JP7074295B2 - 監視装置、監視システムおよび監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、監視装置、監視システムおよび監視方法に関し、特に冗長経路を介した通信を監視する技術に関する。

通信データに付与された制御情報を参照し、通信データの監視制御を行う技術が提案されている。特許文献１は、送信データに付与されたシーケンス番号をチェックすることにより、データの抜け、重複送信、順不正を検出する技術を開示している。

一方、障害発生や負荷分散のため、通信経路の冗長化が行われる場合がある。特許文献１において、ホストコンピュータと通信装置は、複数の経路を介して通信しており、一方の通信経路で障害が発生した場合、他方の通信経路を介して通信が行われる。

特開平０８―２９８５３５公報

上記のように、特許文献１は、冗長経路を介して行われる通信を監視する技術を開示している。しかしながら、特許文献１において、通信の監視は、通信装置自体において行われており、通信経路上では通信パケットを監視することができないという問題があった。

本開示は上記課題を解決するためにされたものであって、通信経路上において通信監視をすることが可能な監視装置、監視システム、および監視方法を提供することを目的とする。

本開示にかかる監視装置は、冗長経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を取得情報として取得する取得手段と、前記取得情報に基づいて、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する監視手段と、を備えるものである。

本開示にかかる監視システムは、第１の監視装置と第２の監視装置を備える監視システムであって、前記第１の監視装置は、前記第２の監視装置から冗長経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を取得情報として取得する取得部と、前記取得情報に基づいて、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する監視部と、を備えるものである。

本開示にかかる監視方法は、冗長経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を取得情報として取得し、前記取得情報に基づいて、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する、ものである。

本開示によれば、通信経路上において通信監視をすることが可能な監視装置、監視システム、および監視方法を提供することができる。

関連するＴＣＰ通信システムの構成例を示す構成図である。 関連するＴＣＰ通信のシーケンスを示すシーケンス図である。 関連する監視装置を備える通信システムの構成例を示す構成図である。 関連するＴＣＰ通信制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 関連するＴＣＰ通信制御におけるデータフローを示す流れ図である。 冗長ネットワークの検討例を示す構成図である。 冗長ネットワークにおいて、一つの経路で通信監視を行う検討例を示す概略図である。 冗長ネットワークにおいて、各径路において通信監視を行う検討例を示す概略図である。 実施の形態１の通信システムの構成例を示す構成図である。 実施の形態１の監視装置の構成を示す構成図である。 実施の形態２の通信システムの構成例を示す構成図である。 実施の形態２の監視装置の構成を示す構成図である。 実施の形態２の取得情報の例を示す図である。 実施の形態２におけるＴＣＰ通信の往路側のシーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態２におけるＴＣＰ通信の復路側のシーケンスを示すシーケンス図である。 実施の形態２におけるＴＣＰ通信制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。 実施の形態２におけるＴＣＰ通信制御のデータフローを示す流れ図である。 実施の形態３における通信システムの構成例を示す構成図である。 実施の形態３におけるＴＣＰ通信制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。各図面においては、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略される。

＜実施の形態にいたる検討＞
ＯＳＩ参照モデル（Ｏｐｅｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｍｏｄｅｌ）のレイヤ４（トランスポート層）における標準的な通信仕様として、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）が定められている。
図１は、関連するＴＣＰ通信システムの構成例を示す構成図である。ＴＣＰ通信において、通信の両端に位置する装置は、それぞれクライアント２０、サーバ１０と呼称される。ＴＣＰ通信においては、セッション制御・データ転送が行われる。
安定した通信のため、ＴＣＰ通信の仕様では以下に示す３フェーズに分かれたプロセスが実行され、クライアントとサーバ間でコネクションを確立した上でデータ転送が行われる。

図２は、ＴＣＰ通信のシーケンスを示すシーケンス図である。
ＴＣＰ通信の第１フェーズとして、クライアント２０とサーバ１０は、３ウェイハンドシェイクという手続きに従って双方向にＴＣＰ制御パケットの送受信を行い、コネクションを確立する（Ｓ１）。３ウェイハンドシェイクとは、クライアント２０がサーバ１０に対してＳＹＮパケットを送り（Ｓ１１）、サーバ１０がクライアント２０にＳＹＮ／ＡＣＫパケットを送り（Ｓ１２）、クライアント２０がサーバ１０にＡＣＫパケットを送ることである。

第２フェーズとして、コネクションの確立したクライアントとサーバの間で、ＴＣＰパケットの可変長データ部を用いたデータ転送が行われる（Ｓ２）。
データ転送が完了すると、第３フェーズとしてクライアントとサーバの間でＴＣＰ制御パケットが通信され、コネクションが切断される（Ｓ３）。具体的には、サーバ１０はクライアント２０にＦＩＮパケットを送り（Ｓ３１）、クライアント２０はサーバ１０にＡＣＫパケットを送る（Ｓ３２）。そして、クライアント２０はサーバ１０にＦＩＮパケットを送り（Ｓ３３）、サーバ１０はクライアント２０にＡＣＫパケットを送る（Ｓ３４）。

ＴＣＰ通信においては、パケットのＴＣＰヘッダに存在するポート番号、シーケンス番号、ＡＣＫ番号等のフィールドをクライアントと端末の各装置が参照して制御することで、連続した通信の喪失や重複、順序の乱れ等の異常を防止し、通信の正確性を確保している。

また、関連する通信装置には、セキュリティや負荷分散等の要請により、転送するパケットのＴＣＰヘッダを参照してＴＣＰ通信の状況を監視し、ＴＣＰヘッダ情報の書き換え、パケット廃棄などの制御を行うＴＣＰ通信制御機能を有するものが存在する。

図３は、関連する監視装置１００を備える通信システムの構成例を示す構成図である。監視装置１００は、サーバ１０とクライアント２０の間の通信データの監視制御を行う。監視装置１００は、通信データのＴＣＰヘッダに記載された情報の収集、ＴＣＰヘッダの情報の書き換え、パケット廃棄等の処理を行う。

図４は、関連するＴＣＰ通信制御に用いられるアルゴリズムを示すフローチャートである。本アルゴリズムは、パケット送受信インタフェース１０５における処理と、監視部１０２における処理とに分けて記載されている。パケット送受信インタフェース１０５は、通信経路上を流れるパケットの送受信、廃棄等の処理を行う。監視部１０２は、経路上の通信データに対する処理を決定する。
まず、パケット送受信インタフェース１０５は、パケットを受信する。受信したパケットがＴＣＰパケットである場合、監視部１０２は、ＴＣＰ通信制御を行う。受信したパケットがＴＣＰパケットでない場合、ＴＣＰ通信制御は行われない（Ｓ１０１）。

監視部１０２は、パケット送受信インタフェース１０５が受信したパケットから、ＴＣＰ制御情報を更新する（Ｓ１０２）。ＴＣＰ制御情報とは、ＴＣＰヘッダに含まれる情報であって、ＴＣＰコネクションやシーケンス番号等のＴＣＰ関連情報である。
監視部１０２は、ＴＣＰ制御情報に基づいて、受信パケットを廃棄するか、透過するか、または書き換えをするかを決定する（Ｓ１０３）。
透過と判断された場合、パケット送受信インタフェース１０５は、パケットを転送する。書き換えと判断された場合、パケット送受信インタフェース１０５は、パケットを書き換えた上で転送する（Ｓ１０４）。廃棄と判断された場合、パケット送受信インタフェース１０５は、パケットを廃棄する（Ｓ１０５）。

図５は、関連するＴＣＰ通信制御を行う場合のデータフローを示す流れ図である。監視装置１００のパケット送受信インタフェース１０５で受信されたパケットは、一時的にパケットバッファ２０３に格納され、監視装置１００の仕様に基づいたルーティングによる送信先アドレスの決定などの転送処理が行われる。
ＴＣＰ通信制御機能を有する監視装置１００は、パケットバッファ２０３に格納されたパケットのＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダ等のフィールドを参照する。監視装置１００は、通信中のクライアント２０とサーバ１０のＩＰアドレス、ポート番号、シーケンス番号等のＴＣＰ関連情報を収集することで、現在通信しているＴＣＰコネクションやシーケンス状態などの情報を、ＴＣＰ制御情報２０４として保持する（Ｓ１０２）。監視部１０２は、ＴＣＰ制御情報２０４に基づいて、ＴＣＰ通信の監視や制御を行う（Ｓ１０３）。監視部１０２は、パケットの書き換え、廃棄または透過等のＴＣＰ通信を制御するための命令を行う。

関連するネットワーク装置は、ＴＣＰに関わる様々な制御を行う機能を備えている。制御機能は、例えば、不正なＴＣＰヘッダ情報を有するパケットを異常パケットとして検出する機能、ＴＣＰ制御情報に登録されたシーケンス情報と整合しないＴＣＰパケットを異常な通信として検出する機能、ＴＣＰコネクション上で転送されるデータをスキャンしてウィルス等の異常を検出する機能、検出した異常を外部の監視端末に通知する機能、異常を検出したパケットを廃棄する機能、異常を検出したコネクションを切断する機能、ＴＣＰヘッダの書き換えを行い単一のポート番号で制御されたＴＣＰコネクションに別々のポート番号を割り当てることで複数のコネクションに分割する機能、負荷分散のために廃棄や遅延および通信経路の変更等の通信制御を行う機能などである。

また、関連するネットワーク環境においては、障害経路の迂回や負荷分散によって通信の安定性を確保するため、複数の通信経路から動的に通信経路を選択するようなネットワーク構成が利用されている。通信経路の選択には、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ３におけるＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）やＢＧＰ（Ｂｏｒｄｅｒ Ｇａｔｅｗａｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のルーティングプロトコル、ＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の冗長プロトコルが利用されている。

図６は、クライアント２０とサーバ１０間の通信が複数の通信経路を取り得る冗長ネットワークの構成の検討例を示す構成図である。クライアント２０とサーバ１０との間には、中継装置２０１を通る経路１と中継装置２０２を通る経路２とが存在する。
クライアント２０とサーバ１０間で複数の通信経路をとりうるようなネットワーク環境において、ＴＣＰ通信を監視ならびに制御する機能を有する監視装置１００を用いる場合、以下に述べるような課題が存在する。

図７は、冗長ネットワークにおいて、ＴＣＰ通信制御を行う場合の動作の検討例を示す概略図である。クライアント２０とサーバ１０間のＴＣＰ通信において、往路と復路で異なる経路が選択されるなどして、複数の経路が選択される場合がある。図７において、クライアント２０からサーバ１０への通信（往路）は、監視装置１００を経由する。一方、サーバ１０からクライアント２０への経路（復路）は、中継装置２０２を経由する。監視装置１００で、ＴＣＰパケットの監視制御を行う場合、往路側のデータのみを使用して行うこととなる。
かかる場合、監視装置１００が収集できるＴＣＰ通信情報は、一連のシーケンスの一部が欠落した不完全な情報となる。したがって、ＴＣＰ監視やＴＣＰ制御の機能が十全に動作しない。

このような状況での動作は、各ＴＣＰ通信制御機能の仕様によるが、本来異常を検出すべき通信を無検出で透過したり、正常な通信を不正とみなして廃棄したりするなどのＴＣＰ通信制御機能の本来の目的に沿わない動作となる可能性がある。また、意図せぬパケット廃棄による通信障害を回避するため、ＴＣＰ通信制御機能を無効化する選択が採られる場合も存在する。いずれにしても、このようにＴＣＰ制御情報が欠落した状態では、十分なＴＣＰ通信制御は実現されない。

図８は、ＴＣＰ通信の各経路に監視装置１００Ａ、１００Ｂを配置し、各経路の監視装置１００Ａ、１００ＢでＴＣＰ通信の監視と制御が行う検討例を示す図である。しかし各監視装置１００Ａ、１００Ｂで収集できるＴＣＰ制御情報は不完全であるため、先述の例と同様、ＴＣＰ監視やＴＣＰ制御の機能は十全に動作しない。
以上のように、クライアント２０とサーバ１０間で複数の通信経路をとりうるようなネットワーク環境においては、ＴＣＰ制御情報の欠落によってＴＣＰ通信制御が十全に動作しない問題が存在していた。

＜実施の形態１＞
図９は、本実施の形態にかかる監視システムの構成例を示す図である。サーバ１０とクライアント２０は、複数の通信経路を介して通信する。監視装置１００Ａは、監視経路４１０上の通信データを監視する。監視装置１００Ｂは、冗長経路４２０上の通信データを監視する。

図１０は、監視装置１００の構成を示す構成図である。監視装置１００は、取得部１０１および監視部１０２を備える。
取得部１０１は、冗長経路４２０上での通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を取得情報として取得する。通信制御情報は、通信監視に用いることが可能な情報である。監視装置１００Ａは、監視装置１００Ｂから通信制御情報を取得してもよい。
監視部１０２は、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する。監視経路上で受信した通信データを破棄あるいは転送する処理を行ってもよい。監視部１０２は、通信データの書き換えを行っても良い。

本実施の形態によれば、監視装置１００は、冗長経路４２０上の通信データに含まれる通信制御情報に基づいて、通信監視を行うことができる。したがって、本実施の形態によれば、通信経路上において通信監視を行うことが可能となる。

＜実施の形態２＞
本実施の形態は、ＯＳＩ参照モデルの規定に従い、ＴＣＰ通信制御機能を有するとともに、ＴＣＰ通信情報制御の機能を有する監視装置１００を冗長ネットワークの各経路上にそれぞれ設置し、ＴＣＰ通信制御装置間でＴＣＰ通信制御情報を通知、共有するものである。

図１１は、本実施の形態にかかる通信システムの例を示す概略図である。サーバ１０とクライアント２０は、ＴＣＰ通信が行われるＯＳＩ参照モデルのレイヤ３ネットワークを介して、通信を行う。クライアント２０とサーバ１０間の通信は、往復それぞれで異なる経路が選択される。
監視装置１００Ａは、クライアント２０からサーバ１０への通信経路上のレイヤ３中継装置である。監視装置１００Ｂは、サーバ１０からクライアント２０への通信経路上のレイヤ３中継装置である。
監視装置１００Ａ、１００Ｂは、ＴＣＰ通信制御機能を有し、ＴＣＰ通信の状態を監視するとともに、それを取得情報として保持することができる。監視装置１００Ａと監視装置１００Ｂは一組で動作する。

本実施の形態にかかる監視装置１００の構成を、図１２に示す。監視装置１００は、記憶部１０１、監視部１０２、取得情報更新部１０３および通知パケット生成部１０４を備える。通知パケットは、監視装置１００が、通信経路上で収集したＴＣＰ通信制御情報を含むものである。
記憶部１０１は、通信制御情報を取得情報として記憶しており、他の監視装置から受信した通知パケットを解析して取得情報に反映する。記憶部１０１は、取得部１０１ともいえる。複数の監視装置１００間でＴＣＰ通信情報を共有管理する手段として、必要な機能である
監視部１０２は、取得情報に基づいて、受信した通信データの監視を行う。
取得情報更新部１０３は、監視装置１００が配置された通信経路上の通信データからＴＣＰ通信制御情報を収集し、取得情報を更新する。
通知パケット生成部１０４は、取得情報更新部１０３が収集したＴＣＰ通信制御情報を他の監視装置１００と共有するための通知パケットを生成する。複数の監視装置１００間でＴＣＰ通信制御情報を共有管理する手段として、必要な機能である。

通知パケットを他の監視装置に送信するため、各監視装置１００にはあらかじめネットワーク上の他の監視装置のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス等の取得手段を用意する必要がある。取得手段としては、あらかじめ監視装置１００に設定してもよく、ネットワーク上で動的に取得してもよい。
以下、監視装置１００Ａは監視装置１００ＢのＩＰアドレスを保持しており、監視装置１００Ｂは監視装置１００ＡのＩＰアドレスを保持しているとして説明する。

図１３は、通信制御情報の例を示す図である。通信制御情報は、例えば、ＴＣＰ通信の送信元ポート番号、宛先ポート番号、シーケンス番号、確認応答番号である。また、通信制御情報は、例えば、ＳＹＮ、ＡＣＫ、ＦＩＮ等のビット情報である。また、通信制御情報は、ＩＰアドレスを含んでもよい（不図示）。

送信元ポート番号は、通信元を特定するポート番号である。宛先ポート番号は、通信先のポートを特定する番号である。
シーケンス番号は、送信データの順番を示す値である。
ＴＣＰ通信において、受信側は、送信データに含まれるシーケンス番号にデータサイズを加えたものを、確認応答番号として送信側に応答する。データサイズが０の場合、確認応答番号は、シーケンス番号に１を加えたものとする。
そして、送信側が次のデータを送る際のシーケンス番号は、受信した確認応答番号となる。
ＳＹＮは、接続を開始する際に使用されるフラグである。ＦＩＮは、接続を終了する際に使用されるフラグである。ＡＣＫは、相手に応答するために用いられるフラグである。

監視装置１００が、図１３の通信制御情報に基づいて通信監視を行う場合の動作を説明する。
図１３のＮｏ．１は、３ウェイハンドシェイクにおけるＳＹＮ ＡＣＫパケットである。監視装置１００は、送信元ポートＸ１、宛先ポートＹ１のデータに対して、シーケンス番号＝４０１、確認応答番号＝３０１、ＡＣＫ＝１のＡＣＫパケットを正常な通信と判断する。
図１３のＮｏ．２は、データ通信を行っている際のパケットである。監視装置１００は、送信元ポートＸ２、宛先ポートＹ２のデータに対して、シーケンス番号＝５０１、確認応答番号＝１０１のパケットを正常な通信と判断する。
図１３のＮｏ．３は、コネクション切断時のＦＩＮ ＡＣＫパケットである。監視装置１００は、送信元ポートＸ３、宛先ポートＹ３のデータに対して、シーケンス番号＝３０１、確認応答番号＝２０２、ＦＩＮ＝０、ＡＣＫ＝１のＡＣＫパケットを正常な通信と判断する。

本実施の形態の動作を、監視装置１００Ａ、１００Ｂを例として説明する。
図１２の環境において、クライアント２０とサーバ１０間でＴＣＰ通信が開始されると、図２のＴＣＰ通信シーケンスに基づいたＴＣＰパケットの送受信が行われる。

図１４は、監視装置１００ＡがＴＣＰパケットを収集するシーケンスを示すシーケンス図である。監視装置１００Ａは、クライアントからサーバへの往路方向のパケットしか検出することができない。
したがって、３ウェイハンドシェイク（Ｓ１）において、監視装置１００Ａは、ＳＹＮパケット（Ｓ１１）とＡＣＫパケット（Ｓ１３）を収集する。
データ転送（Ｓ２）については、監視装置１００Ａは、クライアント２０からサーバ１０への通信パケットを収集する。
コネクション切断（Ｓ３）の際には、監視装置１００Ａは、ＡＣＫパケット（Ｓ３２）とＦＩＮ ＡＣＫパケット（Ｓ３３）を収集する。

図１５は、監視装置１００ＢがＴＣＰパケットを収集するシーケンスを示すシーケンス図である。監視装置１００Ｂは、サーバ１０からクライアント２０への復路方向のパケットしか検出することができない。
したがって、３ウェイハンドシェイク（Ｓ１）において、監視装置１００Ｂは、ＳＹＮ ＡＣＫパケット（Ｓ１２）を収集する。
データ転送（Ｓ２）については、監視装置１００Ｂは、サーバ１０からクライアント２０への通信パケットを収集する。
コネクション切断（Ｓ３）の際には、監視装置１００Ｂは、ＦＩＮ ＡＣＫパケット（Ｓ３１）とＡＣＫパケット（Ｓ３４）を収集する。
よって、監視装置１００Ａ、１００Ｂが、自らが監視経路上で収集できるＴＣＰパケットは、一連のＴＣＰ通信におけるシーケンスの一部のみとなる。

図１６は、本実施の形態を実現するＴＣＰ通信制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。図１６は、パケット送受信インタフェース１０５における処理、監視部１０２における処理、記憶部１０１における処理に分けて記載されている。
以下、図１６に示すアルゴリズムについて説明する。図４と重複した説明は、適宜省略する。

本アルゴリズムによると、ＴＣＰパケットを受信した監視装置１００は、取得情報を更新（Ｓ１０５）した後、他の監視装置１００に取得情報の更新内容を伝えるための通知パケットを生成し（Ｓ１０６）、送信してからＴＣＰパケットの制御処理を続行する（Ｓ１０７）。
本アルゴリズムによると、他の監視装置１００から通知パケットを受信した場合（Ｓ１０１）、監視装置１００は、パケットを解析して（Ｓ１０２）、取得情報を更新する（Ｓ１０３）。

なお、ＴＣＰ通信の仕様により、宛先ＩＰアドレスやポート番号の組み合わせを確認することで、同一のＴＣＰコネクションに属するＴＣＰパケットを判別することが可能である。また、ＴＣＰ通信の仕様により、ＴＣＰパケットのシーケンス番号はシーケンスが進むほど増加するため、各ＴＣＰパケットがＴＣＰコネクションのシーケンスのどの段階にあるかを判断することが可能である。

本アルゴリズムにより、自装置が保持しているＴＣＰ通信制御情報と通知パケットより取得したＴＣＰ通信制御情報を統合することで、ネットワークが冗長化されていない場合と同じようにＴＣＰ通信やシーケンスの状態を不足なく把握することが可能となる。
以上の処理が完了した場合、本アルゴリズムに従う監視装置１００は、通知パケットによって通信制御情報を共有したことを示す応答通知パケットを生成し、返信する（Ｓ１０４）。

以下、図１６を用いて、本実施の形態の動作について説明する。
監視装置１００Ａは、クライアント２０からサーバ１０宛てに送信されたＴＣＰパケットの受信を契機として、以下のＴＣＰ受信処理を行う（Ｓ１０１）。
まず、監視装置１００Ａは、受信したＴＣＰパケットの情報を参照して取得情報を更新する（Ｓ１０５）。
続いて本実施形態の動作として、監視装置１００Ａは、ＴＣＰ通信制御情報を共有するための通知パケットを生成する。通知パケットは、監視装置１００Ａで受信したＴＣＰパケットのポート番号、シーケンス番号、ＳＹＮ、ＡＣＫ、ＦＩＮ等のフラグなどの情報を含むものである。監視装置１００Ａは、あらかじめ保存された監視装置１００ＢのＩＰアドレスを宛先として、通知パケットを送信する（Ｓ１０６）。
以上の動作は、監視装置１００ＡがＴＣＰパケットを受信するたびに実行してもよい。また、処理負荷やトラフィックを低減するため、目的とするＴＣＰ通信制御機能の用途に応じて、通知を省略する方法、複数のＴＣＰパケットに関する情報を単一の通知パケットにまとめて送信する方法などをとることも可能である。

また、監視装置１００Ａは、通知パケットを受信すると、以下の処理を実行する。通知パケットは、監視装置１００Ａと同様の処理によって監視装置１００Ｂから送信されたものである。
まず、受信された通知パケットは（Ｓ１０１）、通知パケット解析処理によって解析される（Ｓ１０２）。次に、監視装置１００Ａは、既に保持している通信制御情報と解析結果を照合する（Ｓ１０３）。したがって、監視装置１００Ａおよび監視装置１００Ｂは、ＴＣＰ通信制御情報を共有することが可能となる。

以上の処理が完了すると、監視装置１００Ａは、監視装置１００Ｂに対し応答通知パケットを送信する（Ｓ１０４）。応答通知パケットは、通知パケットを受信してＴＣＰ通信制御情報を共有したことを伝えるパケットである。なお、監視装置１００Ａが、パケット送受信インタフェース１０５で受信したＴＣＰパケットに含まれるＴＣＰ通信制御情報を共有するため、通知パケット生成を並行して行っていた場合、情報を単一のパケットにまとめて送信することでトラフィックや負荷を軽減することが可能となる。

以上の動作により、自装置で収集したＴＣＰ通信制御情報と通知パケットによって得られたＴＣＰ通信制御情報とを統合することにより、監視装置１００Ａは、サーバ１０とクライアント２０間で通信された一連のＴＣＰ通信のシーケンス情報を不足なく得ることが可能となる。同様の動作によって、監視装置１００Ｂも、一連のＴＣＰ通信制御情報を得ることが可能である。

監視装置１００Ａおよび監視装置１００Ｂは、図１７に示したフローに基づいてＴＣＰ通信制御情報に関する処理を行う。
図１７は、本実施の形態を実現するＴＣＰ通信制御におけるデータフローを示す流れ図である。図５と重複する部分の説明は、適宜省略する。
受信したパケットが、他の監視装置１００が送信したＴＣＰ通信制御情報を通知する通知パケットであった場合（Ｓ１０１）、監視装置１００は、通知パケットの解析を行い（Ｓ１０２）、取得情報２０５を更新する。監視装置１００は、取得情報２０５を更新した後、通知パケットを生成する（Ｓ１０４）。
受信したパケットが、通信データである場合、パケットバッファ２０３に格納される。
監視装置１００は、取得情報２０５を参照して、パケットバッファ２０３に格納されたデータに対する処理を決定する（Ｓ１０７）。パケット透過と判断された場合には、パケットの転送が行われる（Ｓ１０９）。

本実施の形態の動作により、監視装置１００Ａ、１００Ｂは、一連の不足のないＴＣＰ通信制御情報を得ることができる。このＴＣＰ通信制御情報を参照することで、監視装置１００Ａ、１００Ｂは、冗長経路においてもＴＣＰ通信制御処理を動作させることができる。

このように、本実施の形態を用いることで、サーバ１０とクライアント２０間の経路が複数存在する場合であっても、ＴＣＰ通信制御処理が正常パケットの廃棄や異常パケットの透過など動作に支障をきたすことなく、単一経路のネットワーク環境で動作させる場合と同様にＴＣＰ通信の監視や制御を行うことが可能となる。

以上のとおり、本実施の形態の構成環境下では、ＴＣＰ通信パケットが往復に異なる経路を通過するような場合でも、経路上の各監視装置の通知パケットによってＴＣＰ通信制御情報が共有される。以上をもって、各監視装置間ではＴＣＰ通信制御情報が不足なく統合されるため、クライアント２０とサーバ１０間で複数の通信経路をとりうるようなネットワーク環境においてＴＣＰ通信制御情報が欠落するためＴＣＰ通信制御が十全に動作しない問題を解決することができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態２では、複数経路上の監視装置１００間でＴＣＰ通信制御情報を共有する手段を提示した。しかし、複数の監視装置１００間でＴＣＰ通信制御情報が共有されるまでには、通知パケットの送受信に要する時間差が存在するため、全ての監視装置１００が、常に最新のＴＣＰ通信制御情報を保持できるわけではない。この状態でのＴＣＰパケット制御は、不完全なＴＣＰ通信制御情報を参照したことによる不完全な動作となる可能性がある。この問題を解決するための、本実施の形態のシステム構成の例を図１８に示す

図１８は、図１２に示した実施の形態２と同様、ＯＳＩ参照モデルのレイヤ３ネットワークであり、クライアント２０とサーバ１０間のＴＣＰ通信は往復それぞれで異なる経路が選択される。監視装置１００Ｃは、クライアント２０からサーバ１０への通信経路上のレイヤ３中継装置である。監視装置１００Ｄは、サーバ１０からクライアント２０への通信経路上のレイヤ３中継装置である。

監視装置１００Ｃ、１００Ｄは、装置上を通過したＴＣＰ通信パケットの情報を収集してＴＣＰ通信を監視する。監視装置１００Ｃ、１００Ｄは、監視結果を通信制御情報として保持するとともに、この情報を用いて装置上を通過するＴＣＰ通信の透過、廃棄などの制御を行う機能を有する。

図１２の監視装置１００Ａ、１００Ｂと同様に、監視装置１００Ｃ、１００Ｄは以下の機能を備える。
監視装置１００Ｃは、記憶部１０１Ｃ、監視部１０２Ｃ、取得情報更新部１０３Ｃおよび通知パケット生成部１０４Ｃを備える。記憶部１０１Ｃは、監視装置１００Ｄから受信した通知パケットを解析して取得情報に反映する。通知パケット生成部１０４Ｃは、取得情報更新部１０３Ｃが収集したＴＣＰ通信制御情報を監視装置１００Ｄと共有するための通知パケットを生成する。監視装置１００Ｃは、監視装置１００ＤのＩＰアドレスを保持している。

監視装置１００Ｄは、記憶部１０１Ｄ、監視部１０２Ｄ、取得情報更新部１０３Ｄおよび通知パケット生成部１０４Ｄを備える。記憶部１０１Ｄは、監視装置１００Ｃから受信した通知パケットを解析して取得情報に反映する。通知パケット生成部１０４Ｄは、取得情報更新部１０３Ｄが収集したＴＣＰ通信制御情報を監視装置１００Ｃと共有するための通知パケットを生成する。監視装置１００Ｄは、監視装置１００ＣのＩＰアドレスを保持している。
監視装置１００Ｃと監視装置１００Ｄは、一組で動作する。

監視装置１００Ｃ、１００Ｄは、図１９に示すアルゴリズムに基づいて動作する。当該アルゴリズムでは、図１６に示した実施の形態２におけるアルゴリズムに加えて、以下の動作を行う。
図１９に示すアルゴリズムでは、ＴＣＰパケットを受信して（Ｓ１０１）、取得情報の更新と（Ｓ１０２）、通知パケットの生成と送信を行った後（Ｓ１０３）、監視部１０２によるパケットの透過や廃棄を即座には実行しない。本アルゴリズムでは、通知パケットを送信した後（Ｓ１０３）、他の監視装置１００から応答パケットを受信するまで、処理中のＴＣＰパケットを保持したままで待機する（Ｓ１０４）。応答パケットを受信できた場合、本アルゴリズムは図１６に示したアルゴリズムと同様に通知パケットの解析を行い（Ｓ１０５）、取得情報を更新する（Ｓ１０６）。

この応答待機によって、本アルゴリズムは、パケット送受信インタフェース１０５がＴＣＰパケットを受信した時点での最新のＴＣＰ通信制御情報を得ることができ、監視装置１００Ｃ、１００Ｄ間で通信制御情報の更新に時間差が生じる問題を解決することができる。

なお、通知パケット送信後の応答待機時間は通信の遅延時間となるため、待機時間が長くなると通信遅延や通信障害に繋がる。そのため、応答待機時間には一定の上限を設け、期間を満了すれば応答がなくともＴＣＰパケット制御処理を実行するか、ＴＣＰパケット制御処理を適用せずにパケット転送処理に進むなどの仕様を定め、通信遅延や通信障害を回避する手段を講じるべきである。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ サーバ
２０ クライアント
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ 監視装置
１０１、１０１Ａ，１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ 取得部（記憶部）
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ 監視部
１０３、１０３Ａ，１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ 取得情報更新部
１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ 通知パケット生成部
１０５ パケット送受信インタフェース
２０３ パケットバッファ
２０４ ＴＣＰ制御情報
２０５ 取得情報
２０１、２０２ 中継装置
４１０ 監視経路
４２０ 冗長経路

Claims (9)

1. 冗長経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を取得情報として取得する取得手段と、
   前記取得情報に基づいて、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する監視手段と、
   を備える監視装置であって、
   前記監視装置は、クライアントからサーバへの通信経路上の中継装置であり、
   前記クライアントと前記サーバの間の通信は、往復それぞれで異なる経路が選択され、
   前記監視経路は、前記クライアントから前記サーバへの通信経路であり、
   前記冗長経路は、前記サーバから前記クライアントへの通信経路である、
   監視装置。
2. 前記監視経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報に基づいて、前記取得情報を更新する取得情報更新手段をさらに備える、
   請求項１に記載の監視装置。
3. 前記監視経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を、通知パケットとして前記冗長経路上の通信監視を行う他の監視装置に送信する通知パケット生成手段をさらに備える、
   請求項２に記載の監視装置。
4. 前記通信制御情報は、データの順番を示す値であるシーケンス番号を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の監視装置。
5. 前記監視装置は、前記通知パケットを送信した後、前記他の監視装置から応答パケットを受信するまで待機する、請求項３に記載の監視装置。
6. 第１の監視装置と第２の監視装置を備える監視システムであって、
   前記第１の監視装置は、
   前記第２の監視装置から冗長経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報
   を取得情報として取得する取得部と、
   前記取得情報に基づいて、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する監視部
   と、を備え、
   前記第１の監視装置は、クライアントからサーバへの通信経路上の中継装置であり、
   前記第２の監視装置は、サーバからクライアントへの通信経路上の中継装置であり、
   前記クライアントと前記サーバの間の通信は、往復それぞれで異なる経路が選択され、
   前記監視経路は、前記クライアントから前記サーバへの通信経路であり、
   前記冗長経路は、前記サーバから前記クライアントへの通信経路である、
   監視システム。
7. 前記第１の監視装置は、
   前記監視経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報に基づいて、前記取得情報を更新する取得情報更新手段をさらに備える、
   請求項６に記載の監視システム。
8. 監視装置が、
   冗長経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報を取得情報として取得し、
   前記取得情報に基づいて、監視経路上の通信パケットの通信フローを監視する、
   監視方法であって、
   前記監視装置は、クライアントからサーバへの通信経路上の中継装置であり、
   前記クライアントと前記サーバの間の通信は、往復それぞれで異なる経路が選択され、
   前記監視経路は、前記クライアントから前記サーバへの通信経路であり、
   前記冗長経路は、前記サーバから前記クライアントへの通信経路である、
   監視方法。
9. 前記監視経路上の通信パケットのヘッダに含まれる通信制御情報に基づいて、前記取得情報を更新する、
   請求項８に記載の監視方法。

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