(相關(guān)申請的交叉引用)

本發(fā)明基于并且要求于2015年1月30日提交的日本專利申請第2015-017718號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，該申請所公開的內(nèi)容以引用的方式全部并入本文。

本發(fā)明涉及一種構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點系統(tǒng)、服務器設(shè)備、縮放控制方法和程序。

背景技術(shù)：

為了提高可靠性，使用將多個服務器組合在一起以提供冗余構(gòu)成的這種系統(tǒng)(例如，可以參考專利文獻1)。例如，雙工系統(tǒng)包括具有相同構(gòu)成的兩個服務器，并且，當一個活動(active)服務器(也稱為“操作系統(tǒng)”服務器或者“工作系統(tǒng)”服務器)發(fā)生故障時，系統(tǒng)切換至正常服務器設(shè)備(也稱為備用服務器(也稱為“等待系統(tǒng)”服務器或者“儲備系統(tǒng)”服務器))并且使用該正常服務器設(shè)備操作。

(n+1)冗余系統(tǒng)是將一個服務器設(shè)備設(shè)置為n個服務器設(shè)備(活動服務器)的共同預備設(shè)備(備用服務器)的系統(tǒng)。

在熱備用系統(tǒng)中，例如，當活動系統(tǒng)服務器發(fā)生故障時，使數(shù)據(jù)在活動服務器與備用服務器之間同步從而使得備用服務器可以立即接管服務(處理)。

在所謂的冷備用系統(tǒng)中，備用服務器在停止狀態(tài)下待機，并且當活動服務器發(fā)生故障時，啟動備用服務器以切換操作和處理。在活動系統(tǒng)服務器發(fā)生故障之后執(zhí)行備用服務器的啟動和準備的冷備用系統(tǒng)在系統(tǒng)停機時間和服務延續(xù)方面具有局限性。

在被稱為熱備份(warmstandby)系統(tǒng)的系統(tǒng)中，當活動服務器操作時，備用服務器在電源接通且os(操作系統(tǒng))啟動(數(shù)據(jù)庫內(nèi)容被異步復制)下待機，并且，當活動系統(tǒng)服務器發(fā)生故障時，利用網(wǎng)絡(luò)切換等，調(diào)用諸如業(yè)務應用等的用戶程序，并且將處理轉(zhuǎn)移至備用服務器。

專利文獻2公開了以下服務器系統(tǒng)。除了分別作為活動系統(tǒng)操作的服務器之外，存儲有用于更新的軟件的服務器將用于更新的軟件發(fā)送至其他服務器并且指示分別作為備用系統(tǒng)操作的所有服務器更新到用于更新的軟件。當發(fā)布更新指示時，分別作為備用系統(tǒng)操作的服務器將在這些服務器上運行的軟件更新到用于更新的軟件。在分別作為備用系統(tǒng)操作的所有服務器完成更新之后，存儲有用于更新的軟件的服務器切換服務器集合中所有服務器的活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)。

專利文獻3公開了以下系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括在具有不同性能的虛擬機上操作的第一和第二數(shù)據(jù)庫，并且響應于執(zhí)行系統(tǒng)的性能的按比例放大或者按比例縮小的外部指示來交換系統(tǒng)所使用的虛擬機。此時，系統(tǒng)使用在各個數(shù)據(jù)庫中提供的流類型復制功能來執(zhí)行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步。在建立數(shù)據(jù)同步之后，將轉(zhuǎn)發(fā)sql(結(jié)構(gòu)化查詢語言)命令的虛擬機切換至另一虛擬機。通過利用流類型復制功能，該構(gòu)成在不停止web服務的情況下動態(tài)且低成本地實現(xiàn)了配備有流類型復制功能的數(shù)據(jù)庫的按比例放大/按比例縮小。

作為虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能的技術(shù)，除了服務器的虛擬化計算和存儲之外，借助使用在虛擬化層(諸如，服務器上的超管理程序)上實施的虛擬機(vm)上操作的應用等的軟件來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能的nfv(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)等是已知的。與專用應用(例如lte(長期演進)移動網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(例如mme(移動性管理實體)、p-gw(分組數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)關(guān))、s-gw(服務網(wǎng)關(guān))等))不同，nfv通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)在通用服務器上，并且這些功能能夠借助軟件隨時改變(例如，參考非專利文獻1)。

引用列表

專利文獻

[專利文獻1]

日本專利第4479930b號

[專利文獻2]

日本專利第5011655b號

[專利文獻3]

日本專利kokai公開案第jp-p2012-215937a號

非專利文獻

[非專利文獻1]

etsigsnfv002v1.2.1(2014-12),networkfunctionsvirtualisation(nfv)(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(nfv))；architecturalframework,pp.13-18,在2014年12月25日搜索，互聯(lián)網(wǎng)<url:http://www.etsi.org/deliver/etsi_gs/nfv/001_099/002/01.02.01_60/gs_nfv002v010201p.pdf>

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

下面給出對相關(guān)技術(shù)的分析。

動態(tài)地根據(jù)應用的處理負載通過增加虛擬機(vm)的數(shù)量來按比例放大(提高處理性能)或者通過減少虛擬機(vm)的數(shù)量來按比例縮小(降低處理性能)的技術(shù)是已知的(例如，專利文獻3)。專利文獻3公開了一種在處理性能隨著數(shù)據(jù)庫的負載而變化時抑制數(shù)據(jù)傳送量并且抑制更換數(shù)據(jù)庫所花的成本增加的技術(shù)。該技術(shù)通過使用代理來在沒有停止web應用的情況下動態(tài)地實現(xiàn)了按比例放大/按比例縮小，該代理中繼rdbms(關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))的sql查詢，該rdbms具有流類型復制功能并且在由iaas(基礎(chǔ)設(shè)施即服務)提供的虛擬機實例上操作。

然而，當系統(tǒng)是通過根據(jù)處理負載來增加/減少vm而按比例放大/按比例縮小的時，由于增加/減少vm的處理和進程分配以及接管所需的延遲，專利文獻3中公開的技術(shù)無法有效地利用資源，并且還具有在按比例縮小的情況下的進程故障問題(本發(fā)明人的發(fā)現(xiàn))。

鑒于上述問題而發(fā)明的本發(fā)明的主要目的是提供分別能夠減少在按比例放大和/或按比例縮小的至少一個中的處理延遲的系統(tǒng)、設(shè)備、方法和程序。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種系統(tǒng)，其包括：活動系統(tǒng)，該活動系統(tǒng)執(zhí)行處理；備用系統(tǒng)，該備用系統(tǒng)能夠執(zhí)行按比例放大和按比例縮小中的至少一種；以及控制裝置，該控制裝置控制系統(tǒng)切換以將經(jīng)過按比例放大或者按比例縮小的備用系統(tǒng)切換至新的活動系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種服務器設(shè)備，其包括：包括活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的系統(tǒng)的至少一個備用系統(tǒng)，以及

裝置，該裝置提前執(zhí)行備用系統(tǒng)的按比例放大或者按比例縮小，并且將備用系統(tǒng)切換至新的活動系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種服務器設(shè)備，其包括冗余系統(tǒng)的至少一個備用系統(tǒng)，該冗余系統(tǒng)由活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)構(gòu)成，該服務器設(shè)備包括裝置，該裝置在提前對備用系統(tǒng)進行縮放(按比例放大或者按比例縮小)之后將備用系統(tǒng)切換至新的活動系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種縮放控制方法，其包括：

當執(zhí)行活動系統(tǒng)的按比例放大或者按比例縮小時，將作為執(zhí)行處理的活動系統(tǒng)的切換目標而被提供的經(jīng)過按比例放大或者按比例縮小的備用系統(tǒng)切換至新的活動系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種程序，其使計算機執(zhí)行處理，該處理包括：

當執(zhí)行活動系統(tǒng)的按比例放大或者按比例縮小時，將作為執(zhí)行處理的活動系統(tǒng)的切換目標而被提供的經(jīng)過按比例放大或者按比例縮小的備用系統(tǒng)切換至新的活動系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種存儲所述程序的非暫時性計算機可讀記錄介質(zhì)(半導體存儲器或者存儲介質(zhì)，諸如，磁性/光學記錄介質(zhì))。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供能夠減少縮放(按比例放大和/或按比例縮小)時的處理延遲的系統(tǒng)、設(shè)備、方法和程序。

附圖說明

圖1是說明本發(fā)明的概要的示意圖。

圖2是說明本發(fā)明的基本構(gòu)思的示意圖。

圖3是說明本發(fā)明的基本構(gòu)思的示意圖。

圖4是說明比較例的示意圖。

圖5是說明本發(fā)明的示例實施例的系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。

圖6是說明本發(fā)明的示例實施例的虛擬化控制設(shè)備和服務器的構(gòu)成例的示意圖。

圖7是說明本發(fā)明的示例實施例中的按比例放大操作的示意圖。

圖8是說明本發(fā)明的示例實施例中的按比例縮小操作的示意圖。

圖9是說明本發(fā)明的示例實施例中的系統(tǒng)切換(當執(zhí)行按比例放大時)的示例的示意圖。

圖10是說明本發(fā)明的示例實施例中的系統(tǒng)切換(當執(zhí)行按比例縮小時)的示例的示意圖。

圖11是說明nfv的示意圖。

圖12是說明本發(fā)明應用于nfv系統(tǒng)的示例的示意圖。

具體實施方式

在首先描述了本發(fā)明的基本構(gòu)成之后，將描述其操作原理和比較例，然后將描述示例實施例。此外，將給出本發(fā)明應用于nfv(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)的示例。

<本發(fā)明的基本構(gòu)成>

在圖1中，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)包括：活動系統(tǒng)101，該活動系統(tǒng)101執(zhí)行處理；備用系統(tǒng)102，該備用系統(tǒng)102可以被按比例放大和/或按比例縮?。灰约翱刂圃O(shè)備(控制裝置)103，該控制設(shè)備103控制系統(tǒng)切換以將經(jīng)過按比例放大或者按比例縮小的備用系統(tǒng)102切換至新的活動系統(tǒng)。

例如，控制設(shè)備103根據(jù)活動系統(tǒng)101的處理負載等(或者來自附圖中未示出的維護設(shè)備的指示和設(shè)定)指示備用系統(tǒng)102執(zhí)行按比例放大或者按比例縮小?？刂圃O(shè)備103可以被配置成接收來自已經(jīng)完成按比例放大或者按比例縮小的備用系統(tǒng)102的縮放(按比例放大/按比例縮小)完成通知，并且控制系統(tǒng)切換以將經(jīng)過縮放(按比例放大/按比例縮小)的備用系統(tǒng)102設(shè)定為新的活動系統(tǒng)并且將系統(tǒng)切換前的活動系統(tǒng)101設(shè)定為新的備用系統(tǒng)。

控制設(shè)備103可以被配置成控制新的備用系統(tǒng)(通過系統(tǒng)切換而變成新的備用系統(tǒng)的原活動系統(tǒng))按照與新的活動系統(tǒng)(在系統(tǒng)切換之前執(zhí)行按比例放大/按比例縮小的原備用系統(tǒng))相同的方式來執(zhí)行按比例放大/按比例縮小。

例如，由于檢測到系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)101的處理負載、或者當基于來自維護設(shè)備的設(shè)定或者指示(例如，輸入按比例放大指示)來確定需要按比例放大時，控制設(shè)備103指示已經(jīng)經(jīng)過按比例放大的備用系統(tǒng)102切換至活動系統(tǒng)。例如，待通過系統(tǒng)切換而被設(shè)定為新的備用系統(tǒng)的系統(tǒng)101(原活動系統(tǒng)101)可以將處理限制施加到待被設(shè)定為新的活動系統(tǒng)的系統(tǒng)102(原備用系統(tǒng)102)上。當接收到來自新的備用系統(tǒng)101的按比例放大完成通知時，控制設(shè)備103可以釋放施加到被設(shè)定為新的活動系統(tǒng)的系統(tǒng)102上的處理限制。

例如，由于檢測到系統(tǒng)切換之前的原活動系統(tǒng)101具有額外的處理能力，或者當基于來自維護設(shè)備的設(shè)定或者指示(例如，輸入按比例縮小指示)來確定需要按比例縮小時，控制設(shè)備103將處理限制施加到系統(tǒng)切換之前的原活動系統(tǒng)101上并且指示系統(tǒng)切換之前的原備用系統(tǒng)102執(zhí)行按比例縮小。當從完成按比例縮小的備用系統(tǒng)102接收到按比例縮小完成通知時，控制設(shè)備103執(zhí)行系統(tǒng)切換以將完成按比例縮小的備用系統(tǒng)102設(shè)定為新的活動系統(tǒng)。新的活動系統(tǒng)從原活動系統(tǒng)101接管施加到系統(tǒng)切換之前的原活動系統(tǒng)101上的處理限制。控制設(shè)備103可以指示新的備用系統(tǒng)101(原活動系統(tǒng)101)執(zhí)行按比例縮小。當接收到來自新的備用系統(tǒng)101的按比例縮小完成通知時，控制設(shè)備103可以釋放施加到通過系統(tǒng)切換而被設(shè)定為新的活動系統(tǒng)的系統(tǒng)102(原備用系統(tǒng)102)上的處理限制(從原活動系統(tǒng)101接管的)。

可以通過增加或者減少分配給活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的每一個虛擬機(vm)的諸如虛擬cpu(虛擬中央處理單元：vcpu)的虛擬硬件資源，來執(zhí)行按比例放大和按比例縮小。在這種情況下，按比例放大是通過增加分配給虛擬機(vm)的服務器的cpu、存儲器等來提高處理性能的技術(shù)。按比例縮小是通過減少分配給虛擬機(vm)的服務器的cpu、存儲器等來降低處理性能的技術(shù)。此時，按比例放大(按比例縮小)通過對例如在作為諸如服務器的單個實體的計算機中提供的cpu、存儲器等的規(guī)格進行升級(降級)來提高(降低)計算機的處理性能。向外縮放(向內(nèi)縮放)通過增加(減少)諸如服務器的計算機的數(shù)量來提高(降低)系統(tǒng)的處理性能。通過增加(減少)服務器上的虛擬機(vm)來提高(降低)虛擬系統(tǒng)的處理性能與虛擬機(vm)的數(shù)量方面的向外縮放(向內(nèi)縮放)對應。但是，增加(減少)服務器上的虛擬機(vm)因此提高(降低)了作為單個實體的服務器的處理性能，這可以說是(等同于)服務器的按比例放大(按比例縮小)。

根據(jù)執(zhí)行會話處理(例如，呼叫處理等)的活動系統(tǒng)101的處理擁塞或者裕度，控制設(shè)備103可以指示作為活動系統(tǒng)的切換目標的備用系統(tǒng)102執(zhí)行按比例放大或者按比例縮小。

應用分別作為活動應用和備用應用操作的虛擬機(vm)可以實施在不同服務器上或者在相同服務器上。當在相同服務器上實施其中應用分別作為活動應用和備用應用操作的虛擬機(vm)時，從服務器上的多個虛擬機(在虛擬機上操作的應用)中，一個或者多個虛擬機(在虛擬機上操作的應用)可以分別被被配置成為活動系統(tǒng)，并且一個或者多個其他虛擬機(在虛擬機上操作的應用)可以分別被被配置成為備用系統(tǒng)。服務器(物理機)可以包括位于虛擬機上的虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(vnf)以及形成vnf的執(zhí)行基礎(chǔ)設(shè)施(虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施)的nfvi(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施)。nfvi包括通過使用諸如超管理程序的虛擬化層來虛擬化計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能的至少一個硬件資源而被配置的虛擬計算、虛擬存儲和虛擬網(wǎng)絡(luò)中的至少一種(與圖7中的物理服務器等對應)。服務器可以包括openstack代理以及其執(zhí)行單元作為服務器代理。而且，在應用于nfv時，活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)可以由nfvi上的虛擬化部署單元(vdu)配置。

<按比例放大的操作原理>

將參照圖2(a)、圖2(b)、圖2(c)和圖2(d)描述根據(jù)本發(fā)明的按比例放大處理操作。圖2(a)和圖2(b)示意地圖示了分別在系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)(act系統(tǒng))服務器1和備用系統(tǒng)(sby系統(tǒng))服務器2上的虛擬機中的虛擬cpu(虛擬中央處理單元：vcpu)。換言之，活動系統(tǒng)服務器1和備用系統(tǒng)服務器2包括經(jīng)由附圖中未示出的超管理程序(hv)而被虛擬化的虛擬機(vm)，并且虛擬機包括至少一個虛擬cpu(vcpu)。圖2(a)和圖2(b)分別圖示了分配給服務器1和2上的單個虛擬機(vm)的虛擬cpu(vcpu)(可以分配虛擬cpu一直到可以分配給虛擬機的最大數(shù)量)。將一個進程分配給每個虛擬cpu(vcpu)。可以在虛擬機(vm)中并行處理的進程的數(shù)量與虛擬cpu的數(shù)量成比例。在圖2(a)和圖2(b)中，為了簡單起見，將一個進程分配給一個虛擬cpu(vcpu)，然而，可以將多個進程分配給單個虛擬cpu(vcpu)而且，在圖2(a)和圖2(b)中，僅僅為了簡單起見，省略了服務器上的超管理程序、虛擬機(vm)、訪客os(操作系統(tǒng))等。在圖2(a)和圖2(b)中還省略了控制系統(tǒng)切換的控制設(shè)備(圖1中的103)。

按比例放大圖2(b)中的備用系統(tǒng)(sby)，在這種情況下，與圖2(a)中執(zhí)行處理(例如，會話處理)的活動系統(tǒng)(act)相比較，增加(熱添加(hotadd))了兩個虛擬cpu(vcpu)。要注意，“熱添加”是將cpu或者存儲器動態(tài)地添加至運行的系統(tǒng)的功能。例如，在熱添加時，可以在不停止虛擬機(vm)的情況下添加設(shè)備(該示例中是vcpu)，這被導致以識別添加的設(shè)備(vcpu)。

圖2(b)中的備用系統(tǒng)(sby)被配置為熱備用系統(tǒng)，因此，假設(shè)已經(jīng)將進程分配給每個虛擬cpu(vcpu)并且使數(shù)據(jù)與圖2(a)中的活動系統(tǒng)(act)同步。由于圖2(b)中的備用系統(tǒng)(sby)不會直接影響會話處理等，所以可以啟動虛擬機(vm)(重新啟動訪客os或者進程)。可以使用sip(會話發(fā)起協(xié)議)或者j2ee(java(注冊商標)2平臺，企業(yè)版本)(servlet)中的會話管理功能(http(超文本傳輸協(xié)議)會話)來管理會話的發(fā)起和終止，盡管并不限于此。

利用分別處于圖2(a)和圖2(b)所示的狀態(tài)下的活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)，當執(zhí)行系統(tǒng)切換時，圖2(b)中的備用系統(tǒng)變成新的活動系統(tǒng)(act)(圖2(d))，并且圖2(a)中的活動系統(tǒng)變成新的備用系統(tǒng)(sby)(圖2(c))。圖2(d)中的新的活動系統(tǒng)(原備用系統(tǒng)2)接管系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)1(圖2(a))的處理，從而使得對對處理性能進行按比例放大成為可能。除了虛擬cpu(vcpu)的數(shù)量之外，還可以通過增加或者減少cpu內(nèi)核、諸如ram(隨機存取存儲器)的存儲器、盤(hdd(硬盤驅(qū)動器))、以及網(wǎng)絡(luò)接口控制器(nic)的數(shù)量來動態(tài)地按比例放大或者按比例縮小虛擬機。換言之，可以通過增加或者減少虛擬cpu的數(shù)量(內(nèi)核數(shù)量)、虛擬內(nèi)存容量、虛擬盤存儲區(qū)域(容量)、以及虛擬nic(網(wǎng)絡(luò)接口控制器)的數(shù)量或者帶寬中的至少一種來完成虛擬機的動態(tài)按比例放大或者按比例縮小。

<按比例縮小的操作原理>

接下來，將參照圖3(a)、圖3(b)、圖3(c)和圖3(d)描述按比例縮小的操作。圖3(a)和圖3(b)示意地圖示了分別在系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)(act系統(tǒng))服務器1和備用系統(tǒng)(sby系統(tǒng))服務器2上的虛擬機中的虛擬cpu(vcpu)。與圖3(a)中的活動系統(tǒng)(act)服務器1相比較，已經(jīng)從圖3(b)中的備用系統(tǒng)(sby)服務器2刪除了兩個虛擬cpu(vcpu)，并且分配給被刪除的虛擬cpu(vcpu)的進程已經(jīng)被分配給所釋放的這些虛擬cpu(vcpu)并且已經(jīng)終止。利用分別處于圖3(a)和圖3(b)所示的狀態(tài)下的活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)，當執(zhí)行系統(tǒng)切換時，圖3(b)中的備用系統(tǒng)變成新的活動系統(tǒng)(圖3(d))，并且圖3(a)中的活動系統(tǒng)變成新的備用系統(tǒng)(圖3(c))。當圖3(d)中的新的活動系統(tǒng)(act)(原備用系統(tǒng)2)接管系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)1(圖3(a))的處理時，可以按比例縮小處理性能。按照與圖3(d)中的新的活動系統(tǒng)相同的方式來按比例縮小(熱刪除(hotdel))圖3(c)中的新的備用系統(tǒng)不會造成任何問題。原因在于，即使重新啟動進程，也不會影響會話處理(呼叫處理等)。要注意，“熱刪除”是將cpu或者存儲器從操作系統(tǒng)動態(tài)地刪除的功能。在該示例中，在不停止虛擬機(vm)的情況下刪除設(shè)備(例如，vcpu等)。

<比較例>

圖4(a)和圖4(b)是說明比較例(沒有應用本發(fā)明的情況的示例：沒有使用act/sby系統(tǒng)的情況)中的虛擬機的按比例放大和按比例縮小的示意圖。

圖4(b)是示意地說明通過將虛擬cpu(vcpu)添加(熱添加)至圖4(a)中的服務器1a而被按比例放大的服務器1b上的虛擬機的示意圖。在圖4(b)中，服務器1b僅僅具有所添加(熱添加)的虛擬cpu(vcpu)并且還無法實現(xiàn)資源的有效利用。換言之，直到將進程分配給所添加的虛擬cpu(vcpu)并且啟動這些進程為止，所添加的虛擬cpu(vcpu)都不會有助于提高服務器1b的處理能力。

圖4(d)是示意地說明服務器1d上通過從圖4(c)中的服務器1c去除(熱刪除)虛擬cpu(vcpu)而被按比例縮小的虛擬機(vm)的示意圖。服務器1c通過使用6個虛擬cpu來執(zhí)行處理。當如圖4(d)所示在仍然將進程和進程分配給這些虛擬cpu(vcpu)的狀態(tài)下去除兩個虛擬cpu(vcpu)時，存在分配給虛擬cpu的進程可能發(fā)生故障的情況。由于該進程故障，例如，從服務器1c上的虛擬機到服務器1d上的虛擬機的會話的接管(維護)也可能發(fā)生故障，其中，直到那時，會話已由服務器1c上的虛擬機進行。

如前所述，在未配置有活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的比較例中，當按比例放大虛擬機(vm)時，在所添加的虛擬硬件資源(虛擬cpu等)開始有助于提高處理性能之前存在延遲(將進程分配給虛擬cpu等需要時間)，由于該延遲，所以無法實現(xiàn)資源的有效利用。在上述比較例中，當按比例縮小虛擬機(vm)時，存在進程可能發(fā)生故障或者會話接管(維護)可能發(fā)生故障的可能性，并且這甚至可能成為抑制系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高的因素并且還可能會導致服務降級。要注意，如果將重點放在cpu(vcpu)上，則通過增加或者減少虛擬cpu(vcpu)來提高(降低)虛擬機的處理性能與增加或者減少虛擬cpu(vcpu)的數(shù)量的向外縮放(向內(nèi)縮放)對應。然而，由于這因此提高(降低)了單個虛擬機(vm)的處理性能，所以這也等同于執(zhí)行虛擬機(vm)的按比例放大(按比例縮小)。

<示例實施例>

接下來，將描述本發(fā)明的示例實施例。

<系統(tǒng)構(gòu)成>

圖5是說明本示例實施例的系統(tǒng)的構(gòu)成例的示意圖。在圖5中，在服務器(物理機：pm)11上的虛擬機(vm)15上運行的應用(軟件)(應用：apl)17構(gòu)成活動系統(tǒng)(act系統(tǒng))。更具體地，服務器11包括：硬件(hw)資源13，諸如，計算硬件(例如，cpu內(nèi)核)、存儲硬件(hdd、ram(隨機存取存儲器)等)、和網(wǎng)絡(luò)硬件；虛擬化層12，諸如，構(gòu)成虛擬化功能的超管理程序；虛擬硬件資源14，諸如通過使用虛擬化層12來虛擬化硬件資源13而獲得的虛擬cpu(vcpu)；以及虛擬機15。在虛擬機15中，在訪客os16上執(zhí)行應用17(act系統(tǒng))以實施虛擬化網(wǎng)絡(luò)功能(vnf)，例如，基于軟件。雖然圖5圖示了多個虛擬機15(圖5中為兩個)，但是虛擬機15的數(shù)量并不限于圖5中的構(gòu)成。僅僅為了便于闡釋，將諸如虛擬cpu(vcpu)等的虛擬硬件資源14和24與圖5中的虛擬機15和25平行地布置在虛擬化層12和22上。

在服務器(物理機)21上的虛擬機(vm)上運行的應用(軟件)(apl)27構(gòu)成備用系統(tǒng)(sby)系統(tǒng)。服務器21的基本構(gòu)成與活動系統(tǒng)服務器11的基本構(gòu)成相同。在備用系統(tǒng)服務器21的虛擬機25上的應用27待機的情況下，在按比例放大當前活動系統(tǒng)的狀態(tài)下，增加分配給備用系統(tǒng)的諸如虛擬cpu(vcpu)的虛擬硬件資源，并且將進程分配給所添加的虛擬cpu(vcpu)(參見圖2(b))。在備用系統(tǒng)服務器21的虛擬機25上的應用27在按比例縮小當前活動系統(tǒng)的狀態(tài)下待機的情況下，釋放將進程分配給待去除的虛擬機的虛擬cpu(vcpu)，然后去除待去除的虛擬硬件資源，諸如，虛擬cpu(vcpu)等。

例如，ems(網(wǎng)元管理系統(tǒng))10是管理、配置和維護虛擬機的維護管理系統(tǒng)。ems10與虛擬化控制設(shè)備(也稱為“虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施”)20通信。

虛擬化控制設(shè)備20監(jiān)視和控制服務器11和21上的虛擬機15和25。即，虛擬化控制設(shè)備20與諸如服務器11的超管理程序的虛擬化層12和22通信，例如，交換關(guān)于虛擬機(vm)的配置和狀態(tài)的信息和關(guān)于虛擬化硬件資源(諸如，分配給虛擬機的虛擬cpu)的配置和狀態(tài)的信息，并且執(zhí)行對虛擬機的部署和控制、系統(tǒng)切換的控制、以及與ems10的通信。例如，服務器11和21通過諸如lan(局域網(wǎng))的網(wǎng)絡(luò)30連接。

當具有不同ip(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)地址的服務器11和21的虛擬機上的應用根據(jù)熱備用方案執(zhí)行系統(tǒng)切換，并且新的活動系統(tǒng)服務器的虛擬機上的應用接管具有原始(系統(tǒng)切換之前)活動應用的服務器的ip地址時，可以接管別名ip地址(服務器11和21具有相同的別名ip地址)。替選地，可以切換服務器的lan適配器?；蛘撸部梢圆捎萌缦逻@種方案：在系統(tǒng)切換時不接管ip地址。

在圖5的示例中，活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的應用(在虛擬機上)17和27在不同的服務器(物理機)11和21上運行，但是它們也可以在相同的服務器上運行。此外，可以將在單個服務器(物理機)上的多個虛擬機上運行的多個應用的一個或者多個組合設(shè)定為活動系統(tǒng)，而將剩余的應用設(shè)定為備用系統(tǒng)?？梢詫⒃趩蝹€服務器(物理機)上的多個虛擬機上運行的多個應用全部設(shè)定為活動系統(tǒng)，而將在另一服務器(物理機)上的多個虛擬機上運行的多個應用全部設(shè)定為備用系統(tǒng)。為了簡單起見，也可以將活動系統(tǒng)的其上運行有虛擬機上的應用的服務器稱為“活動系統(tǒng)服務器”。為了簡單起見，也可以將備用系統(tǒng)的其上運行有虛擬機上的應用的服務器稱為“備用系統(tǒng)服務器”。

<與nfv參考架構(gòu)框架的對應關(guān)系>

圖11是引用自非專利文獻1的第7章中的圖4作為參考，并且示出了由nfv(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化)isg(工業(yè)規(guī)范組)定義的nfv參考架構(gòu)框架。

參照圖5描述的本示例實施例的服務器11和21與下面的nfv參考框架對應。

在圖11中，vnf(虛擬網(wǎng)絡(luò)功能)1至3與例如在圖5中的虛擬機(vm)上操作的應用對應。對于vnf1至3，網(wǎng)絡(luò)功能(例如，在作為lte(長期演進)網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)絡(luò)的epc(演進分組核心網(wǎng))中的mme(移動性管理實體)、s-gw(服務網(wǎng)關(guān))、p-gw(pdn網(wǎng)關(guān))等)可以由軟件(虛擬機)實施。在nfvisg中，為每個vnf指定被稱為ems(網(wǎng)元管理系統(tǒng))的管理功能。

在圖11所示的nfv參考架構(gòu)中，構(gòu)成每個vnf的實施基礎(chǔ)設(shè)施的nfvi(網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施)是允許將物理機(服務器)的諸如計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)功能的硬件資源(圖5中的13和23)靈活處理為已經(jīng)通過使用虛擬化層(圖5中的12和22)(諸如，超管理程序)而被虛擬化的虛擬化硬件資源(圖5中的14和24)(諸如，虛擬化計算、虛擬化存儲、虛擬化網(wǎng)絡(luò)等)的基礎(chǔ)設(shè)施。

進一步地，圖5中的虛擬化控制設(shè)備20可以與圖11中的nfv參考架構(gòu)的nfv管理和網(wǎng)絡(luò)編排(mano)相關(guān)聯(lián)。在圖11中，nfvmano包括nfv編排器(nfvo)、vnf管理器(vnfm)和虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器(vim)。

nfv編排器(nfvo)編排和管理nfvi和vnf，并且實現(xiàn)nfvi上的網(wǎng)絡(luò)服務(到vnf的資源分配和vnf管理(vnf的自動恢復、自動縮放、生命周期管理等))。

vnf管理器(vnfm)管理vnf的生命周期(實例化、更新、查詢、縮放、恢復、終止等)。

虛擬化基礎(chǔ)設(shè)施管理器(vim)經(jīng)由虛擬化層控制nfvi(計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源管理、作為vnf的執(zhí)行基礎(chǔ)設(shè)施的nfvi的故障監(jiān)視、資源信息監(jiān)視等)。

服務、vnf和基礎(chǔ)設(shè)施描述定義了網(wǎng)絡(luò)服務(ns)和vnf部署所需的信息的模板(描述符)。

-nsd(網(wǎng)絡(luò)服務描述符)：描述ns部署的要求和約束條件的模板。

-vld(虛擬鏈路描述符)：描述連接構(gòu)成ns的vnf和pnf的邏輯鏈路的資源要求的模板。

-vnffgd(vnf轉(zhuǎn)發(fā)圖形描述符)：描述ns的邏輯拓撲和分配的模板。

-vnfd(vnf描述符)：描述vnf部署的要求和約束條件的模板。

-pnfd(物理網(wǎng)絡(luò)功能描述符)：描述虛擬鏈路的物理網(wǎng)絡(luò)功能連接性、外部接口和kpi(關(guān)鍵性能指標)要求的模板。nsd、vnffgd和vld被包括在ns目錄中，而vnfd被包括在vnf目錄中。

例如，oss(操作支持系統(tǒng))是電信載波(carrier)構(gòu)建和管理服務所需的系統(tǒng)(諸如，設(shè)備、軟件和方案)的通用術(shù)語。bss(業(yè)務支持系統(tǒng))是用于通過電信載波計算和收取使用費并且處理訪客的信息系統(tǒng)(諸如，設(shè)備、軟件和方案)的通用術(shù)語。

在圖11中，os-ma是oss(操作服務系統(tǒng))/bss(業(yè)務服務系統(tǒng))與nfv-mano之間的參考點，并且用于網(wǎng)絡(luò)服務的生命周期管理請求、vnf生命周期管理請求、轉(zhuǎn)發(fā)與nfv相關(guān)的狀態(tài)信息、交換策略管理等。參考點or-vnfm用于vnf管理器(vnfm)進行的資源相關(guān)請求(授權(quán)、預留、分配等)、將配置信息轉(zhuǎn)發(fā)至vnfm、以及收集vnf的狀態(tài)信息。參考點vi-vnfm用于來自vnfm的資源分配請求(諸如，nfvi資源的查詢、分配/釋放等)、以及交換虛擬化資源配置和狀態(tài)信息。參考點or-vi用于nfvo進行的nfvi資源的預留/釋放和分配/釋放/更新、以及交換虛擬化資源配置和狀態(tài)信息，諸如，nfvi軟件圖像的添加/刪除/更新。

參考點ve-vnfm用于vnf生命周期管理請求、以及在ems與vnfm之間并且在vnfm與vnfm之間交換配置信息和狀態(tài)信息。參考點nf-vi用于分配vm，以及指示計算/存儲資源、更新vm資源分配、vm遷移、vm終止、響應于資源分配請求(諸如，創(chuàng)建/刪除vm之間的連接)來分配虛擬化資源、轉(zhuǎn)發(fā)虛擬化資源狀態(tài)信息、以及交換硬件資源配置和狀態(tài)信息。參考點se-ma用于nfv部署模板和nfv基礎(chǔ)設(shè)施的信息模型查詢等。參考點vi-ha將虛擬化層接口連接至硬件資源以針對vnf創(chuàng)建執(zhí)行環(huán)境，并且收集用于vnf管理的狀態(tài)信息。參考點vn-nf表示由nfvi提供至vnf的執(zhí)行環(huán)境(詳細參考非專利文獻1)。

<服務器和虛擬化控制設(shè)備的控制單元的構(gòu)成>

圖6是示意地說明圖5中的虛擬化控制設(shè)備20和服務器11和21的關(guān)于按比例放大和按比例縮小的控制功能的示意圖。

<服務器>

在圖6中，服務器11包括處理負載監(jiān)視單元111、系統(tǒng)切換單元112、處理限制控制單元113、按比例放大執(zhí)行單元114、按比例縮小執(zhí)行單元115和通信控制單元116。在這些之中，例如，處理負載監(jiān)視單元111、系統(tǒng)切換單元112和處理限制控制單元113可以通過處理在圖5中的虛擬機(vm)15上操作的應用來實施。按比例放大執(zhí)行單元114和按比例縮小執(zhí)行單元115可以通過處理圖5中的虛擬化層12(超管理程序)來執(zhí)行。

處理負載監(jiān)視單元111監(jiān)視虛擬機的處理負載，并且檢測處理擁塞和處理裕度。當檢測到處理擁塞或者處理裕度時，處理負載監(jiān)視單元111經(jīng)由通信控制單元116的發(fā)送單元(未示出)通知ems10。

系統(tǒng)切換單元112執(zhí)行系統(tǒng)切換。當在其自己的服務器11上的虛擬機15上運行的應用17是活動的時，系統(tǒng)切換單元112將服務器11上的應用17切換至備用系統(tǒng)，并且指示服務器21上的應用27切換至活動系統(tǒng)。

當應用17在其自己的服務器11上的虛擬機15上操作為備用系統(tǒng)時，系統(tǒng)切換單元112根據(jù)從服務器21的系統(tǒng)切換單元接收到的指示將服務器11上的應用17切換至活動系統(tǒng)，在該服務器21中，應用27作為活動系統(tǒng)在虛擬機25上操作。當將在其自己的服務器11上的虛擬機15上操作的應用17從備用系統(tǒng)切換至活動系統(tǒng)時，系統(tǒng)切換單元112從作為活動系統(tǒng)在虛擬機25上操作的應用27接管各種設(shè)定，諸如，處理和執(zhí)行環(huán)境。

當將在其自己的服務器11上的虛擬機15上操作的應用17從活動系統(tǒng)切換至備用系統(tǒng)時，處理限制控制單元113指示待從備用系統(tǒng)切換至新的活動系統(tǒng)的應用27施加處理限制，并且，當在自己的服務器11中完成按比例放大之后，指示切換至新的活動系統(tǒng)的應用27釋放處理限制。

當將在其自己的服務器11上的虛擬機15上操作的應用17從備用系統(tǒng)切換至活動系統(tǒng)時，在經(jīng)由通信控制單元116接收到從虛擬化控制設(shè)備20釋放處理限制的請求之后，處理限制控制單元113釋放在其自己的服務器11上的應用17上的處理限制。

當經(jīng)由通信控制單元16(發(fā)送單元：未示出)接收到來自虛擬化控制設(shè)備20的按比例放大請求時，按比例放大執(zhí)行單元114增加待分配給虛擬機的虛擬硬件資源(例如，虛擬cpu)(圖5中的14)。按比例放大執(zhí)行單元114控制至所添加的虛擬cpu的進程分配。在完成按比例放大之后，按比例放大執(zhí)行單元114經(jīng)由通信控制單元116通知虛擬化控制設(shè)備20完成了按比例放大。

當經(jīng)由通信控制單元16接收到來自虛擬化控制設(shè)備20的按比例縮小請求時，按比例縮小執(zhí)行單元115減少分配給虛擬機的虛擬硬件資源(例如，虛擬cpu)(圖5中的14)。此時，按比例縮小執(zhí)行單元115釋放至去除的虛擬cpu的進程分配。在完成按比例縮小之后，按比例縮小執(zhí)行單元115經(jīng)由通信控制單元116通知虛擬化控制設(shè)備20完成了按比例縮小。

在服務器11中，處理負載監(jiān)視單元111、系統(tǒng)切換單元112和處理限制控制單元113可以通過例如處理在圖5中的虛擬機(vm)15上操作的應用(apl)17來實施。按比例放大執(zhí)行單元214和按比例縮小執(zhí)行單元215可以通過處理圖5中的虛擬化層12(超管理程序(hv))來實現(xiàn)。替選地，在使被稱為管理os(操作系統(tǒng))的os作為虛擬機(vm)之一操作的虛擬化方案中，將設(shè)備驅(qū)動器設(shè)定在管理os中，并且經(jīng)由管理os進行從虛擬機到硬件的訪問，上述每個單元都可以實施在管理os的虛擬機上。

服務器21的構(gòu)成與服務器11相同。在服務器21中，處理負載監(jiān)視單元211、系統(tǒng)切換單元212和處理限制控制單元213可以通過例如在圖5中的虛擬機(vm)25上操作的應用(apl)27的處理來實施。按比例放大執(zhí)行單元214和按比例縮小執(zhí)行單元215可以通過處理圖5中的虛擬化層22(超管理程序(hv))來實施。假設(shè)服務器經(jīng)由服務器11和21的通信控制單元116和216(的發(fā)送/接收單元，未示出)彼此通信。

服務器11和21的通信控制單元、虛擬化層和虛擬機服務器中的部分或者全部功能都可以分別由在構(gòu)成服務器11和21的處理器(cpu)(未示出)上執(zhí)行的程序?qū)嵤Ｔ谶@種情況下，處理器中的每一個可以通過將存儲在設(shè)置在服務器11和21中或者連接至服務器11和21的未示出的存儲器(半導體存儲器(hdd)等)中的程序讀取到主存儲器中并且借助于軟件或者在軟件與硬件協(xié)作的情況下執(zhí)行該程序(指示)來實施每種功能。

<虛擬化控制設(shè)備>

在圖6中，虛擬化控制設(shè)備20包括序列控制單元201、按比例放大控制單元202、按比例縮小控制單元203、系統(tǒng)切換控制單元204、控制與ems10的通信的通信控制單元205、以及控制與服務器11和21的通信的通信控制單元206。要注意，通信控制單元205和206在圖6中被被配置成單獨的單元，但是它們可以合并成一個通信控制單元。

序列控制單元201通過啟動按比例放大控制單元202、按比例縮小控制單元203和系統(tǒng)切換控制單元204并且向它們提供所需的信息來控制按比例放大和按比例縮小操作序列。

當經(jīng)由通信控制單元206從來自服務器11和12的活動系統(tǒng)服務器接收到虛擬機中的處理擁塞或者處理裕度的通知時，序列控制單元201控制按比例放大或者按比例縮小序列。

在按比例放大序列中，序列控制單元201啟動按比例放大控制單元202。

按比例放大控制單元202指示按比例放大目標服務器(的超管理程序(hv))執(zhí)行按比例放大，諸如，增加虛擬cpu等。要注意，按比例放大控制單元202可以將諸如所添加的虛擬cpu的數(shù)量的信息通知給服務器的按比例放大單元。

當經(jīng)由通信控制單元206接收到來自例如從活動系統(tǒng)切換至備用系統(tǒng)的應用的按比例放大完成通知時，序列控制單元201啟動系統(tǒng)切換控制單元204。

系統(tǒng)切換控制單元204經(jīng)由通信控制單元206指示其中應用作為活動系統(tǒng)在虛擬機上操作的服務器(的活動應用)執(zhí)行系統(tǒng)切換。當接收到來自虛擬化控制設(shè)備20的系統(tǒng)切換指示時，活動系統(tǒng)的應用轉(zhuǎn)變成備用系統(tǒng)，然后指示其中應用作為備用系統(tǒng)在虛擬機上操作的服務器(的備用系統(tǒng)的應用)轉(zhuǎn)變成活動系統(tǒng)。

當接收到來自服務器上的應用的系統(tǒng)切換完成通知時，序列控制單元201經(jīng)由通信控制單元205將按比例放大完成通知通知給ems10。

在按比例縮小序列中，序列控制單元201啟動按比例縮小控制單元203。

按比例縮小控制單元203指示按比例縮小目標服務器(的超管理程序(hv))通過減少虛擬cpu來執(zhí)行按比例縮小。要注意，按比例縮小控制單元203可以將諸如所減少的虛擬cpu的數(shù)量的信息通知給服務器的按比例縮小單元(超管理程序(hv))。

當經(jīng)由通信控制單元206接收到來自其中應用作為備用系統(tǒng)在虛擬機上操作的服務器的按比例縮小完成通知時，序列控制單元201啟動系統(tǒng)切換控制單元204。

系統(tǒng)切換控制單元204經(jīng)由通信控制單元206指示應用作為活動系統(tǒng)在虛擬機上操作的服務器(的活動應用)執(zhí)行系統(tǒng)切換。當接收到來自虛擬化控制設(shè)備20的系統(tǒng)切換指示時，活動系統(tǒng)的應用轉(zhuǎn)變成備用系統(tǒng)，然后指示系統(tǒng)切換之前的(原)備用系統(tǒng)的應用轉(zhuǎn)變成活動系統(tǒng)。

當接收到來自經(jīng)過從活動系統(tǒng)到備用系統(tǒng)的切換的應用的系統(tǒng)切換完成通知時，例如，序列控制單元201經(jīng)由通信控制單元205將按比例縮小完成通知通知給ems10。

虛擬化控制設(shè)備20的單元201至206中的至少一部分的部分或者全部功能可以由構(gòu)成虛擬化控制設(shè)備20的處理器(cpu)(未示出)所執(zhí)行的程序?qū)嵤?。在這種情況下，處理器可以通過將存儲在設(shè)置在虛擬化控制設(shè)備20中或者連接至虛擬化控制設(shè)備20的未示出的存儲器(半導體存儲器(hdd)等)中的程序讀取到主存儲器中并且借助于軟件或者在軟件和硬件協(xié)作的情況下執(zhí)行該程序(指示)來實施每種功能。

<按比例放大序列>

圖7是示意地說明參照圖5和圖6描述的示例實施例的系統(tǒng)中的按比例放大序列的示例的示意圖。

在圖7中，物理服務器11和21與圖5和圖6中的服務器(物理機：pm)11和21對應。應該注意，物理服務器11和21用于指定服務器是物理機(pm)(服務器11和21是不同的設(shè)備(單元))并且在下文中將它們簡稱為服務器11和21。圖7分別圖示了圖6中的虛擬化層12和22作為超管理程序(hv)12和22。“vmact”和“vmsby”分別表示虛擬機(vm)上的活動系統(tǒng)(act)和備用系統(tǒng)(sby)的應用。應用可以是nfv的vdu(虛擬化部署單元)等。“vmact”和“vmsby”可以分別是活動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的vm。在圖7中，為了說明，為典型序列給出了編號(步驟編號)。在稍后描述的圖8至圖10中也如此。

服務器11的處理負載監(jiān)視單元111檢測在虛擬機上操作的應用中的處理擁塞(s1)。

服務器11的處理負載監(jiān)視單元111將擁塞檢測通知給虛擬化控制設(shè)備20(s2)。

當接收到擁塞檢測通知時，虛擬化控制設(shè)備20中的序列控制單元201將服務器11上的應用中的擁塞和按比例放大的啟動通知給ems(s3)。

虛擬化控制設(shè)備20的序列控制單元201啟動按比例放大控制單元202，該按比例放大控制單元202然后指示其中應用27作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機25上操作的服務器21(超管理程序(hv))執(zhí)行按比例放大(熱添加)(s4)。

當接收到按比例放大指示時，服務器21的(例如，在超管理程序(hv)上實施的)按比例放大執(zhí)行單元214執(zhí)行熱添加處理(s5)，增加待分配給其上運行備用系統(tǒng)(sby)的應用27的虛擬機25的虛擬cpu(vcpu)(添加vcpu)，將進程分配給這些虛擬cpu(vcpu)，并且將按比例放大完成通知(熱添加完成通知)發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s6)。

當接收到按比例放大(熱添加)完成通知時，虛擬化控制設(shè)備20的序列控制單元201啟動系統(tǒng)切換控制單元204，該系統(tǒng)切換控制單元204然后將系統(tǒng)切換指示發(fā)送至其中應用作為活動系統(tǒng)(act)在虛擬機上操作的服務器11的系統(tǒng)切換單元112(例如，vm上的應用)(s7)。

響應于系統(tǒng)切換指示，在服務器11與服務器21之間執(zhí)行應用的系統(tǒng)切換(s8)。例如，其中應用17作為活動系統(tǒng)(act)在虛擬機15上操作的服務器11的系統(tǒng)切換單元112將應用17切換至備用系統(tǒng)(sby)，并且指示其中應用27作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機25上操作的服務器21轉(zhuǎn)變成活動系統(tǒng)(act)。結(jié)果，其中應用27作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機25上操作的服務器21的系統(tǒng)切換單元212將應用27設(shè)定為活動系統(tǒng)(act)(將應用27從備用系統(tǒng)切換至活動系統(tǒng))。

其中在虛擬機15上操作的應用17因為系統(tǒng)切換而從活動系統(tǒng)(act)切換至備用系統(tǒng)(sby)的服務器11(其應用17)通知虛擬化控制設(shè)備20已經(jīng)完成了系統(tǒng)切換(s9)。

當接收到系統(tǒng)切換完成的通知時，虛擬化控制設(shè)備20的序列控制單元201將按比例放大完成通知發(fā)送至ems10(s10)。

<按比例縮小序列>

圖8是示意地說明參照圖5和圖6描述的示例實施例的系統(tǒng)中的按比例縮小序列的示例的示意圖。

在圖8中，物理服務器11和21與圖5和圖6中的服務器(物理機：pm)11和21對應。圖8中的超管理程序(hv)12和22與圖5和圖6中的虛擬化層12和22對應。在圖8中，“vmact”和“vmsby”分別表示虛擬機(vm)上的活動系統(tǒng)(act)和備用系統(tǒng)(sby)的應用。“vmact”和“vmsby”可以分別是活動系統(tǒng)(act)和備用系統(tǒng)(sby)的vm。在圖8中，為了說明，為典型序列給出了編號(步驟編號)。

服務器11的處理負載監(jiān)視單元111檢測在虛擬機上操作的應用中的處理裕度(s21)。

服務器11的處理負載監(jiān)視單元111確定由于處理裕度可能進行按比例縮小，并且通知虛擬化控制設(shè)備20(s22)。

當接收到來自服務器11的通知時，虛擬化控制設(shè)備20中的序列控制單元201通知ems10在服務器11中啟動按比例縮小(s23)。

虛擬化控制設(shè)備20的序列控制單元201啟動按比例縮小控制單元203，該按比例縮小控制單元203然后指示其中應用27作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機25上操作的服務器21(超管理程序(hv))執(zhí)行按比例縮小(熱刪除)(s24)。

當接收到按比例縮小指示時，服務器21的按比例縮小執(zhí)行單元215(例如，超管理程序(hv))執(zhí)行熱刪除(hotdel)(s25)，去除分配給其上運行備用系統(tǒng)(sby)的應用27的虛擬機25的虛擬cpu(vcpu)，釋放進程分配，并且將按比例縮小(熱刪除)完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s26)。

當接收當按比例縮小(熱刪除)完成通知時，虛擬化控制設(shè)備20的序列控制單元201啟動系統(tǒng)切換控制單元204，該系統(tǒng)切換控制單元204然后將系統(tǒng)切換指示發(fā)送至服務器11上的虛擬機15上的應用17(s27)。

在服務器11與服務器21之間執(zhí)行應用的系統(tǒng)切換(s28)。例如，其中應用17作為活動系統(tǒng)(act)在虛擬機15上操作的服務器11的系統(tǒng)切換單元112將應用17切換至新的備用系統(tǒng)(sby)，并且指示其中應用27作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機25上操作的服務器21切換至活動系統(tǒng)(act)。結(jié)果，服務器21的系統(tǒng)切換單元212將應用27設(shè)定為活動系統(tǒng)(act)(將應用27從備用系統(tǒng)切換至活動系統(tǒng))。

其中虛擬機(vm)15上的應用17因為系統(tǒng)切換而切換至備用系統(tǒng)(sby)的服務器11通知虛擬控制設(shè)備20已經(jīng)完成了系統(tǒng)切換(s29)。

當接收到系統(tǒng)切換完成的通知時，虛擬化控制設(shè)備20的序列控制單元201將按比例縮小完成通知發(fā)送至ems10(s30)。

<系統(tǒng)切換：按比例放大>

圖9是詳細地說明圖7中的系統(tǒng)切換序列(s8)的示例的示意圖。

在圖9中，從s1到s7的序列(步驟編號)與圖7中的相同。雖然虛擬化控制設(shè)備20將執(zhí)行按比例放大(熱添加)的請求發(fā)送至備用系統(tǒng)(sby)的物理服務器21，但是當接收到圖7中的物理服務器11上的虛擬機中的擁塞檢測通知時，在被來自維護操作器(例如，ems10)的請求觸發(fā)時，虛擬化控制設(shè)備20可以將執(zhí)行按比例放大(熱添加)的請求發(fā)送至備用系統(tǒng)(sby)的物理服務器21。

當接收到來自虛擬化控制設(shè)備20的系統(tǒng)切換指示時，其中應用17作為活動(act)系統(tǒng)在其上操作的服務器11的系統(tǒng)切換單元112將應用17切換至備用系統(tǒng)(sby)(s8-1)。要注意，虛擬化控制設(shè)備20與服務器11和21的超管理程序(hv)通信。

其中虛擬機(vm)上的應用17重新被切換至備用系統(tǒng)(sby)的服務器11將轉(zhuǎn)變成活動系統(tǒng)的請求(act轉(zhuǎn)變請求)發(fā)送至服務器21(act)上的虛擬機(vm)25上的應用(s8-2)。在應用17從活動系統(tǒng)(act)到備用系統(tǒng)(sby)的系統(tǒng)切換中，服務器11可以將指示應用17當前是否是活動系統(tǒng)(act)或者備用系統(tǒng)(sby)的應用的標記信息設(shè)定為“備用(sby)”，盡管并不限于此。服務器11可以將變成新的活動系統(tǒng)(act)的應用27所必需的信息保存在預定存儲區(qū)域中以接管信息，諸如，迄今為止都是活動系統(tǒng)(act)的應用的應用17的執(zhí)行環(huán)境、設(shè)定參數(shù)信息、數(shù)據(jù)等，并且將信息轉(zhuǎn)發(fā)至其中應用27被切換至新的活動系統(tǒng)(act)的服務器21。

在服務器21中，當接收到來自服務器11的應用17的act轉(zhuǎn)變請求時，系統(tǒng)切換單元212將應用27設(shè)定為活動系統(tǒng)(act)(s8-3)。

已經(jīng)變成新的活動系統(tǒng)(act)的服務器21的應用27將act轉(zhuǎn)變完成通知發(fā)送至服務器11(s8-4)。

當接收到來自服務器21的act轉(zhuǎn)變完成通知時，服務器11上的虛擬機15上的應用17將服務器11上的應用17已經(jīng)轉(zhuǎn)變成備用系統(tǒng)(sby)(sby轉(zhuǎn)變完成)的通知和呼叫處理限制請求發(fā)送至服務器21(s8-5)。

當接收到來自服務器11的呼叫處理限制請求時，服務器21的處理限制控制單元213可以限制虛擬機所執(zhí)行的呼叫處理(s8-6)。在系統(tǒng)切換期間，這限制了呼叫處理量，使得不接受任何附加呼叫處理，直到備用系統(tǒng)(sby)和活動系統(tǒng)(act)的按比例放大都完成為止。

當完成呼叫處理限制的設(shè)定時，服務器21的處理限制控制單元213通知服務器11完成了呼叫處理限制請求(s8-7).

在服務器11(其中應用17被切換至新的備用系統(tǒng)的服務器11)中，當接收到呼叫處理限制請求完成的通知時，系統(tǒng)切換單元112通知虛擬化控制設(shè)備20完成了系統(tǒng)切換(s8-8)。

虛擬化控制設(shè)備20將按比例放大(熱添加)請求發(fā)送至服務器11(超管理程序(hv))，在該服務器11中，其中應用17作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機15上操作(s8-9)。在熱備用冗余系統(tǒng)中，在活動系統(tǒng)(act)與備用系統(tǒng)之間執(zhí)行數(shù)據(jù)復制。因此，如果單獨在服務器21(具有在虛擬機上操作并且被切換至新的活動系統(tǒng)的應用的服務器)中執(zhí)行按比例放大，則存在性能差異，使得也在其中應用17剛剛已經(jīng)變成備用系統(tǒng)(sby)的服務器11(超管理程序(hv))中執(zhí)行按比例放大(熱添加)，以為了使處理不受按比例放大之前的設(shè)備與按比例放大之后的設(shè)備之間的性能差異的影響。

服務器11的按比例放大執(zhí)行單元114增加(熱添加)分配給其上運行應用17的虛擬機(vm)15的虛擬cpu(s8-10)。此時，當然可以增加分配給虛擬機的虛擬內(nèi)存、虛擬存儲、虛擬網(wǎng)絡(luò)的帶寬、所安裝的虛擬nic的數(shù)量等。

服務器11的按比例放大執(zhí)行單元114將按比例放大(熱添加)完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s8-11)。

虛擬化控制設(shè)備20將釋放呼叫處理限制的請求發(fā)送至服務器21(s8-12)。服務器21的處理限制控制單元213釋放呼叫處理限制(s8-13)。由于新的活動系統(tǒng)(act)和新的備用系統(tǒng)(sby)已經(jīng)完成了按比例放大，所以允許新的活動系統(tǒng)接受與執(zhí)行按比例放大(增加)對應的另外的呼叫處理量。服務器21的處理限制控制單元213將呼叫處理限制釋放完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s8-14)。

當接收到呼叫處理限制釋放完成通知時，虛擬化控制設(shè)備20將按比例放大完成通知發(fā)送至ems10(s20)。

在圖9的示例中，虛擬化控制設(shè)備20將呼叫處理限制釋放請求發(fā)送至服務器21(的在虛擬機上運行并且變成新的活動系統(tǒng)的應用)(s8-12)，然而，已經(jīng)完成按比例放大(熱添加)的服務器11可以將呼叫處理限制釋放請求發(fā)送至服務器21。在這種情況下，已經(jīng)釋放了呼叫處理限制的服務器21將呼叫處理限制釋放完成通知發(fā)送至服務器11，當接收到呼叫處理限制釋放完成通知時，服務器11根據(jù)圖7中的步驟s9將系統(tǒng)切換完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20。當接收到系統(tǒng)切換完成通知時，虛擬化控制設(shè)備20將按比例放大完成通知發(fā)送至ems10。在圖9中，作為新的活動系統(tǒng)的服務器上的虛擬機(其上運行的應用)的處理限制，描述了施加到呼叫處理(例如，voip(ip語音))上的限制以及其釋放，但是，當然，作為新的活動系統(tǒng)(act)的服務器上的虛擬機(其上運行的應用)中的限制的目標而被選擇的處理可以是除了呼叫處理之外的任何一種處理。

<系統(tǒng)切換：按比例縮小>

圖10是詳細地說明圖8中的系統(tǒng)切換序列(s28)的示例的示意圖。要注意，圖10中的步驟s24至s27和s30分別與圖8中的s24至s27和s30對應。

在圖8中，在檢測到處理裕度之后，服務器11將可能進行按比例縮小的判斷發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20，虛擬化控制設(shè)備20又指示服務器21執(zhí)行按比例縮小，然而，在圖10的示例中，圖7中的ems10指示和請求虛擬化控制設(shè)備20執(zhí)行按比例縮小(s20a)。

當接收到按比例縮小請求時，虛擬化控制設(shè)備20將呼叫處理限制釋放請求發(fā)送至其中應用17作為活動系統(tǒng)(act)在虛擬機(vm)15上操作的服務器11(s20b)。服務器11的處理限制控制單元113限制虛擬機(vm)所執(zhí)行的呼叫處理(s20c)。提前執(zhí)行呼叫處理限制(減少)，使得按比例縮小之后的呼叫處理不會遭受響應于按比例縮小之前的量的擁塞。

服務器11將呼叫處理限制完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s20d)。

在被來自ems10的按比例縮小請求觸發(fā)時，虛擬化控制設(shè)備20請求其中應用27作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機(vm)上操作的服務器21(超管理程序(hv))執(zhí)行按比例縮小(熱刪除)(s24)。服務器21的按比例縮小執(zhí)行單元215去除分配給其上運行備用系統(tǒng)(sby)的應用的虛擬機(vm)的虛擬cpu(vcpu)(s25)。此時，可以減少分配給虛擬機的虛擬內(nèi)存、虛擬存儲、虛擬網(wǎng)絡(luò)的帶寬、所安裝的虛擬nic的數(shù)量等。當去除相關(guān)虛擬cpu(vcpu)時，其中應用作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機(vm)上操作的服務器21的按比例縮小執(zhí)行單元215釋放到相關(guān)虛擬cpu(vcpu)的進程分配，然后去除相關(guān)虛擬cpu(vcpu)。

服務器21將按比例縮小完成通知(熱刪除完成通知)發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s26)。

虛擬化控制設(shè)備20指示服務器11執(zhí)行系統(tǒng)切換(s27)。

當接收到來自虛擬化控制設(shè)備20的系統(tǒng)切換指示時，服務器11的系統(tǒng)切換單元112將在虛擬機(vm)15上操作的應用17設(shè)定為備用系統(tǒng)(sby)(s28-1)。

服務器11將轉(zhuǎn)變成活動系統(tǒng)(act)的請求(act轉(zhuǎn)變請求)發(fā)送至在虛擬機(vm)25上操作的應用27的服務器21(s28-2).

服務器21的系統(tǒng)切換單元212將在服務器21上的虛擬機(vm)25上操作的應用27設(shè)定到活動系統(tǒng)(act)(s28-3)。已經(jīng)重新變成活動系統(tǒng)(act)的服務器21的應用27接管服務器11上的應用17的操作環(huán)境、設(shè)定信息等，該服務器11曾經(jīng)是系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)(act)。在該示例中，由虛擬化控制設(shè)備20請求并且施加到曾經(jīng)是系統(tǒng)切換前的活動系統(tǒng)(act)的虛擬機15上的應用17上的呼叫處理限制由已經(jīng)新變成活動的(act)的虛擬機上的應用27接管。

具有在虛擬機(vm)25上操作的新的活動系統(tǒng)(act)應用27的服務器21將act轉(zhuǎn)變完成通知發(fā)送至服務器11(s28-4).

當接收到act轉(zhuǎn)變完成通知時，服務器11通知服務器21服務器11上的虛擬機15上的應用17完成了轉(zhuǎn)變成備用系統(tǒng)(s28-5)。

服務器11通知虛擬化控制設(shè)備20完成了系統(tǒng)切換(s28-6)。

虛擬化控制設(shè)備20將按比例縮小(熱刪除)請求發(fā)送至其中應用17作為備用系統(tǒng)(sby)在虛擬機15上操作的服務器11(s28-7)。例如，在熱備用冗余系統(tǒng)中，在活動系統(tǒng)(act)與備用系統(tǒng)之間執(zhí)行數(shù)據(jù)復制。因此，如果單獨在服務器中的一個服務器(其中虛擬機上的應用已經(jīng)變成新的活動系統(tǒng)的服務器)中的虛擬機中執(zhí)行按比例縮小，則存在性能差異，使得也在其中應用剛剛已經(jīng)變成備用系統(tǒng)(sby)的服務器中的另一個服務器的虛擬機中執(zhí)行按比例縮小(熱刪除)，以為了使處理不受到按比例放大之前的設(shè)備與按比例縮小后的設(shè)備之間的性能差異的影響。

服務器11的(例如，實施在超管理程序(hv)上的)按比例縮小執(zhí)行單元114減少(熱刪除)分配給虛擬機15的虛擬cpu(s28-8)，該虛擬機15具有作為備用系統(tǒng)(sby)在其上操作的應用17。此時，在釋放到這些虛擬cpu的進程分配之后，服務器11的按比例縮小執(zhí)行單元14減少(熱刪除)虛擬cpu。

服務器11將按比例縮小(熱刪除)完成請求通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s28-9)。

虛擬化控制設(shè)備20將呼叫處理限制釋放請求發(fā)送至服務器21(s28-10)。服務器21的處理限制控制單元213釋放呼叫處理限制(s28-11)。隨著完成了在虛擬機(vm)(新的活動系統(tǒng)(act)和新的備用系統(tǒng)(sby))上操作的應用的按比例縮放，在新的活動系統(tǒng)中釋放由處理限制控制單元213施加的呼叫處理限制。服務器21將呼叫處理限制釋放完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20(s28-12)。

當接收到呼叫處理限制釋放完成通知時，虛擬化控制設(shè)備20將按比例縮小完成通知發(fā)送至ems10(s30)。在圖10的示例中，虛擬化控制設(shè)備20將呼叫處理限制釋放請求發(fā)送至服務器21(s28-10)，但是，服務器21可以將呼叫處理限制釋放請求發(fā)送至服務器11，該服務器11然后可以根據(jù)圖8中的序列編號9將系統(tǒng)切換完成通知發(fā)送至虛擬化控制設(shè)備20，并且當接收到系統(tǒng)切換完成通知時，虛擬化控制設(shè)備20可以將按比例縮小完成通知發(fā)送至ems10。

在圖10中，作為在系統(tǒng)切換之前的活動系統(tǒng)的和新的活動系統(tǒng)的服務器上的虛擬機上操作的應用的處理限制的示例，描述了施加到呼叫處理(例如，voip(ip語音))上的限制以及其釋放，但是，當然，作為在新的活動系統(tǒng)的服務器上的虛擬機上操作的應用的限制的目標而被選擇的處理可以是除了呼叫處理之外的任何一種處理。

圖12是說明使用根據(jù)上述示例實施例的冗余系統(tǒng)的縮放控制應用于nfv系統(tǒng)的示例的示意圖。在圖12的示例中，openstack和擴展單元構(gòu)成圖11中的vim。執(zhí)行vnf生命周期管理、配置信息管理和狀態(tài)監(jiān)視的編排器ii構(gòu)成圖11中的vnfm。圖12中的編排器i包括身份管理器、全球資源編排器、本地資源編排器、o&m集成管理器、模板管理、以及服務編排器。將省略編排器i(與nfvo對應)的細節(jié)。關(guān)于nvfo的配置和功能，除了圖11的相關(guān)描述之外，細節(jié)可以適當?shù)貐⒖挤菍＠墨I1。

openstack包括：

nova(vm網(wǎng)絡(luò)資源控制等)/glance(訪客os的圖像管理等)

neutron(vm所使用的虛擬網(wǎng)絡(luò)的控制和構(gòu)成管理)；以及

ceilometer(nfvi的資源使用量的測量和監(jiān)視)。

例如，nova/glance控制vm的開始/終止、vm遷移、vm資源信息的管理等。neutron控制虛擬網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建和虛擬網(wǎng)絡(luò)的附接。ceilometer控制vm資源使用狀態(tài)的收集、通知策略(來自nfvo的通知)的管理、到nfvo的通知等。

盡管并不限于此，但擴展單元包括：例如，

物理機(pm)控制器，該pm控制器執(zhí)行物理機(pm)的控制和資源管理；

虛擬機(vm)控制器，該vm控制器執(zhí)行虛擬機(vm)的部署的控制(pm選擇等)；

網(wǎng)絡(luò)控制器，該網(wǎng)絡(luò)控制器執(zhí)行管理控制，諸如，監(jiān)視虛擬機所使用的虛擬網(wǎng)絡(luò)的故障、資源管理等；以及

資源監(jiān)視，該資源監(jiān)視執(zhí)行服務器上的nfvi資源的監(jiān)視(例如，收集物理機(pm)和虛擬機(vm)的故障信息和資源使用狀態(tài)、通知策略管理(來自nfvo的指示)、和到nfvo的通知)等。

圖12中的服務器11和21與圖5中的服務器11和21對應。服務器11和21可以分別包括openstack和執(zhí)行單元的代理。在服務器11和21中，hv表示超管理程序，vm表示虛擬機，并且hw/os表示硬件資源和os。服務器11和21上的vnf(虛擬網(wǎng)絡(luò)功能)與圖5中在虛擬機上的應用對應。vnf可以是vdu(虛擬化部署單元)。

例如，圖5中的虛擬化控制設(shè)備20的功能(按比例放大/按比例縮小控制、系統(tǒng)切換控制等)可以實施在與vim對應的openstack和擴展單元中的控制器上，或者實施在與圖12中的vnfm對應的編排器上。圖12圖示了與圖5中對應地復用服務器的構(gòu)成。然而，可以采用這樣如下構(gòu)成：來自在服務器上的多個虛擬機上運行的應用(vnf、vdu)的至少一個應用(vnf、vdu)是活動系統(tǒng)，并且至少另一個應用(vnf、vdu)是備用系統(tǒng)。替選地，可以使用如下構(gòu)成：其中一個或者多個vm是活動系統(tǒng)，并且另外的一個或者多個vm是備用系統(tǒng)。

上面列出的非專利文獻的各種公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。每個示例性實施例或者每個示例的變化和調(diào)整在本發(fā)明的總體公開內(nèi)容(包括權(quán)利要求書)的范圍內(nèi)是可能的并且基于本發(fā)明的基本技術(shù)構(gòu)思。各個所公開的元素(包括每個權(quán)利要求中的每個元素、每個示例中的每個元素、每個附圖中的每個元素等)的各種組合和選擇在本發(fā)明的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)是可能的。即，本發(fā)明自然包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)總體公開內(nèi)容(包括權(quán)利要求)和技術(shù)構(gòu)思而做出的各種變化和修改。

參考符號列表

1、1a、1b、1c、1d、2：服務器

10：ems

11、21：服務器(物理機、物理服務器)

12、22：虛擬化層(超管理程序：hv)

13、23：硬件資源

14、24：虛擬硬件資源

15、25：虛擬機(vm)

16、26：訪客os

17、27：應用

20：虛擬化控制設(shè)備

30：網(wǎng)絡(luò)(通信裝置)

101：活動系統(tǒng)(系統(tǒng)切換之后的新的備用系統(tǒng))

102：備用系統(tǒng)(系統(tǒng)切換之后的新的活動系統(tǒng))

103：控制單元(控制裝置)

111、211：處理負載監(jiān)視單元

112、212：系統(tǒng)切換單元

113、213：進程限制控制單元

114、214：按比例放大(熱添加)執(zhí)行單元

115、215：按比例縮小(熱刪除)執(zhí)行單元

116、216：通信控制單元

201：序列控制單元

202：按比例放大控制單元

203：按比例縮小控制單元

204：系統(tǒng)切換控制單元

205、206：通信控制單元