ネットワーク障害検知システム、ネットワーク障害検知方法、およびネットワーク障害検知プログラム
【課題】広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知する。
【解決手段】広域イーサネットワーク１０において既存ドメインとは異なる監視用ドメインに接続したパケットキャプチャ手段１１０と、前記パケットキャプチャ手段１１０が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部１０１にてアドレスを保持する所定端末２００に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定手段１１１とからネットワーク障害検知システム１００を構成する。
【解決手段】広域イーサネットワーク１０において既存ドメインとは異なる監視用ドメインに接続したパケットキャプチャ手段１１０と、前記パケットキャプチャ手段１１０が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部１０１にてアドレスを保持する所定端末２００に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定手段１１１とからネットワーク障害検知システム１００を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク障害検知システム、ネットワーク障害検知方法、およびネットワーク障害検知プログラムに関するものであり、具体的には、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク機器を監視する場合、監視装置からのｐｉｎｇ確認やＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）による情報収集が行われている。ｐｉｎｇは、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のエコーリクエストを受信したノードがエコー応答を返信する規定を用いたものである。この場合、ネットワーク疎通の確認対象となるホストに対しＩＰパケットが発行され、該パケットに対応した返答を受信できたか確認することで障害検知がなされる。ｐｉｎｇコマンドが正常に実行できれば、ホスト間のネットワークは正常であると判断される。
【０００３】
また、ＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)は、ＵＤＰ／ＩＰベースのネットワーク監視を行うプロトコルであり、ネットワーク機器に関しては、各ポート上で送受信されたパケット数、エラーパケット数、ポートの状態等を監視する。この場合、監視対象内にＳＮＭＰエージェントを予め配置しておき、このＳＮＭＰエージェントが収集した情報（MIB：Management information Base）から、監視対象の状態を把握することができる。
【０００４】
この他にもネットワーク障害の監視技術としては次のようなものがある。例えば、ネットワークを介して互いに接続され、各々がネットワークの、あるドメインの障害を管理する複数の管理装置を含む、ネットワーク管理システムであって、 前記複数の管理装置のうちの１つが前記管理するドメインで障害を検知した際、前記管理装置は前記障害の原因を特定することを試み、前記管理装置が前記管理するドメインで前記障害の原因を特定できなかった場合、前記ネットワーク内の他の管理装置と共同して、前記他の管理装置のドメインで前記障害の原因の特定を試みることを特徴とする、ネットワーク管理システム（特許文献１参照）などが提案されている。
【０００５】
また、各々に複数の端末が接続された複数の中継装置にてネットワークを構成し、該複数の端末の１つが該ネットワークの管理端末として機能する通信ネットワークにおいて、 前記管理端末より前記複数の端末に対して第１のパケットを所定順に巡回させる手段と、 前記第１のパケットが前記巡回後に前記管理端末へ戻るか否かを検知する検知手段と、 前記第１のパケットが戻らない場合、前記複数の端末各々に第２のパケットを送出する送出手段と、 前記管理端末にて、前記第２のパケットに対する前記複数の端末からの応答パケットを受信する手段と、 前記管理端末における前記応答パケットの受信状態をもとに、前記ネットワークでの障害位置を特定する手段とを備えることを特徴とする通信ネットワーク（特許文献２参照）なども提案されている。
【０００６】
また、ネットワークモニタモードに設定される第１のＬＡＮ送受信制御装置と、通常のＬＡＮ送受信モードに設定され、障害発生通知電文の受信を監視する第２のＬＡＮ送受信制御装置と、ＬＡＮ上の電文を蓄積記憶するロギングメモリと、前記第２のＬＡＮ送受信制御装置で前記障害発生通知電文を受信すると前記第１のＬＡＮ送受信制御装置のネットワークモニタモードを停止させ、前記ロギングメモリから蓄積された電文をロギングデータとして読み出すＣＰＵとを有することを特徴とするＬＡＮ障害監視装置（特許文献３参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３４０２３５号公報
【特許文献２】特開平９−８３５５６号公報
【特許文献３】特開平６−１３２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで例えば、障害監視対象が広域イーサネットワークである場合を想定する。そして、あるドメインでループ障害などフラッディングやブロードキャストの原因が生じ、そのために異常トラフィックによるネットワーク内の負荷増大が発生したとする。こうした状況下において、上述したような従来のｐｉｎｇやＳＮＭＰ等の手法を適用しようとしても、広域イーサネットワーク中の膨大な数のドメイン全てについて検知作業を実行することは困難である。また、各ドメインの管理者等が自ドメインに加えて広域イーサネットワーク全体の監視を個々に行うことにも無理がある。いずれにせよ、自ドメインでの問題発生に気がついたユーザ等から何らかの申告があるまで、障害検知が難しい状況と言える。
【０００９】
そこで本発明の目的は、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明のネットワーク障害検知システムは、広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインに接続したパケットキャプチャ手段と、前記パケットキャプチャ手段が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のネットワーク障害検知方法は、広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置が、前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、を実行することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のネットワーク障害検知プログラムは、広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置に、前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のネットワーク障害検知システムを含むネットワーク構成図である。
【図２】本実施形態におけるパケットキャプチャ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】パケット構造例を示す説明図である。
【図４】本実施形態における通知先テーブルのデータ構造例を示す図である。
【図５】本実施形態における障害事例例１を示すフロー図である。
【図６】本実施形態における障害事例例２を示すフロー図である。
【図７】本実施形態におけるネットワーク障害検知方法の処理手順例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
−−−システム構成−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態のネットワーク障害検知システムを含むネットワーク構成図である。図１に示すネットワーク障害検知システムは、広域イーサネットワーク１０における障害を効率的かつ迅速に検知するコンピュータシステムである。本実施形態では、一例として、パケットキャプチャ装置によりネットワーク障害検知システム１００を実現した例を想定している。従って、以降はパケットキャプチャ装置１００をネットワーク障害検知システムとして説明を行う。
【００１６】
前記パケットキャプチャ装置１００が接続される広域イーサネットワーク１０は、各ドメインにおける各ユーザのイーサネットフレーム＝パケットを透過的に転送し、遠隔地の拠点間を接続できるネットワークである。図１に示した例であれば、拠点Ａ〜Ｃのドメインが存在し、各拠点で生じたパケットは、広域イーサネットワーク１０を介して拠点を跨って送受される。１つの広域イーサネットワーク１０で複数ユーザのパケットを転送するため、ユーザのパケットを分離する必要があり、その場合、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）を利用する状況が想定できる。広域イーサネットワーク１０中で、IEEE802.1QのＶＬＡＮタグによってユーザのパケットが分離される。
【００１７】
こうした広域イーサネットワーク１０は、パケットを透過的に転送する性質から、拠点間のルーティングプロトコルにも制限が無く、既存ネットワークでＲＩＰ（Routing information Protocol）やＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）を利用している場合、広域イーサネットに移行してもルーティングプロトコルの構成をほとんど変更することなく、拠点間でのダイナミックルーティングを行うことが可能である。
【００１８】
こうした特徴を有する広域イーサネットワーク１０においては、或る拠点でループ障害などで異常トラフィックが発生すると、ネットワーク内でブロードキャスト通信やフラッディング通信が大量に発生してしまう。この通信は、ネットワークに繋がっている全ての拠点に伝播することとなる。そこで本実施形態のパケットキャプチャ装置１００を広域イーサネットワーク１０における所定の監視用ドメインに接続し、こうした異常事態を監視することになる。
【００１９】
例えば、拠点Ａのルータ３００（図中、“ルータＡ”）は、アドレスとして“192.168.0.1”が設定され、拠点Ｂのルータ３００（図中、“ルータＢ”）は、アドレスとして“192.168.0.2”が設定され、拠点Ｃのルータ３００（図中、“ルータＣ”）は、アドレスとして“192.168.0.3”が設定されているとする。また、前記パケットキャプチャ装置１００は、前記各拠点Ａ〜Ｃのドメインとは別ドメインで監視用のドメインとして、“192.168.0.10”に接続されている。
【００２０】
この場合、拠点Ａ宛てのパケットは、該パケットを受信したルータ等により、パケットの宛先ＩＰアドレス（図３参照）を参照され、該ルータから前記アドレス“192.168.0.1”へ転送され、同様に、拠点Ｂ宛てのパケットはアドレス“192.168.0.2”へ転送され、また、拠点Ｃ宛てのパケットは“192.168.0.3”へ転送される。
【００２１】
従って、広域イーサネットワーク内のルーティング情報には、パケットキャプチャ装置１００＝“192.168.0.10”に転送する情報は無い。つまり、通常、パケットキャプチャ装置１００のアドレス宛以外のパケットは届かない。届くとすれば、ブロードキャスト通信やフラッディング通信と判断できるのである。
【００２２】
パケットキャプチャ装置１００の備えるパケットキャプチャ機能としては、例えば、ＬＡＮスイッチ等のミラーリング機能を用いた手法となる。このミラーリング機能はＬＡＮスイッチ等の特定のポート上で送受信するパケットを、別のポートにコピーする機能である。既存のパケットキャプチャ機能として、キャプチャトラフィックの対象となるミラーリングするポートを複数指定したり、ＶＬＡＮベースでキャプチャー対象を指定することも可能である。通常、ＮＩＣではパケットの宛先ＭＡＣアドレスをチェックして、自分あてのパケット以外は受信しないよう設定されているが、本実施形態のパケットキャプチャ装置１００では当然ながら自分宛ではないパケットも受信するよう設定がなされている。
【００２３】
続いて、パケットキャプチャ装置１００の構成について説明する。図２は本実施形態におけるパケットキャプチャ装置１００の構成例を示すブロック図である。本実施形態のパケットキャプチャ装置１００は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータに、パケットキャプチャアプリケーションをインストールしたものを想定できる。従ってこの場合、パケットキャプチャ装置１００は、ＨＤＤなどの不揮発性記憶装置で構成される記憶部１０１、プログラム１０２やテーブルを格納した記憶部１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置たるメモリ１０３、前記記憶部１０１に格納されたプログラム１０２を前記メモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵなどの演算部１０４、広域イーサネットワーク１０に接続するためのＮＩＣなど通信部１０５、キーボードやマウス等を介してユーザからの指示を受け付ける入力部１０６、処理結果の出力を行うディスプレイやスピーカ等を制御する出力部１０７から構成されている。また、これら各構成要素はＢＵＳ、ブリッジ等で接続されている。
【００２４】
上記パケットキャプチャ装置１００が備える機能としては、前記監視用ドメイン“192.168.0.10”に流れ込むパケットをキャプチャするパケットキャプチャ部１１０を備えている。このパケットキャプチャ部１１０は、上述したように、通常は自身宛のパケット以外は受信する機会が無いはずだが、他の拠点でフラッディング等が生じた場合にはそれに由来するパケットを受信することとなる。キャプチャ手法としては既存のパケットキャプチャ技術を採用すればよい。
【００２５】
また、前記パケットキャプチャ装置１００は、前記パケットキャプチャ部１１０が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部１０１の通知先テーブル１２５にてアドレスを保持する管理者端末２００に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定部１１１を備える。なお、ここで説明した各機能１１０，１１１は、例えばパケットキャプチャ装置１００が備えるプログラム１０２を実行することで実装される機能と言える。
【００２６】
−−−データ構造例−−−
次に、本実施形態のネットワーク障害検知システムであるパケットキャプチャ装置１００が用いるテーブルにおけるデータ構造例について説明する。図４は本実施形態における通知先テーブル１２５のデータ構造例を示す図である。この通知先テーブル１２５は、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１が利用する、障害検知通知の送信先を特定するためのテーブルである。当該通知先テーブル１２５は、例えば、障害検知の通知を送信する対象者を示す通知先（図中、“管理者１”、“管理者２”・・・）と、そのメールアドレスを対応付けたものとなっている。勿論、通知先としては、こうしたメールアドレスに限定するものではなく、その他のネットワーク経由の通知手段であればいずれのものでもよい。図で示した通知先テーブル１２５のように、前記通知の対象者を複数設定されている場合、前記障害判定部１１１は、例えば、前記カウントしたパケット数が所定閾値を超えた程度に応じて通知対象者を選定し（例：閾値を１０％以上越えた時に“管理者１”を選定、２０％を越えた時に“管理者２”を選定）、該当者のアドレスに宛てて前記通知を送信するといった制御を行っても良い。
【００２７】
−−−フラッディングの例−−−
続いて、本実施形態のパケットキャプチャ装置１００が検知するフラッディングの例について説明する。図５は本実施形態における障害事例例１を示すフロー図であり、図６は本実施形態における障害事例例２を示すフロー図である。この場合、回線障害に備え、拠点Ａに２本の回線を敷設している。この拠点Ａのルーティング設計を間違えていた場合、他拠点との通信で行きと帰りの通信経路が異なる場合がある。例えば、行きは回線ａ、帰りは回線ｂとなった場合、通信は成立するが、広域イーサネット内のＦＤＢ(forwarding database)がいつまで経っても生成されないことになる。よって、拠点Ａのドメインと拠点Ｂのドメインの間の通信は全てフラッディングする。網内でフラッディングした通信は、全く関係ない拠点Ｃにも送信される。拠点Ａ、Ｂの回線の帯域が、例えば１００Ｍｂｐｓで、拠点Ｃの回線の帯域が１Ｍｂｐｓだった場合、拠点Ｃの回線帯域は前記拠点Ａに由来するフラッディングに食いつぶされてしまい、通信が不安定もしくは全く通信できなくなる。
【００２８】
また、拠点Ａと拠点Ｂの間で、同じセグメントである“Ｓｅｇ．Ｄ”を持っている。（広域イーサネットでルーティングできないローカルアドレスを利用している場合など）Ｓｅｇ．Ｄは広域イーサネットワーク１０をまたぐように、ＴａｇＶＬＡＮ５００で延長されている。拠点ＡのＳｅｇ．Ｄでループ障害が発生した場合、ブロードキャストが大量に複製される。複製されたブロードキャストはＴａｇＶＬＡＮを通して、広域イーサネットワーク１０に流れ込む。このブレードキャストによるパケットを、広域イーサネットワーク１０中のＬ２ＳＷも、ブロードキャストとして網内全体に転送する。これにより、網内が不安定になってしまう。
【００２９】
−−−処理手順例−−−
以下、本実施形態におけるネットワーク障害検知方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明するネットワーク障害検知方法に対応する各種動作は、ネットワーク障害検知システムたる前記パケットキャプチャ装置１００がメモリ１０３に読み出して実行するプログラム１０２によって実現されることが想定できる。そして、このプログラム１０２は、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。勿論、パケットキャプチャ装置１００の備える各機能をハードウェアとして実現するとしてもよい。
【００３０】
図７は、本実施形態におけるネットワーク障害検知方法の処理手順例を示すフロー図である。ここで前記パケットキャプチャ装置１００のパケットキャプチャ部１１０は、広域イーサネットワーク１０から流れてくるパケットを受信する（ｓ１００）。この時、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１は、前記パケットキャプチャ部１１０が受信したパケットのＩＰヘッダーを確認し（ｓ１０１）、宛先ＩＰアドレスが、パケットキャプチャ装置１００のＩＰアドレス“192.168.0.10”か判定する（ｓ１０２）。
【００３１】
前記ステップｓ１０２の判定において、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスが、パケットキャプチャ装置１００のものであった場合（ｓ１０３：Ｙｅｓ）、パケットキャプチャ装置１００は処理をステップｓ１００に戻す。
【００３２】
他方、前記ステップｓ１０２の判定において、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスが、パケットキャプチャ装置１００のものでなかった場合（ｓ１０３：Ｎｏ）、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１は、過去１秒間など一定時間あたりの受信パケット量、すなわちパケットの流量(パケット/秒)をカウントし、この値が所定閾値（記憶部１０１に予め保持）を越えているか判定する（ｓ１０４）。閾値の例としては、５００ｐｐｓ(パケット/秒)が想定できるが、閾値の大小は網の規模に応じて変化する。
【００３３】
広域イーサネットワーク１０に含まれるドメインの数が多く、高頻度で通信がなされている場合、正常時であっても前記パケット流量の値は大きくなる。逆に、広域イーサネットワーク１０に含まれるドメインの数が少なく低頻度でしか通信がなされていない場合、異常時であっても前記パケット流量の値は小さい。いずれにせよ、ブロードキャスト、フラッティングは常時発生しており、正常時に障害と判定されないよう考慮する必要がある。例えば、前記パケットキャプチャ装置１００が、過去の障害発生履歴を記憶部１０１に保持しておき、過去の障害発生時におけるパケット流量の値の平均値を定期的に算定し、該算定値を前記閾値に設定するといった処理を行えば好適である。
【００３４】
前記ステップｓ１０４の判定により、一定時間あたりの受信パケット量が所定閾値を越えていない場合（ｓ１０５：Ｎｏ）、パケットキャプチャ装置１００は処理を前記ステップｓ１００に戻す。他方、前記ステップｓ１０４の判定により、一定時間あたりの受信パケット量が所定閾値を越えていた場合（ｓ１０５：Ｙｅｓ）、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１は、記憶部１０１の通知先テーブル１２５を参照し、該通知先テーブル１２５で設定されているアドレスに宛てて、障害検知の通知（例：電子メール）を送信する（ｓ１０６）。上述したように、前記一定時間あたりの受信パケット数が所定閾値を超えた程度に応じて通知対象者を通知先テーブル１２５で選定し、該当者のアドレスに宛てて前記通知を送信するといった制御を行っても良い。
【００３５】
なお、こうした障害検知の通知処理は、パケットキャプチャ装置１００においてＳＮＭＰエージェントを設定しておき、ＳＮＭＰトラップで実現することが考えられる。ＳＮＭＰトラップは、ＳＮＭＰエージェントが稼働する端末上で、あらかじめ指定したイベントが発生したり、閾値に達したときにＳＮＭＰマネージャすなわち前記管理者端末２００に送信される。
【００３６】
前記障害検知の通知を管理者端末２００では、これをディスプレイ等に表示し、管理者の閲覧に供する。管理者はこの通知を閲覧して障害発生を認識し、必要な障害対応を実行することとなる。
【００３７】
以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３８】
こうした本実施形態によれば、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 広域イーサネットワーク
１００ ネットワーク障害検知システム（パケットキャプチャ装置）
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算部
１０５ 通信部
１０６ 入力部
１０７ 出力部
１１０ パケットキャプチャ部（パケットキャプチャ手段）
１１１ 障害判定部（障害判定手段）
１２５ 通知先テーブル
２００ 管理者端末（所定端末）
３００ ルータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク障害検知システム、ネットワーク障害検知方法、およびネットワーク障害検知プログラムに関するものであり、具体的には、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク機器を監視する場合、監視装置からのｐｉｎｇ確認やＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）による情報収集が行われている。ｐｉｎｇは、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol）のエコーリクエストを受信したノードがエコー応答を返信する規定を用いたものである。この場合、ネットワーク疎通の確認対象となるホストに対しＩＰパケットが発行され、該パケットに対応した返答を受信できたか確認することで障害検知がなされる。ｐｉｎｇコマンドが正常に実行できれば、ホスト間のネットワークは正常であると判断される。
【０００３】
また、ＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)は、ＵＤＰ／ＩＰベースのネットワーク監視を行うプロトコルであり、ネットワーク機器に関しては、各ポート上で送受信されたパケット数、エラーパケット数、ポートの状態等を監視する。この場合、監視対象内にＳＮＭＰエージェントを予め配置しておき、このＳＮＭＰエージェントが収集した情報（MIB：Management information Base）から、監視対象の状態を把握することができる。
【０００４】
この他にもネットワーク障害の監視技術としては次のようなものがある。例えば、ネットワークを介して互いに接続され、各々がネットワークの、あるドメインの障害を管理する複数の管理装置を含む、ネットワーク管理システムであって、 前記複数の管理装置のうちの１つが前記管理するドメインで障害を検知した際、前記管理装置は前記障害の原因を特定することを試み、前記管理装置が前記管理するドメインで前記障害の原因を特定できなかった場合、前記ネットワーク内の他の管理装置と共同して、前記他の管理装置のドメインで前記障害の原因の特定を試みることを特徴とする、ネットワーク管理システム（特許文献１参照）などが提案されている。
【０００５】
また、各々に複数の端末が接続された複数の中継装置にてネットワークを構成し、該複数の端末の１つが該ネットワークの管理端末として機能する通信ネットワークにおいて、 前記管理端末より前記複数の端末に対して第１のパケットを所定順に巡回させる手段と、 前記第１のパケットが前記巡回後に前記管理端末へ戻るか否かを検知する検知手段と、 前記第１のパケットが戻らない場合、前記複数の端末各々に第２のパケットを送出する送出手段と、 前記管理端末にて、前記第２のパケットに対する前記複数の端末からの応答パケットを受信する手段と、 前記管理端末における前記応答パケットの受信状態をもとに、前記ネットワークでの障害位置を特定する手段とを備えることを特徴とする通信ネットワーク（特許文献２参照）なども提案されている。
【０００６】
また、ネットワークモニタモードに設定される第１のＬＡＮ送受信制御装置と、通常のＬＡＮ送受信モードに設定され、障害発生通知電文の受信を監視する第２のＬＡＮ送受信制御装置と、ＬＡＮ上の電文を蓄積記憶するロギングメモリと、前記第２のＬＡＮ送受信制御装置で前記障害発生通知電文を受信すると前記第１のＬＡＮ送受信制御装置のネットワークモニタモードを停止させ、前記ロギングメモリから蓄積された電文をロギングデータとして読み出すＣＰＵとを有することを特徴とするＬＡＮ障害監視装置（特許文献３参照）なども提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３４０２３５号公報
【特許文献２】特開平９−８３５５６号公報
【特許文献３】特開平６−１３２９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで例えば、障害監視対象が広域イーサネットワークである場合を想定する。そして、あるドメインでループ障害などフラッディングやブロードキャストの原因が生じ、そのために異常トラフィックによるネットワーク内の負荷増大が発生したとする。こうした状況下において、上述したような従来のｐｉｎｇやＳＮＭＰ等の手法を適用しようとしても、広域イーサネットワーク中の膨大な数のドメイン全てについて検知作業を実行することは困難である。また、各ドメインの管理者等が自ドメインに加えて広域イーサネットワーク全体の監視を個々に行うことにも無理がある。いずれにせよ、自ドメインでの問題発生に気がついたユーザ等から何らかの申告があるまで、障害検知が難しい状況と言える。
【０００９】
そこで本発明の目的は、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明のネットワーク障害検知システムは、広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインに接続したパケットキャプチャ手段と、前記パケットキャプチャ手段が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のネットワーク障害検知方法は、広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置が、前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、を実行することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のネットワーク障害検知プログラムは、広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置に、前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のネットワーク障害検知システムを含むネットワーク構成図である。
【図２】本実施形態におけるパケットキャプチャ装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】パケット構造例を示す説明図である。
【図４】本実施形態における通知先テーブルのデータ構造例を示す図である。
【図５】本実施形態における障害事例例１を示すフロー図である。
【図６】本実施形態における障害事例例２を示すフロー図である。
【図７】本実施形態におけるネットワーク障害検知方法の処理手順例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
−−−システム構成−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態のネットワーク障害検知システムを含むネットワーク構成図である。図１に示すネットワーク障害検知システムは、広域イーサネットワーク１０における障害を効率的かつ迅速に検知するコンピュータシステムである。本実施形態では、一例として、パケットキャプチャ装置によりネットワーク障害検知システム１００を実現した例を想定している。従って、以降はパケットキャプチャ装置１００をネットワーク障害検知システムとして説明を行う。
【００１６】
前記パケットキャプチャ装置１００が接続される広域イーサネットワーク１０は、各ドメインにおける各ユーザのイーサネットフレーム＝パケットを透過的に転送し、遠隔地の拠点間を接続できるネットワークである。図１に示した例であれば、拠点Ａ〜Ｃのドメインが存在し、各拠点で生じたパケットは、広域イーサネットワーク１０を介して拠点を跨って送受される。１つの広域イーサネットワーク１０で複数ユーザのパケットを転送するため、ユーザのパケットを分離する必要があり、その場合、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）を利用する状況が想定できる。広域イーサネットワーク１０中で、IEEE802.1QのＶＬＡＮタグによってユーザのパケットが分離される。
【００１７】
こうした広域イーサネットワーク１０は、パケットを透過的に転送する性質から、拠点間のルーティングプロトコルにも制限が無く、既存ネットワークでＲＩＰ（Routing information Protocol）やＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）を利用している場合、広域イーサネットに移行してもルーティングプロトコルの構成をほとんど変更することなく、拠点間でのダイナミックルーティングを行うことが可能である。
【００１８】
こうした特徴を有する広域イーサネットワーク１０においては、或る拠点でループ障害などで異常トラフィックが発生すると、ネットワーク内でブロードキャスト通信やフラッディング通信が大量に発生してしまう。この通信は、ネットワークに繋がっている全ての拠点に伝播することとなる。そこで本実施形態のパケットキャプチャ装置１００を広域イーサネットワーク１０における所定の監視用ドメインに接続し、こうした異常事態を監視することになる。
【００１９】
例えば、拠点Ａのルータ３００（図中、“ルータＡ”）は、アドレスとして“192.168.0.1”が設定され、拠点Ｂのルータ３００（図中、“ルータＢ”）は、アドレスとして“192.168.0.2”が設定され、拠点Ｃのルータ３００（図中、“ルータＣ”）は、アドレスとして“192.168.0.3”が設定されているとする。また、前記パケットキャプチャ装置１００は、前記各拠点Ａ〜Ｃのドメインとは別ドメインで監視用のドメインとして、“192.168.0.10”に接続されている。
【００２０】
この場合、拠点Ａ宛てのパケットは、該パケットを受信したルータ等により、パケットの宛先ＩＰアドレス（図３参照）を参照され、該ルータから前記アドレス“192.168.0.1”へ転送され、同様に、拠点Ｂ宛てのパケットはアドレス“192.168.0.2”へ転送され、また、拠点Ｃ宛てのパケットは“192.168.0.3”へ転送される。
【００２１】
従って、広域イーサネットワーク内のルーティング情報には、パケットキャプチャ装置１００＝“192.168.0.10”に転送する情報は無い。つまり、通常、パケットキャプチャ装置１００のアドレス宛以外のパケットは届かない。届くとすれば、ブロードキャスト通信やフラッディング通信と判断できるのである。
【００２２】
パケットキャプチャ装置１００の備えるパケットキャプチャ機能としては、例えば、ＬＡＮスイッチ等のミラーリング機能を用いた手法となる。このミラーリング機能はＬＡＮスイッチ等の特定のポート上で送受信するパケットを、別のポートにコピーする機能である。既存のパケットキャプチャ機能として、キャプチャトラフィックの対象となるミラーリングするポートを複数指定したり、ＶＬＡＮベースでキャプチャー対象を指定することも可能である。通常、ＮＩＣではパケットの宛先ＭＡＣアドレスをチェックして、自分あてのパケット以外は受信しないよう設定されているが、本実施形態のパケットキャプチャ装置１００では当然ながら自分宛ではないパケットも受信するよう設定がなされている。
【００２３】
続いて、パケットキャプチャ装置１００の構成について説明する。図２は本実施形態におけるパケットキャプチャ装置１００の構成例を示すブロック図である。本実施形態のパケットキャプチャ装置１００は、例えば、一般的なパーソナルコンピュータに、パケットキャプチャアプリケーションをインストールしたものを想定できる。従ってこの場合、パケットキャプチャ装置１００は、ＨＤＤなどの不揮発性記憶装置で構成される記憶部１０１、プログラム１０２やテーブルを格納した記憶部１０１、ＲＡＭなど揮発性記憶装置たるメモリ１０３、前記記憶部１０１に格納されたプログラム１０２を前記メモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵなどの演算部１０４、広域イーサネットワーク１０に接続するためのＮＩＣなど通信部１０５、キーボードやマウス等を介してユーザからの指示を受け付ける入力部１０６、処理結果の出力を行うディスプレイやスピーカ等を制御する出力部１０７から構成されている。また、これら各構成要素はＢＵＳ、ブリッジ等で接続されている。
【００２４】
上記パケットキャプチャ装置１００が備える機能としては、前記監視用ドメイン“192.168.0.10”に流れ込むパケットをキャプチャするパケットキャプチャ部１１０を備えている。このパケットキャプチャ部１１０は、上述したように、通常は自身宛のパケット以外は受信する機会が無いはずだが、他の拠点でフラッディング等が生じた場合にはそれに由来するパケットを受信することとなる。キャプチャ手法としては既存のパケットキャプチャ技術を採用すればよい。
【００２５】
また、前記パケットキャプチャ装置１００は、前記パケットキャプチャ部１１０が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部１０１の通知先テーブル１２５にてアドレスを保持する管理者端末２００に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定部１１１を備える。なお、ここで説明した各機能１１０，１１１は、例えばパケットキャプチャ装置１００が備えるプログラム１０２を実行することで実装される機能と言える。
【００２６】
−−−データ構造例−−−
次に、本実施形態のネットワーク障害検知システムであるパケットキャプチャ装置１００が用いるテーブルにおけるデータ構造例について説明する。図４は本実施形態における通知先テーブル１２５のデータ構造例を示す図である。この通知先テーブル１２５は、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１が利用する、障害検知通知の送信先を特定するためのテーブルである。当該通知先テーブル１２５は、例えば、障害検知の通知を送信する対象者を示す通知先（図中、“管理者１”、“管理者２”・・・）と、そのメールアドレスを対応付けたものとなっている。勿論、通知先としては、こうしたメールアドレスに限定するものではなく、その他のネットワーク経由の通知手段であればいずれのものでもよい。図で示した通知先テーブル１２５のように、前記通知の対象者を複数設定されている場合、前記障害判定部１１１は、例えば、前記カウントしたパケット数が所定閾値を超えた程度に応じて通知対象者を選定し（例：閾値を１０％以上越えた時に“管理者１”を選定、２０％を越えた時に“管理者２”を選定）、該当者のアドレスに宛てて前記通知を送信するといった制御を行っても良い。
【００２７】
−−−フラッディングの例−−−
続いて、本実施形態のパケットキャプチャ装置１００が検知するフラッディングの例について説明する。図５は本実施形態における障害事例例１を示すフロー図であり、図６は本実施形態における障害事例例２を示すフロー図である。この場合、回線障害に備え、拠点Ａに２本の回線を敷設している。この拠点Ａのルーティング設計を間違えていた場合、他拠点との通信で行きと帰りの通信経路が異なる場合がある。例えば、行きは回線ａ、帰りは回線ｂとなった場合、通信は成立するが、広域イーサネット内のＦＤＢ(forwarding database)がいつまで経っても生成されないことになる。よって、拠点Ａのドメインと拠点Ｂのドメインの間の通信は全てフラッディングする。網内でフラッディングした通信は、全く関係ない拠点Ｃにも送信される。拠点Ａ、Ｂの回線の帯域が、例えば１００Ｍｂｐｓで、拠点Ｃの回線の帯域が１Ｍｂｐｓだった場合、拠点Ｃの回線帯域は前記拠点Ａに由来するフラッディングに食いつぶされてしまい、通信が不安定もしくは全く通信できなくなる。
【００２８】
また、拠点Ａと拠点Ｂの間で、同じセグメントである“Ｓｅｇ．Ｄ”を持っている。（広域イーサネットでルーティングできないローカルアドレスを利用している場合など）Ｓｅｇ．Ｄは広域イーサネットワーク１０をまたぐように、ＴａｇＶＬＡＮ５００で延長されている。拠点ＡのＳｅｇ．Ｄでループ障害が発生した場合、ブロードキャストが大量に複製される。複製されたブロードキャストはＴａｇＶＬＡＮを通して、広域イーサネットワーク１０に流れ込む。このブレードキャストによるパケットを、広域イーサネットワーク１０中のＬ２ＳＷも、ブロードキャストとして網内全体に転送する。これにより、網内が不安定になってしまう。
【００２９】
−−−処理手順例−−−
以下、本実施形態におけるネットワーク障害検知方法の実際手順について図に基づき説明する。以下で説明するネットワーク障害検知方法に対応する各種動作は、ネットワーク障害検知システムたる前記パケットキャプチャ装置１００がメモリ１０３に読み出して実行するプログラム１０２によって実現されることが想定できる。そして、このプログラム１０２は、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。勿論、パケットキャプチャ装置１００の備える各機能をハードウェアとして実現するとしてもよい。
【００３０】
図７は、本実施形態におけるネットワーク障害検知方法の処理手順例を示すフロー図である。ここで前記パケットキャプチャ装置１００のパケットキャプチャ部１１０は、広域イーサネットワーク１０から流れてくるパケットを受信する（ｓ１００）。この時、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１は、前記パケットキャプチャ部１１０が受信したパケットのＩＰヘッダーを確認し（ｓ１０１）、宛先ＩＰアドレスが、パケットキャプチャ装置１００のＩＰアドレス“192.168.0.10”か判定する（ｓ１０２）。
【００３１】
前記ステップｓ１０２の判定において、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスが、パケットキャプチャ装置１００のものであった場合（ｓ１０３：Ｙｅｓ）、パケットキャプチャ装置１００は処理をステップｓ１００に戻す。
【００３２】
他方、前記ステップｓ１０２の判定において、受信したパケットの宛先ＩＰアドレスが、パケットキャプチャ装置１００のものでなかった場合（ｓ１０３：Ｎｏ）、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１は、過去１秒間など一定時間あたりの受信パケット量、すなわちパケットの流量(パケット/秒)をカウントし、この値が所定閾値（記憶部１０１に予め保持）を越えているか判定する（ｓ１０４）。閾値の例としては、５００ｐｐｓ(パケット/秒)が想定できるが、閾値の大小は網の規模に応じて変化する。
【００３３】
広域イーサネットワーク１０に含まれるドメインの数が多く、高頻度で通信がなされている場合、正常時であっても前記パケット流量の値は大きくなる。逆に、広域イーサネットワーク１０に含まれるドメインの数が少なく低頻度でしか通信がなされていない場合、異常時であっても前記パケット流量の値は小さい。いずれにせよ、ブロードキャスト、フラッティングは常時発生しており、正常時に障害と判定されないよう考慮する必要がある。例えば、前記パケットキャプチャ装置１００が、過去の障害発生履歴を記憶部１０１に保持しておき、過去の障害発生時におけるパケット流量の値の平均値を定期的に算定し、該算定値を前記閾値に設定するといった処理を行えば好適である。
【００３４】
前記ステップｓ１０４の判定により、一定時間あたりの受信パケット量が所定閾値を越えていない場合（ｓ１０５：Ｎｏ）、パケットキャプチャ装置１００は処理を前記ステップｓ１００に戻す。他方、前記ステップｓ１０４の判定により、一定時間あたりの受信パケット量が所定閾値を越えていた場合（ｓ１０５：Ｙｅｓ）、パケットキャプチャ装置１００の障害判定部１１１は、記憶部１０１の通知先テーブル１２５を参照し、該通知先テーブル１２５で設定されているアドレスに宛てて、障害検知の通知（例：電子メール）を送信する（ｓ１０６）。上述したように、前記一定時間あたりの受信パケット数が所定閾値を超えた程度に応じて通知対象者を通知先テーブル１２５で選定し、該当者のアドレスに宛てて前記通知を送信するといった制御を行っても良い。
【００３５】
なお、こうした障害検知の通知処理は、パケットキャプチャ装置１００においてＳＮＭＰエージェントを設定しておき、ＳＮＭＰトラップで実現することが考えられる。ＳＮＭＰトラップは、ＳＮＭＰエージェントが稼働する端末上で、あらかじめ指定したイベントが発生したり、閾値に達したときにＳＮＭＰマネージャすなわち前記管理者端末２００に送信される。
【００３６】
前記障害検知の通知を管理者端末２００では、これをディスプレイ等に表示し、管理者の閲覧に供する。管理者はこの通知を閲覧して障害発生を認識し、必要な障害対応を実行することとなる。
【００３７】
以上、本発明を実施するための最良の形態などについて具体的に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３８】
こうした本実施形態によれば、広域イーサネットワークにおける障害を効率的かつ迅速に検知することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１０ 広域イーサネットワーク
１００ ネットワーク障害検知システム（パケットキャプチャ装置）
１０１ 記憶部
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算部
１０５ 通信部
１０６ 入力部
１０７ 出力部
１１０ パケットキャプチャ部（パケットキャプチャ手段）
１１１ 障害判定部（障害判定手段）
１２５ 通知先テーブル
２００ 管理者端末（所定端末）
３００ ルータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインに接続したパケットキャプチャ手段と、
前記パケットキャプチャ手段が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定手段と、
を備えることを特徴とするネットワーク障害検知システム。
【請求項２】
広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置が、
前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、
前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、
を実行することを特徴とするネットワーク障害検知方法。
【請求項３】
広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置に、
前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、
前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、
を実行させることを特徴とするネットワーク障害検知プログラム。
【請求項１】
広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインに接続したパケットキャプチャ手段と、
前記パケットキャプチャ手段が一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する障害判定手段と、
を備えることを特徴とするネットワーク障害検知システム。
【請求項２】
広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置が、
前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、
前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、
を実行することを特徴とするネットワーク障害検知方法。
【請求項３】
広域イーサネットワークに通信可能に接続された情報処理装置に、
前記広域イーサネットワークにおいて既存ドメインとは異なる監視用ドメインのパケットをキャプチャする処理と、
前記キャプチャの処理により一定時間に受信したパケットのうち、自アドレス宛て以外のパケット数をカウントし、該カウントしたパケット数が所定閾値を超えた場合に、予め記憶部にてアドレスを保持する所定端末に宛てて、障害検知の通知を送信する処理と、
を実行させることを特徴とするネットワーク障害検知プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１９１５２６（Ｐ２０１２−１９１５２６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４７７８（Ｐ２０１１−５４７７８）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．イーサネット
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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