网络系统、终端、传感器数据收集方法以及程序与流程

本申请基于并要求于2016年3月2日递交的日本专利申请No.2016-040431的优先权的权益，其公开通过引用整体全部并入本文中。

技术领域

本发明涉及网络系统、终端、传感器数据收集方法以及程序。具体地，本发明涉及用于处理从传感器等获取的数据的网络系统、终端、传感器数据收集方法以及程序。

背景技术：

专利文献1公开了一种LAN(局域网)间连接服务操作协调装置，该装置使得LAN之间的连接服务的用户能够改变由电信运营商管理的连接服务的网络部分的配置。根据该公开，在使用连接网络将多个用户LAN相互连接的服务中，LAN间连接服务操作协调装置使得能够从LAN侧设置连接网络和收集信息。在该公开中存在这样的描述：LAN间连接服务操作协调装置具有代理，该代理具有如下功能：使用针对每个用户的用户可用资源、可能的设置和可以参考的信息将连接网络定义为虚拟交换机或路由器；保持该定义信息；以及使得能够从LAN侧控制该虚拟交换机或路由器；并且所述代理具有用于在从LAN侧接收到命令时响应于该命令在连接网络中的装置上执行处理的装置。

专利文献2提出了一种新平台，其优选地集成了网络虚拟化技术和认知无线技术。根据该文献，该认知虚拟化网络系统使用与多个物理无线接入网连接的有线核心网，构成由以下至少一项形成的核心网：该有线核心网本身或在该有线核心网中虚拟构成的虚拟核心网；并且在该无线接入网的各个物理基站处，还构成与单个或多个该核心网分别对应的虚拟认知无线基站；并且通过与该虚拟认知无线基站建立通信，认知通信终端可以连接到由该核心网和该虚拟认知无线基站形成的认知虚拟化网络。该认知虚拟化网络系统的特征在于可以动态地重新构建形成该认知虚拟化网络系统的单个或多个认知虚拟化网络。

专利文献3中，在以太网(登记商标)LAN、LAN1、LAN2和LAN3各自通过相应客户端边缘装置CE1、CE2、CE3连接到IP(互联网协议)网络N的结构中，公开了这样一种结构：通过经由控制连接21连接到相应客户端边缘装置CE1、CE2和CE3的集成服务器10，来处理和控制与客户端边缘装置CE1、CE2和CE3之间的以太网分组发送相关联的控制信息的交换。

专利文献4公开了一种访问控制系统，其能够在通过VPN(虚拟专用网)在家庭LAN之间进行互联的情况下，控制对通过家庭LAN连接的信息家用电器中保持的内容的访问。

专利文献5公开了一种信息收集系统，其中即使在支撑电线的混凝土杆坍塌的情况下，也可以高精度地报告异常的发生。具体地，该信息收集系统具有：倾斜检测传感器，其检测与混凝土杆的倾斜相对应的状态的改变；以及无线通信部，其发送该倾斜检测传感器的检测信息和自识别信息；并且该系统设置有：附接到混凝土杆的传感器节点；以及网关服务器，其收集从该传感器节点发送的发送信息，并且利用与该传感器节点不同的通信协议向另一通信网络发送所收集的信息。上述传感器节点与安装在存在于可通信距离内的另一混凝土杆中的传感器节点之间相互构成无线自组织网络。

专利文献6公开了这样一种结构：在多个仪表终端通过多跳无线通信向主机装置发送仪表数据的系统中，以低成本、短时间和高可靠性收集抄表数据。

专利文献7公开了一种VPN连接系统，其中通过在虚拟环境中在使用VPN的终端和VPN连接目的地网络之间适当地产生路由信息，来确保能够实现到终端的VPN连接。

非专利文献1是与本发明的示例性实施例有关的网络功能虚拟化(NFV)的白皮书。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]

日本专利公开No.JP2002-9847A

[专利文献2]

日本专利公开No.JP2012-49712A

[专利文献3]

PCT国际公开No.2014-523173A的日文译文

[专利文献4]

日本专利公开No.JP2009-188622A

[专利文献5]

日本专利公开No.JP2006-217704A

[专利文献6]

日本专利公开No.JP2011-34388A

[专利文献7]

日本专利公开No.JP2013-21423A

非专利文献

[非专利文献1]

European Telecommunications Standards Institute(ETSI)，“Network Functions Virtualization-Update White Paper”，[在线]，[2016年1月20日检索]，网址为:<URL：https：//portal.etsi.org/NFV/NFV_White_Paper2.pdf>

技术实现要素：

技术问题

根据本发明给出以下分析。如在专利文献5和6中那样，以各种形式使用的技术正变得普及，由此传感器节点或仪表终端被赋予通信功能，执行相互通信并收集数据。在这种类型的技术中，“事物”被称为连接到互联网，因此使用术语“物联网”(IoT)。

IoT网络系统的实现方式包括IoT装置经由诸如网关(GW)等边缘节点连接到互联网、以及各个IoT装置直接连接到互联网或云，如果考虑IoT设备中的电力消耗，则前一种方式是有利的。应注意，专利文献5和6都采用其中设置有网关的前一种方式。

今后，在IoT网络系统中期望以下情况，即，在同一地点(例如，工厂、办公室、家庭、街道等)处，不同运营商部署的传感器等进行监测和控制。然而，由于运营商A和B在不同行业或同一行业中处于竞争关系，因此需要分离网络。由于通过这些传感器收集的大多数数据涉及存在保密义务的数据(例如，个人信息、公司机密等)，因此从这个角度来看也需要隔离网络。

在这种情况下，每个运营商各自负责分别准备边缘节点，并且存在关于必须隔离网络的问题。实际上，在部署多个边缘节点的情况下，在家庭等场合中出现安装空间方面的问题，并且在办公室中出现为了进行其安全管理、为了设置和管理这些边缘节点而花费的成本的问题。

本发明的目的是提供一种网络系统、终端、传感器数据收集方法以及程序，其可以有助于解决与部署有多个用于发送在不同服务中使用的数据的数据发送实体的网络相关的各种问题。

问题的解决方案

根据第一方面，提供了一种网络系统，包括：物理网络，其包括预定装置；终端；以及控制装置。更具体地，所述终端能够连接到传感器，通过对由所述传感器收集的数据执行预定处理来将所收集的数据转换为第二数据，并且向所述预定装置发送所述第二数据。所述控制装置控制在所述终端和所述预定装置之间建立的虚拟网络，使得从所述终端发送的所述第二数据到达所述预定装置。

根据第二方面，提供了一种终端，其能够与网络系统连接，所述网络系统包括：物理网络，其包括接收由传感器收集的数据的预定装置；以及控制装置，其控制用于将所述数据转发到所述预定装置的虚拟网络，所述终端从所述传感器收集数据，通过对所收集的数据执行预定处理来将所收集的数据转换为第二数据，并且经由所述虚拟网络向所述预定装置发送所述第二数据。

根据第三方面，提供了一种传感器数据收集方法，包括以下步骤：使得与网络系统连接的终端从传感器收集数据，并且通过对所收集的数据执行预定处理来将所收集的数据转换为第二数据，其中所述网络系统包括：物理网络，其包括接收由所述传感器收集的数据的预定装置；以及控制装置，其控制用于将所述数据转发到所述预定装置的虚拟网络；以及使所述终端经由所述虚拟网络向所述预定装置发送所述第二数据。该方法与控制边缘节点的控制装置这一特定机器绑定。

根据第四方面，提供了一种使得与网络系统连接的计算机执行处理的程序，其中，所述网络系统包括：物理网络，其包括接收由传感器收集的数据的预定装置；以及控制装置，其控制终端和所述物理网络之间的网络，所述处理用于：从所述传感器收集数据；并且通过对所收集的数据执行预定处理来将所收集的数据转换为第二数据；以及经由虚拟网络向所述预定装置发送所述第二数据。该程序可以记录在计算机可读(非暂时性)存储介质中。即，本发明可以具体体现为计算机程序产品。

发明的有益效果

根据本发明，便于管理在网络中流动的数据，该网络中部署了用于发送由不同服务使用的数据的多个数据发送实体。

附图说明

图1是示出了本发明的示例性实施例的结构的图。

图2是示出了本发明的示例性实施例的应用示例的图。

图3是示出了本发明的第一示例性实施例中的网络系统的结构的图。

图4是示出了本发明的第一示例性实施例中的控制器的详细结构的功能框图。

图5是示出了由本发明的第一示例性实施例中的控制器保存的认证信息的示例的图。

图6是示出了由本发明的第一示例性实施例中的控制器保存的虚拟网络设置信息的示例的图。

图7是表示本发明的第一示例性实施例中的网络系统的操作的时序图。

图8是用于描述本发明的第一示例性实施例中的网络系统的操作的图。

图9是示出了本发明的第二示例性实施例中的网络系统的结构的图。

图10是用于描述本发明的第二示例性实施例中使用的NFV的概念的图。

图11是用于描述本发明的第二示例性实施例中的VNF的数据面结构的图。

图12是用于描述本发明的第二示例性实施例中的VNF的控制面结构的图。

图13是用于描述本发明的第二示例性实施例中的网络系统中的IoT-GW的构成方法的示例的图。

图14是用于描述本发明的第二示例性实施例中的网络系统中的IoT-GW的构成方法的另一示例的图。

图15是用于描述本发明的第三示例性实施例中的网络系统中的IoT-GW的结构的图。

图16是用于描述本发明的第三示例性实施例中的网络系统中的IoT-GW的构成方法的另一示例的图。

图17是示出了本发明的第四示例性实施例中的网络系统的结构的图。

图18是用于描述本发明的第四示例性实施例中的网络系统的操作的图。

图19是用于描述本发明的第四示例性实施例的变形例的图。

图20是用于描述本发明的第四示例性实施例的另一变形例的图。

图21是示出了本发明的第五示例性实施例中的网络系统的结构的图。

具体实施方式

首先，参考附图给出了对本发明的示例性实施例的概要的描述。应注意，该概要中附加的附图标记是作为用于帮助理解的示例为了方便而添加到各元件的，而不旨在将本发明限制于附图中示出的方式。在以下描述中使用的附图中的块之间的连接线可以是单向的或双向的。单向箭头示意性地示出了主要信号(数据)的流向，但不排除双向性。

本发明的示例性实施例可以如图1所示通过网络系统400来实现，网络系统400部署在第一物理网络100和第二物理网络200之间并配置针对各服务的虚拟网络功能。

更具体地，第一物理网络100包括发送在第一服务中使用的数据的第一数据发送节点(例如，图1中的传感器A)、以及发送在第二服务中使用的数据的第二数据发送节点(例如，图1中的传感器B)。

同时，第二物理网络200包括用于从第一数据发送节点和第二数据发送节点接收数据的装置(图1中的用于服务A的装置和用于服务B的装置)。网络系统400在这两个网络之间针对各个服务来配置虚拟网络功能(参见图1中的边缘节点310和320之间的箭头)。因此，可以利用不同的网络来发送由各个数据发送节点获得的数据。

应注意，关于虚拟网络功能的配置方法，可以考虑各种方法。例如，如图1所示，可以在部署在第一物理网络100的边缘处的边缘节点310和部署在第二物理网络200的边缘处的边缘节点320之间实现与虚拟网络相对应的隧道发送(tunneling)。

当执行隧道发送时，从第一物理网络100发送的数据例如通过边缘节点310进行封装，并且向第二物理网络200发送。发送到第二物理网络200的数据例如通过边缘节点320被解除封装，并且向用于服务A的装置或用于服务B的装置发送。

作为另一种技术，可以提供控制器来控制第一物理网络100和第二物理网络200之间的网络，并且采用逻辑切分网络的方法。

在这种情况下，控制器分别产生用于发送传感器A的数据的数据转发路径和用于发送传感器B的数据的数据转发路径。对于网络系统400中包括的每个数据转发装置(未图示)，通知数据发送的处理规则，以便通过所产生的转发路径来发送各数据。

图2是示出了图1的结构的特定应用示例的图。图2示出了物理网络101和数据中心201经由网络系统400连接的结构。物理网络101包括运营商A终端和运营商B终端(相当于上述“数据发送节点”)以及IoT-GW 311，包括传感器600a和传感器600b在内的多个传感器组(下面在不特别区分传感器600a和传感器600b的情况下描述为“传感器600”)连接到运营商A终端和运营商B终端。

传感器600a是运营商A安装的传感器，传感器600b是运营商B安装的传感器，并且它们分别连接到运营商A终端和运营商B终端。运营商A终端和运营商B终端各自连接到IoT-GW 311。

同时，数据中心201(相当于第二物理网络)包括针对每个相应的运营商而构建的虚拟网络(虚拟NW-A和虚拟NW-B)、以及GW 321。这里，虚拟NW-A是针对运营商A而构建的虚拟网络，虚拟NW-B是针对运营商B而构建的虚拟网络。

应注意，在以上描述中，虚拟网络是针对每个运营商而构建的，但是也可以针对每个服务来构建虚拟网络功能(这里，“服务”是使用由传感器收集的数据直接或间接提供给用户的功能或便利)。换句话说，例如，在相同的运营商在相同的地点提供多个服务的情况下，可以针对各服务来构建虚拟网络功能。下面，“针对特定运营商(针对各运营商)”的描述也可以被解读为“针对每个服务(针对各服务)”。

在图2的结构中，网络系统400在物理网络101和数据中心201之间针对各运营商来构建虚拟网络功能(参见图2中的IoT-GW 311和GW 321之间的箭头)。这样，IoT-GW 311将通过运营商A终端从传感器600a接收的数据经由针对运营商A的虚拟网络(VLAN 1)发送到相向的GW 321。类似地，IoT-GW 311将通过运营商B终端从传感器600b接收的数据经由针对运营商B的虚拟网络(VLAN 2)发送到GW 321。GW 321将经由针对运营商A的虚拟网络接收的数据转发到数据中心201内的虚拟NW-A，并且将经由针对运营商B的虚拟网络接收的数据转发到数据中心201内的虚拟NW-B。

在运营商A提供用于管理家庭内的电力收支的服务的情况下，从传感器600a获得每个家庭的传感器数据(消耗的电力和太阳能发电量)。同时，在运营商B提供用于办公室中的空调控制的服务的情况下，从传感器600b获得与办公室温度计或空调操作状态有关的数据。

根据图2的结构，已经获得数据的各个运营商终端向IoT-GW 311发送从传感器600接收的数据。IoT-GW 311按照网络系统400的设置，根据所接收的数据的发送源终端来选择发送目的地和要用于向发送目的地发送数据的网络(转发路径)，并且将数据分类并发送到GW 321。GW 321识别已经通过其发送了数据的虚拟网络，并且将接收的数据转发到数据中心201内的虚拟网络。显然，IoT-GW 311还可以执行适当的处理(例如，统计处理所接收的数据、调整发送频率等)。

以这种方式，例如，每个家庭的传感器数据(电力消耗、太阳能发电量)被转发到使用该数据来提供服务的运营商A的虚拟NW-A。运营商A基于每个家庭的传感器数据(电力消耗、太阳能发电量)，提供用于电力收支的管理服务或者用于整个区域的电力需求/发电电力的预测服务等。

类似地，例如，办公室温度计或空调操作状态数据被转发到使用该数据来提供服务的运营商B的虚拟NW-B。运营商B基于办公室温度计或空调操作状态数据来提供办公室空调管理服务。

以这种方式，根据图2的实施例，可以分别处理多个运营商的数据。根据请求分析来自运营商A或运营商B的数据的其他运营商可以执行大数据分析，并且将其结果提供给运营商A和B。

<第一示例性实施例>

接下来，参照附图，给出关于本发明的第一示例实施例的详细描述。图3是示出了本发明的第一示例性实施例中的网络系统的结构的图。图3示出了第一网络101a和数据中心201经由第三网络401连接的结构。

第一网络101a例如是配置在工厂、办公室或家庭中的网络，其中部署了运营商A和运营商B的传感器600a和600b。IoT-GW 311作为边缘节点部署在第一网络101a中，用以经由第三网络401向数据中心201发送从各个运营商的终端发送的数据。应注意，传感器600、运营商A和B的终端以及IoT-GW 311之间的连接可以是有线的或者可以是无线的。

运营商A的虚拟网络(虚拟NW-A)和运营商B的虚拟网络(虚拟NW-B)构建在数据中心201中。各运营商用来提供服务的设备连接到虚拟NW-A和虚拟NW-B。在第一网络101a中部署GW 321，GW 321与第一网络101a侧的IoT-GW 311建立隧道并且执行数据交换。

在第三网络401中，连接有IoT-GW 311和控制GW 321的控制器500。

在经由运营商终端从传感器接收到数据时，IoT-GW 311参考其自身中设置的虚拟网络信息(隧道信息)，指定该传感器所属的虚拟网络，添加(封装)合适的隧道头部，并且转发到数据中心201。在从运营商终端接收的数据的发送源传感器的识别号码未知的情况下(即，不能识别用于发送的虚拟网络的情况下)，IoT-GW 311向控制器500发送该传感器的识别号码，并且询问是否应当向数据中心201发送来自该传感器600的数据，并且询问在发送该数据的情况下的虚拟网络。作为该询问的结果，在响应为可以向数据中心201侧发送该数据的情况下，IoT-GW 311经由通过控制器500指定的虚拟网络来发送所接收的数据。在从数据中心201侧的GW 321接收了数据的情况下，IoT-GW 311去除(解封装)添加到该数据的隧道头部，并且将去除(解封装)隧道头部后的数据转发到目的地中指定的运营商终端。

在经由第三网络从IoT-GW 311接收到数据时，GW 321去除添加到该数据的隧道头部，并且将去除隧道头部后的数据转发到数据中心201侧的作为目的地的虚拟NW-A或虚拟NW-B。在从虚拟NW-A或虚拟NW-B接收了要发送到第一网络101a侧的数据的情况下，类似于IoT-GW 311，GW 321经由通过控制器500指定的虚拟网络向IoT-GW 311发送该数据。

图4是示出了本发明的第一示例性实施例中的控制器的详细结构的功能框图。图4示出了控制器500，其设置有认证信息存储部501、虚拟网络设置存储部502、认证部503和虚拟网络控制部504。

认证信息存储部501存储用于新认证传感器600内的新尝试向数据中心侧发送数据的传感器的信息。图5是示出了由认证信息存储部501保存的认证信息的示例的图。图5的示例示出了将传感器ID(传感器识别信息)与传感器所属的虚拟网络的ID(识别信息)和用户(传感器所有者)相关联的表。应注意，关于向认证信息存储部501添加条目，当各个运营商新添加传感器时，可以每次访问控制器500并执行登记。或者，在规定的触发时机时，控制器500可以询问运营商终端，提取合法连接的传感器的信息，并且执行自动登记。应注意，传感器ID(传感器识别信息)可以是使每个传感器能够被唯一识别的信息，例如，可以使用分配给传感器本身的MAC地址(媒体访问控制地址)、装置ID或产品序列信息等。

认证部503使用认证信息存储部501中保存的信息来实现对未知传感器的认证。具体地，在从IoT-GW 311接收到关于是否可以发送未知传感器数据的询问的情况下，认证信息存储部501根据是否登记了该传感器的ID来确定是否发送来自该传感器的数据。在认证成功的情况下，换句话说，在确定可以发送来自该传感器的数据的情况下，认证部503向IoT-GW 311通知该传感器应属于的虚拟网络的ID。

虚拟网络设置存储部502保存在边缘节点(GW)之间建立的隧道的信息。图6是示出了由虚拟网络设置存储部502保存的虚拟网络设置信息的示例的图。图6的示例示出了针对每个边缘节点(GW)将要用作隧道头部的地址和要分配的虚拟网络ID相关联的表。

虚拟网络控制部504参考在虚拟网络设置存储部502中登记的内容，对IoT-GW 311和GW 321执行隧道的设置。具体地，向图6中的GW ID字段所示的GW，通知属于各虚拟网络的传感器列表、虚拟网络的虚拟网络ID、要在隧道头部中使用的地址信息等。应注意，对于隧道协议，可以使用覆盖虚拟网络技术，例如NVGRE(使用通用路由封装的网络虚拟化)、VXLAN(虚拟可扩展局域网)等。在这种情况下，NVGRE中的TNI(租户网络标识符)或VXLAN中的VNI(VXLAN网络标识符)可以用作上述虚拟网络ID。

应注意，可以由计算机程序来实现图4中所示的控制器500的各个部分(处理装置)，该计算机程序使构成控制器500的计算机使用其硬件来执行上述各个处理。

应注意，在图3的示例中，控制器500连接到第三网络401，但是控制器500的布置不限于图3的示例。例如，控制器500可以连接到第一网络101a或数据中心201侧。

接下来，参考图7和图8给出了关于本示例性实施例的操作的详细描述。图7是表示本发明的第一示例性实施例中的网络系统的操作的时序图。图7表示运营商A的终端从新添加的传感器接收数据的示例的操作。参考图7，首先，在从新添加的传感器接收到数据时(步骤S001)，运营商A终端向IoT-GW 311发送从传感器接收到的数据(步骤S002)。该数据包括该传感器的传感器ID。

在从运营商A终端接收到传感器数据时，IoT-GW 311确认在通过控制器500预先设置的虚拟网络信息中指定的传感器列表(参考图5中的传感器ID字段)中是否存在该传感器ID。如果作为该确认的结果而确定这是未知传感器，则IoT-GW 311向控制器500发送该传感器的ID，并且询问是否可以向数据中心201发送来自该传感器的数据，并询问在发送该数据的情况下的虚拟网络(步骤S003，参考图8中的“询问”)。

接收到该询问的控制器500参考认证信息存储部501，确定是否向数据中心201侧发送来自被询问的传感器的数据(步骤S004)。作为该确定的结果，在确定可以向数据中心201侧发送来自被询问的传感器的数据的情况下，控制器500向IoT-GW 311和GW 321通知被询问的传感器应属于的虚拟网络的ID(步骤S005，参考图8中的“控制”)。

接收到该通知的IoT-GW 311和GW 321向由各GW保存的虚拟网络信息中的传感器列表(参见图5中的传感器ID字段)添加从控制器500通知的传感器ID。IoT-GW 311经由通过从控制器500通知的虚拟网络ID指定的虚拟网络来转发在步骤S002中接收的数据(步骤S006)。

以后，由于在IoT-GW 311和GW 321中进行了登记，因此新传感器的信息被直接转发到数据中心201，而不向控制器500进行询问。

如上所述，根据本示例性实施例，可以在各运营商没有提供专用IoT-GW的情况下构建和使用IoT网络。应注意，在上述示例性实施例中，为了简化描述，存在2个运营商A和B，但是对运营商的数量没有限制。

在本示例性实施例中，更优选地，控制器500可以向运营商A和B提供在适当的访问限制下更新虚拟网络设置存储部502的登记内容的功能。通过这样做，可以获得与运营商A和B各自安装有专用GW并构建了虚拟网络功能等同的效果。

<第二示例性实施例>

接下来，参考附图给出关于本发明的第二示例性实施例的详细描述，其中使用网络功能虚拟化(以下称为“NFV”)来构成IoT-GW。图9是示出了本发明的第二示例性实施例中的网络系统的结构的图。与第一示例性实施例的不同之处在于，IoT-GW 311被替换为由VNF(虚拟网络功能)构成的VNF IoT-GW 311a。由于基本结构和操作在其它方面与第一示例性实施例相同，因此以下描述集中于不同点。

首先给出对网络功能虚拟化(下文中称为“NFV”)的基本概念的描述。图10是用于描述NFV的概念的图。图10中的附图标记901表示NFVI(网络功能虚拟化基础设施：NFVI)，NFVI形成VNF的执行基础设施，并且由形成VM(虚拟机)的操作基础设施的硬件资源(比如，交换机和服务器)构成。换句话说，NFVI 901是这样一种基础设施：诸如服务器之类的硬件资源被灵活地处理为在管理程序的虚拟化层中虚拟化的虚拟硬件资源(比如，虚拟化计算、虚拟化存储和虚拟化网络)。

图10的附图标记902示出了在称为VNF(虚拟网络功能)的软件中实现的虚拟化网络功能组(VNF)。各个VNF与在服务器上的虚拟机(VM)中操作的应用相对应。在本示例性实施例中，使用该VNF构成作为IoT-GW的VNF(IoT-GW)321a。

图10中的管理VM的VM管理部903也称为VNF管理器(VNFM)，执行VNF生命周期管理(实例化、更新、搜索、缩放、终止、修复等)和事件通知。

NW管理部904是用于通过控制在一个或多个服务器中操作的VM之间的数据流来实现期望的服务链的装置。图11示出了通过控制2个交换机，由在2个服务器X和Y中操作的2个VM(VM1、VM4)构成的服务链的示例。图12示出了用于控制2个交换机和服务器的控制面。在图12的示例中，VM管理部903和NW管理部904部署在控制器930中，并且可以根据来自操作器(管理终端)940的指令来控制各个服务器和交换机。应注意，控制器930可以是类似于图9的控制器500的装置。下面，在本示例性实施例中，给出了图9的控制器500用作图12的控制器930的描述。

协调器905根据由操作器906输入的针对系统的操作控制指令来执行上述NFVI 901和VNF 902的协调(orchestration)。操作器906相当于非专利文献1的OSS(运营服务系统)或BSS(商业服务系统)。

接下来，给出关于本示例性实施例中的构成VNF IoT-GW 311a的方法的描述。图13是用于描述本发明的第二示例性实施例中的网络系统中的IoT-GW的构成方法的示例的图。例如，运营商A从部署在数据中心201侧的虚拟NW中的操作器(管理终端)906访问控制器500，并且发送用于创建VNF IoT-GW的请求(功能安装请求)。控制器500执行功能安装控制，以便作为VNF而创建IoT-GW 311a(如图13所示)。

根据本示例性实施例，运营商A可以为IoT-GW 311a执行功能定制而无需提供其自身的硬件或软件。在这种情况下，运营商A可以从操作器(管理终端)906访问控制器500，并且发送用于添加或删除VNF IoT-GW 311a的功能的请求(功能安装请求)。已经接收到该请求的控制器500改变在与图13的VNF IoT-GW 311a相对应的VM上操作的应用，并且通过改变VM之间的链来实现功能的添加/删除控制。作为添加到VNF IoT-GW 311a的功能，可以考虑各种功能，例如向从各个传感器接收的数据施加规定的处理(例如，平均或合计的统计处理)、向从各个传感器接收的数据添加由VNF IoT-GW 311a保存的数据(前一天的值、前一个月的值、前一年的值或者用于数据比较的参考值)。

如图13所示，可以从运营商A的企业网络(本地网络)而不是从数据中心201侧发送用于创建IoT-GW的请求(功能安装请求)或功能改变请求。如图14所示，可以具有这样的布置：应用程序直接安装在数据中心201侧的与VNF IoT-GW 311a相对应的VM中，并且可以通过操作这样的应用程序来改变VNF IoT-GW 311a的功能。

在创建VNF IoT-GW 311a之后的操作类似于第一示例性实施例。根据本示例性实施例，除了第一示例性实施例的效果之外，还具有可以自由地创建VNF IoT-GW并且可以定制其功能的优点。例如，在第一示例性实施例中，由于物理资源的限制而假设IoT-GW共享，但是在第二示例性实施例中，运营商A和运营商B可以分别启动和使用专用VNF IoT-GW。也就是说，本示例性实施例的控制器500用作控制装置，该控制装置在部署在第一网络中的边缘节点(相当于IoT-GW)处构建对朝向第二网络(相当于数据中心201)发送的数据执行规定处理的功能。

在上述示例中，给出了使用VNF构建VNF IoT-GW 311a的示例的描述，但是也可以针对GW 321进行虚拟化。

<第三示例性实施例>

接下来，参考附图给出关于本发明的第三示例性实施例的详细描述，在第三实施例中，向上述第二示例性实施例添加了修改。图15是用于描述本发明的第三示例性实施例中的VNF IoT-GW的结构的图。与图9中所示的第二示例性实施例的不同之处在于，由附图标记A至I(附图标记3111a)表示的IoT-GW的功能是通过VNF实现的，并且可以通过修改其链来向VNF IoT-GW 311b添加期望功能。例如，通过组合对过去固定时段中的数据执行合计的功能A与计算过去固定时段中的数据平均的功能B，可以向VNF IoT-GW 311b添加这些功能。

图16是用于描述本发明的第三示例性实施例中的网络系统中的IoT-GW的构成方法的示例的图。例如，运营商A从部署在数据中心201侧的虚拟NW中的操作器(管理终端)906访问控制器500，并且发送用于向VNF IoT-GW 311b添加功能的请求(功能安装请求)。控制器500从图15中的VNF 902中选择与运营商A的请求功能相对应的VNF(例如，与图16中的应用A相对应的VNF)，并且执行切换服务链的操作。以这种方式，向VNF IoT-GW 311b添加运营商A的请求功能。

根据上述的本示例性实施例，与第二示例性实施例相比，可以更简单地向VNF IoT-GW添加功能。应注意，在本示例性实施例中，还如图16所示，可以从运营商A的企业网络(本地网络)而不是从数据中心201侧发送用于创建IoT-GW的请求(功能安装请求)或功能改变请求。如图16所示，通过直接安装应用程序，可以通过请求控制器500提供VNF来创建VNF。

<第四示例性实施例>

接下来，参考附图给出关于本发明的第四示例性实施例的详细描述，在第四示例性实施例中，移动终端用作数据发送节点。图17是示出了本发明的第四示例性实施例中的网络系统的结构的图。与图3等中所示的第一示例性实施例至第三示例性实施例的不同之处在于，替代IoT-GW，部署了GW 321a和AP(接入点)331，并且终端341a和341b可以向数据中心201侧发送从传感器600接收的数据。由于基本结构和操作在其它方面与第一示例性实施例相同，因此以下描述集中于不同点。

图17中的GW 321a是与数据中心201侧的GW 321类似的网关。具体地，GW 321a经由与GW 321之间的隧道向数据中心201侧发送从终端341a和341b发送的传感器数据。并且，GW 321a向终端341a和341b发送经由与GW 321之间的隧道从数据中心201侧发送而来的数据。

AP 331是对终端341a和341b提供移动接入环境的无线LAN接入点装置。

终端341a和341b分别是与传感器600无线连接或有线连接的智能电话或移动终端装置。在终端341a和341b中安装应用，该应用用于在向从传感器600接收的数据施加规定的统计处理之后向数据中心201侧进行发送。因此，终端341a和341b承担第一示例性实施例至第三示例性实施例的IoT-GW的一些功能，并且通过与GW 321a协作来提供与IoT-GW类似的功能。

类似于第一示例性实施例，控制器500a对GW 321和321a执行对新传感器的认证和针对各运营商的隧道的设置。另一方面，在本示例性实施例中，控制器500a不必向GW 321安装用于实现IoT-GW的应用。

根据如上所述的本示例性实施例，可以经由终端341a和341b向数据中心201侧发送传感器数据，如图18所示。在本示例性实施例中，通过使GW 321和321a根据运营商执行虚拟网络的选择，可以获得类似于第一示例性实施例的效果。除了上述之外，根据本示例性实施例，可以使用诸如智能电话之类的终端来作为数据发送节点。因此，可以获得具有很少约束(例如，数据发送节点的安装位置、布线等)的结构。

根据本示例性实施例，通过在终端341a和341b上操作的应用来实现第一示例性实施例的IoT-GW的一些功能。因此，通过由运营商A和B安装终端341a和341b的应用，并执行版本升级，可以容易地定制与IoT-GW数据收集功能或统计功能相对应的各种功能。

在上述示例性实施例中，给出了终端341经由GW 321a和AP 331向数据中心发送数据的描述，但是在终端341具有与移动通信网络连接的功能的情况下，可以具有经由移动通信网络来发送传感器数据的结构。

此外，根据本示例性实施例，对于终端341a和341b，可以使用与运营商不同的普通用户终端。例如，替代发送由电力计测量的数据的智能仪表或温度数据监测终端，还可以将由电力计或温度计测量的数据的发送委托给普通用户终端。在这种情况下，可以向普通用户提供与数据发送相对应的奖励。例如，在智能仪表出现故障的情况下，可以向协作发送数据的用户给出诸如电费折扣或点数给予之类的奖励。

<第四示例性实施例的变形例1>

接下来，给出关于上述第四示例性实施例的变形例的描述。图19是用于描述安装在终端341a中的应用的图。参考图19，两个应用程序安装在终端341a中。第一应用程序(针对用户A的IoT GW应用)3411a提供以下功能：从运营商A的传感器600a收集数据，执行规定的统计处理后向数据中心201侧发送。第二应用程序(针对用户B的IoT GW应用)3411b提供以下功能：从运营商B的传感器600b收集数据，执行规定的统计处理后向数据中心201侧发送。应注意，2个应用程序可以具有相同的功能，或者可以具有不同的功能。应用程序收集数据或执行统计处理的频率是根据从传感器600收集的数据的内容或使用该数据的运营商的服务内容的目的来确定的。换句话说，根据传感器类型或数据中心201侧的数据处理的目的，在终端341a和341b处选择和安装合适的应用程序。根据类似观点，在终端341b中也安装应用，该应用从运营商的传感器600b收集数据，执行规定的统计处理后向数据中心201侧发送。

如上所述，在第四示例性实施例中，可以安装针对多个运营商的应用，这些应用用于分别从不同运营商的传感器600(例如，传感器600a和600b)收集数据并向数据中心201侧发送。也就是说，多个运营商可以共享在数据发送时使用的终端。

<第四示例性实施例的变形例2>

接下来，给出关于上述第四示例性实施例的另一变形例的描述。在安装在终端341a和341b中的应用中具有帐户切换功能的情况下，可以使用该账户切换功能来使多个运营商使用该应用。图20是示出了在一个终端341中安装两个应用、并且可以通过各个应用切换两个帐户的状态的图。

参考图20，基于应用程序X(应用X)的帐户A的设置信息来收集传感器A的数据。所收集的数据在基于应用程序X(应用X)的帐户A的设置进行统计处理之后向GW 321a发送。在GW 321a中，在基于由控制器500a设置的隧道信息添加了合适的头部之后，向数据中心S201S的虚拟NW-A进行发送。类似地，基于终端341的应用程序X(应用X)的帐户B的设置信息来收集传感器B的数据，并且向数据中心S201S的虚拟NW-B进行发送。类似地，通过应用程序Y(应用Y)收集的传感器C和D的数据在由应用程序Y(应用Y)进行统计处理之后，向数据中心T的指定的虚拟网络发送。

如上所述，在第四示例性实施例中，通过安装针对多个运营商的应用、并且还切换帐户，可以从不同的各个运营商的传感器(图20中的传感器A至传感器D)收集数据，并且向数据中心201侧进行发送。应注意，在图20的示例中，给出了通过使用应用的账户切换功能使终端341识别来自传感器(图20中的传感器A至传感器D)的数据与应用设置之间的对应关系的描述，但是可以也使用其它方法。例如，在终端341的OS(操作系统)是处理多用户的OS的情况下，通过各个运营商作为不同用户登录并在应用中进行设置，来实现类似的多用户环境。

如上所述，在多个运营商共享终端341的情况下，优选地限制可以安装应用或改变应用设置的实体。例如，通过使用终端341自身的用户认证功能或者在终端341中安装的用于认证的应用，可以确定终端341的操作者是否具有适当的权限。

<第五示例性实施例>

接下来，给出结合了上述第一示例性实施例至第四示例性实施例的本发明的第五示例性实施例的描述。图21是示出了本发明的第五示例性实施例中的网络系统的结构的图。

参考图21，第一网络101a、EPC(演进分组核心)网络、公共无线网络、控制器500b和数据中心201S和201T经由第三网络401连接。控制器500b控制作为这些网络的边缘节点使用的GW 321或IoT-GW 311，针对各运营商构建虚拟网络功能。

因此，图21的第一网络101a和数据中心201S(数据中心201T)与第一示例性实施例的结构相对应。类似于第二示例性实施例和第三示例性实施例，图21的第一网络101a的IoT-GW 311可以由VNF构成。

对于图21的终端341，用于经由EPC(演进分组核心)网络或公共无线网络向数据中心201S(数据中心201T)发送传感器600b和600c的数据的结构与第四示例性实施例的结构相对应。

在图21的示例中，数据中心201S和数据中心201T连接到主数据中心(主DC)201U。在这种类型的主数据中心(主DC)201U中可以提供大数据分析功能，该功能分析从各种传感器发送的数据，并且提供各种类型的预测和服务。

如上文描述的，可以不矛盾地组合本发明的第一示例性实施例至第四示例性实施例。

以上已经给出了对本发明的各个示例性实施例的描述，但是本发明不限于上述示例性实施例，可以在不脱离本发明的基本技术构思的范围内进行多种修改、替代和调整。例如，在各个附图中示出的网络结构、相应元件结构和消息表达形式是用于帮助理解本发明的示例，而非不旨在将本发明限制为附图中所示的结构。

例如，在上述各种示例性实施例中，给出了使用隧道发送协议在IoT-GW 311和GW 321之间构建虚拟网络功能的描述，但是构成虚拟网络功能的方法不限于该方法。例如，对于控制器500，可以使用部署称为OpenFlow控制器或SDN(软件定义网络)控制器的集中控制器的方法。在这种情况下，对于这些集中控制器，可以使用构成另一虚拟网络的方法，在该另一虚拟网络中，第三网络401中的物理节点作为虚拟节点操作，并且第三网络在逻辑上被分离。

在上述各个示例性实施例中，给出了针对各运营商提供虚拟网络的描述，但是在运营商相同但提供不同服务的情况下，也可以设想最好分离虚拟网络的情况。在这种情况下，针对各服务构建虚拟网络。

最后，总结本发明的优选方式。

[第一方式]

(参考前述根据第一方面的网络系统)。

[第二方式]

在上述网络系统中，优选的是，针对各目的的应用程序能够安装在所述终端上，并且优选的是，当所述终端选择并启动其上安装的所述应用程序之一时，所述终端能够选择由所述传感器收集的数据，将所选择的数据转换为所述第二数据，并且向所述物理网络发送所述第二数据。

[第三方式]

在上述网络系统中，优选的是，所述控制装置针对各终端在所述终端和所述预定装置之间建立虚拟网络。

[第四方式]

在上述网络系统中，优选的是，所述控制装置针对各应用程序在所述终端和所述预定装置之间建立虚拟网络。

[第五方式]

在上述网络系统中，所述控制装置可以针对由应用程序或者所述终端的操作系统管理的各账户，在所述终端和所述预定装置之间建立虚拟网络。

[第六方式]

(参考前述根据第二方面的终端)。

[第七方式]

(参考前述根据第三方面的传感器数据收集方法)。

[第八方式]

(参考前述根据第四方面的程序)。

应注意，类似于第一方式，可以针对第二方式至第五方式来扩展上述第六方式至第八方式。

应注意，上述专利文献和非专利文献的各公开内容以引用方式并入本文中。在本发明的整个公开(包括权利要求书)的界限内，基于其基本技术构思，可以对示例实施例和示例进行修改和调整。可以在本发明的公开的范围内，对各种公开的元素(包括各个权利要求中的各个元素、各个示例性实施例和示例中的各个元素、各个附图中的各个元素等)进行各种组合和选择。即，毋庸置疑的是，本发明包括本领域技术人员根据包括权利要求书在内的整体公开及其技术构思能够实现的各种类型的变形和修改。特别地，关于本说明书中记载的数值范围，该范围中包括的任意数值和小范围应当被理解为被具体记载(即使不存在其专门记载)。

附图标记列表

100 第一物理网络

101 物理网络

101a 第一网络

200 第二物理网络

201、201S、201T 数据中心

201U 主数据中心

310至320 边缘节点

311 IoT-GW

311a、311b VNF IoT-GW

321、321a、321S、321T GW

331 接入点

341、341a、341b 终端

400 网络系统

401 第三网络

500、500a、500b 控制器

501 认证信息存储部

502 虚拟网络设置存储部

503 认证部

504 虚拟网络控制部

600、600a至600c 传感器

901 NFVI

902 VNF

903 VM管理部

904 NW管理部

905 协调器

906 操作器

930 控制器

3111a VNF

3411a、3411b 应用