JP2004343186A - トラフィック分離方法並びにトラフィック分離装置、アドレス情報収集ノード及びトラフィック分離システム装置 - Google Patents
トラフィック分離方法並びにトラフィック分離装置、アドレス情報収集ノード及びトラフィック分離システム装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】IPネットワーク上の主要なバックボーン回線5上における任意の一領域において、バックボーン回線5に生じたトラフィックからピアツーピアアプリケーションが発生したトラフィックをパケット毎のヘッダ情報から特定、分離するトラフィック分離装置1と、複数のノード2,2,…を介して接続される、それぞれピアツーピアアプリケーションを搭載してサーバ及びクライアントの機能を具備するサーバント3,3,…と、同じくクライアントの機能を具備するノードであって接続されたサーバント3,3,…のアドレス情報を取得するアドレス情報収集ノード4,4,…とを具備する特徴的構成手段の採用。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラフィック分離方法並びにトラフィック分離装置、アドレス情報収集ノード及びトラフィック分離システム装置に関し、詳しくは、IPネットワークと、当該IPネットワークの主要なバックボーン回線上における任意の一領域に設置された情報処理手段と、当該IPネットワークに設置されたアドレス情報収集ノードと、ピアツーピアアプリケーションを搭載するサーバントとを有して構成されるネットワークシステムに適用されるトラフィック分離方法、並びにその実施に直接使用されるトラフィック分離装置、アドレス情報収集ノード及びトラフィック分離システム装置に係わる。
【0002】
【従来の技術】
近年、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)やFTTH(Fiber To The Home)等の高速アクセス回線及び定額常時接続環境の普及により、IPネットワーク(IP:Internet Protocol)の利用形態が、WWW(World Wide Web)やFTP(File Transfer Protocol)等に代表されるサーバクライアント型モデルのアプリケーションからピアツーピア(Peer−to−Peer、以下P2Pという)と呼ばれる自律分散型のアプリケーションへ急速に移行しつつある。
【0003】
これに伴い、IPネットワークのバックボーン回線上を送受信されるトラフィックはP2Pアプリケーションが発生するトラフィックが支配的になってきている。
【0004】
一方、インターネットサービスプロバイダ等の通信事業者は、ユーザに提供するIPネットワークサービスの品質向上、及びサービス提供にあたって効率的な設備投資計画を実現することを目的として、当該IPネットワークのバックボーン回線における通信トラフィックの傾向や特性を把握するニーズを常に抱えている。
【0005】
しかしながら、それらのバックボーン回線では、しばしばトラフィック輻輳と呼ばれる事象が発生し、トラフィック輻輳が発生すると通信品質を著しく劣化させてしまう。このような通信品質の劣化は、ユーザ満足度を著しく低下させてしまうため、通信事業者はトラフィック輻輳が発生しないようなネットワーク設計を行う必要がある。
【0006】
同時に、過剰なネットワーク資源の投資は、コストの増加につながり、ひいてはユーザが通信事業者に支払うサービス対価料金に反映されることになる。したがって通信事業者は、上述の品質とコストのトレードオフを勘案した上で効率的なネットワーク設計を行うという課題を抱えている。
【0007】
上記の課題を解決するためには、第一にトラフィックの特性や傾向を性格に把握しなければならず、これにより、トラフィックの輻輳状態を回避しながら、適切なタイミングで設備の投資を行うことが可能となる。
【0008】
従来、IPネットワークのバックボーン回線において支配的であったトラフィックは、主にファイル転送等を目的とするWWWやFTPに代表されるサーバクライアント型アプリケーションにより発生するものであり、一般にWWWで送受信されるファイルのサイズは巾乗の分布に従い、各クライアントがサーバにファイル転送の要求を出すタイミングは互いに無相関であり、その時間間隔は指数分布に従うことが知られている。
【0009】
従って、このWWW等のアプリケーションが支配的であるIPネットワークでは、サーバ及びクライアントの数、転送の対象となるファイルサイズの平均値、ユーザ回線の帯域幅などの情報から、IPネットワークのバックボーン回線で監視されるトラフィックの特性と、輻輳状態に陥らないために必要十分なネットワーク資源を推定することが可能であった。
【0010】
しかしながら、近年支配的になりつつある、P2Pアプリケーションでは、各ユーザはクライアントとサーバの両方の機能を兼ね備えるサーバントと呼ばれるエージェントを用いることで通信を行い、各サーバントは、互いにファイルを交換もしくは共有することを主目的とした通信を行う特徴を有する。
【0011】
このようなアプリケーションで送受信されるファイルのサイズは一般にWWWで送受信されるファイルサイズよりは遥かに大きいこと、及びファイルサイズ分布において、例えば5〜10MB付近及び650MB付近等の特徴的なピークが見られることが知られており、送受信されるファイルサイズの増加は各サーバント同士の通信時間が増加することを意味する。
【0012】
また、IPネットワーク上の偏るところにP2Pサーバントが接続されるため、サーバクライアント型を想定して設計されたネットワーク構造を無視した通信が行われることもあり、ときとして予想外の通信レートで送受信が行われることもあった。
【0013】
これは負荷が集中するWWWサーバでは、サーバの分散やネットワーク側でのトラフィック規制が行われるのに対し、P2Pアプリケーションではそのような制御が一切行われないことが主要因であると考えられ、このようにP2Pアプリケーションが発生するトラフィックの特性はWWWのそれと大きく異なるため、その特性を把握することが通信事業者にとって目下の課題であった。
【0014】
こうした現状に鑑み、IPネットワークのバックボーン回線上で監視されるトラフィックの内、P2Pアプリケーションが発生するトラフィックを同定、解析しようとする試みが例えば下記の非特許文献1、2、3及び4に記載されている。
【0015】
【非特許文献1】
Subhabrata Sen and Jia Wang, ‘Analyzing Peer−to−Peer Traffic Across Large Networks’, ACM SIGCOMM Internet Measurement Workshop 2002, Marseille, France, November 6−8, 2002.
【非特許文献2】
Dave Plonka, ‘UW−Madison Napster Traffic Measurement’[online]. University of Wisconsin − Madison. Retrieved from the Internet : <URL : http://net.doit.wisc.edu/data/Napster/>.
【非特許文献3】
Dave Plonka, ‘An Analysis of Napster and Other IP Flow Sizes’[online]. University of Wisconsin − Madison, 2001. Retrieved from the Internet : <URL : http://net.doit.wisc.edu/ ̄plonka/NATimes/>.
【非特許文献4】
Ellacoya Networks, Inc. ‘Ellacoya IP Service Control System’[online]. Ellacoya Networks, Inc. May 2002. Retrieved from the Internet : <URL : http://www.ellacoya.com/library/papers/IPSCS_Datasheet.pdf>.
【0016】
ここで、非特許文献1には、インターネットサービスプロバイダの主要なバックボーン回線上のトラフィックをパケットレベルで計測し、監視されたIPパケットに記載されるポート番号の情報を用いることによってP2Pアプリケーションを特定する技術が開示されている。
【0017】
これは、現在代表的なP2Pアプリケーションにおいて、サーバントが通信を行う際のポート番号のデフォルト値が一般に公知であることを利用して、これらポート番号のいずれかに含まれるIPパケットがバックボーン回線上に監視された場合、そのパケットはP2Pアプリケーションによって発生されたものとみなす。
【0018】
一方、非特許文献2及び3では、P2Pネットワークにおける中央サーバへの接続を監視することにより、P2Pアプリケーションへの接続を試みたパケット群において、一意的な発信IPアドレス、発信ポート番号、着信ポート番号、プロトコルフィールドの値の組み合わせ(以下IPフローという)を特定し、特定されたIPフローの通信が、予め発見教授的な手法によって想定されたパターンと一致したときに、そのIPフローの通信がP2Pであると同定するものである。
【0019】
したがって、あるネットワークを計測し、ネットワークに参加する各サーバントが所有するファイルを一元的に管理する中央サーバへのアクセスが発見された際に、P2Pトラフィックを特定、分離することが可能となる。
【0020】
他方、非特許文献4では、IPネットワーク上のバックボーン回線においてトラフィックを計測し、IPパケットのペイロード部分の解析を行うことによってP2Pトラフィックを特定する技術が開示されている。
【0021】
ここで、解析されたペイロードのパターンが、予め発見教授的な手法によって様々なP2Pアプリケーションに対して抽出された特定のパターンと一致したときに、そのパケットがP2Pアプリケーションによって発生されたトラフィックであることが特定可能となる。
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の主要なバックボーン回線上においてP2Pアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行う技術、まず、非特許文献1では、P2Pアプリケーションのポート番号のデフォルト値がユーザによって変更が可能であるケースが多く、また最近のP2Pアプリケーションでは、サーバント起動時にランダムでポート番号が割り当てられるようなものが多数存在するために、今後、特定のポート番号に基づきP2Pアプリケーションが発生するトラフィックを特定することは有効ではない。
【0023】
また、非特許文献2及び3では、現在主流であるP2Pアプリケーションには、中央サーバを介さず、サーバント間で情報のやりとりを行うものが少なくなく、さらに、中央サーバのアドレスは流動的に変化するため、中央サーバへのアクセスに基づく手法では、P2Pアプリケーションにより発生されたトラフィックを特定できない可能性がある。
【0024】
続いて、非特許文献4では、通信事業者がプライバシー保護等の理由によりユーザの通信の中味に関与できない場合、ペイロードの情報からマッチングする手法は不可能であり、また、P2Pアプリケーションは日々更新されているため、そのたびにマッチングするためのパターンを随時更新する必要があり、さらに、ペイロードを暗号化するP2Pアプリケーションには対応することが不可能であった。
【0025】
ここにおいて、本発明の解決すべき主要な目的は、次のとおりである。
【0026】
即ち、本発明の第1の目的は、IPネットワークのバックボーン回線上に発生するトラフィックに対して、各IPパケットに記載されたポート番号やペイロードに依存することなく、P2Pアプリケーションが発生するトラフィックを特定、分離することの可能なトラフィック分離方法並びにトラフィック分離装置、アドレス情報収集ノード及びトラフィック分離システム装置を提供せんとするものである。
【0027】
本発明の第2の目的は、IPネットワークのバックボーン回線上に発生するトラフィックに対して、P2Pネットワークにおける中央サーバの情報に依存することなく、P2Pアプリケーションが発生するトラフィックを特定、分離することの可能なトラフィック分離方法並びにトラフィック分離装置、アドレス情報収集ノード及びトラフィック分離システム装置を提供せんとするものである。
【0028】
本発明の他の目的は、明細書、図面、特に特許請求の範囲の各請求項の記載から、自ずと明らかになろう。
【0029】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明方法においては、バックボーン回線上を伝送するパケットのヘッダ情報を解析するとともに、サーバントが構成するピアツーピアネットワーク上において、接続された当該サーバントのアドレス情報を取得し、当該ヘッダ情報と当該アドレス情報とを対照比較して、バックボーン回線に生じた全トラフィックからピアツーピアアプリケーションが発生したトラフィックを特定、分離する、という特徴的構成手法を講じる。
【0030】
一方、本発明装置においては、バックボーン回線上を伝送するパケットのヘッダ情報を解析し、当該ヘッダ情報からパケット毎に、少なくとも発信IPアドレス、着信IPアドレスを取得するヘッダ解析手段と、当該ヘッダ解析手段により取得されたヘッダ情報を、対応するパケット毎に蓄積していくトラフィックデータ収集手段と、別途ピアツーピアネットワーク上に接続されたサーバントのIPアドレスを取得し一元的に収集、蓄積して、当該IPアドレスとトラフィックデータ収集手段のパケット毎に蓄積されたヘッダ情報とを対照比較し、合致するヘッダ情報を抽出するトラフィック特定・分離手段と、を具備させる、という特徴的構成手段を講じる。
【0031】
また、本発明ノードにおいては、サーバントから送信されたパケットのヘッダ情報を解析し、当該ヘッダ情報からIPアドレスを取得するヘッダ解析部と、当該IPアドレスを蓄積するピアツーピアアドレスデータベースとを具備させる、という特徴的構成手段を講じる。
【0032】
他方、本発明システム装置においては、上記本発明装置及び本発明ノードを具備させる、という特徴的構成手段を講じる。
【0033】
さらに、具体的詳細に述べると、当該課題の解決では、本発明が次に列挙する上位概念から下位概念に亙る新規な特徴的構成手法又は手段を採用することにより、前記目的を達成するようなされる。
【0034】
即ち、本発明方法の第1の特徴は、IPネットワークの主要なバックボーン回線上における任意の一領域に設置された情報処理手段において、当該バックボーン回線上に生じた全トラフィックから、サーバントに搭載されたピアツーピアアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行うためのトラフィック分離方法であって、前記バックボーン回線上を伝送するパケットのヘッダ情報を解析するとともに、前記サーバントが構成するピアツーピアネットワーク上において、接続された当該サーバントのアドレス情報を取得し、当該ヘッダ情報と当該アドレス情報とを対照比較して、前記バックボーン回線に生じた全トラフィックから前記ピアツーピアアプリケーションが発生したトラフィックを特定、分離してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0035】
本発明方法の第2の特徴は、上記本発明方法の第1の特徴における前記アドレス情報の取得を、前記ピアツーピアネットワークにクライアントとして参加接続して、当該ピアツーピアネットワークに接続された前記サーバントの前記アドレス情報を監視して取得してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0036】
本発明方法の第3の特徴は、上記本発明方法の第1又は第2の特徴における前記トラフィックの特定、分離を、先に、前記バックボーン回線上を伝送するパケット毎に対応する前記ヘッダ情報と、別途前記ピアツーピアネットワーク上において取得した前記アドレス情報とを対照比較して、複数の前記ヘッダ情報中から前記アドレス情報と合致するもののみ抽出、記録することにより、前記ピアツーピアアプリケーションが発生した前記トラフィックを特定、分離してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0037】
本発明方法の第4の特徴は、上記本発明方法の第1、第2又は第3の特徴における前記アドレス情報の取得を、前記サーバントから送信されたパケットのヘッダ情報を解析し、その解析された前記ヘッダ情報から前記サーバントのIPアドレスを取得してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0038】
本発明方法の第5の特徴は、上記本発明方法の第1、第2、第3又は第4の特徴における前記アドレス情報の取得を、前記ピアツーピアネットワーク上において監視された前記アドレス情報中においてユニークな前記アドレス情報のみ選択取得してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0039】
本発明方法の第6の特徴は、上記本発明方法の第1、第2、第3、第4又は第5の特徴における前記アドレス情報の取得を、前記IPネットワーク上の広域に渡って複数設置されたノードにて、前記ピアツーピアネットワーク上において監視された前記アドレス情報を取得してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0040】
本発明方法の第7の特徴は、上記本発明方法の第1、第2、第3、第4、第5又は第6の特徴における前記情報処理手段を、予め設定された任意の周期が到来する毎に前記アドレス情報を取得するとともに、取得した前記アドレス情報を当該周期毎に更新してなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0041】
本発明方法の第8の特徴は、上記本発明方法の第1、第2、第3、第4、第5、第6又は第7の特徴における前記ヘッダ情報の解析を、前記パケットが具備する前記ヘッダ情報から当該パケット毎に、タイムスタンプ情報、発信IPアドレス、着信IPアドレス、発信ポート番号、着信ポート番号及びパケットサイズの解析を行ってなる、トラフィック分離方法の構成採用にある。
【0042】
一方、本発明装置の第1の特徴は、IPネットワークの主要なバックボーン回線上において、当該バックボーン回線上に生じた全トラフィックから、サーバントに搭載されたピアツーピアアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行うための情報処理手段であって、前記バックボーン回線上を伝送するパケットのヘッダ情報を解析し、当該ヘッダ情報から前記パケット毎に、少なくとも発信IPアドレス、着信IPアドレスを取得するヘッダ解析手段と、当該ヘッダ解析手段により取得された前記ヘッダ情報を、対応するパケット毎に蓄積していくトラフィックデータ収集手段と、別途ピアツーピアネットワーク上に接続された前記サーバントのIPアドレスを取得し一元的に収集、蓄積して、当該IPアドレスと前記トラフィックデータ収集手段のパケット毎に蓄積された前記ヘッダ情報とを対照比較し、合致する前記ヘッダ情報を抽出するトラフィック特定・分離手段と、を具備してなる、トラフィック分離装置の構成採用にある。
【0043】
本発明装置の第2の特徴は、上記本発明装置の第1の特徴における前記トラフィックデータ収集手段が、前記ヘッダ解析手段により取得された前記ヘッダ情報を、前記パケット毎に記録保持するバックボーントラフィックデータベースを具備してなる、トラフィック分離装置の構成採用にある。
【0044】
本発明装置の第3の特徴は、上記本発明装置の第1又は第2の特徴における前記トラフィック特定・分離手段が、収集した前記サーバントの前記IPアドレスの中から、ユニークなIPアドレスのみ選択取得し、一元的に蓄積する集約ピアツーピアアドレスデータベースを具備してなる、トラフィック分離装置の構成採用にある。
【0045】
本発明装置の第4の特徴は、上記本発明装置の第1、第2又は第3の特徴における前記トラフィック特定・分離手段が、前記トラフィックデータ収集手段がパケット毎に蓄積する前記ヘッダ情報に対し、当該ヘッダ情報中の前記発信IPアドレスと前記着信IPアドレスのいずれもが、受信した前記サーバントの前記IPアドレスと合致する前記ヘッダ情報のみを抽出して蓄積するピアツーピアトラフィックデータベースを具備してなる、トラフィック分離装置の構成採用にある。
【0046】
本発明装置の第5の特徴は、上記本発明装置の第1、第2、第3又は第4の特徴における前記トラフィック特定・分離手段が、予め設定された任意の周期が到来する毎に前記サーバントの前記IPアドレスを収集して、当該周期に基づき前記IPアドレスを更新可能に機能構成されてなる、トラフィック分離装置の構成採用にある。
【0047】
また、本発明ノードの第1の特徴は、IPネットワークの主要なバックボーン回線上において当該バックボーン回線上に生じた全トラフィックから、サーバントに搭載されるピアツーピアアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行うために、前記サーバントが構成するピアツーピアネットワーク上に接続配置されたアドレス情報収集ノードであって、前記サーバントから送信されたパケットのヘッダ情報を解析し、当該ヘッダ情報からIPアドレスを取得するヘッダ解析部と、当該IPアドレスを蓄積するピアツーピアアドレスデータベースとを具備してなる、アドレス情報収集ノードの構成採用にある。
【0048】
本発明ノードの第2の特徴は、上記本発明ノードの第1の特徴における前記アドレス情報収集ノードが、前記ピアツーピアネットワークにクライアントとして参加接続するクライアント機能部を具備して、前記アドレス情報収集ノードにおいて、前記サーバントから送信される前記パケットを監視可能に機能構成されてなる、アドレス情報収集ノードの構成採用にある。
【0049】
本発明ノードの第3の特徴は、上記本発明ノードの第1又は第2の特徴における前記ピアツーピアアドレスデータベースが、蓄積する前記IPアドレスを、事前に設定された周期が到来する毎に出力可能に機能構成されてなる、アドレス情報収集ノードの構成採用にある。
【0050】
本発明ノードの第4の特徴は、上記本発明ノードの第1、第2又は第3の特徴における前記ピアツーピアアドレスデータベースが、予め設定された周期が到来する毎に蓄積する前記IPアドレスを更新可能に構成されてなる、アドレス情報収集ノードの構成採用にある。
【0051】
他方、本発明システム装置の第1の特徴は、IPネットワークと、当該IPネットワークの主要なバックボーン回線上における任意の一領域に設置されたトラフィック分離装置と、当該IPネットワークに設置されたアドレス情報収集ノードと、ピアツーピアアプリケーションを搭載するサーバントとを有して構成されるトラフィック分離システム装置であって、前記トラフィック分離装置が、上記本発明装置における第1、第2、第3、第4又は第5の特徴におけるトラフィック分離装置であって、前記アドレス情報収集ノードが、上記本発明ノードにおける第1、第2、第3又は第4の特徴におけるアドレス情報収集ノードである、トラフィック分離システム装置の構成採用にある。
【0052】
本発明システム装置の第2の特徴は、上記本発明システム装置の第1の特徴における前記トラフィック分離装置と前記アドレス情報収集ノードが、前記アドレス情報収集ノードが前記サーバントから取得したIPアドレスを、予め設定された周期が到来する毎に、前記トラフィック分離装置に出力可能に機能構成されてなる、トラフィック分離システム装置の構成採用にある。
【0053】
本発明システム装置の第3の特徴は、上記本発明システム装置の第1又は第2の特徴における前記アドレス収集ノードが、前記IPネットワーク上の広域に渡って複数設置されて、前記サーバントとともに前記ピアツーピアネットワークを構成してなる、トラフィック分離システム装置の構成採用にある。
【0054】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、添付図面を参照しつつ、その装置例及びこれに対応する方法例を説明する。
【0055】
(装置例)
まず、図1は、本発明の装置例に係るトラフィック分離システム装置のネットワーク構成図である。
【0056】
同図に示すように、本装置例に係るトラフィック分離システム装置αは、IPネットワーク上に、情報処理手段をなすトラフィック分離装置1と、ルータ等からなる複数のノード2,2,…を介して接続される、それぞれP2Pアプリケーションを搭載してサーバ及びクライアントの機能を具備する端末装置等からなるサーバント3,3,…と、同じくクライアントの機能を具備するノードであるアドレス情報収集ノード4,4,…とを有して構成される。
【0057】
ここで、トラフィック分離装置1はIPネットワークにおける主要なバックボーン回線5上における任意の一領域に設置されるものであり、ネットワークを中継するルータ等のノード2,2,…を介して、サーバント3,3,…及びアドレス情報収集ノード4,4,…はバックボーン回線5に接続されて、それぞれ相互にパケットを送受信可能に構築される。
【0058】
サーバント3,3,…は、P2Pアプリケーションに基づくサーバント3,3,…間で構成されるP2P通信を行う際に、ノード2,2,…を介してサーバント3,3,…と同様にピアとしてP2P通信に参加接続するアドレス情報収集ノード4,4,…において、例えばIPアドレス等のアドレス情報のパケット送信を監視して、アドレス情報収集ノード4,4,…は、このIPアドレスを、予め設定された周期が到来する毎に、トラフィック分離装置1に送信可能に機能構成される。
【0059】
また、アドレス情報収集ノード4,4,…は、例えば、IPネットワーク上の広域に渡って複数設置されて、サーバント3,3,…とともにP2Pネットワークに参加接続するとともに、受信されるサーバント3,3,…から送信されるパケットを経時的に監視可能に機能構成する。
【0060】
次に、図2は、図1に示したトラフィック分離装置1の機能構成図であり、図3〜図5は、それぞれ、図2に示されるバックボーントラフィックデータベース、集約P2Pアドレスデータベース、及びP2Pトラフィックデータベースに登録される各データの例を示す図である。
【0061】
同図に示すように、本装置例に係るトラフィック分離装置1は、パケット受信部6と、ヘッダ解析部(本発明にいう「ヘッダ解析手段」)7と、トラフィックデータ収集部(本発明にいう「トラフィックデータ収集手段」)8と、トラフィック特定・分離部(本発明にいう「トラフィック特定・分離手段」)9と、パケット送信部10とを有して構成される。
【0062】
パケット受信部6は、バックボーン回線5のトラフィックとして、バックボーン回線5に生じたパケットを受信して、当該パケットのコピーを生成し、そのコピーされたパケットをヘッダ解析部7とパケット送信部10とに与えるものである。
【0063】
ヘッダ解析部7は、パケット受信部6から与えられたパケットのヘッダ情報を解析して、このヘッダ情報から、少なくとも発信IPアドレス及び着信IPアドレス(以下、この両者をまとめて「発/着IPアドレス」という)と、併せて例えば、タイムスタンプ情報と、発信ポート番号及び着信ポート番号(以下、この両者をまとめて「発/着ポート番号」という)と、同パケットのサイズをバイト数で表した情報(以下、「パケットサイズ」という)とを取得する機能手段であり、これら各ヘッダ情報をトラフィックデータ収集部8に与えるものである。
【0064】
トラフィックデータ収集部8は、ヘッダ解析部7で取得されたヘッダ情報を、対応するパケット毎に蓄積して、バックボーン回線5に生じた全トラフィックを、受信したパケットに基づき収集する機能手段であり、P2Pアプリケーションが発生させたトラフィックに係わらず、バックボーン回線5に生じた全てのトラフィックを収集するものである。
【0065】
このトラフィックデータ収集部8は、例えば、このヘッダ情報から解析されたタイムスタンプ、発/着IPアドレス、発/着ポート番号、プロトコルフィールド、パケットサイズ等をパケット毎に記録保持するバックボーントラフィックデータベース8a(図3参照)を具備して、このヘッダ情報をトラフィック特定・分離部9からアクセス可能に管理される。
【0066】
トラフィック特定・分離部9は、アドレス情報収集ノード4,4,…から送信されたサーバント3,3,…のIPアドレスを経時的に取得して、一元的に収集、蓄積を行い、このIPアドレスと、バックボーントラフィックデータベース8aがパケット毎に保持するヘッダ情報とを対照比較する機能手段である。
【0067】
ここで、トラフィック特定・分離部9は、アドレス情報収集ノード4,4,…から受信したサーバント3,3,…のそれぞれのIPアドレスを、例えば、集約IPアドレスとしてユニークなIPアドレスのみを選択的に蓄積して一元的に収集、管理する、集約P2Pアドレスデータベース9a(図4参照)を具備して構成される。
【0068】
また、トラフィック特定・分離部9は、バックボーントラフィックデータベース8aに記録されたパケット毎のヘッダ情報にアクセスして、このヘッダ情報中の発/着IPアドレスの両者が、集約P2Pアドレスデータベース9aに蓄積されたサーバント3,3,…のそれぞれのIPアドレスと合致するもののみを抽出する機能手段である。
【0069】
例えば、バックボーントラフィックデータベース8aの保持する、図3の1行目に記録されたパケットの発/着IPアドレスはそれぞれ、「192.168.14.227」、「192.168.242.165」であるが、これらIPアドレスはいずれも集約P2Pアドレスデータベース9aの保持する図4で示す集約IPアドレスに記録されたものであるから、該当する図3の1行目に記録されたパケットはP2Pアプリケーションが発生したトラフィックであるとみなすことができる。
【0070】
そのため、バックボーン回線5上に発生する全トラフィックについてP2Pアプリケーションにより発生するトラフィックを特定することが可能となり、その抽出されたヘッダ情報を蓄積するP2Pトラフィックデータベース9b(図5参照)を具備して構成されることにより、P2Pアプリケーションが発生するトラフィックの分離を可能とするものである。
【0071】
ここで、例えば、P2Pアプリケーションにより発生したトラフィックであるとみなされた図3の1行目に記載されたパケットのヘッダ情報は、図5の1行目に示すようにP2Pトラフィックデータベース9bに記録、抽出されてP2Pアプリケーションにより発生したトラフィックとして特定・分離される。
【0072】
このP2Pアプリケーションにより発生されたトラフィックを分離、記録したP2Pトラフィックデータベース9bは、図示しない出力手段により全トラフィックから分離されたP2Pアプリケーションのトラフィックを示すデータとして任意に出力可能に構築されるものである。
【0073】
なお、バックボーントラフィックデータベース8aは、予め設定された任意の周期が到来するまで受信するパケット毎のヘッダ情報を蓄積して、蓄積された全てのヘッダ情報がトラフィック特定・分離部9によりトラフィックの特定・分離が完了した後に、随時更新されて新規にデータを記録可能に構築されても構わない。
【0074】
同様に、集約P2Pアドレスデータベース9aについても、予め設定された周期毎に更新可能にデータを保持可能に構築されて、P2Pトラフィックデータベース9bもまた、予め周期が設定されて、当該周期に基づき、順次記録されたデータを消去、更新可能に構築されても構わない。
【0075】
パケット送信部10は、パケット受信部6がバックボーン回線5から受信したパケットを受信して、当該バックボーン回線5に向けて送信するものである。
【0076】
続いて、図6は、図1に示したアドレス情報収集ノード4の機能構成図であり、図7は、図6に示されるP2Pアドレスデータベースに登録される各データの例を示す図である。
【0077】
同図に示すように、本装置例に係るアドレス情報収集ノード4は、パケット受信部4aと、ヘッダ解析部(本発明にいう「ヘッダ解析手段」)4bと、P2Pアドレスデータベース4cと、クライアント機能部4dと、パケット送信部4eとを有して構成される。
【0078】
パケット受信部4aは、IPネットワーク上でサーバント3,3,…がP2Pアプリケーションのサーバ、クライアントの機能により接続されて構成するP2PネットワークNから、任意に接続される接続回線を介してパケットを受信して、コピーを生成し、そのコピーされたパケットをヘッダ解析部4bとクライアント機能部4dとに与えるものである。
【0079】
ヘッダ解析部4bは、パケット受信部4aから与えられた、サーバント3,3,…から送信されたパケットのヘッダ情報を解析して、このヘッダ情報から、少なくとも、サーバント3,3,…それぞれのIPアドレスを取得する機能手段であり、このIPアドレスをP2Pアドレスデータベース4cに与えるものである。
【0080】
P2Pアドレスデータベース4cは、ヘッダ解析部4bから与えられたIPアドレスを蓄積して、このサーバント3,3,…が持つIPアドレスを観測アドレスとして蓄積する(図7参照)ものであり、P2Pアドレスデータベース4cに蓄積されたIPアドレスは、予め設定された周期が到来する毎に、トラフィック分離装置1の例えば集約P2Pアドレスデータベース9aに与えるものである。
【0081】
ここで、P2Pアドレスデータベース4cは、例えば、予め設定された周期が到来するまでサーバント3,3,…のIPアドレスを蓄積して、当該周期毎にトラフィック分離装置1に出力して、出力後には再度、新規にIPアドレスを蓄積可能に構築されても構わない。
【0082】
例えば、P2Pアドレスデータベース4cは、P2PネットワークNに接続されるサーバント3,3,…のIPアドレスを監視して、このサーバント3,3,…のIPアドレスを図7に示すような観測IPアドレスとして収集するものであり、この観測アドレスを定期的にトラフィック分離装置1の集約P2Pアドレスデータベース9aに与える。
【0083】
一方、集約P2Pアドレスデータベース9aにおいて、例えば、受信した観測アドレスから一意的なIPアドレス群についてのみ図4に示すような集約P2Pアドレスデータベース9aに蓄積、記録するように機能構築されても構わない。
【0084】
続いて、クライアント機能部4dは、パケット受信部4aを介してサーバント3,3,…からパケットを受信する機能手段であるが、P2Pアプリケーションに基づくクライアントの機能を具備するものであり、P2PネットワークN上に存在するサーバント3,3,…の具備するP2Pアプリケーションにより発生するトラフィックのパケットを監視可能として、この送信されたパケットをパケット送信部4eに与えるものである。
【0085】
したがって、クライアント機能部4dにより、アドレス情報収集ノード4は、トラフィック特定、分離の対象となるP2PアプリケーションのクライアントとしてP2PネットワークNに接続参加可能に機能構成されて、サーバント3,3,…が送信するパケットを監視して受信することが可能となる。
【0086】
パケット送信部4eは、クライアント機能部4eの機能手段によるP2Pアプリケーションのクライアントとしての通信をP2PネットワークNに存在するサーバント3,3,…に対して送信する機能手段である。
【0087】
(方法例)
続いて、以上のように構成された装置例に係るトラフィック分離システム装置αにより実施されるトラフィック分離方法の具体例を説明する。
【0088】
図8は、図2に示したトラフィック分離装置1におけるトラフィックデータ収集処理の一動作例を説明するためのフローチャートである。
【0089】
同図に示すように、まず、本方法例においては、トラフィック分離装置1において、パケット受信部6が、バックボーン回線5に発生するパケットを受信して(ST1)、受信したパケットをヘッダ解析部7に出力して当該パケット毎にヘッダ情報の解析を行う(ST2)。
【0090】
ここで、バックボーン回線5上に生じたトラフィックの一部として解析されたパケットのヘッダ情報から、例えば、タイムスタンプ、発/着IPアドレス、発/着ポート番号、プロトコルフィールド及びパケットサイズ等が、例えば、図3に示すように解析されたパケット毎に、バックボーントラフィックデータベース8aに記録される(ST3)。
【0091】
なお、以上のST1乃至ST3はバックボーン回線5にパケットが発生する度に繰り返されて全トラフィックを収集するものであるが、例えば、予めトラフィックを収集する時間間隔を設定しても構わず、設定された周期毎にバックボーントラフィックデータベース8aを更新するように設定されても構わない。
【0092】
一方、図9は、図6に示したアドレス情報収集ノード4におけるアドレス情報収集処理の一動作例を説明するためのフローチャートである。
【0093】
同図に示しように、本方法例において、別途P2Pアプリケーションを搭載するサーバント3,3,…のアドレス情報を収集するものであり、まず、クライアント機能部4dの機能処理に基づきP2PネットワークNに接続参加して、サーバント3からのパケットをパケット受信部4aにて受信して(ST11)、このパケットのヘッダ情報をヘッダ解析部4bにより解析する(ST12)。
【0094】
解析されたヘッダ情報は、例えば送信元IPアドレス等のパケット送信元となるサーバント3のアドレス情報、例えば、図7に示すようにアドレス情報収集ノード4にて監視されたサーバント3毎の観測アドレスを、P2Pアドレスデータベース4cに蓄積し(ST13)、例えばここで、アドレス情報収集ノード4内にて予め設定された周期に基づく、P2Pアドレスデータベース4cの更新期間内であるかどうかを図示しないタイマー手段により確認する(ST14)。
【0095】
ST14にて、タイマー手段が更新期間内であれば、以上のST11乃至ST14までのP2Pアドレスデータベース4cへの書き込み処理を行うことで、処理を終了ものである(ST18)が、タイマー手段が更新期間内でない場合、P2Pアドレスデータベース4cに蓄積されたデータをトラフィック分離装置1が具備する集約P2Pアドレスデータベース9aに送信する(ST15)。
【0096】
ST15の後、アドレス情報収集ノード4内の図示しないタイマー手段の周期設定をリセットして(ST16)、P2Pアドレスデータベース4cから既に出力のなされたデータを消去して、新規に再度アドレス情報の蓄積を可能に更新して(ST17)、サーバント3,3,…のアドレス情報の収集処理を終了する(ST18)。
【0097】
ここで、ST14において、タイマー手段を用いてP2Pアドレスデータベース4cに記録されるデータの制限及び、出力を行ったが、記録、出力の契機となるトリガーは任意なものであり、適宜設定されて構わない。
【0098】
また、ST15によりトラフィック分離装置1の集約P2Pアドレスデータベース9aに出力された、例えば、IPアドレス等のアドレス情報は、そのまま集約P2Pアドレスデータベース9aに記録されても構わないが、トラフィック分離装置1の具備するトラフィック特定・分離部9において受信した、例えば、図7に示した複数の観測アドレスから、図4に示すようなユニークなIPアドレスのみ選択取得しても構わない。
【0099】
ここで、図4に示した集約IPアドレスは、複数のアドレス情報収集ノード4によって収集されたIPアドレスを一元管理することにより、多くのサーバント3,3,…のIPアドレスを保持して、より多くのP2Pアプリケーションにより発生するトラフィックの特定・分離を可能とするものである。
【0100】
続いて、図10は、図2に示したトラフィック分離装置1におけるトラフィック特定・分離処理の一動作例を説明するためのフローチャートである。
【0101】
同図に示すように、ST1乃至ST4及びST11乃至ST18等により、バックボーントラフィックデータベース8a及び集約P2Pアドレスデータベース9aにデータが記録された後に、予め設定された周期に基づき、まず、蓄積されたバックボーントラフィックデータベース8aを参照する(ST21)。
【0102】
例えば、図3に示すようなパケット毎に蓄積されたヘッダ情報を順次参照して、図3の1行目に示すパケットのヘッダ情報の発/着IPアドレスが、集約P2Pアドレスデータベース9aの、例えば、図4に示すような集約IPアドレスに存在するか確認して(ST22)、例えば、図4の1行目及び2行目のように、存在する場合、参照の対象となったパケットはサーバント3,3,…間で行われた通信のものであることから、P2Pアプリケーションにより発生したトラフィックであることが特定される。
【0103】
ここで、例えば、図3の1行目に示したパケットのヘッダ情報の、少なくとも発/着IPアドレスと、他に例えば、タイムスタンプ、発/着ポート番号及びパケットサイズ等をP2Pトラフィックデータベース9bに、例えば、図5に示すように記録して、P2Pアプリケーションにより発生したトラフィックの分離を行う(ST23)。ここで、P2Pアプリケーションにより発生したトラフィックが分離、記録されたP2Pトラフィックデータベース9bは、任意に出力可能に設定されて構わない。
【0104】
一方、ST22において、例えば、図3の2行目に示したパケットのように、参照したパケットの発/着IPアドレスの両者又はいずれかが、図4に示した集約P2Pアドレスデータベース22に存在しない場合には、そのパケットに関するヘッダ情報を無視して、バックボーントラフィックデータベース8aが保持する全てのヘッダ情報を参照したものであるか確認して(ST25)、他のパケットに基づくヘッダ情報があれば、再度ST22からの処理を繰り返す。
【0105】
ST25において、バックボーントラフィックデータベース8aが保持する全てのデータを参照したものであることが確認されたときには、ここで、バックボーントラフィックデータベース8aに記録されたデータをクリアして、再度新規に蓄積可能に更新しても構わない(ST26)。
【0106】
なお、ST22においてあるパケットについて、P2Pアプリケーションにより発生したトラフィックであることを特定する際に、アドレス情報収集ノード4,4,…にて収集されたサーバント3,3,…の例えばIPアドレス等のアドレス情報を用いるものであるから、単一のアドレス情報収集ノード4では、当該P2PネットワークNに存在するサーバント3,3,…のアドレス情報を必ずしも全て網羅して収集可能なものではなく、アドレス情報収集ノード4,4,…はIPネットワークの広域な範囲に複数配置して、P2PネットワークNに接続することで、より正確な特定・分離を行うことが可能である。
【0107】
以上、本発明の実施の形態につき、その装置例及びこれに対応する方法例を挙げて説明したが、本発明は、必ずしも上述した手段及び手法にのみ限定されるものではなく、本発明にいう目的を達成し、後述の効果を有する範囲内において、適宜、変更実施可能なものである。
【0108】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、IPネットワークのバックボーン回線上に発生するトラフィックに対して、各IPパケットに記載された特定のポート番号、ペイロードに依存することなく、P2Pアプリケーションが発生するトラフィックを特定、分離することが可能であることから、バックボーン回線上に発生するトラフィックの同定、解析によってトラフィックの特性把握が実現されるようになる。
【0109】
また、P2Pネットワークに設置されて各サーバントが所有するファイルを一元的に管理する中央サーバの情報を用いるものではないことから、そのIPアドレスが流動的あるいは設置されない中央サーバに依存することなく、バックボーン回線上にP2Pアプリケーションが発生するトラフィックを特定、分離可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の装置例に係るトラフィック分離システム装置のネットワーク構成図である。
【図2】図1に示したトラフィック分離装置の機能構成図である。
【図3】図2に示したバックボーントラフィックデータベースに登録されるデータの例である。
【図4】同上、集約P2Pアドレスデータベースに登録されるデータの例である。
【図5】同上、P2Pトラフィックデータベースに登録されるデータの例である。
【図6】図1に示したアドレス情報収集ノードの機能構成図である。
【図7】図6に示したP2Pアドレスデータベースに登録されるデータの例である。
【図8】図2に示したトラフィック分離装置におけるトラフィックデータ収集処理の一動作例を説明するためのフローチャートである。
【図9】図6に示したアドレス情報収集ノードにおけるアドレス情報収集処理の一動作例を説明するためのフローチャートである。
【図10】図2に示したトラフィック分離装置におけるトラフィック特定・分離処理の一動作例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
α…トラフィック分離システム装置
1…トラフィック分離装置
2…ノード
3…サーバント
4…アドレス情報収集ノード
4a…パケット受信部
4b…ヘッダ解析部
4c…P2Pアドレスデータベース
4d…クライアント機能部
4e…パケット送信部
5…バックボーン回線
6…パケット受信部
7…ヘッダ解析部
8…トラフィックデータ収集部
8a…バックボーントラフィックデータベース
9…トラフィック特定・分離部
9a…集約P2Pアドレスデータベース
9b…P2Pトラフィックデータベース
10…パケット送信部
N…P2Pネットワーク
Claims (20)
- IPネットワークの主要なバックボーン回線上における任意の一領域に設置された情報処理手段において、当該バックボーン回線上に生じた全トラフィックから、サーバントに搭載されたピアツーピアアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行うためのトラフィック分離方法であって、
前記バックボーン回線上を伝送するパケットのヘッダ情報を解析するとともに、
前記サーバントが構成するピアツーピアネットワーク上において、接続された当該サーバントのアドレス情報を取得し、
当該ヘッダ情報と当該アドレス情報とを対照比較して、
前記バックボーン回線に生じた全トラフィックから前記ピアツーピアアプリケーションが発生したトラフィックを特定、分離する、
ことを特徴とするトラフィック分離方法。 - 前記アドレス情報の取得は、
前記ピアツーピアネットワークにクライアントとして参加接続して、
当該ピアツーピアネットワークに接続された前記サーバントの前記アドレス情報を監視して取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載のトラフィック分離方法。 - 前記トラフィックの特定、分離は、
先に、前記バックボーン回線上を伝送するパケット毎に対応する前記ヘッダ情報と、別途前記ピアツーピアネットワーク上において取得した前記アドレス情報とを対照比較して、
複数の前記ヘッダ情報中から前記アドレス情報と合致するもののみ抽出、記録することにより、前記ピアツーピアアプリケーションが発生した前記トラフィックを特定、分離する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のトラフィック分離方法。 - 前記アドレス情報の取得は、
前記サーバントから送信されたパケットのヘッダ情報を解析し、
その解析された前記ヘッダ情報から前記サーバントのIPアドレスを取得する、
ことを特徴とする請求項1、2又は3に記載のトラフィック分離方法。 - 前記アドレス情報の取得は、
前記ピアツーピアネットワーク上において監視された前記アドレス情報中においてユニークな前記アドレス情報のみ選択取得する、
ことを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載のトラフィック分離方法。 - 前記アドレス情報の取得は、
前記IPネットワーク上の広域に渡って複数設置されたノードにて、前記ピアツーピアネットワーク上において監視された前記アドレス情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に記載のトラフィック分離方法。 - 前記情報処理手段は、
予め設定された任意の周期が到来する毎に前記アドレス情報を取得するとともに、
取得した前記アドレス情報を当該周期毎に更新する、
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6に記載のトラフィック分離方法。 - 前記ヘッダ情報の解析は、
前記パケットが具備する前記ヘッダ情報から当該パケット毎に、タイムスタンプ情報、発信IPアドレス、着信IPアドレス、発信ポート番号、着信ポート番号及びパケットサイズの解析を行う、
ことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載のトラフィック分離方法。 - IPネットワークの主要なバックボーン回線上において、当該バックボーン回線上に生じた全トラフィックから、サーバントに搭載されたピアツーピアアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行うための情報処理手段であって、
前記バックボーン回線上を伝送するパケットのヘッダ情報を解析し、当該ヘッダ情報から前記パケット毎に、少なくとも発信IPアドレス、着信IPアドレスを取得するヘッダ解析手段と、
当該ヘッダ解析手段により取得された前記ヘッダ情報を、対応するパケット毎に蓄積していくトラフィックデータ収集手段と、
別途ピアツーピアネットワーク上に接続された前記サーバントのIPアドレスを取得し一元的に収集、蓄積して、当該IPアドレスと前記トラフィックデータ収集手段のパケット毎に蓄積された前記ヘッダ情報とを対照比較し、合致する前記ヘッダ情報を抽出するトラフィック特定・分離手段と、を具備する、
ことを特徴とするトラフィック分離装置。 - 前記トラフィックデータ収集手段は、
前記ヘッダ解析手段により取得された前記ヘッダ情報を、前記パケット毎に記録保持するバックボーントラフィックデータベースを具備する、
ことを特徴とする請求項9に記載のトラフィック分離装置。 - 前記トラフィック特定・分離手段は、
収集した前記サーバントの前記IPアドレスの中から、ユニークなIPアドレスのみ選択取得し、一元的に蓄積する集約ピアツーピアアドレスデータベースを具備する、
ことを特徴とする請求項9又は10に記載のトラフィック分離装置。 - 前記トラフィック特定・分離手段は、
前記トラフィックデータ収集手段がパケット毎に蓄積する前記ヘッダ情報に対し、当該ヘッダ情報中の前記発信IPアドレスと前記着信IPアドレスのいずれもが、受信した前記サーバントの前記IPアドレスと合致する前記ヘッダ情報のみを抽出して蓄積するピアツーピアトラフィックデータベースを具備する、
ことを特徴とする請求項9、10又は11に記載のトラフィック分離装置。 - 前記トラフィック特定・分離手段は、
予め設定された任意の周期が到来する毎に前記サーバントの前記IPアドレスを収集して、当該周期に基づき前記IPアドレスを更新可能に機能構成される、ことを特徴とする請求項9、10、11又は12に記載のトラフィック分離装置。 - IPネットワークの主要なバックボーン回線上において当該バックボーン回線上に生じた全トラフィックから、サーバントに搭載されるピアツーピアアプリケーションが発生するトラフィックの分離を行うために、前記サーバントが構成するピアツーピアネットワーク上に接続配置されたアドレス情報収集ノードであって、
前記サーバントから送信されたパケットのヘッダ情報を解析し、当該ヘッダ情報からIPアドレスを取得するヘッダ解析部と、
当該IPアドレスを蓄積するピアツーピアアドレスデータベースとを具備する、
ことを特徴とするアドレス情報収集ノード。 - 前記アドレス情報収集ノードは、
前記ピアツーピアネットワークにクライアントとして参加接続するクライアント機能部を具備して、
前記アドレス情報収集ノードにおいて、前記サーバントから送信される前記パケットを監視可能に機能構成される、
ことを特徴とする請求項14に記載のアドレス情報収集ノード。 - 前記ピアツーピアアドレスデータベースは、
蓄積する前記IPアドレスを、事前に設定された周期が到来する毎に出力可能に機能構成される、
ことを特徴とする請求項14又は15に記載のアドレス情報収集ノード。 - 前記ピアツーピアアドレスデータベースは、
予め設定された周期が到来する毎に蓄積する前記IPアドレスを更新可能に構成される、
ことを特徴とする請求項14、15又は16に記載のアドレス情報収集ノード。 - IPネットワークと、当該IPネットワークの主要なバックボーン回線上における任意の一領域に設置されたトラフィック分離装置と、当該IPネットワークに設置されたアドレス情報収集ノードと、ピアツーピアアプリケーションを搭載するサーバントとを有して構成されるトラフィック分離システム装置であって、
前記トラフィック分離装置は、
請求項9、10、11、12又は13に記載の前記トラフィック分離装置であって、
前記アドレス情報収集ノードは、
請求項14、15、16又は17に記載の前記アドレス情報収集ノードである、
ことを特徴とするトラフィック分離システム装置。 - 前記トラフィック分離装置と前記アドレス情報収集ノードは、
前記アドレス情報収集ノードが前記サーバントから取得したIPアドレスを、予め設定された周期が到来する毎に、前記トラフィック分離装置に出力可能に機能構成される、
ことを特徴とする請求項18に記載のトラフィック分離システム装置。 - 前記アドレス収集ノードは、
前記IPネットワーク上の広域に渡って複数設置されて、
前記サーバントとともに前記ピアツーピアネットワークを構成する、
ことを特徴とする請求項18又は19に記載のトラフィック分離システム装置。
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