光ネットワークおよび光接続方法
【課題】複数のコンピュータを接続する光ネットワークの消費電力を抑制する。
【解決手段】光ネットワークは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ入力光信号を導く光スイッチと、複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、サーバの通信トラフィックを管理する管理装置を備える。複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える固定波長光送信器を利用して、光スイッチを介して第１の光パスを設定する。管理装置は、サーバの通信トラフィックに応じて、第１および第２の光インタフェース装置を特定する。第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ可変波長光送信器を利用して、光スイッチを介して第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する。
【解決手段】光ネットワークは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ入力光信号を導く光スイッチと、複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、サーバの通信トラフィックを管理する管理装置を備える。複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える固定波長光送信器を利用して、光スイッチを介して第１の光パスを設定する。管理装置は、サーバの通信トラフィックに応じて、第１および第２の光インタフェース装置を特定する。第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ可変波長光送信器を利用して、光スイッチを介して第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンピュータを接続する光ネットワークおよび光接続方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
クラウドコンピューティングの普及に伴い、データセンタにおける通信トラフィックが増加している。このため、大量の通信トラフィックを収容するインタフェースの高速化が望まれている。そして、データセンタ等において、サーバ間を光リンクで接続する光インターコネクト技術の開発が進められている。
【０００３】
光インターコネクト技術の１つとして、複数の通信ノードを相互に接続する光通信ネットワークシステムが提案されている。この光通信ネットワークシステムは、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を備える。ＡＷＧは、Ｎ個の入力ポートおよびＮ個の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいてその信号光を所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有する。Ｍ（Ｍは、Ｎ以下）個の通信ノード装置が光伝送路によってＡＷＧに接続されている。通信ノード装置は、通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、信号光の波長を切り替える波長切替手段を備える。（例えば、特許文献１）
【０００４】
関連する技術として、特許文献２には、ＷＤＭ方式とＡＷＧを用いて複数のノード間を接続するネットワークが記載されている。また、特許文献３には、光スイッチ網および光クロスコネクト装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０７３２２５
【特許文献２】特開２００１−６０９２２号公報
【特許文献３】特開２００２−１０１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＷＧを用いて複数のノード装置がスター型に接続された光ネットワークにおいて、ノード装置間のデータ伝送の効率を高くするためには、各ノード装置間がそれぞれ１ホップで接続されることが好ましい。そして、任意のノード装置間を１ホップで接続するためには、論理的に、フルメッシュトポロジを採用する必要がある。
【０００７】
ところが、このようなネットワークを実現するためには、各ノード装置が多数の光デバイスを備える必要がある。例えば、Ｎ×ＮのＡＷＧを利用してＮ個のノード装置をフルメッシュトポロジで接続するためには、各ノード装置は、互いに異なるＮ−１波長を送信するためのＮ−１個の送信器、およびそれらＮ−１波長を受信するためのＮ−１個の受信器を備える必要がある。
【０００８】
このように、従来技術においては、ノード装置間のデータ伝送の効率を高めようとすると、各ノードの送受信器が多数の光デバイスを備える必要がある。このため、各ノード装置の消費電力が高くなってしまう。また、送受信器のサイズが大きくなり、さらに送受信器のコストも高くなる。
【０００９】
本発明の課題は、複数のコンピュータを接続する光ネットワークの消費電力を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの態様の光ネットワークは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く光スイッチと、複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、前記複数のサーバの通信トラフィックを管理する管理装置、を備える。各光インタフェース装置は、固定波長光送信器および可変波長光送信器を有する。前記複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える前記固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して第１の光パスを設定する。前記管理装置は、前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて、前記複数の光インタフェース装置の中から第１および第２の光インタフェース装置を特定する。前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ前記可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する。
【発明の効果】
【００１１】
上述の態様によれば、複数のコンピュータを接続する光ネットワークの消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の光ネットワークの一例を示す図である。
【図２】光スイッチの動作の一例を示す図である。
【図３】光ネットワークの構成および動作を説明する図である。
【図４】固定波長パスにより得られる論理トポロジを示す図である。
【図５】トラフィックモニタによるモニタ結果の一例を示す図である。
【図６】ショートカットパスの一例を示す図である。
【図７】サーバのハードウェア構成を示す図である。
【図８】光インタフェース装置の構成を示す図である。
【図９】ショートカットパスを設定する処理を示すフローチャートである。
【図１０】管理システムの構成を示す図である。
【図１１】ショートカットパスおよびライブマイグレーションを併用する方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示すフローチャートの処理の実施例（その１）を示す図である。
【図１３】図１１に示すフローチャートの処理の実施例（その２）を示す図である。
【図１４】複数のサーバシステムを接続する構成を示す図である。
【図１５】他のネットワークと接続する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態の光ネットワークの一例を示す。実施形態の光ネットワーク１は、複数のコンピュータを接続する。光ネットワーク１は、特に限定されるものではないが、たとえば、データセンタにおいて使用される。この場合、コンピュータは、サーバコンピュータ（以下、サーバ）６−１〜６−８である。そして、光ネットワーク１は、光スイッチ２、光インタフェース装置３−１〜３−８、トラフィックモニタ４、管理システム５を備える。
【００１４】
光スイッチ２は、複数の入力ポートＰ１(in)〜Ｐ８(in)、および複数の出力ポートＰ１(out)〜Ｐ８(out)を備える。そして、光スイッチ２は、ある入力ポートを介して光信号を受信すると、その入力ポートとその光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ、その入力光信号を導く。この動作は、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）により実現される。すなわち、光スイッチ２は、例えば、８×８ＡＷＧにより実現される。
【００１５】
図２は、光スイッチ２の動作の一例を示す。図２において、Ｉｎ１〜Ｉｎ８は、それぞれ入力ポートＰ１(in)〜Ｐ８(in)を表す。また、Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ８は、それぞれ出力ポートＰ１(out)〜Ｐ８(out)を表す。
【００１６】
図２に示す実施例では、例えば、入力ポートＰ１(in)に波長λ７の光信号が入力されると、光スイッチ２は、その光信号を出力ポートＰ２(out)を介して出力する。また、入力ポートＰ１(in)に波長λ８の光信号が入力されると、光スイッチ２は、その光信号を出力ポートＰ３(out)を介して出力する。なお、図２に示す入力／出力関係は、周回波長ＡＷＧの動作を示している。
【００１７】
光スイッチ２は、ＷＤＭ信号に含まれる各光信号をそれぞれ処理することができる。すなわち、例えば、入力ポートＰ１(in)に波長λ７および波長λ８を含むＷＤＭ信号が入力されると、光スイッチ２は、波長λ７の光信号を出力ポートＰ２(out)を介して出力すると共に、波長λ８の光信号を出力ポートＰ３(out)を介して出力する。
【００１８】
光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ、サーバ６−１〜６−８に対して設けられる。また、光インタフェース装置３−１〜３−８は、光スイッチ２に対して光ファイバでスター状に接続されている。ここで、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ、光スイッチ２の入力ポートＰ１(in)〜Ｐ８(in)、および出力ポートＰ１(out)〜Ｐ８(out)に接続されている。例えば、光インタフェース装置３−１は、入力ポートＰ１(in)および出力ポートＰ１(out)に接続されている。光インタフェース装置３−２は、入力ポートＰ２(in)および出力ポートＰ２(out)に接続されている。そして、光インタフェース装置３−１〜３−８は、光スイッチ２を介して、サーバ６−１〜６−８間のデータを送受信する。
【００１９】
なお、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ対応するサーバ６−１〜６−８の外に設けられてもよい。また、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ対応するサーバ６−１〜６−８の中に内蔵されてもよい。
【００２０】
トラフィックモニタ４は、各サーバ６−１〜６−８が送信するデータのトラフィックをモニタする。この実施例では、各サーバ６−１〜６−８上で、１または複数の仮想マシンが動作することができる。この場合、トラフィックモニタ４は、各仮想マシンのトラフィックをモニタできる。そして、トラフィックモニタ４は、モニタ結果を管理システム５に通知する。
【００２１】
管理システム５は、トラフィックモニタ４によるモニタ結果に基づいて、後述する可変波長パスを設定するか否かを判定する。可変波長パスを設定するときは、管理システム５は、対応する光インタフェース装置において可変波長パスを実現するための波長を表す波長選択指示を生成する。そして、波長選択指示は、対応する光インタフェース装置に与えられる。
【００２２】
各サーバ６−１〜６−８は、それぞれ、物理サーバである。また、サーバ６−１〜６−８は、例えば、不図示のクライアントからの要求に応じてサービスを提供するコンピュータである。ここで、例えば、あるクライアントからの要求が複数のサーバによって処理される場合には、それら複数のサーバ間でデータ通信が行われる。また、あるクライアントの情報が、複数のサーバに分散して格納されている場合も、クライアントからの要求に際して、それら複数のサーバ間でデータ通信が行われる。そして、このようなサーバ間のデータ通信は、光スイッチ２および対応する光インタフェース装置を介して行われる。
【００２３】
図３は、光ネットワーク１の構成および動作を説明する図である。この実施例では、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ、サーバ６−１〜６−８の外に設けられている。
【００２４】
光インタフェース装置３−１〜３−８の構成は、実質的に互いに同じである。したがって、以下では、一例として、光インタフェース装置３−１の構成および動作について説明する。
【００２５】
光インタフェース装置３−１は、光送信モジュールおよび光受信モジュールを有する。光送信モジュールおよび光受信モジュールは、互いに分離されている必要はない。すなわち、光送信モジュールおよび光受信モジュールは、例えば、１つのボード上に実装してもよい。
【００２６】
光送信モジュールは、固定波長光送信器１１、１２、可変波長光送信器１３、光カプラ１４を有する。そして、この光送信モジュールには、サーバ６−１により生成される送信データが与えられる。
【００２７】
固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、予め決められた波長の光信号を生成する。ここで、固定波長光送信器１１、１２の波長は、互いに異なっている。そして、固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、サーバ６−１から与えられる送信データから光信号を生成する。
【００２８】
可変波長光送信器１３は、可変波長光源を含み、管理システム５により生成される波長選択指示に応じてキャリア光の波長を制御する。ここで、可変波長光送信器１３が使用する波長は、固定波長光送信器１１、１２の波長とは異なる。そして、可変波長光送信器１３は、サーバ６−１から与えられる送信データから光信号を生成する。
【００２９】
光カプラ１４は、固定波長光送信器１１、１２、および可変波長光送信器１３から出力される光信号を合波する。光カプラ１４は、例えば、ＷＤＭカプラである。そして、光カプラ１４から出力される光信号は、光スイッチ２の入力ポートＰ１(in)に導かれる。
【００３０】
光受信モジュールは、光スプリッタ２１、固定波長フィルタ２２、２３、可変波長フィルタ２４、受光器２５〜２７を有する。光スプリッタ２１は、光スイッチ２の出力ポートＰ１(out)から受信する光信号を分岐して固定波長フィルタ２２、２３、可変波長フィルタ２４に導く。光スプリッタ２１は、例えば、パワースプリッタである。
【００３１】
固定波長フィルタ２２、２３は、それぞれ、予め決められた波長の光信号を通過させる。ここで、固定波長フィルタ２２、２３の通過波長は、互いに異なっている。そして、固定波長フィルタ２２、２３から出力される光信号は、それぞれ、受光器２５、２６に導かれる。
【００３２】
可変波長フィルタ２４は、管理システム５により生成される波長選択指示に応じて通過波長を制御する。ここで、可変波長フィルタ２４の通過波長は、固定波長フィルタ２２、２３の通過波長とは異なる。そして、可変波長フィルタ２４から出力される光信号は、受光器２７に導かれる。
【００３３】
受光器２５、２６は、それぞれ、固定波長フィルタ２２、２３を通過した光信号を電気信号に変換する。すなわち、固定波長フィルタ２２および受光器２５は、固定波長光受信器として動作する。同様に、固定波長フィルタ２３および受光器２６も、固定波長光受信器として動作する。受光器２７は、可変波長フィルタ２４を通過した光信号を電気信号に変換する。すなわち、可変波長フィルタ２４および受光器２７は、可変波長光受信器として動作する。受光器２５〜２７により得られる電気信号は、サーバ６−１に導かれる。そうすると、サーバ６−１は、光インタフェース装置３−１から出力される信号からデータを再生する。
【００３４】
光インタフェース装置３−２〜３−８の構成および動作は、実質的に、光インタフェース装置３−１と同じである。ただし、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１１、１２の送信波長は、図２に示す光スイッチ２の入力／出力関係に従って、双方向リングネットワークの光パスを提供するように決められている。また、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２２、２３の通過波長は、図２に示す光スイッチ２の入力／出力関係に従って、双方向リングネットワークの光パスを終端するように決められている。
【００３５】
一例を示す。ここでは、光インタフェース装置３−１〜３−８は、図４に示す双方向リングネットワークを実現するものとする。なお、図４は、光スイッチ２および光インタフェース装置３−１〜３−８により実現される論理的なトポロジを表している。また、光スイッチ２は、図２に示すスイッチング動作を提供するものとする。
【００３６】
この場合、光インタフェース装置３−１において、固定波長光送信器１１には波長λ７が割り当てられ、固定波長光送信器１２には波長λ５が割り当てられる。すなわち、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、波長λ７、λ５の光信号を送信する。これらの光信号は、光カプラ１４により合波され、光スイッチ２の入力ポートＰ１(in)に導かれる。
【００３７】
光スイッチ２は、入力ポートＰ１(in)を介して入力する波長λ７の光信号を、出力ポートＰ２(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−２へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１から送信される光信号は、光スイッチ２により光インタフェース装置３−２に導かれる。一方、光スイッチ２は、入力ポートＰ１(in)を介して入力する波長λ５の光信号を、出力ポートＰ８(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−８へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１２から送信される光信号は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−８に導かれる。
【００３８】
光インタフェース装置３−２においては、固定波長光送信器１１には波長λ１が割り当てられ、固定波長光送信器１２には波長λ７が割り当てられる。すなわち、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、波長λ１、λ７の光信号を送信する。これらの光信号は、光カプラ１４により合波され、光スイッチ２の入力ポートＰ２(in)に導かれる。
【００３９】
光スイッチ２は、入力ポートＰ２(in)を介して入力する波長λ１の光信号を、出力ポートＰ３(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−３へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１１から送信される光信号は、光スイッチ２により光インタフェース装置３−３に導かれる。一方、光スイッチ２は、入力ポートＰ２(in)を介して入力する波長λ７の光信号を、出力ポートＰ１(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−１へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１２から送信される光信号は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−１に導かれる。
【００４０】
光インタフェース装置３−３〜３−８の固定波長光送信器１１、１２の波長も、同様のポリシで設定される。そうすると、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１１から出力される光信号は、図４に示すトポロジにおいて、反時計回り方向に隣接する光インタフェース装置へ伝送される。また、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１２から出力される光信号は、図４に示すトポロジにおいて、時計回り方向に隣接する光インタフェース装置へ伝送される。
【００４１】
各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２２の通過波長は、図４に示すトポロジにおいて、反時計回り方向に伝送される光信号を受信するように設定される。たとえば、光インタフェース装置３−１の固定波長フィルタ２２の通過波長は、光インタフェース装置３−８の固定波長光送信器１１から送信される光信号を受信するように、λ５に設定される。また、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２３の通過波長は、図４に示すトポロジにおいて、時計回り方向に伝送される光信号を受信するように設定される。たとえば、光インタフェース装置３−１の固定波長フィルタ２３の通過波長は、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１２から送信される光信号を受信するように、λ７に設定される。
【００４２】
このように、光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１１、１２の送信波長、および光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２２、２３の通過波長を適切に設定することによって、図４に示す双方向リングネットワークが実現される。したがって、各サーバ６−１〜６−８は、それぞれ、光ネットワーク１を利用して所望の他のサーバへデータを送信することができる。
【００４３】
例えば、サーバ６−１は、サーバ６−３へデータを送信するときは、「宛先情報＝サーバ６−３」が付加されたデータを、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１へ与える。そうすると、このデータは、波長λ７の光信号で送信され、光スイッチ２を介して光インタフェース装置３−２へ導かれる。光インタフェース装置３−２において、固定波長フィルタ２２の通過波長は、光インタフェース装置３−１からの光信号を受信するように、λ７に設定されている。したがって、サーバ６−２は、この光信号により伝送されてきたデータを受信する。
【００４４】
しかし、このデータの宛先は、サーバ６−２ではない。よって、サーバ６−２は、このデータを取得することなく、このデータを光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１１へ与える。そうすると、このデータは、波長λ１の光信号で送信され、光スイッチ２を介して光インタフェース装置３−３へ導かれる。光インタフェース装置３−３において、固定波長フィルタ２２の通過波長は、光インタフェース装置３−２からの光信号を受信するように、λ１に設定されている。したがって、サーバ６−３は、この光信号により伝送されてきたデータを受信する。ここで、このデータの宛先はサーバ６−３なので、サーバ６−３は、このデータを取得する。
【００４５】
各サーバ６−１〜６−８は、それぞれ、仮想スイッチ３１を有する。仮想スイッチは、物理サーバに実装されるソフトウェアで実現される。そして、仮想スイッチ３１は、送信データの宛先に基づいて、その送信データを固定波長光送信器１１または１２へ導く。また、仮想スイッチ３１は、管理サーバ５からの指示に応じて、送信データを可変波長光送信器１３に導くこともできる。さらに、仮想スイッチ３１は、対応する光インタフェース装置から受信するデータの宛先に基づいて、その受信データのルーティングを行う。例えば、サーバ６−１の仮想スイッチ３１は、受信データの宛先がサーバ６−１であれば、その受信データをサーバ６−１上の対応する仮想マシンに渡す。また、サーバ６−１の仮想スイッチ３１は、受信データの宛先がサーバ６−１でなければ、その受信データを光インタフェース装置３−１に戻す。
【００４６】
各サーバ６−１〜６−８には、１または複数の仮想マシン（ＶＭ）を実装することができる。図３に示す例では、サーバ６−１において仮想マシンＶＭ１〜ＶＭ３が動作し、サーバ６−２において仮想マシンＶＭ５〜ＶＭ６が動作し、サーバ６−８において仮想マシンＶＭ８〜ＶＭ９が動作している。各仮想マシンは、他の仮想マシンとデータを送受信することができる。このとき、各仮想マシンは、他のサーバ上に実装されている仮想マシンにデータを送信することができる。この場合、仮想マシンから送信されるデータは、上述したように、光スイッチ２を介して伝送される。仮想マシン間で送信されるデータには、送信元仮想マシンを識別する情報、および宛先仮想マシンを識別する情報が付与されている。各仮想マシンを識別する情報は、例えば、仮想ＭＡＣアドレスである。
【００４７】
仮想スイッチ３１は、ポートミラー機能を備える。この実施例では、ポートミラー機能は、対応する光インタフェース装置へ送信するデータをコピーしてモニタポートへ出力する。
【００４８】
トラフィックモニタ４は、各仮想マシンが送信するデータのトラフィックをモニタすることができる。このとき、トラフィックモニタ４は、例えば、仮想スイッチ３１のポートミラー機能によりモニタポートを介して出力されるコピーデータを利用して、トラフィックをモニタする。なお、トラフィックモニタ４は、同じサーバ上に実装されている仮想マシン間のトラフィックはモニタしなくてもよい。また、トラフィックモニタ４は、送信元仮想マシンと宛先仮想マシンのペアについて、トラフィックをモニタしてもよい。
【００４９】
トラフィックモニタ４は、仮想マシン間のトラフィックの帯域および優先度などをモニタする。トラフィックの帯域は、伝送速度である。ここで、仮想マシン間で伝送されるデータパケットが固定長であれば、データパケットの数をカウントすることにより、帯域が検出される。また、データパケットが可変長であれば、各パケットのヘッダを解析してペイロード長を取得することで、帯域を検出してもよい。トラフィック優先度は、許容遅延などに応じて予め設定されている。例えば、動画像および／または音声を含むデータの優先度は高い。トラフィックの優先度は、例えば、各パケットのヘッダに設定されている。なお、トラフィックモニタ４は、帯域および優先度に加えて、さらに他のトラフィック特性（例えば、発生頻度、継続時間など）をモニタしてもよい。
【００５０】
なお、トラフィックモニタ４は、サーバ６−１〜６−８のトラフィックをモニタする。したがって、トラフィックモニタ４の負荷を軽減するためには、例えば、各サーバ６−１〜６−８の仮想スイッチ３１のポートミラー機能は、定期的にサンプリングしたデータをトラフィックモニタ４に送るようにしてもよい。
【００５１】
図５は、トラフィックモニタ４によるモニタ結果の一例を示す。ここでは、説明を簡単にするために、仮想マシン間の帯域がモニタされている。図５に示す例では、仮想マシンＶＭ５から仮想マシンＶＭ８へ大容量のデータが送信されている。また、仮想マシンＶＭ８から仮想マシンＶＭ５へも大容量のデータが送信されている。そして、トラフィックモニタ４は、モニタ結果を管理システム５に通知する。
【００５２】
管理システム５は、トラフィックモニタ４により得られる仮想マシン間のトラフィックの特性に基づいて、ショートカットパスを設定する。このとき、管理システム５は、例えば、仮想マシン間での双方向のトラフィックの相関を計算する。そして、管理システム５は、相関の高い仮想マシンのペアに対してショートカットパスを設定する。図５に示す例では、仮想マシンＶＭ５から仮想マシンＶＭ８へのトラフィックの帯域および仮想マシンＶＭ８から仮想マシンＶＭ５へのトラフィックの帯域がいずれも大きく、互いに近接した値である。この場合、管理システム５は、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間でデータを伝送するためのショートカットパスを設定する。
【００５３】
なお、管理システム５は、帯域だけではなく、他のトラフィック特性（優先度、発生頻度、継続時間など）も考慮して仮想マシン間のトラフィックの相関を計算してもよい。また、管理システム５は、トラフィック間の相関を計算することなく、帯域の大きなトラフィックに対してショートカットパスを設定してもよい。例えば、図５に示す例では、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のトラフィックの平均が「９５」であり、他の仮想マシン間のトラフィックよりも大きい。この場合、管理システム５は、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間でデータを伝送するためのショートカットパスを設定する。
【００５４】
管理システム５は、ショートカットパスを設定するときは、対応するサーバに対して設定指示を送信する。上述の実施例では、管理システム５は、仮想マシンＶＭ５が実装されているサーバ６−２および仮想マシンＶＭ８が実装されているサーバ６−８に対して設定指示を送信する。
【００５５】
以下、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間にショートカットパスを設定する処理について説明する。この場合、管理システム５は、サーバ６−２に対して以下の指示を送信する。
（１）仮想スイッチ３１は、仮想マシンＶＭ５の送信データを可変光送信器１３へ導く
（２）可変光送信器１３の送信波長はλ６（波長選択指示）
（３）可変波長フィルタ２４の通過波長はλ６（波長選択指示）
また、管理システム５は、サーバ６−８に対して以下の指示を送信する。
（１）仮想スイッチ３１は、仮想マシンＶＭ８の送信データを可変光送信器１３へ導く
（２）可変光送信器１３の送信波長はλ６（波長選択指示）
（３）可変波長フィルタ２４の通過波長はλ６（波長選択指示）
【００５６】
サーバ６−２、６−８は、それぞれ、管理システム５から与えられる指示に従って、仮想スイッチ３１の設定を変更する。また、サーバ６−２、６−８は、それぞれ、管理システム５から与えられる波長選択指示を、対応する光インタフェース装置３−２、３−８へ導く。そうすると、光インタフェース装置３−２、３−８は、それぞれ、波長選択指示に従って、可変光送信器１３の送信波長を制御すると共に、可変波長フィルタ２４の通過波長を制御する。
【００５７】
上述のショートカットパスは、以下のようにして使用される。すなわち、仮想マシンＶＭ５が仮想マシンＶＭ８宛のデータＤ１を生成すると、サーバ６−２の仮想スイッチ３１は、そのデータＤ１を光インタフェース装置３−２の可変光送信器１３へ導く。可変光送信器１３は、データＤ１を伝送する光信号Ｓ１を生成する。この光信号Ｓ１のキャリア波長は、λ６である。そして、光信号Ｓ１は、固定波長光送信器１１、１２により生成される他の光信号と共に、光スイッチ２へ送信される。
【００５８】
光インタフェース装置３−２から送信されるＷＤＭ信号は、光スイッチ２の入力ポートＰ２(in)に到着する。光スイッチ２は、入力光信号の波長に応じて、その光信号を対応する出力ポートに導く。ここで、光スイッチ２は、入力ポートＰ２(in)を介して波長λ６の光信号を受信すると、その光信号を出力ポートＰ８(out)へ導く。すなわち、光スイッチ２は、光信号Ｓ１を出力ポートＰ８(out)へ導く。したがって、光インタフェース装置３−２から送信される光信号Ｓ１は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−８へ導かれる。なお、光スイッチ２は、光信号Ｓ１と共に入力される他の光信号を、それぞれ波長に対応する他の出力ポートに導く。
【００５９】
光インタフェース装置３−８は、光スイッチ２から光信号Ｓ１を受信する。このとき、光インタフェース装置３−８は、光信号Ｓ１と共に他の波長の光信号も受信する。すなわち、光インタフェース装置３−８は、光信号Ｓ１を含むＷＤＭ信号を受信する。このＷＤＭ信号は、光インタフェース装置３−８において、固定波長フィルタ２２、２３、および可変波長フィルタ２４に導かれる。
【００６０】
光インタフェース装置３−８の可変波長フィルタ２４の通過波長は、上述した波長選択指示により、λ６に設定されている。したがって、可変波長フィルタ２４は、入力ＷＤＭ信号から、波長λ６の光信号Ｓ１を選択的に通過させる。この光信号Ｓ１は、受光器２７により電気信号に変換されてサーバ６−８に導かれる。そして、サーバ６−８は、この電気信号からデータＤ１を再生し、仮想マシンＶＭ８に与える。
【００６１】
仮想マシンＶＭ８から仮想マシンＶＭ５へデータＤ２を送信する動作は、仮想マシンＶＭ５から仮想マシンＶＭ８へデータＤ１を送信する動作と実質的に同じである。即ち、光インタフェース装置３−８は、可変波長光信号器２４を利用して、データＤ１を伝送する波長λ６の光信号Ｓ２を生成する。この光信号Ｓ２は、光スイッチ２において、入力ポートＰ８(in)から出力ポートＰ２(out)へ導かれる。したがって、光インタフェース装置３−８から送信される光信号Ｓ２は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−２へ導かれる。
【００６２】
光インタフェース装置３−２は、光スイッチ２から光信号Ｓ２を含むＷＤＭ信号を受信する。ここで、光インタフェース装置３−２の可変波長フィルタ２４の通過波長は、上述した波長選択指示により、λ６に設定されている。よって、可変波長フィルタ２４は、入力ＷＤＭ信号から、波長λ６の光信号Ｓ２を選択的に通過させる。光信号Ｓ２は、受光器２７により電気信号に変換されてサーバ６−２に導かれる。そして、サーバ６−２は、この電気信号からデータＤ２を再生し、仮想マシンＶＭ５に与える。
【００６３】
図６は、ショートカットパスの一例を示す。図６では、上述の手順によって仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間でデータを伝送するショートカットパスが設定されている。このショートカットパスは、仮想マシンＶＭ５を収容するサーバ６−２に対応する光インタフェース装置３−２と仮想マシンＶＭ８を収容するサーバ６−８に対応する光インタフェース装置３−８とを接続する。すなわち、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８は、相互に、１ホップでデータを送信することができる。
【００６４】
なお、上述のショートカットパスが設定されていないときは、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のデータ伝送は、光インタフェース装置３−１により中継される。この場合、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８は、相互に、２ホップでデータを送信する。すなわち、実施形態のショートカットパスを利用することにより、伝送遅延が小さくなる。
【００６５】
また、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のデータ伝送において、ショートカットパスが設定されていないときは、光インタフェース装置３−１において使用されるリソースが増加する。また、光インタフェース装置間の光信号の伝送は、常に、光スイッチ２を経由する。このため、上述のショートカットパスが設定されていないときは、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のデータ伝送において、光スイッチ２は、光インタフェース装置３−２から光インタフェース装置３−１へのスイッチング、および光インタフェース装置３−１から光インタフェース装置３−８へのスイッチングを行う。よって、光スイッチ２において使用されるリソースも増加する。換言すれば、ショートカットパスを設定することにより、光スイッチ２および／または１以上の光インタフェース装置において使用するリソースが少なくなり、データ伝送効率が向上する。
【００６６】
図７は、サーバのハードウェア構成を示す。図７に示すサーバ６は、各サーバ６−１〜６−８に相当する。サーバ６は、メモリ４１、データメモリ４２、ＣＰＵ４３、入出力部４４を備える。メモリ４１、データメモリ４２、ＣＰＵ４３、入出力部４４は、例えば、バス４５により互いに接続されている。
【００６７】
メモリ４１は、サーバ６の動作を制御するためのプログラム（仮想マシンを実現するためのプログラムを含む）を格納する。また、メモリ４１は、ＣＰＵ４３がプログラムを実行する際に使用される。データメモリ４２は、送信データおよび受信データを一時的に格納する。また、データメモリ４２は、仮想スイッチ３１を実現するためにも使用される。この場合、送信データおよび受信データは、データメモリ４２に一時的に格納され、宛先アドレスに応じて読み出される。
【００６８】
ＣＰＵ４３は、メモリ４１に格納されているプログラムを実行することにより、サーバ６の動作を制御する。なお、ＣＰＵ４３は、複数のプロセッサを含んで構成してもよい。入出力部４４は、対応する光インタフェース装置との間のインタフェースを提供する。また、入出力部４４は、仮想スイッチ３１が処理するデータのコピーをトラフィックモニタ４へ送信する。さらに、入出力部４４は、管理サーバ５から与えられる指示を受信する。
【００６９】
図８は、光インタフェース装置３の構成を示す。光インタフェース装置３は、各光インタフェース装置３−１〜３−８に相当する。光インタフェース装置３の構成は、図３を参照しながら説明したように、固定波長光送信器１１、１２、可変波長光送信器１３、光カプラ１４、光スプリッタ２１、固定波長フィルタ２２、２３、可変波長フィルタ２４、受光器２５〜２７を備える。
【００７０】
固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、レーザ光源（ＬＤ）５１および光変調器５２を備える。レーザ光源５１は、予め決められた波長の連続光を生成する。例えば、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１、１２のレーザ光源５１は、それぞれ、波長λ７、λ５の連続光を生成する。そして、光変調器５２は、サーバから与えられるデータ信号で連続光を変調して光信号を生成する。
【００７１】
可変波長光送信器１３は、ＬＤ波長制御回路５３、チューナブルレーザ光源５４、光変調器５５を備える。ＬＤ波長制御回路５３は、管理システム５から与えられる波長選択指示に従って、チューナブルレーザ光源５４のＬＤ波長を制御する。チューナブルレーザ光源５４は、ＬＤ波長制御回路５３の制御に応じて、波長選択指示により指示された波長の連続光を生成する。そして、光変調器５５は、サーバから与えられるデータ信号で連続光を変調して光信号を生成する。
【００７２】
光インタフェース装置３は、通過波長制御回路５６をさらに備える。通過波長制御回路５６は、管理システム５から与えられる波長選択指示に従って、可変波長フィルタ２４の通過波長を制御する。可変波長フィルタ２４は、通過波長制御回路５６の制御に応じて、波長選択指示により指示された波長の光信号を通過させる。
【００７３】
図９は、ショートカットパスを設定する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、管理システム５により実行される。
【００７４】
Ｓ１において、管理システム５は、サーバ上に仮想マシンを配置する。互いに関連する複数の仮想マシンを実装する際には、管理システム５は、それら複数の仮想マシンを同じサーバ上で動作させる。ただし、各サーバに実装可能な仮想マシンの台数は、予め決められている。よって、互いに関連する複数の仮想マシンは、異なるサーバ上に配置されることがある。なお、この実施例では、管理システム５によって仮想マシンの配置が行われるが、仮想マシンは管理システム５によって配置されなくてもよい。
【００７５】
Ｓ２において、管理システム５は、各仮想マシンのトラフィックの特性を収集する。ただし、各仮想マシンのトラフィックは、トラフィックモニタ４によりモニタされる。すなわち、管理システム５は、トラフィックモニタ４によって収集されるモニタ結果を取得する。トラフィックモニタ４により収集されるモニタ結果の一例は、図５を参照しながら説明した通りである。
【００７６】
Ｓ３において、管理システム５は、トラフィックの特性が所定の条件を満たす仮想マシンのペアが存在するか判定する。所定の条件は、例えば、異なるサーバに実装されている２つの仮想マシン間における、第１仮想マシンから第２仮想マシンへ向かうトラフィックの特性と、第２仮想マシンから第１仮想マシンへ向かうトラフィックの特性との間の相関レベルで規定される。この場合、所定の閾値レベルよりも高い相関を有する仮想マシンのペアが検出される。或いは、所定の条件は、異なるサーバに実装されている２つの仮想マシン間でのトラフィック量（すなわち、帯域）で規定される。この場合、所定の閾値よりもトラフィック量の多い仮想マシンのペアが検出される。
【００７７】
所定の条件を満たす仮想マシンのペアが存在するときは、管理システム５は、Ｓ４の処理を実行する。一方、所定の条件を満たす仮想マシンのペアが存在しないときは、管理システム５の処理はＳ２に戻る。
【００７８】
Ｓ４において、管理システム５は、検出された２つの仮想マシンは、固定波長パスによる論理トポロジにおいて２ホップ以上離れたサーバに実装されているか判定する。固定波長パスによる論理トポロジは、図４を参照しながら説明した通りである。例えば、図３に示す実施例おいて、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８がＳ３の条件を満たすものとする。この場合、仮想マシンＶＭ５が実装されているサーバ６−２および仮想マシンＶＭ８が実装されているサーバ６−８は、図４に示す固定波長パスによる論理トポロジにおいて、互いに２ホップ離れている。
【００７９】
検出された２つの仮想マシンが２ホップ以上離れていれば、管理システム５は、Ｓ５の処理を実行する。一方、検出された２つの仮想マシンが２ホップ以上離れていなければ、管理システム５の処理はＳ２に戻る。なお、管理システム５は、必ずしもＳ４の処理を実行しなくてもよい。
【００８０】
Ｓ５において、管理システム５は、Ｓ３で検出した仮想マシン間でデータを伝送するためのショートカットパスを設定するための指示を対応するサーバへ送信する。すなわち、Ｓ３で検出した仮想マシンを収容するサーバへ指示を送信する。この指示は、波長選択指示を含む。
【００８１】
ショートカットパスを設定するための指示を受信したサーバは、対応する光インタフェース装置へ波長選択指示を与える。そうすると、光インタフェース装置は、波長選択指示に従って可変波長光送信器１３の送信波長を制御すると共に、波長選択指示に従って可変波長フィルタ２４の通過波長を制御する。この結果、上述の仮想マシン間でデータを伝送するためのショートカットパスが設定される。
【００８２】
図１０は、管理システム５の構成を示す。管理システム５は、メモリ６１、ＣＰＵ６２、入出力部６３を備えるコンピュータにより実現される。メモリ６１は、管理システム６の動作を制御するためのプログラムを格納する。図９に示すフローチャートの処理を記述したプログラムも、メモリ６１に格納される。また、メモリ６１は、ＣＰＵ６２がプログラムを実行する際に使用される。
【００８３】
ＣＰＵ６２は、メモリ６１に格納されているプログラムを実行することにより、管理システム５の動作を制御する。なお、ＣＰＵ６２は、複数のプロセッサを含んで構成してもよい。入出力部６３は、サーバ６−１〜６−８との間のインタフェースを提供する。ショートカットパスを設定するための指示（波長選択指示を含む）は、入出力部６３を介して対応するサーバ６−１〜６−８へ送信される。
【００８４】
なお、図１および図３においては、トラフィックモニタ４および管理システム５は互いに分離して描かれているが、１つのコンピュータシステムでトラフィックモニタ４および管理システム５を実現してもよい。この場合、メモリ６１は、サーバ６−１〜６−８（または、各仮想マシン）のトラフィックをモニタするためのプログラムも格納する。また、ＣＰＵ６２は、トラフィックをモニタする処理も実行する。
【００８５】
このように、実施形態の光ネットワークおよび光接続方法においては、サーバ間でデータを伝送するための固定波長パスに加えて、必要に応じてショートカットパス（可変波長パス）が設定される。したがって、図４に示す固定波長パスのみが設定される光ネットワークと比較すると、実施形態の光ネットワークは、例えば、大容量のトラフィックがショートカットパスを介して伝送されるので、データの伝送効率が高くなる。特に、データセンタにおける通信は、ユーザ毎に分離されており、特定の仮想マシン間でデータを伝送することが多い。したがって、データセンタネットワークに実施形態の光ネットワークを適用し、同じユーザに属する仮想マシン間のデータ伝送に対してショートカットパスを設定すれば、データの伝送効率がさらに高くなる。
【００８６】
一方、ＡＷＧを利用して全てのサーバを互いに１ホップで接続するためには、各光インタフェース装置は、他のすべての光インタフェース装置に接続される必要がある。すなわち、光ネットワークは、メッシュトポロジを採用する必要がある。この場合、Ｎ台のサーバを接続する光ネットワークにおいては、各光インタフェース装置は、少なくともＮ−１個の光送信器および少なくともＮ−１個の光受信器を備える必要がある。
【００８７】
これに対して、実施形態の光ネットワークにおいては、各光インタフェース装置は、３個の光送信器（２個の固定波長光送信器および１個の可変波長光送信器）、および３個の光受信器（２セットの固定波長フィルタ／受光器、および１セットの可変波長フィルタ／受光器）を備える。したがって、メッシュトポロジを採用する構成と比較すると、実施形態の光ネットワークにおいては、各光インタフェース装置が備える光送信器および光受信器の数が少なく、各光インタフェース装置の消費電力が少なくなる。さらに、光インタフェース装置の小型化および／または低コスト化が実現される。
【００８８】
なお、本発明は、上述の実施形態の構成または方法に限定されるものではない。すなわち、実施形態では、光ネットワークの論理トポロジは双方向２重リングであるが、光ネットワークの論理トポロジは、単一のリングでもよい。この場合、各光インタフェース装置３−１〜３−８は、１つの固定波長光送信器および１つの固定波長光受信器（固定波長フィルタ、受光器）を備える。また、光ネットワークの論理トポロジは、リングでなくてもよい。
【００８９】
上述の実施形態では、仮想マシン間で双方向にデータを伝送するショートカットパスが設定されるが、１方向のみのショートカットパスを設定してもよい。例えば、第１仮想マシンから第２仮想マシンへ向かうトラフィックが大きく、第２仮想マシンから第１仮想マシンへ向かうトラフィックが小さいときは、第１仮想マシンから第２仮想マシンへデータを伝送するためのショートカットパスのみを設定してもよい。この場合、ショートカットパスを設定するためのリソース（可変波長光送信器および可変波長フィルタ）を他の仮想マシン間通信に割り当てることができる。
【００９０】
＜ライブマイグレーションとの連携＞
サーバ６−１〜６−８は、ライブマイグレーションを実行できるものとする。ライブマイグレーションは、あるコンピュータ上で動作している仮想マシンの動作を継続しながらその仮想マシンを他のコンピュータへ移動させることができる。したがって、異なるサーバ上に実装されている仮想マシン間のトラフィック量が多いときは、それらの仮想マシンをライブマイグレーションにより同じサーバ上に実装すれば、データ伝送の効率は高くなす。しかしながら、ライブマイグレーションにより仮想マシンを他のサーバ上に移動する処理は、長い時間を要する。また、ライブマイグレーションは、ネットワークの負荷も大きい。このため、トラフィックの変動が激しいネットワークにおいて、データ伝送効率を改善するためにライブマイグレーションが頻繁に実行されると、各サーバのＣＰＵの負荷およびネットワークの負荷が大きくなってしまう。
【００９１】
これに対して、実施形態の光接続方法では、光インタフェース装置において光信号の波長を制御することにより所望のサーバ間を接続するショートカットパスを設定することができる。すなわち、実施形態の光接続方法によれば、各サーバのＣＰＵおよびネットワークに大きな負荷を与えることなく、短い時間で簡単にデータ伝送の効率を改善できる。したがって、仮想マシン間の伝送効率の改善は、ライブマイグレーションよりも、実施形態のショートカットパスを優先することが好ましい。
【００９２】
図１１は、ショートカットパスおよびライブマイグレーションを併用する方法を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、管理システム５により実行される。
【００９３】
Ｓ１１〜Ｓ１３は、図９を参照しながら説明したＳ１〜Ｓ３と同じである。すなわち、管理システム５は、各仮想マシンのトラフィックをモニタし、所定の条件を満たす仮想マシンのペアを検出する。
【００９４】
Ｓ１４において、管理システム５は、検出した仮想マシン間にショートカットパスを設定するための可変波長デバイス（可変波長光送信器１３および可変波長フィルタ２４）が使用可能か確認する。そのような可変波長デバイスが使用可能であれば、管理システム５は、Ｓ１５において、ショートカットパスを設定する。ショートカットパスの設定は、図９のＳ５と同様であり、対応するサーバへ指示を送信することにより実現される。
【００９５】
可変波長デバイスが既に使用されているときは（Ｓ１４：Ｎｏ）、管理システム５は、Ｓ１６の処理を実行する。Ｓ１６において、管理システム５は、既存のショートカットパスで接続されているサーバが、新たな仮想マシンを実装するリソースを有しているか判定する。この場合、管理システム５は、例えば、サーバ上に既に実装されている仮想マシンの数に基づいて、そのサーバが新たな仮想マシンを実装するリソースを有しているか判定する。
【００９６】
上記サーバが十分なリソースを有していれば、管理システム５は、Ｓ１７において、ライブマイグレーションにより、検出した仮想マシンを、既存のショートカットパスで接続されているサーバに移動する。一方、上記サーバが十分なリソースを有していなければ、管理システム５は、Ｓ１８において、ライブマイグレーションにより、既存のショートカットパスで接続されているサーバの近傍のサーバに移動する。ここで、「既存のショートカットパスで接続されているサーバの近傍のサーバ」は、既存のショートカットパスで接続されているサーバに対して「ホップ数が最小であり、且つ、仮想マシンを実装するリソースを有しているサーバ」を意味する。
【００９７】
図１２〜図１３は、図１１に示すフローチャートの処理の実施例を示す。ここでは、サーバ６−２に実装されている仮想マシンＶＭ５とサーバ６−８に実装されている仮想マシンＶＭ８との間でデータを伝送するためのショートカットパスが既に設定されているものとする。
【００９８】
図１２に示す例では、管理システム５は、サーバ６−４に実装されている仮想マシンＶＭ１０とサーバ６−７に実装されている仮想マシンＶＭ１１との間のトラフィック量が所定の条件を満たしていると判定する。そうすると、管理システム５は、Ｓ１４において、光インタフェース装置３−４、３−７のリソースが使用可能かチェックする。図１２に示す例では、この時点で、光インタフェース装置３−４、３−７に接続するショートカットパスは設定されていない。すなわち、光インタフェース装置３−４、３−７の可変波長光送信器１３および可変波長フィルタ２４は使用されていない。したがって、この場合、管理システム５は、Ｓ１５において、光インタフェース装置３−４、３−７間を接続するショートカットパスを設定する。以降、仮想マシンＶＭ１０、ＶＭ１１は、このショートカットパスを介して相互にデータを伝送する。このように、実施形態の光ネットワークは、同時に複数のショートカットパスを設定することができる。
【００９９】
図１３に示す例では、管理システム５は、サーバ６−２に実装されている仮想マシンＶＭ６とサーバ６−６に実装されている仮想マシンＶＭ１２との間のトラフィック量が所定の条件を満たしていると判定する。この場合、管理システム５は、Ｓ１４において、光インタフェース装置３−２、３−６のリソースが使用可能かチェックする。ところが、図１３においては、光インタフェース３−２には既にショートカットパスが接続されている。すなわち、光インタフェース装置３−２は、新たなショートカットパスのためのリソースを有しておらず、光インタフェース装置３−２、３−６間にショートカットパスを設定することはできない。
【０１００】
この場合、管理システム５は、Ｓ１６において、実行すべきライブマイグレーションを判定する。まず、管理システム５は、仮想マシンＶＭ６に対応する光インタフェース３−２または仮想マシンＶＭ１２に対応する光インタフェース３−６に接続されている既存のショートカットパスを検出する。ここでは、光インタフェース３−２、３−８間のショートカットパス２／８が検出される。そうすると、管理システム５は、このショートカットパス２／８に接続するサーバ（すなわち、サーバ６−２、６−８）が、新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているか確認する。
【０１０１】
サーバ６−２が新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているときは、管理システム５は、ライブマイグレーションにより、仮想マシンＶＮ１２をサーバ６−６からサーバ６−２へ移動させる。この場合、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２は、同じサーバ上で動作するので、光スイッチ２を介さずにデータを送受信することができる。
【０１０２】
サーバ６−２が新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しておらず、サーバ６−８が新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているときは、管理システム５は、ライブマイグレーションにより、仮想マシンＶＭ１２をサーバ６−６からサーバ６−８へ移動させる。この場合、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータは、ショートカットパス２／８を介して１ホップで伝送されるので、伝送効率は向上する。
【０１０３】
サーバ６−２、６−８がいずれも新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有していないときは、管理システム５は、サーバ６−２、６−８から１ホップの位置に設けられおり、且つ、新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているサーバをサーチする。そして、そのようなサーバが見つかれば、管理システム５は、ライブマイグレーションにより、仮想マシンＶＭ１２をサーバ６−６からそのサーバへ移動させる。図１３に示す例では、仮想マシンＶＭ１２は、サーバ６−３に移動する。あるいは、仮想マシンＶＭ１２は、サーバ６−８から１ホップの位置に設けられているサーバ（例えば、サーバ６−７）へ移動してもよい。この場合、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータは、光インタフェース装置３−７、３−８間の固定波長パス、および光インタフェース装置３−２、３−８間のショートカットパス２／８を介して伝送される。すなわち、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータは、２ホップで伝送される。ただし、このケースでは、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータがショートカットパス２／８を介して伝送されるように、サーバ６−８の仮想スイッチ３１の設定が更新される。
【０１０４】
このように、図１１〜図１３に示す実施形態では、異なる物理サーバ上に相関の高い仮想マシンが検出されたときには、ライブマイグレーションよりもショートカットパスの設定が優先して実行される。しかし、通信環境に応じて、ライブマイグレーションまたはショートカットパスの設定のいずれを優先するのかを決定してもよい。たとえば、トラフィックの変動が激しい環境では、ショートカットパスの設定を優先して実行してもよい。また、トラフィックの変動が少ない環境では、ライブマイグレーションを優先して実行してもよい。
【０１０５】
＜他の構成＞
上述の実施形態では、各光インタフェース装置は、それぞれ１台の物理サーバに対して設けられている。これに対して、図１４に示す構成では、各光インタフェース装置は、それぞれ１つのサーバシステムに対して設けられている。すなわち、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれサーバシステム７−１〜７−８に対して設けられている。各サーバシステム７−１〜７−８は、１または複数の物理サーバ（ＰＳＶ）を収容するサーバラックである。また、各サーバシステム７−１〜７−８は、１または複数の物理サーバのトラフィックを集約するトップオブラックスイッチ（ＴｏＲ−ＳＷ）３２を有する。トップオブラックスイッチ３２は、仮想スイッチにより実現される。
【０１０６】
図１４において、光インタフェース装置３−１〜３−８の構成および動作は、上述の実施形態と実質的に同じである。ただし、管理システム５は、物理サーバ間のトラフィックに基づいてショートカットパスを設定してもよい。
【０１０７】
また、上述の実施形態では、光ネットワーク１は、複数のサーバ６−１〜６−８を接続する。図１５に示す構成では、サーバ６−８が電気スイッチ８に置き換えられている。電気スイッチ８は、例えば、ルータであり、サーバ６−１〜６−７と外部ネットワークとを接続する。外部ネットワークは、例えば、インターネットである。
【０１０８】
電気スイッチ８に対して設けられる光インタフェース装置３−８の構成および動作は、他の光インタフェース装置３−１〜３−７と実質的に同じである。したがって、ある特定のサーバと外部ネットワークとの間のトラフィック量が多いときは、電気スイッチ８とその特定のサーバとの間でデータを伝送するためのショートカットパスが設定される。
【０１０９】
なお、図１５に示す構成において、サーバ６−１、６−２、．．．をそれぞれ図１４に示すサーバシステム７−１、７−２、．．．に置き換えてもよい。この場合、各サーバシステム７−１、７−２、．．．は、電気スイッチ８を介して外部ネットワークに接続される。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 光ネットワーク
２ 光スイッチ（ＡＷＧ）
３（３−１〜３−８） 光インタフェース装置
４ トラフィックモニタ
５ 管理システム
６（６−１〜６−８） サーバ
７−１〜７−８ サーバシステム
８ 電気スイッチ
１１、１２ 固定波長光送信器
１３ 可変波長光送信器
２２、２３ 固定波長フィルタ
２４ 可変波長フィルタ
３１ 仮想スイッチ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンピュータを接続する光ネットワークおよび光接続方法に係わる。
【背景技術】
【０００２】
クラウドコンピューティングの普及に伴い、データセンタにおける通信トラフィックが増加している。このため、大量の通信トラフィックを収容するインタフェースの高速化が望まれている。そして、データセンタ等において、サーバ間を光リンクで接続する光インターコネクト技術の開発が進められている。
【０００３】
光インターコネクト技術の１つとして、複数の通信ノードを相互に接続する光通信ネットワークシステムが提案されている。この光通信ネットワークシステムは、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）を備える。ＡＷＧは、Ｎ個の入力ポートおよびＮ個の出力ポートを有し、それぞれの入力ポートに入力された信号光の波長に基づいてその信号光を所定の出力ポートに出力するルーティング機能を有する。Ｍ（Ｍは、Ｎ以下）個の通信ノード装置が光伝送路によってＡＷＧに接続されている。通信ノード装置は、通信ノード装置間のデータ送受信に用いる信号光の経路の幾何学的形状を表す論理的ネットワークトポロジを動的に変化させるために、信号光の波長を切り替える波長切替手段を備える。（例えば、特許文献１）
【０００４】
関連する技術として、特許文献２には、ＷＤＭ方式とＡＷＧを用いて複数のノード間を接続するネットワークが記載されている。また、特許文献３には、光スイッチ網および光クロスコネクト装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０７３２２５
【特許文献２】特開２００１−６０９２２号公報
【特許文献３】特開２００２−１０１４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＷＧを用いて複数のノード装置がスター型に接続された光ネットワークにおいて、ノード装置間のデータ伝送の効率を高くするためには、各ノード装置間がそれぞれ１ホップで接続されることが好ましい。そして、任意のノード装置間を１ホップで接続するためには、論理的に、フルメッシュトポロジを採用する必要がある。
【０００７】
ところが、このようなネットワークを実現するためには、各ノード装置が多数の光デバイスを備える必要がある。例えば、Ｎ×ＮのＡＷＧを利用してＮ個のノード装置をフルメッシュトポロジで接続するためには、各ノード装置は、互いに異なるＮ−１波長を送信するためのＮ−１個の送信器、およびそれらＮ−１波長を受信するためのＮ−１個の受信器を備える必要がある。
【０００８】
このように、従来技術においては、ノード装置間のデータ伝送の効率を高めようとすると、各ノードの送受信器が多数の光デバイスを備える必要がある。このため、各ノード装置の消費電力が高くなってしまう。また、送受信器のサイズが大きくなり、さらに送受信器のコストも高くなる。
【０００９】
本発明の課題は、複数のコンピュータを接続する光ネットワークの消費電力を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の１つの態様の光ネットワークは、複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く光スイッチと、複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、前記複数のサーバの通信トラフィックを管理する管理装置、を備える。各光インタフェース装置は、固定波長光送信器および可変波長光送信器を有する。前記複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える前記固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して第１の光パスを設定する。前記管理装置は、前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて、前記複数の光インタフェース装置の中から第１および第２の光インタフェース装置を特定する。前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ前記可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する。
【発明の効果】
【００１１】
上述の態様によれば、複数のコンピュータを接続する光ネットワークの消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態の光ネットワークの一例を示す図である。
【図２】光スイッチの動作の一例を示す図である。
【図３】光ネットワークの構成および動作を説明する図である。
【図４】固定波長パスにより得られる論理トポロジを示す図である。
【図５】トラフィックモニタによるモニタ結果の一例を示す図である。
【図６】ショートカットパスの一例を示す図である。
【図７】サーバのハードウェア構成を示す図である。
【図８】光インタフェース装置の構成を示す図である。
【図９】ショートカットパスを設定する処理を示すフローチャートである。
【図１０】管理システムの構成を示す図である。
【図１１】ショートカットパスおよびライブマイグレーションを併用する方法を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示すフローチャートの処理の実施例（その１）を示す図である。
【図１３】図１１に示すフローチャートの処理の実施例（その２）を示す図である。
【図１４】複数のサーバシステムを接続する構成を示す図である。
【図１５】他のネットワークと接続する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、実施形態の光ネットワークの一例を示す。実施形態の光ネットワーク１は、複数のコンピュータを接続する。光ネットワーク１は、特に限定されるものではないが、たとえば、データセンタにおいて使用される。この場合、コンピュータは、サーバコンピュータ（以下、サーバ）６−１〜６−８である。そして、光ネットワーク１は、光スイッチ２、光インタフェース装置３−１〜３−８、トラフィックモニタ４、管理システム５を備える。
【００１４】
光スイッチ２は、複数の入力ポートＰ１(in)〜Ｐ８(in)、および複数の出力ポートＰ１(out)〜Ｐ８(out)を備える。そして、光スイッチ２は、ある入力ポートを介して光信号を受信すると、その入力ポートとその光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ、その入力光信号を導く。この動作は、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）により実現される。すなわち、光スイッチ２は、例えば、８×８ＡＷＧにより実現される。
【００１５】
図２は、光スイッチ２の動作の一例を示す。図２において、Ｉｎ１〜Ｉｎ８は、それぞれ入力ポートＰ１(in)〜Ｐ８(in)を表す。また、Ｏｕｔ１〜Ｏｕｔ８は、それぞれ出力ポートＰ１(out)〜Ｐ８(out)を表す。
【００１６】
図２に示す実施例では、例えば、入力ポートＰ１(in)に波長λ７の光信号が入力されると、光スイッチ２は、その光信号を出力ポートＰ２(out)を介して出力する。また、入力ポートＰ１(in)に波長λ８の光信号が入力されると、光スイッチ２は、その光信号を出力ポートＰ３(out)を介して出力する。なお、図２に示す入力／出力関係は、周回波長ＡＷＧの動作を示している。
【００１７】
光スイッチ２は、ＷＤＭ信号に含まれる各光信号をそれぞれ処理することができる。すなわち、例えば、入力ポートＰ１(in)に波長λ７および波長λ８を含むＷＤＭ信号が入力されると、光スイッチ２は、波長λ７の光信号を出力ポートＰ２(out)を介して出力すると共に、波長λ８の光信号を出力ポートＰ３(out)を介して出力する。
【００１８】
光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ、サーバ６−１〜６−８に対して設けられる。また、光インタフェース装置３−１〜３−８は、光スイッチ２に対して光ファイバでスター状に接続されている。ここで、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ、光スイッチ２の入力ポートＰ１(in)〜Ｐ８(in)、および出力ポートＰ１(out)〜Ｐ８(out)に接続されている。例えば、光インタフェース装置３−１は、入力ポートＰ１(in)および出力ポートＰ１(out)に接続されている。光インタフェース装置３−２は、入力ポートＰ２(in)および出力ポートＰ２(out)に接続されている。そして、光インタフェース装置３−１〜３−８は、光スイッチ２を介して、サーバ６−１〜６−８間のデータを送受信する。
【００１９】
なお、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ対応するサーバ６−１〜６−８の外に設けられてもよい。また、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ対応するサーバ６−１〜６−８の中に内蔵されてもよい。
【００２０】
トラフィックモニタ４は、各サーバ６−１〜６−８が送信するデータのトラフィックをモニタする。この実施例では、各サーバ６−１〜６−８上で、１または複数の仮想マシンが動作することができる。この場合、トラフィックモニタ４は、各仮想マシンのトラフィックをモニタできる。そして、トラフィックモニタ４は、モニタ結果を管理システム５に通知する。
【００２１】
管理システム５は、トラフィックモニタ４によるモニタ結果に基づいて、後述する可変波長パスを設定するか否かを判定する。可変波長パスを設定するときは、管理システム５は、対応する光インタフェース装置において可変波長パスを実現するための波長を表す波長選択指示を生成する。そして、波長選択指示は、対応する光インタフェース装置に与えられる。
【００２２】
各サーバ６−１〜６−８は、それぞれ、物理サーバである。また、サーバ６−１〜６−８は、例えば、不図示のクライアントからの要求に応じてサービスを提供するコンピュータである。ここで、例えば、あるクライアントからの要求が複数のサーバによって処理される場合には、それら複数のサーバ間でデータ通信が行われる。また、あるクライアントの情報が、複数のサーバに分散して格納されている場合も、クライアントからの要求に際して、それら複数のサーバ間でデータ通信が行われる。そして、このようなサーバ間のデータ通信は、光スイッチ２および対応する光インタフェース装置を介して行われる。
【００２３】
図３は、光ネットワーク１の構成および動作を説明する図である。この実施例では、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれ、サーバ６−１〜６−８の外に設けられている。
【００２４】
光インタフェース装置３−１〜３−８の構成は、実質的に互いに同じである。したがって、以下では、一例として、光インタフェース装置３−１の構成および動作について説明する。
【００２５】
光インタフェース装置３−１は、光送信モジュールおよび光受信モジュールを有する。光送信モジュールおよび光受信モジュールは、互いに分離されている必要はない。すなわち、光送信モジュールおよび光受信モジュールは、例えば、１つのボード上に実装してもよい。
【００２６】
光送信モジュールは、固定波長光送信器１１、１２、可変波長光送信器１３、光カプラ１４を有する。そして、この光送信モジュールには、サーバ６−１により生成される送信データが与えられる。
【００２７】
固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、予め決められた波長の光信号を生成する。ここで、固定波長光送信器１１、１２の波長は、互いに異なっている。そして、固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、サーバ６−１から与えられる送信データから光信号を生成する。
【００２８】
可変波長光送信器１３は、可変波長光源を含み、管理システム５により生成される波長選択指示に応じてキャリア光の波長を制御する。ここで、可変波長光送信器１３が使用する波長は、固定波長光送信器１１、１２の波長とは異なる。そして、可変波長光送信器１３は、サーバ６−１から与えられる送信データから光信号を生成する。
【００２９】
光カプラ１４は、固定波長光送信器１１、１２、および可変波長光送信器１３から出力される光信号を合波する。光カプラ１４は、例えば、ＷＤＭカプラである。そして、光カプラ１４から出力される光信号は、光スイッチ２の入力ポートＰ１(in)に導かれる。
【００３０】
光受信モジュールは、光スプリッタ２１、固定波長フィルタ２２、２３、可変波長フィルタ２４、受光器２５〜２７を有する。光スプリッタ２１は、光スイッチ２の出力ポートＰ１(out)から受信する光信号を分岐して固定波長フィルタ２２、２３、可変波長フィルタ２４に導く。光スプリッタ２１は、例えば、パワースプリッタである。
【００３１】
固定波長フィルタ２２、２３は、それぞれ、予め決められた波長の光信号を通過させる。ここで、固定波長フィルタ２２、２３の通過波長は、互いに異なっている。そして、固定波長フィルタ２２、２３から出力される光信号は、それぞれ、受光器２５、２６に導かれる。
【００３２】
可変波長フィルタ２４は、管理システム５により生成される波長選択指示に応じて通過波長を制御する。ここで、可変波長フィルタ２４の通過波長は、固定波長フィルタ２２、２３の通過波長とは異なる。そして、可変波長フィルタ２４から出力される光信号は、受光器２７に導かれる。
【００３３】
受光器２５、２６は、それぞれ、固定波長フィルタ２２、２３を通過した光信号を電気信号に変換する。すなわち、固定波長フィルタ２２および受光器２５は、固定波長光受信器として動作する。同様に、固定波長フィルタ２３および受光器２６も、固定波長光受信器として動作する。受光器２７は、可変波長フィルタ２４を通過した光信号を電気信号に変換する。すなわち、可変波長フィルタ２４および受光器２７は、可変波長光受信器として動作する。受光器２５〜２７により得られる電気信号は、サーバ６−１に導かれる。そうすると、サーバ６−１は、光インタフェース装置３−１から出力される信号からデータを再生する。
【００３４】
光インタフェース装置３−２〜３−８の構成および動作は、実質的に、光インタフェース装置３−１と同じである。ただし、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１１、１２の送信波長は、図２に示す光スイッチ２の入力／出力関係に従って、双方向リングネットワークの光パスを提供するように決められている。また、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２２、２３の通過波長は、図２に示す光スイッチ２の入力／出力関係に従って、双方向リングネットワークの光パスを終端するように決められている。
【００３５】
一例を示す。ここでは、光インタフェース装置３−１〜３−８は、図４に示す双方向リングネットワークを実現するものとする。なお、図４は、光スイッチ２および光インタフェース装置３−１〜３−８により実現される論理的なトポロジを表している。また、光スイッチ２は、図２に示すスイッチング動作を提供するものとする。
【００３６】
この場合、光インタフェース装置３−１において、固定波長光送信器１１には波長λ７が割り当てられ、固定波長光送信器１２には波長λ５が割り当てられる。すなわち、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、波長λ７、λ５の光信号を送信する。これらの光信号は、光カプラ１４により合波され、光スイッチ２の入力ポートＰ１(in)に導かれる。
【００３７】
光スイッチ２は、入力ポートＰ１(in)を介して入力する波長λ７の光信号を、出力ポートＰ２(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−２へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１から送信される光信号は、光スイッチ２により光インタフェース装置３−２に導かれる。一方、光スイッチ２は、入力ポートＰ１(in)を介して入力する波長λ５の光信号を、出力ポートＰ８(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−８へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１２から送信される光信号は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−８に導かれる。
【００３８】
光インタフェース装置３−２においては、固定波長光送信器１１には波長λ１が割り当てられ、固定波長光送信器１２には波長λ７が割り当てられる。すなわち、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、波長λ１、λ７の光信号を送信する。これらの光信号は、光カプラ１４により合波され、光スイッチ２の入力ポートＰ２(in)に導かれる。
【００３９】
光スイッチ２は、入力ポートＰ２(in)を介して入力する波長λ１の光信号を、出力ポートＰ３(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−３へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１１から送信される光信号は、光スイッチ２により光インタフェース装置３−３に導かれる。一方、光スイッチ２は、入力ポートＰ２(in)を介して入力する波長λ７の光信号を、出力ポートＰ１(out)へ導く。そうすると、この光信号は、光インタフェース装置３−１へ送信される。即ち、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１２から送信される光信号は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−１に導かれる。
【００４０】
光インタフェース装置３−３〜３−８の固定波長光送信器１１、１２の波長も、同様のポリシで設定される。そうすると、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１１から出力される光信号は、図４に示すトポロジにおいて、反時計回り方向に隣接する光インタフェース装置へ伝送される。また、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１２から出力される光信号は、図４に示すトポロジにおいて、時計回り方向に隣接する光インタフェース装置へ伝送される。
【００４１】
各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２２の通過波長は、図４に示すトポロジにおいて、反時計回り方向に伝送される光信号を受信するように設定される。たとえば、光インタフェース装置３−１の固定波長フィルタ２２の通過波長は、光インタフェース装置３−８の固定波長光送信器１１から送信される光信号を受信するように、λ５に設定される。また、各光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２３の通過波長は、図４に示すトポロジにおいて、時計回り方向に伝送される光信号を受信するように設定される。たとえば、光インタフェース装置３−１の固定波長フィルタ２３の通過波長は、光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１２から送信される光信号を受信するように、λ７に設定される。
【００４２】
このように、光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長光送信器１１、１２の送信波長、および光インタフェース装置３−１〜３−８の固定波長フィルタ２２、２３の通過波長を適切に設定することによって、図４に示す双方向リングネットワークが実現される。したがって、各サーバ６−１〜６−８は、それぞれ、光ネットワーク１を利用して所望の他のサーバへデータを送信することができる。
【００４３】
例えば、サーバ６−１は、サーバ６−３へデータを送信するときは、「宛先情報＝サーバ６−３」が付加されたデータを、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１へ与える。そうすると、このデータは、波長λ７の光信号で送信され、光スイッチ２を介して光インタフェース装置３−２へ導かれる。光インタフェース装置３−２において、固定波長フィルタ２２の通過波長は、光インタフェース装置３−１からの光信号を受信するように、λ７に設定されている。したがって、サーバ６−２は、この光信号により伝送されてきたデータを受信する。
【００４４】
しかし、このデータの宛先は、サーバ６−２ではない。よって、サーバ６−２は、このデータを取得することなく、このデータを光インタフェース装置３−２の固定波長光送信器１１へ与える。そうすると、このデータは、波長λ１の光信号で送信され、光スイッチ２を介して光インタフェース装置３−３へ導かれる。光インタフェース装置３−３において、固定波長フィルタ２２の通過波長は、光インタフェース装置３−２からの光信号を受信するように、λ１に設定されている。したがって、サーバ６−３は、この光信号により伝送されてきたデータを受信する。ここで、このデータの宛先はサーバ６−３なので、サーバ６−３は、このデータを取得する。
【００４５】
各サーバ６−１〜６−８は、それぞれ、仮想スイッチ３１を有する。仮想スイッチは、物理サーバに実装されるソフトウェアで実現される。そして、仮想スイッチ３１は、送信データの宛先に基づいて、その送信データを固定波長光送信器１１または１２へ導く。また、仮想スイッチ３１は、管理サーバ５からの指示に応じて、送信データを可変波長光送信器１３に導くこともできる。さらに、仮想スイッチ３１は、対応する光インタフェース装置から受信するデータの宛先に基づいて、その受信データのルーティングを行う。例えば、サーバ６−１の仮想スイッチ３１は、受信データの宛先がサーバ６−１であれば、その受信データをサーバ６−１上の対応する仮想マシンに渡す。また、サーバ６−１の仮想スイッチ３１は、受信データの宛先がサーバ６−１でなければ、その受信データを光インタフェース装置３−１に戻す。
【００４６】
各サーバ６−１〜６−８には、１または複数の仮想マシン（ＶＭ）を実装することができる。図３に示す例では、サーバ６−１において仮想マシンＶＭ１〜ＶＭ３が動作し、サーバ６−２において仮想マシンＶＭ５〜ＶＭ６が動作し、サーバ６−８において仮想マシンＶＭ８〜ＶＭ９が動作している。各仮想マシンは、他の仮想マシンとデータを送受信することができる。このとき、各仮想マシンは、他のサーバ上に実装されている仮想マシンにデータを送信することができる。この場合、仮想マシンから送信されるデータは、上述したように、光スイッチ２を介して伝送される。仮想マシン間で送信されるデータには、送信元仮想マシンを識別する情報、および宛先仮想マシンを識別する情報が付与されている。各仮想マシンを識別する情報は、例えば、仮想ＭＡＣアドレスである。
【００４７】
仮想スイッチ３１は、ポートミラー機能を備える。この実施例では、ポートミラー機能は、対応する光インタフェース装置へ送信するデータをコピーしてモニタポートへ出力する。
【００４８】
トラフィックモニタ４は、各仮想マシンが送信するデータのトラフィックをモニタすることができる。このとき、トラフィックモニタ４は、例えば、仮想スイッチ３１のポートミラー機能によりモニタポートを介して出力されるコピーデータを利用して、トラフィックをモニタする。なお、トラフィックモニタ４は、同じサーバ上に実装されている仮想マシン間のトラフィックはモニタしなくてもよい。また、トラフィックモニタ４は、送信元仮想マシンと宛先仮想マシンのペアについて、トラフィックをモニタしてもよい。
【００４９】
トラフィックモニタ４は、仮想マシン間のトラフィックの帯域および優先度などをモニタする。トラフィックの帯域は、伝送速度である。ここで、仮想マシン間で伝送されるデータパケットが固定長であれば、データパケットの数をカウントすることにより、帯域が検出される。また、データパケットが可変長であれば、各パケットのヘッダを解析してペイロード長を取得することで、帯域を検出してもよい。トラフィック優先度は、許容遅延などに応じて予め設定されている。例えば、動画像および／または音声を含むデータの優先度は高い。トラフィックの優先度は、例えば、各パケットのヘッダに設定されている。なお、トラフィックモニタ４は、帯域および優先度に加えて、さらに他のトラフィック特性（例えば、発生頻度、継続時間など）をモニタしてもよい。
【００５０】
なお、トラフィックモニタ４は、サーバ６−１〜６−８のトラフィックをモニタする。したがって、トラフィックモニタ４の負荷を軽減するためには、例えば、各サーバ６−１〜６−８の仮想スイッチ３１のポートミラー機能は、定期的にサンプリングしたデータをトラフィックモニタ４に送るようにしてもよい。
【００５１】
図５は、トラフィックモニタ４によるモニタ結果の一例を示す。ここでは、説明を簡単にするために、仮想マシン間の帯域がモニタされている。図５に示す例では、仮想マシンＶＭ５から仮想マシンＶＭ８へ大容量のデータが送信されている。また、仮想マシンＶＭ８から仮想マシンＶＭ５へも大容量のデータが送信されている。そして、トラフィックモニタ４は、モニタ結果を管理システム５に通知する。
【００５２】
管理システム５は、トラフィックモニタ４により得られる仮想マシン間のトラフィックの特性に基づいて、ショートカットパスを設定する。このとき、管理システム５は、例えば、仮想マシン間での双方向のトラフィックの相関を計算する。そして、管理システム５は、相関の高い仮想マシンのペアに対してショートカットパスを設定する。図５に示す例では、仮想マシンＶＭ５から仮想マシンＶＭ８へのトラフィックの帯域および仮想マシンＶＭ８から仮想マシンＶＭ５へのトラフィックの帯域がいずれも大きく、互いに近接した値である。この場合、管理システム５は、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間でデータを伝送するためのショートカットパスを設定する。
【００５３】
なお、管理システム５は、帯域だけではなく、他のトラフィック特性（優先度、発生頻度、継続時間など）も考慮して仮想マシン間のトラフィックの相関を計算してもよい。また、管理システム５は、トラフィック間の相関を計算することなく、帯域の大きなトラフィックに対してショートカットパスを設定してもよい。例えば、図５に示す例では、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のトラフィックの平均が「９５」であり、他の仮想マシン間のトラフィックよりも大きい。この場合、管理システム５は、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間でデータを伝送するためのショートカットパスを設定する。
【００５４】
管理システム５は、ショートカットパスを設定するときは、対応するサーバに対して設定指示を送信する。上述の実施例では、管理システム５は、仮想マシンＶＭ５が実装されているサーバ６−２および仮想マシンＶＭ８が実装されているサーバ６−８に対して設定指示を送信する。
【００５５】
以下、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間にショートカットパスを設定する処理について説明する。この場合、管理システム５は、サーバ６−２に対して以下の指示を送信する。
（１）仮想スイッチ３１は、仮想マシンＶＭ５の送信データを可変光送信器１３へ導く
（２）可変光送信器１３の送信波長はλ６（波長選択指示）
（３）可変波長フィルタ２４の通過波長はλ６（波長選択指示）
また、管理システム５は、サーバ６−８に対して以下の指示を送信する。
（１）仮想スイッチ３１は、仮想マシンＶＭ８の送信データを可変光送信器１３へ導く
（２）可変光送信器１３の送信波長はλ６（波長選択指示）
（３）可変波長フィルタ２４の通過波長はλ６（波長選択指示）
【００５６】
サーバ６−２、６−８は、それぞれ、管理システム５から与えられる指示に従って、仮想スイッチ３１の設定を変更する。また、サーバ６−２、６−８は、それぞれ、管理システム５から与えられる波長選択指示を、対応する光インタフェース装置３−２、３−８へ導く。そうすると、光インタフェース装置３−２、３−８は、それぞれ、波長選択指示に従って、可変光送信器１３の送信波長を制御すると共に、可変波長フィルタ２４の通過波長を制御する。
【００５７】
上述のショートカットパスは、以下のようにして使用される。すなわち、仮想マシンＶＭ５が仮想マシンＶＭ８宛のデータＤ１を生成すると、サーバ６−２の仮想スイッチ３１は、そのデータＤ１を光インタフェース装置３−２の可変光送信器１３へ導く。可変光送信器１３は、データＤ１を伝送する光信号Ｓ１を生成する。この光信号Ｓ１のキャリア波長は、λ６である。そして、光信号Ｓ１は、固定波長光送信器１１、１２により生成される他の光信号と共に、光スイッチ２へ送信される。
【００５８】
光インタフェース装置３−２から送信されるＷＤＭ信号は、光スイッチ２の入力ポートＰ２(in)に到着する。光スイッチ２は、入力光信号の波長に応じて、その光信号を対応する出力ポートに導く。ここで、光スイッチ２は、入力ポートＰ２(in)を介して波長λ６の光信号を受信すると、その光信号を出力ポートＰ８(out)へ導く。すなわち、光スイッチ２は、光信号Ｓ１を出力ポートＰ８(out)へ導く。したがって、光インタフェース装置３−２から送信される光信号Ｓ１は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−８へ導かれる。なお、光スイッチ２は、光信号Ｓ１と共に入力される他の光信号を、それぞれ波長に対応する他の出力ポートに導く。
【００５９】
光インタフェース装置３−８は、光スイッチ２から光信号Ｓ１を受信する。このとき、光インタフェース装置３−８は、光信号Ｓ１と共に他の波長の光信号も受信する。すなわち、光インタフェース装置３−８は、光信号Ｓ１を含むＷＤＭ信号を受信する。このＷＤＭ信号は、光インタフェース装置３−８において、固定波長フィルタ２２、２３、および可変波長フィルタ２４に導かれる。
【００６０】
光インタフェース装置３−８の可変波長フィルタ２４の通過波長は、上述した波長選択指示により、λ６に設定されている。したがって、可変波長フィルタ２４は、入力ＷＤＭ信号から、波長λ６の光信号Ｓ１を選択的に通過させる。この光信号Ｓ１は、受光器２７により電気信号に変換されてサーバ６−８に導かれる。そして、サーバ６−８は、この電気信号からデータＤ１を再生し、仮想マシンＶＭ８に与える。
【００６１】
仮想マシンＶＭ８から仮想マシンＶＭ５へデータＤ２を送信する動作は、仮想マシンＶＭ５から仮想マシンＶＭ８へデータＤ１を送信する動作と実質的に同じである。即ち、光インタフェース装置３−８は、可変波長光信号器２４を利用して、データＤ１を伝送する波長λ６の光信号Ｓ２を生成する。この光信号Ｓ２は、光スイッチ２において、入力ポートＰ８(in)から出力ポートＰ２(out)へ導かれる。したがって、光インタフェース装置３−８から送信される光信号Ｓ２は、光スイッチ２により、光インタフェース装置３−２へ導かれる。
【００６２】
光インタフェース装置３−２は、光スイッチ２から光信号Ｓ２を含むＷＤＭ信号を受信する。ここで、光インタフェース装置３−２の可変波長フィルタ２４の通過波長は、上述した波長選択指示により、λ６に設定されている。よって、可変波長フィルタ２４は、入力ＷＤＭ信号から、波長λ６の光信号Ｓ２を選択的に通過させる。光信号Ｓ２は、受光器２７により電気信号に変換されてサーバ６−２に導かれる。そして、サーバ６−２は、この電気信号からデータＤ２を再生し、仮想マシンＶＭ５に与える。
【００６３】
図６は、ショートカットパスの一例を示す。図６では、上述の手順によって仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間でデータを伝送するショートカットパスが設定されている。このショートカットパスは、仮想マシンＶＭ５を収容するサーバ６−２に対応する光インタフェース装置３−２と仮想マシンＶＭ８を収容するサーバ６−８に対応する光インタフェース装置３−８とを接続する。すなわち、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８は、相互に、１ホップでデータを送信することができる。
【００６４】
なお、上述のショートカットパスが設定されていないときは、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のデータ伝送は、光インタフェース装置３−１により中継される。この場合、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８は、相互に、２ホップでデータを送信する。すなわち、実施形態のショートカットパスを利用することにより、伝送遅延が小さくなる。
【００６５】
また、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のデータ伝送において、ショートカットパスが設定されていないときは、光インタフェース装置３−１において使用されるリソースが増加する。また、光インタフェース装置間の光信号の伝送は、常に、光スイッチ２を経由する。このため、上述のショートカットパスが設定されていないときは、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８間のデータ伝送において、光スイッチ２は、光インタフェース装置３−２から光インタフェース装置３−１へのスイッチング、および光インタフェース装置３−１から光インタフェース装置３−８へのスイッチングを行う。よって、光スイッチ２において使用されるリソースも増加する。換言すれば、ショートカットパスを設定することにより、光スイッチ２および／または１以上の光インタフェース装置において使用するリソースが少なくなり、データ伝送効率が向上する。
【００６６】
図７は、サーバのハードウェア構成を示す。図７に示すサーバ６は、各サーバ６−１〜６−８に相当する。サーバ６は、メモリ４１、データメモリ４２、ＣＰＵ４３、入出力部４４を備える。メモリ４１、データメモリ４２、ＣＰＵ４３、入出力部４４は、例えば、バス４５により互いに接続されている。
【００６７】
メモリ４１は、サーバ６の動作を制御するためのプログラム（仮想マシンを実現するためのプログラムを含む）を格納する。また、メモリ４１は、ＣＰＵ４３がプログラムを実行する際に使用される。データメモリ４２は、送信データおよび受信データを一時的に格納する。また、データメモリ４２は、仮想スイッチ３１を実現するためにも使用される。この場合、送信データおよび受信データは、データメモリ４２に一時的に格納され、宛先アドレスに応じて読み出される。
【００６８】
ＣＰＵ４３は、メモリ４１に格納されているプログラムを実行することにより、サーバ６の動作を制御する。なお、ＣＰＵ４３は、複数のプロセッサを含んで構成してもよい。入出力部４４は、対応する光インタフェース装置との間のインタフェースを提供する。また、入出力部４４は、仮想スイッチ３１が処理するデータのコピーをトラフィックモニタ４へ送信する。さらに、入出力部４４は、管理サーバ５から与えられる指示を受信する。
【００６９】
図８は、光インタフェース装置３の構成を示す。光インタフェース装置３は、各光インタフェース装置３−１〜３−８に相当する。光インタフェース装置３の構成は、図３を参照しながら説明したように、固定波長光送信器１１、１２、可変波長光送信器１３、光カプラ１４、光スプリッタ２１、固定波長フィルタ２２、２３、可変波長フィルタ２４、受光器２５〜２７を備える。
【００７０】
固定波長光送信器１１、１２は、それぞれ、レーザ光源（ＬＤ）５１および光変調器５２を備える。レーザ光源５１は、予め決められた波長の連続光を生成する。例えば、光インタフェース装置３−１の固定波長光送信器１１、１２のレーザ光源５１は、それぞれ、波長λ７、λ５の連続光を生成する。そして、光変調器５２は、サーバから与えられるデータ信号で連続光を変調して光信号を生成する。
【００７１】
可変波長光送信器１３は、ＬＤ波長制御回路５３、チューナブルレーザ光源５４、光変調器５５を備える。ＬＤ波長制御回路５３は、管理システム５から与えられる波長選択指示に従って、チューナブルレーザ光源５４のＬＤ波長を制御する。チューナブルレーザ光源５４は、ＬＤ波長制御回路５３の制御に応じて、波長選択指示により指示された波長の連続光を生成する。そして、光変調器５５は、サーバから与えられるデータ信号で連続光を変調して光信号を生成する。
【００７２】
光インタフェース装置３は、通過波長制御回路５６をさらに備える。通過波長制御回路５６は、管理システム５から与えられる波長選択指示に従って、可変波長フィルタ２４の通過波長を制御する。可変波長フィルタ２４は、通過波長制御回路５６の制御に応じて、波長選択指示により指示された波長の光信号を通過させる。
【００７３】
図９は、ショートカットパスを設定する処理を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、管理システム５により実行される。
【００７４】
Ｓ１において、管理システム５は、サーバ上に仮想マシンを配置する。互いに関連する複数の仮想マシンを実装する際には、管理システム５は、それら複数の仮想マシンを同じサーバ上で動作させる。ただし、各サーバに実装可能な仮想マシンの台数は、予め決められている。よって、互いに関連する複数の仮想マシンは、異なるサーバ上に配置されることがある。なお、この実施例では、管理システム５によって仮想マシンの配置が行われるが、仮想マシンは管理システム５によって配置されなくてもよい。
【００７５】
Ｓ２において、管理システム５は、各仮想マシンのトラフィックの特性を収集する。ただし、各仮想マシンのトラフィックは、トラフィックモニタ４によりモニタされる。すなわち、管理システム５は、トラフィックモニタ４によって収集されるモニタ結果を取得する。トラフィックモニタ４により収集されるモニタ結果の一例は、図５を参照しながら説明した通りである。
【００７６】
Ｓ３において、管理システム５は、トラフィックの特性が所定の条件を満たす仮想マシンのペアが存在するか判定する。所定の条件は、例えば、異なるサーバに実装されている２つの仮想マシン間における、第１仮想マシンから第２仮想マシンへ向かうトラフィックの特性と、第２仮想マシンから第１仮想マシンへ向かうトラフィックの特性との間の相関レベルで規定される。この場合、所定の閾値レベルよりも高い相関を有する仮想マシンのペアが検出される。或いは、所定の条件は、異なるサーバに実装されている２つの仮想マシン間でのトラフィック量（すなわち、帯域）で規定される。この場合、所定の閾値よりもトラフィック量の多い仮想マシンのペアが検出される。
【００７７】
所定の条件を満たす仮想マシンのペアが存在するときは、管理システム５は、Ｓ４の処理を実行する。一方、所定の条件を満たす仮想マシンのペアが存在しないときは、管理システム５の処理はＳ２に戻る。
【００７８】
Ｓ４において、管理システム５は、検出された２つの仮想マシンは、固定波長パスによる論理トポロジにおいて２ホップ以上離れたサーバに実装されているか判定する。固定波長パスによる論理トポロジは、図４を参照しながら説明した通りである。例えば、図３に示す実施例おいて、仮想マシンＶＭ５、ＶＭ８がＳ３の条件を満たすものとする。この場合、仮想マシンＶＭ５が実装されているサーバ６−２および仮想マシンＶＭ８が実装されているサーバ６−８は、図４に示す固定波長パスによる論理トポロジにおいて、互いに２ホップ離れている。
【００７９】
検出された２つの仮想マシンが２ホップ以上離れていれば、管理システム５は、Ｓ５の処理を実行する。一方、検出された２つの仮想マシンが２ホップ以上離れていなければ、管理システム５の処理はＳ２に戻る。なお、管理システム５は、必ずしもＳ４の処理を実行しなくてもよい。
【００８０】
Ｓ５において、管理システム５は、Ｓ３で検出した仮想マシン間でデータを伝送するためのショートカットパスを設定するための指示を対応するサーバへ送信する。すなわち、Ｓ３で検出した仮想マシンを収容するサーバへ指示を送信する。この指示は、波長選択指示を含む。
【００８１】
ショートカットパスを設定するための指示を受信したサーバは、対応する光インタフェース装置へ波長選択指示を与える。そうすると、光インタフェース装置は、波長選択指示に従って可変波長光送信器１３の送信波長を制御すると共に、波長選択指示に従って可変波長フィルタ２４の通過波長を制御する。この結果、上述の仮想マシン間でデータを伝送するためのショートカットパスが設定される。
【００８２】
図１０は、管理システム５の構成を示す。管理システム５は、メモリ６１、ＣＰＵ６２、入出力部６３を備えるコンピュータにより実現される。メモリ６１は、管理システム６の動作を制御するためのプログラムを格納する。図９に示すフローチャートの処理を記述したプログラムも、メモリ６１に格納される。また、メモリ６１は、ＣＰＵ６２がプログラムを実行する際に使用される。
【００８３】
ＣＰＵ６２は、メモリ６１に格納されているプログラムを実行することにより、管理システム５の動作を制御する。なお、ＣＰＵ６２は、複数のプロセッサを含んで構成してもよい。入出力部６３は、サーバ６−１〜６−８との間のインタフェースを提供する。ショートカットパスを設定するための指示（波長選択指示を含む）は、入出力部６３を介して対応するサーバ６−１〜６−８へ送信される。
【００８４】
なお、図１および図３においては、トラフィックモニタ４および管理システム５は互いに分離して描かれているが、１つのコンピュータシステムでトラフィックモニタ４および管理システム５を実現してもよい。この場合、メモリ６１は、サーバ６−１〜６−８（または、各仮想マシン）のトラフィックをモニタするためのプログラムも格納する。また、ＣＰＵ６２は、トラフィックをモニタする処理も実行する。
【００８５】
このように、実施形態の光ネットワークおよび光接続方法においては、サーバ間でデータを伝送するための固定波長パスに加えて、必要に応じてショートカットパス（可変波長パス）が設定される。したがって、図４に示す固定波長パスのみが設定される光ネットワークと比較すると、実施形態の光ネットワークは、例えば、大容量のトラフィックがショートカットパスを介して伝送されるので、データの伝送効率が高くなる。特に、データセンタにおける通信は、ユーザ毎に分離されており、特定の仮想マシン間でデータを伝送することが多い。したがって、データセンタネットワークに実施形態の光ネットワークを適用し、同じユーザに属する仮想マシン間のデータ伝送に対してショートカットパスを設定すれば、データの伝送効率がさらに高くなる。
【００８６】
一方、ＡＷＧを利用して全てのサーバを互いに１ホップで接続するためには、各光インタフェース装置は、他のすべての光インタフェース装置に接続される必要がある。すなわち、光ネットワークは、メッシュトポロジを採用する必要がある。この場合、Ｎ台のサーバを接続する光ネットワークにおいては、各光インタフェース装置は、少なくともＮ−１個の光送信器および少なくともＮ−１個の光受信器を備える必要がある。
【００８７】
これに対して、実施形態の光ネットワークにおいては、各光インタフェース装置は、３個の光送信器（２個の固定波長光送信器および１個の可変波長光送信器）、および３個の光受信器（２セットの固定波長フィルタ／受光器、および１セットの可変波長フィルタ／受光器）を備える。したがって、メッシュトポロジを採用する構成と比較すると、実施形態の光ネットワークにおいては、各光インタフェース装置が備える光送信器および光受信器の数が少なく、各光インタフェース装置の消費電力が少なくなる。さらに、光インタフェース装置の小型化および／または低コスト化が実現される。
【００８８】
なお、本発明は、上述の実施形態の構成または方法に限定されるものではない。すなわち、実施形態では、光ネットワークの論理トポロジは双方向２重リングであるが、光ネットワークの論理トポロジは、単一のリングでもよい。この場合、各光インタフェース装置３−１〜３−８は、１つの固定波長光送信器および１つの固定波長光受信器（固定波長フィルタ、受光器）を備える。また、光ネットワークの論理トポロジは、リングでなくてもよい。
【００８９】
上述の実施形態では、仮想マシン間で双方向にデータを伝送するショートカットパスが設定されるが、１方向のみのショートカットパスを設定してもよい。例えば、第１仮想マシンから第２仮想マシンへ向かうトラフィックが大きく、第２仮想マシンから第１仮想マシンへ向かうトラフィックが小さいときは、第１仮想マシンから第２仮想マシンへデータを伝送するためのショートカットパスのみを設定してもよい。この場合、ショートカットパスを設定するためのリソース（可変波長光送信器および可変波長フィルタ）を他の仮想マシン間通信に割り当てることができる。
【００９０】
＜ライブマイグレーションとの連携＞
サーバ６−１〜６−８は、ライブマイグレーションを実行できるものとする。ライブマイグレーションは、あるコンピュータ上で動作している仮想マシンの動作を継続しながらその仮想マシンを他のコンピュータへ移動させることができる。したがって、異なるサーバ上に実装されている仮想マシン間のトラフィック量が多いときは、それらの仮想マシンをライブマイグレーションにより同じサーバ上に実装すれば、データ伝送の効率は高くなす。しかしながら、ライブマイグレーションにより仮想マシンを他のサーバ上に移動する処理は、長い時間を要する。また、ライブマイグレーションは、ネットワークの負荷も大きい。このため、トラフィックの変動が激しいネットワークにおいて、データ伝送効率を改善するためにライブマイグレーションが頻繁に実行されると、各サーバのＣＰＵの負荷およびネットワークの負荷が大きくなってしまう。
【００９１】
これに対して、実施形態の光接続方法では、光インタフェース装置において光信号の波長を制御することにより所望のサーバ間を接続するショートカットパスを設定することができる。すなわち、実施形態の光接続方法によれば、各サーバのＣＰＵおよびネットワークに大きな負荷を与えることなく、短い時間で簡単にデータ伝送の効率を改善できる。したがって、仮想マシン間の伝送効率の改善は、ライブマイグレーションよりも、実施形態のショートカットパスを優先することが好ましい。
【００９２】
図１１は、ショートカットパスおよびライブマイグレーションを併用する方法を示すフローチャートである。このフローチャートの処理は、管理システム５により実行される。
【００９３】
Ｓ１１〜Ｓ１３は、図９を参照しながら説明したＳ１〜Ｓ３と同じである。すなわち、管理システム５は、各仮想マシンのトラフィックをモニタし、所定の条件を満たす仮想マシンのペアを検出する。
【００９４】
Ｓ１４において、管理システム５は、検出した仮想マシン間にショートカットパスを設定するための可変波長デバイス（可変波長光送信器１３および可変波長フィルタ２４）が使用可能か確認する。そのような可変波長デバイスが使用可能であれば、管理システム５は、Ｓ１５において、ショートカットパスを設定する。ショートカットパスの設定は、図９のＳ５と同様であり、対応するサーバへ指示を送信することにより実現される。
【００９５】
可変波長デバイスが既に使用されているときは（Ｓ１４：Ｎｏ）、管理システム５は、Ｓ１６の処理を実行する。Ｓ１６において、管理システム５は、既存のショートカットパスで接続されているサーバが、新たな仮想マシンを実装するリソースを有しているか判定する。この場合、管理システム５は、例えば、サーバ上に既に実装されている仮想マシンの数に基づいて、そのサーバが新たな仮想マシンを実装するリソースを有しているか判定する。
【００９６】
上記サーバが十分なリソースを有していれば、管理システム５は、Ｓ１７において、ライブマイグレーションにより、検出した仮想マシンを、既存のショートカットパスで接続されているサーバに移動する。一方、上記サーバが十分なリソースを有していなければ、管理システム５は、Ｓ１８において、ライブマイグレーションにより、既存のショートカットパスで接続されているサーバの近傍のサーバに移動する。ここで、「既存のショートカットパスで接続されているサーバの近傍のサーバ」は、既存のショートカットパスで接続されているサーバに対して「ホップ数が最小であり、且つ、仮想マシンを実装するリソースを有しているサーバ」を意味する。
【００９７】
図１２〜図１３は、図１１に示すフローチャートの処理の実施例を示す。ここでは、サーバ６−２に実装されている仮想マシンＶＭ５とサーバ６−８に実装されている仮想マシンＶＭ８との間でデータを伝送するためのショートカットパスが既に設定されているものとする。
【００９８】
図１２に示す例では、管理システム５は、サーバ６−４に実装されている仮想マシンＶＭ１０とサーバ６−７に実装されている仮想マシンＶＭ１１との間のトラフィック量が所定の条件を満たしていると判定する。そうすると、管理システム５は、Ｓ１４において、光インタフェース装置３−４、３−７のリソースが使用可能かチェックする。図１２に示す例では、この時点で、光インタフェース装置３−４、３−７に接続するショートカットパスは設定されていない。すなわち、光インタフェース装置３−４、３−７の可変波長光送信器１３および可変波長フィルタ２４は使用されていない。したがって、この場合、管理システム５は、Ｓ１５において、光インタフェース装置３−４、３−７間を接続するショートカットパスを設定する。以降、仮想マシンＶＭ１０、ＶＭ１１は、このショートカットパスを介して相互にデータを伝送する。このように、実施形態の光ネットワークは、同時に複数のショートカットパスを設定することができる。
【００９９】
図１３に示す例では、管理システム５は、サーバ６−２に実装されている仮想マシンＶＭ６とサーバ６−６に実装されている仮想マシンＶＭ１２との間のトラフィック量が所定の条件を満たしていると判定する。この場合、管理システム５は、Ｓ１４において、光インタフェース装置３−２、３−６のリソースが使用可能かチェックする。ところが、図１３においては、光インタフェース３−２には既にショートカットパスが接続されている。すなわち、光インタフェース装置３−２は、新たなショートカットパスのためのリソースを有しておらず、光インタフェース装置３−２、３−６間にショートカットパスを設定することはできない。
【０１００】
この場合、管理システム５は、Ｓ１６において、実行すべきライブマイグレーションを判定する。まず、管理システム５は、仮想マシンＶＭ６に対応する光インタフェース３−２または仮想マシンＶＭ１２に対応する光インタフェース３−６に接続されている既存のショートカットパスを検出する。ここでは、光インタフェース３−２、３−８間のショートカットパス２／８が検出される。そうすると、管理システム５は、このショートカットパス２／８に接続するサーバ（すなわち、サーバ６−２、６−８）が、新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているか確認する。
【０１０１】
サーバ６−２が新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているときは、管理システム５は、ライブマイグレーションにより、仮想マシンＶＮ１２をサーバ６−６からサーバ６−２へ移動させる。この場合、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２は、同じサーバ上で動作するので、光スイッチ２を介さずにデータを送受信することができる。
【０１０２】
サーバ６−２が新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しておらず、サーバ６−８が新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているときは、管理システム５は、ライブマイグレーションにより、仮想マシンＶＭ１２をサーバ６−６からサーバ６−８へ移動させる。この場合、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータは、ショートカットパス２／８を介して１ホップで伝送されるので、伝送効率は向上する。
【０１０３】
サーバ６−２、６−８がいずれも新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有していないときは、管理システム５は、サーバ６−２、６−８から１ホップの位置に設けられおり、且つ、新たな仮想マシンを実装するためのリソースを有しているサーバをサーチする。そして、そのようなサーバが見つかれば、管理システム５は、ライブマイグレーションにより、仮想マシンＶＭ１２をサーバ６−６からそのサーバへ移動させる。図１３に示す例では、仮想マシンＶＭ１２は、サーバ６−３に移動する。あるいは、仮想マシンＶＭ１２は、サーバ６−８から１ホップの位置に設けられているサーバ（例えば、サーバ６−７）へ移動してもよい。この場合、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータは、光インタフェース装置３−７、３−８間の固定波長パス、および光インタフェース装置３−２、３−８間のショートカットパス２／８を介して伝送される。すなわち、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータは、２ホップで伝送される。ただし、このケースでは、仮想マシンＶＭ６、ＶＭ１２間のデータがショートカットパス２／８を介して伝送されるように、サーバ６−８の仮想スイッチ３１の設定が更新される。
【０１０４】
このように、図１１〜図１３に示す実施形態では、異なる物理サーバ上に相関の高い仮想マシンが検出されたときには、ライブマイグレーションよりもショートカットパスの設定が優先して実行される。しかし、通信環境に応じて、ライブマイグレーションまたはショートカットパスの設定のいずれを優先するのかを決定してもよい。たとえば、トラフィックの変動が激しい環境では、ショートカットパスの設定を優先して実行してもよい。また、トラフィックの変動が少ない環境では、ライブマイグレーションを優先して実行してもよい。
【０１０５】
＜他の構成＞
上述の実施形態では、各光インタフェース装置は、それぞれ１台の物理サーバに対して設けられている。これに対して、図１４に示す構成では、各光インタフェース装置は、それぞれ１つのサーバシステムに対して設けられている。すなわち、光インタフェース装置３−１〜３−８は、それぞれサーバシステム７−１〜７−８に対して設けられている。各サーバシステム７−１〜７−８は、１または複数の物理サーバ（ＰＳＶ）を収容するサーバラックである。また、各サーバシステム７−１〜７−８は、１または複数の物理サーバのトラフィックを集約するトップオブラックスイッチ（ＴｏＲ−ＳＷ）３２を有する。トップオブラックスイッチ３２は、仮想スイッチにより実現される。
【０１０６】
図１４において、光インタフェース装置３−１〜３−８の構成および動作は、上述の実施形態と実質的に同じである。ただし、管理システム５は、物理サーバ間のトラフィックに基づいてショートカットパスを設定してもよい。
【０１０７】
また、上述の実施形態では、光ネットワーク１は、複数のサーバ６−１〜６−８を接続する。図１５に示す構成では、サーバ６−８が電気スイッチ８に置き換えられている。電気スイッチ８は、例えば、ルータであり、サーバ６−１〜６−７と外部ネットワークとを接続する。外部ネットワークは、例えば、インターネットである。
【０１０８】
電気スイッチ８に対して設けられる光インタフェース装置３−８の構成および動作は、他の光インタフェース装置３−１〜３−７と実質的に同じである。したがって、ある特定のサーバと外部ネットワークとの間のトラフィック量が多いときは、電気スイッチ８とその特定のサーバとの間でデータを伝送するためのショートカットパスが設定される。
【０１０９】
なお、図１５に示す構成において、サーバ６−１、６−２、．．．をそれぞれ図１４に示すサーバシステム７−１、７−２、．．．に置き換えてもよい。この場合、各サーバシステム７−１、７−２、．．．は、電気スイッチ８を介して外部ネットワークに接続される。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 光ネットワーク
２ 光スイッチ（ＡＷＧ）
３（３−１〜３−８） 光インタフェース装置
４ トラフィックモニタ
５ 管理システム
６（６−１〜６−８） サーバ
７−１〜７−８ サーバシステム
８ 電気スイッチ
１１、１２ 固定波長光送信器
１３ 可変波長光送信器
２２、２３ 固定波長フィルタ
２４ 可変波長フィルタ
３１ 仮想スイッチ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く、光スイッチと、
複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、
前記複数のサーバの通信トラフィックを管理する管理装置、を備え、
各光インタフェース装置は、固定波長光送信器および可変波長光送信器を有し、
前記複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える前記固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して第１の光パスを設定し、
前記管理装置は、前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて、前記複数の光インタフェース装置の中から第１および第２の光インタフェース装置を特定し、
前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ前記可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する
ことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２】
前記管理装置は、前記第２の光パスを設定するための波長選択指示を生成し、
前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ、前記波長選択指示に応じて前記可変波長光送信器の送信波長を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項３】
前記第１の光インタフェース装置は、前記可変波長光送信器の送信波長を、前記光スイッチにおいて前記第１の光インタフェース装置から前記第２の光インタフェース装置へ向かう光パスに対して割り当てられている第１の波長に制御し、
前記第２の光インタフェース装置は、前記可変波長光送信器の送信波長を、前記光スイッチにおいて前記第２の光インタフェース装置から前記第１の光インタフェース装置へ向かう光パスに対して割り当てられている第２の波長に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項４】
各光インタフェース装置は、可変波長光受信器をさらに有し、
前記第１の光インタフェース装置は、前記可変波長光受信器の受信波長を前記第２の波長に制御し、
前記第２の光インタフェース装置は、前記可変波長光受信器の受信波長を前記第１の波長に制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の光ネットワーク。
【請求項５】
前記管理装置は、前記サーバに実装されている仮想マシンのトラフィックに基づいて前記第１および第２の光インタフェース装置を特定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワーク。
【請求項６】
前記管理装置は、前記仮想マシンのトラフィックの特性をモニタすることにより相関の高い第１および第２の仮想マシンを検出し、前記第１の仮想マシンが動作するサーバに対して設けられている光インタフェース装置を前記第１の光インタフェース装置として特定すると共に、前記第２の仮想マシンが動作するサーバに対して設けられている光インタフェース装置を前記第２の光インタフェース装置として特定する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ネットワーク。
【請求項７】
第１のサーバに実装されている第１の仮想マシンと第２のサーバに実装されている第２の仮想マシンとの間のトラフィックが所定の条件を満たしており、且つ、前記第１のサーバに対して設けられている光インタフェース装置または前記第２のサーバに対して設けられている光インタフェース装置の少なくとも一方の可変波長光送信器が既に使用されているときには、前記管理装置は、前記第１の仮想マシンを前記第１のサーバ以外のサーバへ移動させる
ことを特徴とする請求項５に記載の光ネットワーク。
【請求項８】
前記サーバは、１または複数の物理サーバを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項９】
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備える光スイッチと、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、通信トラフィックを管理する管理装置、を備える光ネットワークであって、
前記光スイッチは、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く構成であり、
前記複数の光インタフェース装置の１つに対して電気スイッチが設けられ、他の光インタフェース装置に対してそれぞれサーバが設けられ、
前記電気スイッチは、前記サーバと前記光ネットワークの外部のネットワークとを接続し、
各光インタフェース装置は、固定波長光送信器および可変波長光送信器を有し、
前記複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える前記固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して第１の光パスを設定し、
前記管理装置は、前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて、前記複数の光インタフェース装置の中から第１および第２の光インタフェース装置を特定し、
前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ前記可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する
ことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１０】
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く光スイッチ、および、複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置、を用いて光パスを設定する光接続方法であって、
各光インタフェース装置が備える固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記複数の光インタフェース装置を接続する第１の光パスを設定し、
前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて特定される前記複数の光インタフェース装置の中の第１および第２の光インタフェース装置が備える可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する
ことを特徴とする光接続方法。
【請求項１】
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く、光スイッチと、
複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、
前記複数のサーバの通信トラフィックを管理する管理装置、を備え、
各光インタフェース装置は、固定波長光送信器および可変波長光送信器を有し、
前記複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える前記固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して第１の光パスを設定し、
前記管理装置は、前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて、前記複数の光インタフェース装置の中から第１および第２の光インタフェース装置を特定し、
前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ前記可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する
ことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項２】
前記管理装置は、前記第２の光パスを設定するための波長選択指示を生成し、
前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ、前記波長選択指示に応じて前記可変波長光送信器の送信波長を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項３】
前記第１の光インタフェース装置は、前記可変波長光送信器の送信波長を、前記光スイッチにおいて前記第１の光インタフェース装置から前記第２の光インタフェース装置へ向かう光パスに対して割り当てられている第１の波長に制御し、
前記第２の光インタフェース装置は、前記可変波長光送信器の送信波長を、前記光スイッチにおいて前記第２の光インタフェース装置から前記第１の光インタフェース装置へ向かう光パスに対して割り当てられている第２の波長に制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項４】
各光インタフェース装置は、可変波長光受信器をさらに有し、
前記第１の光インタフェース装置は、前記可変波長光受信器の受信波長を前記第２の波長に制御し、
前記第２の光インタフェース装置は、前記可変波長光受信器の受信波長を前記第１の波長に制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の光ネットワーク。
【請求項５】
前記管理装置は、前記サーバに実装されている仮想マシンのトラフィックに基づいて前記第１および第２の光インタフェース装置を特定する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ネットワーク。
【請求項６】
前記管理装置は、前記仮想マシンのトラフィックの特性をモニタすることにより相関の高い第１および第２の仮想マシンを検出し、前記第１の仮想マシンが動作するサーバに対して設けられている光インタフェース装置を前記第１の光インタフェース装置として特定すると共に、前記第２の仮想マシンが動作するサーバに対して設けられている光インタフェース装置を前記第２の光インタフェース装置として特定する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ネットワーク。
【請求項７】
第１のサーバに実装されている第１の仮想マシンと第２のサーバに実装されている第２の仮想マシンとの間のトラフィックが所定の条件を満たしており、且つ、前記第１のサーバに対して設けられている光インタフェース装置または前記第２のサーバに対して設けられている光インタフェース装置の少なくとも一方の可変波長光送信器が既に使用されているときには、前記管理装置は、前記第１の仮想マシンを前記第１のサーバ以外のサーバへ移動させる
ことを特徴とする請求項５に記載の光ネットワーク。
【請求項８】
前記サーバは、１または複数の物理サーバを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光ネットワーク。
【請求項９】
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備える光スイッチと、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置と、通信トラフィックを管理する管理装置、を備える光ネットワークであって、
前記光スイッチは、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く構成であり、
前記複数の光インタフェース装置の１つに対して電気スイッチが設けられ、他の光インタフェース装置に対してそれぞれサーバが設けられ、
前記電気スイッチは、前記サーバと前記光ネットワークの外部のネットワークとを接続し、
各光インタフェース装置は、固定波長光送信器および可変波長光送信器を有し、
前記複数の光インタフェース装置は、各光インタフェース装置が備える前記固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して第１の光パスを設定し、
前記管理装置は、前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて、前記複数の光インタフェース装置の中から第１および第２の光インタフェース装置を特定し、
前記第１および第２の光インタフェース装置は、それぞれ前記可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する
ことを特徴とする光ネットワーク。
【請求項１０】
複数の入力ポートおよび複数の出力ポートを備え、入力光信号が到着した入力ポートと前記入力光信号の波長の組合せに応じて決まる出力ポートへ前記入力光信号を導く光スイッチ、および、複数のサーバに対してそれぞれ設けられた、前記光スイッチに接続する複数の光インタフェース装置、を用いて光パスを設定する光接続方法であって、
各光インタフェース装置が備える固定波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記複数の光インタフェース装置を接続する第１の光パスを設定し、
前記複数のサーバの通信トラフィックに応じて特定される前記複数の光インタフェース装置の中の第１および第２の光インタフェース装置が備える可変波長光送信器を利用して、前記光スイッチを介して前記第１および第２の光インタフェース装置間に第２の光パスを設定する
ことを特徴とする光接続方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２６８１６（Ｐ２０１３−２６８１６Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９６７４（Ｐ２０１１−１５９６７４）
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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