがネットワーク機能仮想化基盤１４０上に見つからない場合には、リソース要件を緩和してリソースｄを予約し、リソースＡ、リソースＢ、リソースＣおよびリソースｄを用いてサービスを生成して（図２（ｄ）参照）提供する。この緩和されるリソース要件とは、リソースＤを用いる仮想ネットワーク機能のリソース要件である。緩和されるリソース要件の例としては、サービスを提供するサーバのＣＰＵの性能やメモリサイズ、ストレージのサイズ、ネットワークの帯域などがある。管理装置９６０は、性能を下げたり、サイズ（容量）を小さくしたりするようにしてリソース要件を緩和する。

このように要件を満たすネットワーク機能仮想化基盤１４０上のリソースに空きがなく、リソースが予約できない場合であっても、リソース要件を緩和してサービスを生成して提供することにより、管理装置９６０は、サービス提供のリードタイムを短くすることができる。サービス利用開始当初は、サービス要件が完全には満たされる必要のない利用者は、いち早くサービスを利用することができるようになる。

≪ネットワークサービス管理装置の全体構成≫
図３は、本実施形態に係るネットワークサービス管理装置１００の全体構成を示す図である。ネットワークサービス管理装置１００は、ネットワークで接続されたネットワーク機能仮想化基盤（ＮＦＶＩ（Network Functions Virtualisation Infrastructure））１４０にある物理／仮想リソース上で動作する仮想ネットワーク機能、および１つ以上の仮想ネットワーク機能を組み合わせたネットワークサービス（以下では単にサービスとも記す）のライフサイクル管理を行う。

ネットワーク機能仮想化基盤１４０は、物理リソースや物理リソースを仮想化した仮想リソースを含み、仮想ネットワーク機能の実行に必要なリソースを提供する基盤である。ネットワークサービス管理装置１００は、ネットワークサービスを要求するサービスオーダ（サービス要求）を受け付け、ネットワーク機能仮想化基盤１４０に備わるリソースのなかから、ネットワークサービスを構成するそれぞれの仮想ネットワーク機能が利用するリソースを決定して予約し、リソースを用いて仮想ネットワーク機能を生成し、仮想ネットワーク機能を接続してサービスを生成して、サービスの要求元に提供する。

ネットワークサービス管理装置１００は、オーケストレータ１１０、仮想ネットワーク機能管理部（ＶＮＦＭ（Virtual Network Function Manager））１２０および仮想化基盤管理部（ＶＩＭ（Virtualised Infrastructure Manager））１３０を備える。
オーケストレータ１１０は、１つ以上の仮想ネットワーク機能（ネットワークアプリケーション）から構成されるネットワークサービスの生成や監視、削除などのライフサイクル管理を行う。

仮想ネットワーク機能管理部１２０は、個別の仮想ネットワーク機能のライフサイクル管理を行い、オーケストレータ１１０に対して仮想ネットワーク機能に必要なリソース要件や制約情報を提供する。
仮想化基盤管理部１３０は、ＣＰＵやメモリ、ストレージ、ネットワークなどの物理／仮想リソースの運用管理を行い、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上のリソースの予約や仮想ネットワーク機能から構成されるネットワークサービスの生成を指示する。なお、以下では、仮想ネットワーク機能もネットワークサービス、または単にサービスと記す場合がある。

オーケストレータ１１０は、サービス要求受付／応答部１１１、パラメータ検証／仮想ネットワーク機能抽出部（図３では、パラメータ検証／ＶＮＦ（Virtual Network Function）抽出部と記載）１１２、リソース要件／制約条件問合せ部１１３、リソース要件／制約条件調整部１１４、予約リソース候補判断部１１５、リソース予約要求部１１６およびサービス生成要求部１１７を備える。

サービス要求受付／応答部１１１は、サービス要求元（（サービス）利用者、図３には不図示、図５のサービス要求元３１０参照）からのサービス要求を受け付け、サービス要求に含まれているネットワークサービスの生成結果およびサービス構成内容を応答する。
パラメータ検証／仮想ネットワーク機能抽出部１１２は、サービス要求に含まれるパラメータを検証し、ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能を抽出する。

リソース要件／制約条件問合せ部１１３は、サービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件や制約条件を仮想ネットワーク機能管理部１２０に問い合わせる。リソース要件には、ＣＰＵ性能（ＣＰＵコア数）や記憶容量、ネットワークの帯域などがある。制約条件には、仮想ネットワーク機能が動作する場所（ネットワーク機能仮想化基盤１４０がある拠点）などに係る条件がある。なお、以下ではリソース要件と制約条件とを合わせて、単にリソース要件と記す場合がある。

リソース要件／制約条件調整部１１４は、サービス要求で要求されたネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たし、利用可能なリソースがネットワーク機能仮想化基盤１４０にない場合に、調整ポリシに基づいてリソース要件を緩和して、調整する。
予約リソース候補判断部１１５は、サービス要求に含まれるネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件に基づいて、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の利用可能なリソース群から、仮想ネットワーク機能が利用するリソースの候補を判断する（決定するまたは割り当てるとも記す）。

リソース予約要求部１１６は、仮想化基盤管理部１３０に対して予約リソース候補判断部１１５が仮想ネットワーク機能に割り当てたリソース候補の予約を要求する。
サービス生成要求部１１７は、仮想化基盤管理部１３０に対して、ネットワーク機能仮想化基盤１４０にある仮想ネットワーク機能に割り当てられ予約されたリソースを確保して、仮想ネットワーク機能を生成し、さらに、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成するように要求する。

仮想ネットワーク機能管理部１２０は、リソース要件／制約条件読出し部１２１を備える。リソース要件／制約条件読出し部１２１は、リソース要件／制約条件問合せ部１１３からの問い合わせを受け付けて、ネットワークサービスカタログ（不図示）から生成対象の仮想ネットワーク機能のリソース要件や制約条件を読み出して応答する。

仮想化基盤管理部１３０は、リソース管理部１３１とサービス生成部１３２とを備える。リソース管理部１３１は、リソース予約要求部１１６の要求に対して、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の、仮想ネットワーク機能に割り当てられたリソースを予約し、予約結果を応答する。サービス生成部１３２は、サービス生成要求部１１７の要求に応じて、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の、仮想ネットワーク機能に割り当てられ予約済みのリソースを確保して、リソース上で仮想ネットワーク機能を起動（生成）し、さらに、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成して、生成結果を応答する。

なお、オーケストレータ１１０と仮想ネットワーク機能管理部１２０と仮想化基盤管理部１３０とは、ＣＰＵ、記憶部、通信部を有する物理サーバ上でそれぞれ動作してもよいし、１台または複数台の物理サーバ上で動作してもよいし、または１つ以上の仮想マシン上で動作してもよい。

≪ネットワークサービス生成処理≫
以下、フローチャートとシーケンス図を用いてネットワークサービス生成処理を説明する。図４は、本実施形態に係るネットワークサービス生成処理のフローチャートである。図４を参照しながら、主としてオーケストレータ１１０が実行するネットワークサービス生成処理を説明する。
ステップＳ１０１において、サービス要求受付／応答部１１１は、サービス要求元（図５のサービス要求元３１０参照）が送信したサービス要求を受信する。

ステップＳ１０２において、パラメータ検証／仮想ネットワーク機能抽出部１１２は、サービス要求に含まれるパラメータを検証し、ネットワークサービスを構成する１つまたは複数の仮想ネットワーク機能（図４ではＶＮＦと記載）を抽出する。
ステップＳ１０３において、リソース要件／制約条件問合せ部１１３は、ステップＳ１０２で抽出した仮想ネットワーク機能のリソース要件を仮想ネットワーク機能管理部１２０に問い合わせて確認する。仮想ネットワーク機能管理部１２０のリソース要件／制約条件読出し部１２１は、問い合わせに含まれる仮想ネットワーク機能のリソース要件をネットワークサービスカタログから読み出して応答する。

ステップＳ１０４において、予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ１０３で確認したリソース要件を満たし、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の利用可能なリソースのなかから、仮想ネットワーク機能に割り当てるリソース候補を決定する。複数の仮想ネットワーク機能があれば、それぞれの仮想ネットワーク機能について、割り当てるリソース候補を決定する。

予約リソース候補判断部１１５は、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の利用可能なリソース（空きリソース）を自身（オーケストレータ１１０の記憶部）から取得してもよいし、仮想ネットワーク機能管理部１２０または仮想化基盤管理部１３０に問い合わせて取得してもよい。
または、ステップＳ１０３でのリソース要件／制約条件読出し部１２１からの応答が、仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たし、利用可能なリソースの情報を含めるようにしてもよい。このようにすることで、予約リソース候補判断部１１５は、リソース要件／制約条件読出し部１２１から取得したリソースの情報を参照して、仮想ネットワーク機能に割り当てるリソース候補を決定することができる。

ステップＳ１０５において、予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ１０４における全ての仮想ネットワーク機能のリソース候補が決定して割り当てに成功すれば（ステップＳ１０５→Ｙ）、ステップＳ１０６に進み、失敗すれば（ステップＳ１０５→Ｎ）、ステップＳ１１０に進む。予約リソース候補判断部１１５がリソース要件を満たすリソースの割り当てに失敗するのは、例えば、仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たすリソースが全て予約済みである、他のサービス（他のサービスを構成する仮想ネットワーク機能）で利用されているなどの理由による。

ステップＳ１０６において、リソース予約要求部１１６は、仮想化基盤管理部１３０に要求してリソース候補を予約する。
ステップＳ１０７において、サービス生成要求部１１７は、仮想ネットワーク機能管理部１２０を経由して仮想化基盤管理部１３０に対し、予約されたリソースを用いて仮想ネットワーク機能を生成し、さらに、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成するように要求する。

この要求に対して、仮想化基盤管理部１３０は、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の予約されたリソースを確保し、このリソースを使って仮想ネットワーク機能を生成する（起動する）。さらに、仮想化基盤管理部１３０は、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成する。仮想化基盤管理部１３０は、リソースの確保およびネットワークサービス（仮想ネットワーク機能）の生成に成功したか否かを、仮想ネットワーク機能管理部１２０を経由してサービス生成要求部１１７に通知する。

ステップＳ１０８において、サービス生成要求部１１７は、全ての仮想ネットワーク機能についてリソース確保に成功して、ネットワークサービスの生成に成功すれば（ステップＳ１０８→Ｙ）ステップＳ１０９に進み、失敗すれば（ステップＳ１０８→Ｎ）ステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１０９において、サービス要求受付／応答部１１１は、サービス要求に含まれていたネットワークサービスの生成に成功した旨の結果をサービス要求元に通知する。なお、サービス要求受付／応答部１１１は、サービスが利用しているリソース（サービスを構成する仮想ネットワーク機能が利用しているリソース）の情報を含むサービス内容を付加的に通知してもよい。

ステップＳ１１０において、リソース要件／制約条件調整部１１４は、リソース候補の割り当てに失敗した仮想ネットワーク機能について、調整ポリシに基づいてリソース要件を緩和するように変更し、予約リソース候補判断部１１５は、緩和され変更されたリソース要件を満たすリソース候補を仮想ネットワーク機能に割り当てる。リソース要件の緩和の内容としては、例えば、ＣＰＵの性能を下げる（ＣＰＵコア数を減らす）、記憶容量を減らす、負荷分散クラスタシステムにおいて同種の複数の仮想ネットワーク機能がある場合にその数を減らす、リソースを提供するネットワーク機能仮想化基盤１４０がある拠点の変更などがある。リソース要件／制約条件調整部１１４と予約リソース候補判断部１１５とは、リソース要件を徐々に緩和しながら利用可能なリソースのなかから探して、リソース候補を仮想ネットワーク機能に割り当てる。

なお、リソース候補の割り当てに失敗した仮想ネットワーク機能が複数あれば、リソース要件／制約条件調整部１１４は、それぞれの仮想ネットワーク機能のリソース要件を緩和するように変更する。また、予約リソース候補判断部１１５は、緩和され変更された、それぞれのリソース要件を満たすリソース候補を、対応する仮想ネットワーク機能に割り当てる。

ステップＳ１１１において、予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ１１０において緩和されたリソース要件で、全ての仮想ネットワーク機能についてリソース候補の割り当てが成功すれば（ステップＳ１１１→Ｙ）、ステップＳ１０６に進み、失敗すれば（ステップＳ１１１→Ｎ）、ステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２において、リソース予約要求部１１６は、仮想化基盤管理部１３０に要求して予約済みのリソース候補全てを解放する。
ステップＳ１１３において、サービス要求受付／応答部１１１は、サービス要求に含まれていたネットワークサービスの生成に失敗した旨の結果をサービス要求元に通知する。

ステップＳ１１４において、仮想化基盤管理部１３０のリソース管理部１３１は、確保に失敗したリソースの予約を解除してリソースを解放し、ステップＳ１０４に戻る。なお、ステップＳ１１４から戻ったステップＳ１０４においては、予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ１１４で解放したリソースに替わり、確保に失敗したリソースが割り当てられた仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たし、利用可能なリソースをリソース候補として割り当てる。確保に成功したリソースについては、リソース管理部１３１は、解放せず予約したままであり、予約リソース候補判断部１１５は、仮想ネットワーク機能に割り当てたままである。

また、ステップＳ１１４から戻ったステップＳ１０７においては、サービス生成要求部１１７は、予約解除されていないそれぞれの予約されたリソースを用いて仮想ネットワーク機能を生成し、さらに、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成するように、仮想ネットワーク機能管理部１２０を経由して仮想化基盤管理部１３０に対して要求する。

≪ネットワークサービス生成処理：通常ケース≫
以下では、リソースの予約と確保に成功したケース（通常ケース）、リソースを予約したが故障により確保に失敗し再び予約して確保に成功したケース、リソース要件を緩和して予約と確保に成功したケース、およびリソース要件を緩和しても割り当てに失敗したケースに分けてネットワークサービス生成処理を説明する。

図５は、本実施形態に係る、リソースの予約と確保に成功した場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図である。図５を参照しながら、図４のステップＳ１０４でリソース候補の割り当てに成功し（ステップＳ１０５→Ｙ）、サービス生成にも成功（ステップＳ１０８→Ｙ）する場合のネットワークサービス生成処理を説明する。ネットワークサービス生成処理は、サービス要求元３１０が、ネットワークサービス管理装置１００に、サービス要求を送信してネットワークサービスを要求することから始まる。

ステップＳ２０１において、オーケストレータ１１０のサービス要求受付／応答部１１１は、サービス要求元が送信したサービス要求を受信する（図４のステップＳ１０１参照）。
ステップＳ２０２において、オーケストレータ１１０のパラメータ検証／仮想ネットワーク機能抽出部１１２は、サービス要求に含まれるパラメータを検証し、ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能を抽出する（ステップＳ１０２参照）。

ステップＳ２０３において、オーケストレータ１１０のリソース要件／制約条件問合せ部１１３は、仮想ネットワーク機能管理部１２０に、ステップＳ２０２で抽出した仮想ネットワーク機能のリソース要件の確認要求を送信する。
ステップＳ２０４において、仮想ネットワーク機能管理部１２０のリソース要件／制約条件読出し部１２１は、ステップＳ２０３の確認要求に含まれる仮想ネットワーク機能のリソース要件をネットワークサービスカタログ（不図示）から読み出す。

ステップＳ２０５において、リソース要件／制約条件読出し部１２１は、ステップＳ２０４で読み出した仮想ネットワーク機能のリソース要件をオーケストレータ１１０に送信する。リソース要件とともに、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上にあるリソース要件を満たし利用可能なリソースの情報を含んでもよい。なお、以上のステップＳ２０３～Ｓ２０５は、図４のステップＳ１０３に対応する。

ステップＳ２０６において、オーケストレータ１１０の予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ２０５で取得したリソース要件を満たし、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の利用可能なリソースを、仮想ネットワーク機能のリソース候補として割り当てる（ステップＳ１０４，Ｓ１０５→Ｙ参照）。予約リソース候補判断部１１５は、利用可能なリソースの情報を自身（オーケストレータ１１０の記憶部）から取得してもよいし、仮想ネットワーク機能管理部１２０または仮想化基盤管理部１３０に問い合わせて取得してもよいし、または、ステップＳ２０５で利用可能なリソースの情報を取得したならば、これを参照してもよい。

ステップＳ２０７において、オーケストレータ１１０のリソース予約要求部１１６は、仮想化基盤管理部１３０に対して、ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能に割り当てられたリソース候補の予約要求を送信する。
ステップＳ２０８において、仮想化基盤管理部１３０のリソース管理部１３１は、ステップＳ２０７の予約に含まれるリソースを予約する。
ステップＳ２０９において、リソース管理部１３１は、リソースの予約が完了したことを通知する。なお、以上のステップＳ２０７～Ｓ２０９は、図４のステップＳ１０６に対応する。

ステップＳ２１０において、オーケストレータ１１０のサービス生成要求部１１７は、仮想ネットワーク機能およびサービスの生成要求を仮想ネットワーク機能管理部１２０に送信する。
ステップＳ２１１において、仮想ネットワーク機能管理部１２０は、ステップＳ２１０の生成要求を仮想化基盤管理部１３０に送信する。

ステップＳ２１２において、仮想化基盤管理部１３０のサービス生成部１３２は、ステップＳ２０８で予約されたリソースを確保して仮想ネットワーク機能を生成し、さらに、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成するように、ネットワーク機能仮想化基盤１４０に要求する。

ステップＳ２１３において、ネットワーク機能仮想化基盤１４０は、ステップＳ２１２の要求にあった予約されたリソースを確保し、このリソースを使って仮想ネットワーク機能を生成する（起動する）。さらに、複数の仮想ネットワーク機能を接続してネットワークサービスを生成する。
ステップＳ２１４において、ネットワーク機能仮想化基盤１４０は、サービスを生成したことを通知する。

ステップＳ２１５において、仮想化基盤管理部１３０のサービス生成部１３２は、生成されたサービスの内容を通知する。サービスの内容には、生成された仮想ネットワーク機能やそのリソースの内容（仮想ＣＰＵの性能など）を含む。
ステップＳ２１６において、仮想ネットワーク機能管理部１２０は、生成されたサービス内容を通知する。なお、以上のステップＳ２１０～Ｓ２１６は、図４のステップＳ１０７，Ｓ１０８→Ｙに対応する。
ステップＳ２１７において、オーケストレータ１１０のサービス要求受付／応答部１１１は、ネットワークサービスの生成に成功した旨の結果をサービス要求元に通知する。通知には、生成された仮想ネットワーク機能やそのリソースの内容を含んでもよい（ステップＳ１０９参照）。

≪ネットワークサービス生成処理：予約したリソースが故障し、再び予約して確保に成功するケース≫
次に、ネットワークサービス管理装置１００が、仮想ネットワーク機能のリソース割り当てに成功してリソースを予約したが、ネットワークサービスを構成するいずれかの仮想ネットワーク機能について、割り当てて予約したリソースが故障し、別のリソースを割り当てて予約し、確保に成功する場合を説明する。図６は、本実施形態に係る、予約したリソースが故障し、再び予約して確保に成功した場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図（１）である。図７は、本実施形態に係る、予約したリソースが故障し、再び予約して確保に成功した場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図（２）である。図６と図７とを参照しながら、図４のステップＳ１０４でリソース候補の割り当てに成功し（ステップＳ１０５→Ｙ）、その後に予約したリソースが故障してサービス生成に失敗（ステップＳ１０８→Ｎ）して、再度のリソース割り当てに成功し（ステップＳ１０５→Ｙ）、サービス生成に成功（ステップＳ１０８→Ｙ）した場合のネットワークサービス生成処理を説明する。

ステップＳ３０１～Ｓ３０９は、ステップＳ２０１～Ｓ２０９とそれぞれ同様である。なお、ステップＳ３０７～Ｓ３０９において、リソースＡとリソースＢとが予約されたとする。
ここで、予約したリソースＡに故障が発生したとする。
ステップＳ３１０～Ｓ３１２は、ステップＳ２１０～Ｓ２１２とそれぞれ同様である。

ステップＳ３１３において、ネットワーク機能仮想化基盤１４０は、ステップＳ３１２の要求にあった予約済みのリソースＡとリソースＢとを確保しようとするが、リソースＡが故障のために失敗する。
ステップＳ３１４において、ネットワーク機能仮想化基盤１４０は、リソースＡの確保に失敗したことを仮想化基盤管理部１３０に通知する。
ステップＳ３１５において、仮想化基盤管理部１３０のサービス生成部１３２は、リソース管理部１３１に指示して、リソースＡの予約を解除してリソースＡを解放する。

ステップＳ３１６において、仮想化基盤管理部１３０のサービス生成部１３２は、サービス生成内容を通知する。ここでは、リソースＡの確保に失敗して、サービスの生成に失敗したことを通知する。
ステップＳ３１７において、仮想ネットワーク機能管理部１２０は、サービス生成内容（リソースＡ確保に失敗）を通知する。なお、以上のステップＳ３１０～Ｓ３１７は、図４のステップＳ１０７，Ｓ１０８→Ｎ，Ｓ１１４に対応する。

図７に移り、ステップＳ３１８において、オーケストレータ１１０の予約リソース候補判断部１１５は、解放したリソースＡを割り当てた仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たし、利用可能なリソースをリソース候補として割り当てる（ステップＳ１１４の説明におけるＳ１０４の記載を参照）。以下では、リソースＡに替わりリソースＣがリソース候補として割り当てられたとして説明する。

ステップＳ３１９～Ｓ３２１は、ステップＳ３０７～ステップＳ３０９と同様である。但し、予約されるのは、リソースＡとリソースＢではなく、リソースＣである。リソースＢは、ステップＳ３０７～Ｓ３０９で予約されて、そのまま継続して予約されたままの状態である。
ステップＳ３２２～Ｓ３２９は、図５のステップＳ２１０～Ｓ２１７とそれぞれ同様である。なお、ステップＳ３２５において確保され、仮想ネットワーク機能に利用されるリソースは、リソースＢとリソースＣである。

≪ネットワークサービス生成処理：予約したリソースに故障が発生し、同等のリソース要件を満たすリソースがないケース≫
続いて、ネットワークサービスを構成するいずれかの仮想ネットワーク機能について、リソース要件を満たすリソースがない場合を説明する。図８は、本実施形態に係る、リソース要件を満たすリソースがない場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図である。図８を参照しながら、予約したリソースが故障してサービス生成に失敗（図４のステップＳ１０８→Ｎ）して、故障したリソースと同等のリソース要件であるリソースの割り当てに失敗し（ステップＳ１０５→Ｎ）、緩和した要件を満たすリソース確保に成功（ステップＳ１１１→Ｙ）した場合のネットワークサービス生成処理を説明する。なお、図８のステップＳ４０１以前の段階で、予約したリソースＡが故障して、サービス生成に失敗したとする（図６のステップＳ３０１～Ｓ３１７参照）。

ステップＳ４０１において、オーケストレータ１１０の予約リソース候補判断部１１５は、解放したリソースＡを割り当てた仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たし、利用可能なリソースをリソース候補として割り当てようとするが、リソース候補が見つからず失敗する（図４のステップＳ１０５→Ｎ参照）。

ステップＳ４０２において、リソース要件／制約条件調整部１１４は、調整ポリシに基づいて、解放したリソースＡを割り当てた仮想ネットワーク機能のリソース要件を緩和する。
ステップＳ４０３において、予約リソース候補判断部１１５は、緩和されたリソース要件を満たし、利用可能なリソースを、解放したリソースＡを割り当てた仮想ネットワーク機能のリソース候補として割り当てる。なお、ステップＳ４０２～Ｓ４０３は、図４のステップＳ１１０に対応する。

図８では、一度のリソース要件の緩和（ステップＳ４０２）でリソース割り当てが成功（ステップＳ４０３）している。一度の緩和でリソースが見つからない場合には、リソース要件の緩和と、利用可能なリソースの割り当てとを繰り返す。ここでは、ステップＳ４０２にてリソース要件を緩和して、ステップＳ４０３にてリソース候補としてリソースＤが割り当てられたとして説明を続ける。
ステップＳ４０４～Ｓ４１４は、ステップＳ２０７～ステップＳ２１７と同様である。但し、ステップＳ４０４～Ｓ４０６で予約されるのは、リソースＤである。リソースＢは予約された状態が継続している。また、ステップＳ４１０において確保され、仮想ネットワーク機能に利用されるリソースは、リソースＢとリソースＤである。

上記した図８の説明では、ネットワークサービス管理装置１００は、リソース要件を満たすリソースの予約に成功した後に、リソースが故障して、替わりとなるリソースの割り当てに失敗している。サービス要求を受け付けた時点で、サービスを構成するいずれかの仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たすリソースの割り当てに失敗した場合においても、ネットワークサービス管理装置１００は、同様に処理する。例えば、図６のステップＳ３０６のリソース割り当てにおいて、ネットワークサービス管理装置１００が、リソースＢの割り当てには成功したが、リソースＡやリソースＡに替わるリソースの割り当てには失敗したとする。すると、ネットワークサービス管理装置１００は、リソース要件を緩和して（ステップＳ４０２）リソースＤを割り当てて（ステップＳ４０３参照）、リソースＢとリソースＤを予約して（ステップＳ４０４～Ｓ４０６参照）、サービスを生成する（ステップＳ４０７～Ｓ４１３参照）。

≪ネットワークサービス生成処理：予約したリソースに故障が発生し、リソース要件を緩和してもリソースがないケース≫
最後に、ネットワークサービスを構成するいずれかの仮想ネットワーク機能について、リソース要件を緩和してもリソース割り当てが不可能な場合を説明する。図９は、本実施形態に係る、リソース要件を緩和してもリソース要件を満たすリソースがない場合のネットワークサービス生成処理のシーケンス図である。図９を参照しながら、予約したリソースが故障してサービス生成に失敗（図４のステップＳ１０８→Ｎ）して、故障したリソースと同等のリソース要件であるリソースの割り当てに失敗し（ステップＳ１０５→Ｎ）、緩和した要件を満たすリソースの割り当てに失敗（ステップＳ１１１→Ｎ）した場合のネットワークサービス生成処理を説明する。なお、図９のステップＳ５０１以前の段階で、予約したリソースＡが故障して、サービス生成に失敗したとする（図６のステップＳ３０１～Ｓ３１７参照）。

ステップＳ５０１において、オーケストレータ１１０の予約リソース候補判断部１１５は、解放したリソースＡを割り当てた仮想ネットワーク機能のリソース要件を満たし、利用可能なリソースをリソース候補として割り当てようとするが、リソース候補が見つからず失敗する（図４のステップＳ１０５→Ｎ参照）。
ステップＳ５０２において、リソース要件／制約条件調整部１１４は、調整ポリシに基づいて解放したリソースＡを割り当てた仮想ネットワーク機能のリソース要件を緩和する。
ステップＳ５０３において、予約リソース候補判断部１１５は、緩和されたリソース要件を満たし、利用可能なリソースを、仮想ネットワーク機能のリソース候補として割り当てようとするが、リソース候補が見つからず失敗する。
ステップＳ５０４において、リソース要件／制約条件調整部１１４は、再度、調整ポリシに基づいてリソース要件を緩和する。

ステップＳ５０５において、予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ５０４で緩和されたリソース要件を満たし、利用可能なリソースを、仮想ネットワーク機能のリソース候補として割り当てようとするが、リソース候補が見つからず失敗する。
以下の説明では、リソース要件／制約条件調整部１１４は、ステップＳ５０４における緩和以上の緩和は不可能であり、リソース要件を緩和しても利用可能なリソースがネットワーク機能仮想化基盤１４０上に見つからず、割り当てに失敗したとして説明を続ける。なお、ステップＳ５０２～Ｓ５０５は、図４のステップＳ１１０～Ｓ１１１→Ｎに対応する。

ステップＳ５０６において、オーケストレータ１１０のリソース予約要求部１１６は、仮想化基盤管理部１３０に対して、予約済みのリソースＢの解放要求を送信する。
ステップＳ５０７において、仮想化基盤管理部１３０のリソース管理部１３１は、リソースＢの予約を解除してリソースＢを解放する。
ステップＳ５０８において、仮想化基盤管理部１３０のリソース管理部１３１は、リソースの解放が完了したことを通知する。なお、以上のステップＳ５０６～Ｓ５０８は、図４のステップＳ１１２に対応する。
ステップＳ５０９において、オーケストレータ１１０のサービス要求受付／応答部１１１は、ネットワークサービスの生成に失敗した旨の結果をサービス要求元に通知する（図４のステップＳ１１３参照）。

≪ネットワークサービス管理装置の特徴≫
ネットワークサービス管理装置１００は、サービスを構成する仮想ネットワーク機能に割り当てられ予約されたリソースが故障して確保できずサービス生成が失敗した場合には、確保に失敗したリソースを解放して、リソース要件を満たす代替となるリソースを割り当て、予約して、サービスを生成する。ネットワークサービス管理装置１００は、予約済みの他のリソースは解放しないので、別のサービスに予約済みのリソースが割り当てられることはない。このため、従来技術であったような、一度予約した希少なリソースを解放して再予約に失敗することはなく、サービスのリードタイムを短縮することができる。

また、当初のサービス要求で要求されたネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能に合致したリソース要件や制約条件を満たすリソースが割り当て不可能であっても、ネットワークサービス管理装置１００は、リソース要件や制約条件を緩和して（調整ポリシに従ってリソース要件を緩和するように変更して）、ネットワークサービスを提供することができる。サービス要求元（利用者）は、要求した性能や品質のサービスには満たないが、早期にサービスを利用することができる。

ステップＳ１１４において、仮想化基盤管理部１３０のリソース管理部１３１は、確保に失敗したリソースの予約を解除してリソースを解放している。このため、リソースが故障から復旧した後に、新たに仮想ネットワーク機能に割り当てることが可能となる。なお、故障したリソースの解放については、ステップＳ３１５（図６参照）で仮想化基盤管理部１３０が解放するのではなく、リソース確保に失敗した通知を受けた後に（ステップＳ３１７参照）、オーケストレータ１１０がリソース管理部１３１に指示して解放するようにしてもよい。

≪ネットワークサービス生成処理の補足説明≫
図６と図７の説明では、予約したリソースに故障が発生したため、ネットワークサービス管理装置１００は、割り当てと予約を繰り返して（ステップＳ３１８～Ｓ３２１）、サービスを生成し、提供している。再度リソースに故障が発生すれば、ネットワークサービス管理装置１００は、割り当てと予約を再度繰り返す。これは、図４のステップＳ１０４，Ｓ１０５→Ｙ，Ｓ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８→Ｎ，Ｓ１１４を繰り返すことに相当する。

≪変形例：ネットワークサービスの補正処理≫
仮想ネットワーク機能のリソース要件を緩和してサービスを生成した場合、ネットワークサービス管理装置１００は、本来のリソース要件を満たすリソースが利用可能となった時点で当該リソースを予約して、当該リソースを用いてサービスを補正するようにしてもよい。
図１０は、本実施形態の変形例に係るネットワークサービス補正処理のフローチャートである。図１０を参照しながら、主としてオーケストレータ１１０が実行するネットワークサービスの補正処理を説明する。

ステップＳ１２１において、予約リソース候補判断部１１５は、リソース要件を緩和してリソースを割り当てて生成した仮想ネットワーク機能について、当該仮想ネットワーク機能のリソース要件であって、緩和する前のリソース要件を満たし、利用可能なリソースを、仮想ネットワーク機能のリソース候補として割り当てる。
ステップＳ１２２において、予約リソース候補判断部１１５は、ステップＳ１２１のリソース候補の割り当てが成功すれば（ステップＳ１２２→Ｙ）、ステップＳ１２３に進み、失敗すれば（ステップＳ１２２→Ｎ）、ステップＳ１２１に戻る。

ステップＳ１２３において、リソース予約要求部１１６は、仮想化基盤管理部１３０に要求してリソース候補を予約する。
ステップＳ１２４において、サービス生成要求部１１７は、仮想ネットワーク機能管理部１２０を経由して仮想化基盤管理部１３０に対し、予約されたリソースを仮想ネットワーク機能に割り当てて仮想ネットワーク機能を生成するように要求する。
ステップＳ１２５において、仮想化基盤管理部１３０のサービス生成部１３２は、リソース確保に成功して仮想ネットワーク機能の生成に成功すれば（ステップＳ１２５→Ｙ）ステップＳ１２７に進み、失敗すれば（ステップＳ１２５→Ｎ）ステップＳ１２６に進む。
ステップＳ１２６において、仮想化基盤管理部１３０のリソース管理部１３１は、仮想化基盤管理部１３０に要求してステップＳ１２３で予約したリソースを解放する。

ステップＳ１２７において、サービス生成部１３２は、既存の（緩和されたリソース要件を満たすリソースを用いて縮退起動済みの）仮想ネットワーク機能と、ステップＳ１２４で新たに生成した仮想ネットワーク機能とを入れ替える。
例えば、ＶＰＮ（Virtual Private Network）とインターネットとを接続するファイアウォールの仮想ネットワーク機能の場合では、ＶＰＮの外部ネットワークへの接続先を既存のファイアウォールから新たに生成したファイアウォールに切り替えることで、仮想ネットワーク機能を入れ替える。また、例えば、Ｗｅｂサービスを提供する仮想マシンのサーバの場合には、既存のリソースから新たに確保したリソースへの仮想マシンのマイグレーションを行うことで仮想ネットワーク機能を入れ替えてもよい。他に、例えば、クラスタシステムを構成する仮想マシンのサーバの場合には、待機している既存のサーバを新たに生成したサーバに入れ替えるようにしてもよい。負荷分散クラスタの場合には、既存のサーバでの処理を停止して、新たに生成したサーバに入れ替えるようにしてもよい。

ステップＳ１２８において、サービス生成部１３２は、既存の（緩和されたリソース要件を満たすリソースを用いて縮退起動済みの）仮想ネットワーク機能を停止する。
ステップＳ１２９において、リソース管理部１３１は、ステップＳ１２８で停止した仮想ネットワーク機能が利用していたリソースを解放する。
ステップＳ１３０において、サービス要求受付／応答部１１１は、ネットワークサービスが利用するリソースが入れ替わった旨をサービス要求元に通知する。

≪ネットワークサービスの補正処理の特徴≫
ネットワークサービスの補正処理により、仮想ネットワーク機能が要求するリソース要件や制約条件を緩和して仮想ネットワーク機能が利用しているリソースを、本来のリソース要件や制約条件を満たすリソースに入れ替えることができ、ネットワークサービス管理装置１００は、本来の性能や品質を満たすネットワークサービスをサービス要求元に提供することができる。
また、ネットワークサービス管理装置１００は、ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のなかで、リソース変更があった仮想ネットワーク機能のみを入れ替えている。このため、ネットワークサービス管理装置１００は、ネットワークサービスを中断することなく、本来の性能や品質を満たすネットワークサービスに補正することができる。

なお、上記した変形例では、ネットワークサービス管理装置１００は、サービス要求で要求されたネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能において本来求められるリソース要件のリソースが利用可能となった時点でサービスを補正している。これに対して、ネットワークサービス管理装置１００は、本来求められるリソース要件ではないが、緩和の程度が小さいリソース要件のリソースが利用可能となった時点でサービスを補正してもよい。

≪変形例：調整ポリシ≫
ステップＳ１１０で説明したように調整ポリシは、リソースの性能や容量を下げるものである。例えば、ＣＰＵコア数や記憶容量を減らす、仮想ネットワークの帯域を小さくする、負荷分散クラスタシステムにおいて同種の複数の仮想ネットワーク機能がある場合にその数を減らすなどであり、リソースが割り当てられるまで徐々に性能や容量を減らしている。なお、仮想ネットワーク機能に対してリソースの下限が設定されており、下限に到達した場合には、緩和不能となり、ネットワークサービス管理装置１００は、リソース割り当てに失敗する。

性能や容量を徐々に下げる調整ポリシとは異なる調整ポリシとして、ネットワークサービス管理装置１００は、過去における同種の仮想ネットワーク機能のリソース使用状況（統計情報）を参照して、使用状況に合ったリソースの性能や容量に下げる調整ポリシを採用してもよい。例えば、ＣＰＵの平均利用率が３０％ならば、ネットワークサービス管理装置１００は、ＣＰＵコア数を４から３、２、１と徐々に減らすのではなく、２に減らし、２で予約できない場合にリソース割り当てに失敗するようにしてもよい。また、同じ利用者に繰り返し同種の仮想ネットワーク機能を提供している場合には、ネットワークサービス管理装置１００は、当該利用者に限った同種の仮想ネットワーク機能の統計情報を参照して使用状況に合ったリソースの性能や容量に下げるようにしてもよい。
ネットワークサービス管理装置１００が、統計情報に基づいた調整ポリシを採用することで、徐々に性能や容量を下げる調整ポリシより短い時間でリソースを割り当てることができ、リードタイムを短縮することができる。

また、別の調整ポリシとして、ネットワークサービス管理装置１００は、仮想ネットワーク機能のリソース割り当てに失敗した場合に、仮想ネットワーク機能に必要最低限のリソースに緩和する調整ポリシを採用してもよい。この調整ポリシを採用すれば、ネットワークサービス管理装置１００は、徐々に性能や容量を下げる調整ポリシや統計情報を参照して緩和する調整ポリシと比べて、割り当てるリソース量（リソースの性能および／または容量）を減らすことができるために、生成可能な仮想ネットワーク機能を増やし、提供可能なネットワークサービスを増やすことができる。

ネットワークサービス管理装置１００は、上記したような複数の調整ポリシを状況に応じて使い分けてもよい。例えば、所定期間の直近のリードタイムが、所定の閾値を越えた場合には、性能や容量を徐々に下げる調整ポリシに替えて統計情報を参照して緩和する調整ポリシを採用するにしてもよい。調整ポリシを切り替えることにより、ネットワークサービス管理装置１００は、リードタイム短縮とリソースの性能や容量を含めたサービス品質向上とのバランスと取りながら、サービスを提供することができる。

ネットワークサービス管理装置１００は、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の空きリソースが所定の閾値より少ない場合には、性能や容量を徐々に下げる調整ポリシに替えて統計情報を参照して緩和する調整ポリシを採用するにしてもよい。また、ネットワークサービス管理装置１００は、さらに小さい所定の閾値を定め、空きリソースがこの閾値より小さい場合には、必要な最低限のリソースに緩和する調整ポリシに切り替えるようにしてもよい。空きリソースの状況に応じて割り当てるリソースの量（リソースの性能および／または容量）を小さくなるように調整ポリシを切り替えることにより、ネットワークサービス管理装置１００は、残り少ないリソースでより多くの仮想ネットワーク機能を起動して、より多くのサービスを提供することができるようになる。

ネットワークサービス管理装置１００は、ネットワーク機能仮想化基盤１４０上の空きリソース量の他に、空きリソース量の変化状況（増加傾向か減少傾向か、増加または減少の速度など）やリソース全体での電気使用量などのリソース状況に応じて、調整ポリシを切り替えてもよい。また、ネットワークサービス管理装置１００は、利用者（サービス要求元）に応じて調整ポリシを切り替えてもよい。

≪変形例：ネットワークサービス生成以外への適用例≫
上記実施形態では、サービス要求を受け付けて、ネットワークサービスを生成する処理において、ネットワークサービス管理装置１００は、リソース予約後にリソースを確保できなかった場合にリソースの再割り当てを行い、リソース要件を満たすリソースの割り当てができない場合にリソース要件を緩和してリソースの割り当てを行う。ネットワークサービスの生成の他に、ネットワークサービスのヒーリングやスケーリングに用いる仮想ネットワーク機能を起動する場合において、ネットワークサービス管理装置１００は、リソースの再割り当てやリソース要件を緩和してのリソース割り当てを行ってもよい。また、仮想ネットワーク機能から構成されるネットワークサービスに限らず、ネットワーク経由でサービスを提供するシステム（クラウドシステム）におけるサービス生成において、ネットワークサービス管理装置１００は、リソースの再割り当てやリソース要件を緩和してのリソース割り当てを行ってもよい。

≪その他変形例≫
オーケストレータ１１０や仮想ネットワーク機能管理部１２０、仮想化基盤管理部１３０などの構成要素、フローチャートおよびシーケンス図に記載された処理内容は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

１００ ネットワークサービス管理装置
１１０ オーケストレータ
１１１ サービス要求受付／応答部
１１２ パラメータ検証／仮想ネットワーク機能抽出部
１１３ リソース要件／制約条件問合せ部
１１４ リソース要件／制約条件調整部
１１５ 予約リソース候補判断部
１１６ リソース予約要求部
１１７ サービス生成要求部
１２０ 仮想ネットワーク機能管理部
１２１ リソース要件／制約条件読出し部
１３０ 仮想化基盤管理部
１３１ リソース管理部
１３２ サービス生成部
１４０ ネットワーク機能仮想化基盤

Claims (8)

1. ネットワーク機能仮想化基盤に含まれるリソースを用いてネットワークサービスを提供するネットワークサービス管理装置であって、
   前記ネットワークサービスの要求を受け付け、当該ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、前記仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースを決定し、当該リソースを予約するオーケストレータと、
   前記予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で前記仮想ネットワーク機能を起動し、前記ネットワークサービスを生成する仮想化基盤管理部とを備え、
   前記オーケストレータは、
   前記予約したリソースのなかに前記仮想化基盤管理部が確保に失敗したリソースがあった場合、前記確保に失敗したリソースを割り当てた仮想ネットワーク機能について、当該仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、当該仮想ネットワーク機能に割り当てる新たなリソースを決定して、当該リソースを再予約し、
   前記仮想化基盤管理部は、
   前記確保に失敗したリソース以外の前記予約されたリソースおよび前記再予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成する
   ことを特徴とするネットワークサービス管理装置。
2. 前記オーケストレータまたは前記仮想化基盤管理部は、
   前記仮想化基盤管理部が確保に失敗したリソースの予約を解除する
   ことを特徴とする請求項１に記載のネットワークサービス管理装置。
3. 前記オーケストレータは、
   前記再予約したリソースのなかに前記仮想化基盤管理部が確保に失敗したリソースがあった場合、前記新たなリソースの決定と当該リソースの予約を、前記仮想化基盤管理部が当該リソースを確保するまで繰り返し、
   前記仮想化基盤管理部は、
   前記確保されたリソース上で仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のネットワークサービス管理装置。
4. 前記オーケストレータは、
   前記予約または前記再予約において、前記リソース要件に合致し、前記仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースがない場合には、所定の調整ポリシに従って、当該割り当てるリソースがなかった仮想ネットワーク機能のリソース要件を変更して、当該仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースを決定する
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のネットワークサービス管理装置。
5. 前記オーケストレータは、
   前記ネットワーク機能仮想化基盤に含まれるリソースの状況に応じて、前記リソース要件に含まれるリソースの性能および／または容量の変更した後の値が異なる、複数の調整ポリシを切り替える
   ことを特徴とする請求項４に記載のネットワークサービス管理装置。
6. 前記オーケストレータは、
   前記変更されたリソース要件に基づいてリソースが割り当てられた仮想ネットワーク機能を示す縮退起動済み仮想ネットワーク機能について、前記縮退起動済み仮想ネットワーク機能の変更される前のリソース要件を満たすリソースを示す新規リソースを前記縮退起動済み仮想ネットワーク機能に割り当て可能になった場合には、前記新規リソースを予約し、
   前記仮想化基盤管理部は、
   前記新規リソースを確保し、確保された前記新規リソース上で仮想ネットワーク機能を起動して、前記縮退起動済み仮想ネットワーク機能と置き換える
   ことを特徴とする請求項４または５に記載のネットワークサービス管理装置。
7. ネットワーク機能仮想化基盤に含まれるリソースを用いてネットワークサービスを提供するネットワークサービス管理装置のネットワークサービス管理方法であって、
   前記ネットワークサービス管理装置は、
   前記ネットワークサービスの要求を受け付け、当該ネットワークサービスを構成する仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、前記仮想ネットワーク機能に割り当てるリソースを決定し、当該リソースを予約するステップと、
   前記予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で前記仮想ネットワーク機能を起動し、前記ネットワークサービスを生成するステップと、
   前記予約したリソースのなかに確保に失敗したリソースがあった場合、前記確保に失敗したリソースを割り当てた仮想ネットワーク機能について、当該仮想ネットワーク機能のリソース要件に合致し、当該仮想ネットワーク機能に割り当てる新たなリソースを決定して、当該リソースを再予約するステップと、
   前記確保に失敗したリソース以外の前記予約されたリソースおよび前記再予約されたリソースを確保し、確保されたリソース上で仮想ネットワーク機能を起動してネットワークサービスを生成するステップと
   を実行することを特徴とするネットワークサービス管理方法。
8. コンピュータに、請求項７に記載のネットワークサービス管理方法を実行させるためのネットワークサービス管理プログラム。

Images