JP2005176268A

JP2005176268A - 死活監視を利用したｉｐネットワーク迂回システム

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Publication number: JP2005176268A
Application number: JP2003417190A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Arai; 隆広新井
Original assignee: NEC Engineering Ltd
Current assignee: NEC Engineering Ltd
Priority date: 2003-12-15
Filing date: 2003-12-15
Publication date: 2005-06-30

Abstract

【課題】従来のネットワーク死活監視システムでは、ネットワーク、被監視対象装置の処理能力に影響を及ぼす変更が発生した場合、全ての監視制御装置の設定変更を行う必要があり、管理者に負担がかかってしまうという問題があった。
【解決手段】被監視対象装置２は、監視装置１からの監視パケットを受信すると、監視装置１に対し応答パケット（ＩＣＭＰパケット）を送信する。監視装置１は受信した応答パケットから現在の最適監視間隔時間及び最大監視間隔時間を算出する。最適監視間隔時間と最大監視間隔時間とを比較し、最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より短いと判断すると、最適監視間隔時間に従って監視パケットを送信する。最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より長いと判断すると、本来被監視対象装置２に送信する監視パケットの送出を一時的に中止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＰネットワークに接続されたルータ装置等で構成される監視装置とルータ装置、もしくはホストコンピュータ装置で構成される被監視対象装置間において、目的宛先までの通信経路上で障害が発生した場合に、障害のない通信経路に迂回させるための死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システムに関する。

従来、一般的にはＩＰネットワークに接続されたルータ装置は、目的宛先までの通信経路障害時のＩＰネットワーク迂回方式として、例えばリンクステート型プロトコルのＯＳＰＦ、またはパスベクトル型のＢＧＰに代表されるダイナミックルーティングプロトコル（動的ルーティングプロトコル）が広く使用されていた。

以下に、ダイナミックルーティングアルゴリズムの動作について簡単に説明する。リンクステート型プロトコルは各ルータ装置が隣合うノードまでのリンクステート情報（リンクコスト）をネットワーク全体に同期（ネットワーク内の各ノードの保持するデータが完全に一致）して配信し、ネットワーク内の各ルータ装置は配信されたリンクステート情報をもとにネットワークトポロジーを計算し、ネットワーク内の全ルータ装置がネットワークトポロジーを共有することで、各ルータ装置はこの通信経路情報をもとに最小メトリック（距離）を達成するルートを検索し、目的宛先までの最短ルートでの通信経路選択を実現している。

また、パスベクトル型のルーティングプロトコルでは、ネットワーク内の各ルータ装置は隣接するルータ装置までの転送コストを隣接ルータ装置に通知する。通知を受けた隣接ルータ装置は自分自身の隣接ルータ装置迄の転送コストを加算して次に隣接する隣接ノードまでトータルのホップコストを通知する。これら動作を各ルータ装置が順次行うことで、各ルータ装置はネットワーク全体として、任意の目的宛先への最小ホップコストを検索し目的宛先までの最短ルートでの通信経路選択を実現している。

これら上記ルーティングアルゴリズムに見られる様に、ＯＳＰＦまたはＢＧＰに代表されるダイナミックルーティングプロトコルでは、隣接したルータ装置間で最適通信経路を計算するための制御パケットを送受信することで、ネットワークとしての最適通信経路を判断することになる。そのため、任意の目的宛先に到達する通信経路の障害などにより、隣接したルータ装置間での最適通信経路を計算するための制御パケットの到達性がなくなると、ルータ装置は障害が発生していることを検出し、障害が発生している通信経路を削除した最適通信経路を計算するための制御パケットをネットワーク内の各ルータ装置へ配信する。

これら動作により、ダイナミックルーティングプロトコルでは目的宛先までの通信経路障害となった場合であっても、ネットワーク内の各ルータ装置は障害が発生している通信経路を認識でき、障害通信経路を経由しない、ネットワークとして最適な通信経路に迂回することが可能となっている。

ところが、インターネットを使用したＩＰネットワークでは、インターネット内の通信経路情報が莫大でありインターネットに接続するルータ装置の処理負荷が非常に大きく、且つインターネットに接続したルータ装置に収容されたネットワーク構成がインターネット経由で第三者に漏洩する可能性などセキュリティの問題により、上述したダイナミックルーティングプロトコルではなく、目的宛先までの通信経路を一意的な通信経路情報としてルータ装置に設定するスタティックルーティングプロトコル（静的ルーティングプロトコル）が一般的となっているため、ＩＰネットワーク迂回に関して、目的宛先までの通信経路上で障害が発生した場合、ネットワーク内の各ルータ装置は障害が発生している通信経路を認識できず、障害通信経路を迂回しネットワークとして最適な通信経路を選択出来ないという問題があった。

これら問題を解決するため、近年、インターネットを利用したＩＰネットワークに接続するルータ装置では、監視パケットとしてＩＰネットワーク接続装置で一般的に広く知られているＩＣＭＰパケットにより最適な通信経路を選択するＩＰネットワーク迂回方式を採用している。つまり、ＩＰネットワークに接続するルータ装置等で構成される監視装置は、ルータ装置もしくはホストコンピュータ等で構成される被監視対象装置に予め監視装置に設定した通信経路に基づきＩＣＭＰパケットを監視パケットとして、予め設定された一定周期で送信し、その応答パケットを受信することで、目的宛先までの通信経路上で通信障害があるか否かを確認するいわゆる死活監視により、通信障害があった場合には、予めルータ装置に設定してある目的宛先までの他の通信経路を選択することで、目的宛先への通信経路上で通信障害があった場合でも、障害通信経路を経由せず最適な通信経路選択により通信を可能としている。

しかし、上記の死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回方式では、目的宛先の被監視対象装置全てに対し監視装置が監視パケットを送信する必要があるため、監視装置、または被監視対象装置が少数の場合には監視パケットの送受信は円滑におこなわれるが、監視装置（Ｍ台）、また被監視対象装置（Ｎ台）が多数の場合には、ＮxＮ個の監視パケッがネットワーク上に存在することとなり、これら監視パケットがネットワークの負荷を上げる要因となり、ネットワークが輻輳することに起因した通信障害を起こす不具合がある。また監視装置（Ｍ台）が同じ被監視対象装置の死活監視を行った場合、監視パケットの送信周期の基準自身が監視装置間で非同期なため、Ｍ個の監視パケットが同時に、被監視対象装置に到達する可能性があり、その場合には被監視対象装置はＭ個の監視パケットの受信処理しなければならないので、被監視対象装置の負荷増大による通信障害を起こす不具合もあった。

これら不具合を解決するため、例えば特許文献１には、ネットワーク、及び監視装置の負荷を軽減させるための死活監視システムが示されている。特許文献１の死活監視システムによれば、死活監視のための監視パケットに次に監視パケットを送信するための宛先と監視パケットが到達したこと（つまり通信が正常に行われた）を監視パケットの送信元に通知するためのチェックフラグを付加することで、監視装置が全ての被監視対象装置に対して監視パケットを送信しないようにしている。例えば監視装置から監視パケットを受信した被監視対象装置Ａが、次の被監視対象装置Ｂに監視パケットを転送する、更に、被監視対象装置Ｂが、次の被監視対象装置Ｃに監視パケットを転送する。このとき被監視対象装置Ａが次に監視パケットを転送しようとする被監視対象装置Ｂが予め通信不能であるとわかっている場合には、その次の被監視対象装置Ｂには監視パケットを転送せず、次の被監視対象装置Ｃに転送させることにより、監視装置が多数の被監視対象装置を監視する場合であっても監視装置の負荷を増大させず、且つネットワーク上のパケットを最小限にさせる死活監視システムを実現している。

更に、特許文献２によれば、ネットワーク内の資源３と接続されたプロキシエージェントノード１は、監視データの送信に先立って、現在までの資源３に対するデータアクセスの到着率と平均応答時間から利用率を求め、さらに資源に対する送信キューの待ち行列と前記利用率から現在の最適監視間隔時間を算出し、予め設定された最大利用率、最大待ち行列及び最大監視間隔時間の何れかが設定値を超えていた場合、本来であれば実行される監視データの送出を一時的に中止することで監視データのトラヒックを抑制し、ネットワーク及びネットワーク内の資源３への不可の軽減を可能としている。

特開２００２−２１５４７６公報

特開平０９−２７０７９４号公報

しかしながら、特許文献１においては、監視パケットに次に転送する被監視装置の宛先と監視パケットが到達したことを監視パケットの送信元に通知する為のチェックフラグを付加させる必要がある為、監視パケットを送信する監視装置、且つ受信する被監視対象装置全てが専用の監視プログラムを持たなければならず、例えば被監視対象装置が一般的に市販されている装置であった場合には死活監視が出来ないという問題がある。また、少数の監視装置が多数の被監視対象装置を監視する場合には、監視パケットを被監視対象装置が順次転送していくことから監視装置の付加を増大させず、且つネットワーク上のパケットを最小限に抑えることが出来るが、多数の監視装置が集中的にある特定の被監視対象装置を監視する場合においては、監視装置がそれぞれ非同期に監視パケットを送信する為、多数の監視パケットが同時にネットワーク上に送信され、且つ被監視対象装置に到達する為、ネットワーク又は被監視対象装置の負荷が増大してしまう問題もあった。

また、特許文献２においては、監視データのトラヒックの抑制に関して、現在までの資源３に対するデータアクセスの平均応答時間から利用率及び最適監視間隔時間を算出し、最大利用率及び最大監視間隔時間と比較することにより監視データのトラヒックの抑制を行っているので、プロキシエージェントノード１に最大利用率、最大監視間隔時間を設定後、想定しているネットワークの網内遅延、且つ資源３の処理能力がネットワーク変更、資源３の機種の変更により異なってしまった場合、ネットワーク及び資源３に対する最適な監視データのトラヒック制御が出来ない問題がある。この問題はプロキシエージェントノード１に設定する最大利用率及び最大監視間隔時間の管理を常に行うことで解決できるが、プロキシエージェントノード１が複数合った場合には全てのプロキシエージェントノード１に対し設定変更をする必要があり、管理者に負担がかかってしまうという問題が生じる。

本発明は、複数の監視装置と複数の被監視対象装置がＩＰネットワークで接続されている死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システムであって、前記監視装置は、前記被監視対象装置に監視パケットを送信する手段と、前記被監視対象装置からの応答パケットから最適監視間隔時間及び最大監視間隔時間を算出する手段と、前記最適監視間隔時間が前記最大監視間隔時間より短ければ前記最適監視間隔時間に従って監視パケットを送信し、前記最適監視間隔時間が前記最大監視間隔時間より長ければ監視パケットの送信を一時的に中止する手段と、監視パケットを送出してから前記最大監視間隔時間内に前記被監視対象装置からの応答パケットが受信できない場合に予め設定され記憶している第二優先の通信経路宛に監視パケットを送信する手段とを有することを特徴とする。

また、前記最大監視間隔時間は、前記最適監視間隔時間と予め記憶された乗率により算出されることを特徴としている。

更に、前記監視パケットは、ＩＣＭＰパケットであることを特徴としている。

本発明によれば、監視パケットとしてＩＰネットワークに接続する機器に一般的に広く使用されているＩＣＭＰパケットを使用し、且つ監視装置がネットワーク及び被監視対象装置の処理能力を自動的に認識するようにしたことにより、被監視対象端末の機器制限がなく、またネットワーク及び被監視対象装置の変更に対しても設定の変更を必要としない死活監視を用いたＩＰネットワークの迂回システムを提供することが出来る。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明による死活監視を用いたＩＰネットワークの迂回システムの全体構成ブロック図が示されている。図１を参照すると、本発明は、監視装置１と被監視対象装置２とを相互に接続するインターネットによるＩＰネットワーク網１００から構成されている。

監視装置１は、ルータ装置等で構成され、ＩＰネットワーク１００を介して、監視データの送信に先立って現在までの被監視対象装置２に対する監視結果から現在の最適監視間隔時間を算出する機能と、予め設定した最適監視間隔時間に対する乗率に基づいて、最適監視間隔時間から最大監視間隔時間を自動的に算出する機能と、最適監視間隔時間と最大監視間隔時間とを比較し、もし最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より短ければ最適監視間隔時間に従い監視パケットの送信を継続し、最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より長ければ、本来であれば実行される監視データの送出を一時的に中止することで監視データのトラヒックを抑制する機能と、予め設定され記憶している第一優先の通信経路宛に監視パケットを送信し、被監視対象装置２から監視パケットを受信したことを示す監視パケットの応答パケットを受信出来ない場合には、監視パケットを送信した第一優先の通信経路上に障害があると判断し、先に第一優先の通信経路に送信した目的宛先を持つ通信データを、次からは予め設定された第二優先の通信経路に送信する機能を持っている。

被監視対象装置２は、ルータ装置もしくはホストコンピュータ等で構成され、監視装置１から監視パケットの受信をした場合、正常に受信したことを通知するＩＣＭＰによる応答パケットを、監視パケットを送信した監視装置に対し送信する機能を持っている。

図２を参照すると、監視装置１の構成ブロック図が示されている。図２において、監視装置１は、回線インタフェース部１１、最適監視間隔時間選出部１２、設定記憶部１３、最大監視間隔時間算出部１４、監視パケット制御部１５から構成される。

回線インタフェース部１１は監視パケット制御部１５から監視パケットを受信し、ＩＰネットワーク１００を介して宛先に応じた通信経路に送信する機能と、被監視対象装置２からＩＰネットワーク１００を介して受信した被監視対象装置２からの監視パケットに対する応答パケットを受信した際に最適監視間隔時間算出部１２に送信する機能を持っている。

最適監視間隔時間算出部１２は、回線インタフェース部１１から応答パケットを受信し、各被監視対象装置２の最適監視間隔時間を算出し、最大監視間隔時間算出部１４、監視パケット制御部１５に送信する機能を持っている。

設定記憶部１３は、予め設定される最適監視間隔時間に対する乗率を記憶し、最大監視間隔時間算出部１４に送信する機能を持つ。ここで、最適監視間隔時間に上乗せする固定値（監視基準時間）を記憶させてもよい。

最大監視間隔時間算出部１４は、設定記憶部１３から受信する最適監視間隔時間に対する乗率と、最適監視間隔時間算出部１２から受信する各被監視対象装置２の最適監視間隔時間から、最大監視間隔時間を算出し、監視パケット制御部１５に送信する機能を持っている。

監視パケット制御部１５は、最適監視間隔時間算出部１２から受信した最適監視間隔時間と、最大監視間隔時間算出部１４から受信した最大監視間隔時間を比較し、最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より短ければ、最適監視間隔時間に従って監視パケットを回線インタフェース部１１に送信し、最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より長ければ、本来であれば回線インタフェース部１１に送信する監視パケットを一時的に中止する機能を持つ。

図１の被監視対象装置２は当業者にとってよく知られており、また本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。

以下、図１〜図３を参照し、本実施形態の動作について説明を行う。

監視装置１は、ＩＰネットワーク１００を介して、被監視対象装置２に対して死活監視の為の監視パケットを送信する。被監視対象装置２は、監視装置１からの監視パケットを受信すると、送信元の監視装置１に対し応答パケット（ＩＣＭＰパケット）を送信する。

回線インタフェース部１１は、被監視対象装置２から応答パケットを受信すると、最適監視間隔時間算出部１２に受信した応答パケットを送信する（Ａ１）。最適監視間隔時間算出部１２は、回線インタフェース部１１から受信した応答パケットから、現在のネットワーク及び被監視対象装置２に最適な監視パケットの監視周期として最適監視間隔時間を算出し、最大監視間隔時間算出部１４及び監視パケット制御部１５に送信する（Ａ２、Ａ４）。

最大監視間隔時間算出部１４は、最適監視間隔時間算出部１２から受信した最適監視間隔時間と、予め設定記憶部１３に記憶している最適監視間隔時間に対する乗率を掛けることにより、ネットワーク及び被監視対象装置の過不可状態の判断基準値として最大監視間隔時間を算出し、監視パケット制御部１５に送信する（Ａ３）。

監視パケット制御部１５は、最適監視間隔時間算出部１２から受信した最適監視間隔時間と、最大監視間隔時間算出部１４から受信した最大監視間隔時間とを比較し、最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より短いと判断すると（通常、死活監視の為の監視パケットが過負荷でなければ、最適監視間隔時間＜最大監視間隔時間となる）、最適監視間隔時間に従って回線インタフェース部１１に監視パケットを送信する（Ａ５）。

死活監視の為の監視パケットが過負荷であり、最適監視間隔時間が最大監視間隔時間より長いと判断すると（通常、死活監視の為の監視パケットが過負荷であれば、最適監視間隔時間＞最大監視間隔時間となる）、本来被監視対象装置２に送信する監視パケットの送出を一時的に中止する（Ａ６）。

また、監視装置１は、被監視対象装置２から監視パケットに対する応答パケットを最大監視間隔時間内に受信した場合は、通信データを予め設定され記憶している第一優先の通信駅路宛に送信する。以降、監視装置１は、最大監視間隔時間内に応答パケットを受信している間は、予め設定され記憶している第一優先の通信経路宛に送信し続ける。これにより、監視装置１と被監視対象装置２のＩＰネットワーク１００を介した通信経路上での通信障害がない場合、予め設定された第一優先の通信経路を経由した通信を行う。

次に通信経路上での障害により最大監視間隔時間内に被監視対象装置２から監視パケットに対する応答パケットを受信出来ない場合は、通信経路上で通信障害があったと判断し、以降の通信データは予め設定され記憶している第二優先の通信経路宛に送信する。これにより、監視装置１と被監視対象装置２のＩＰネットワーク１００を介した通信経路上での通信障害があった場合であっても、第二優先の通信経路を経由した最適な通信を実現している。

なお、本発明が上記実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施形態が変更されうることは明らかである。

本発明の死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システムの実施形態を示すブロック図である。監視装置の構成を示すブロック図である。監視装置のシーケンス図である。

符号の説明

１監視装置
２被監視対象装置
１００ＩＰネットワーク
１１回線インタフェース部
１２最適監視間隔時間算出部
１３設定記憶部
１４最大監視間隔時間算出部
１５監視パケット制御部

Claims

複数の監視装置と複数の被監視対象装置がＩＰネットワークで接続されている死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システムであって、前記監視装置は、前記被監視対象装置に監視パケットを送信する手段と、前記被監視対象装置からの応答パケットから最適監視間隔時間及び最大監視間隔時間を算出する手段と、前記最適監視間隔時間が前記最大監視間隔時間より短ければ前記最適監視間隔時間に従って監視パケットを送信し、前記最適監視間隔時間が前記最大監視間隔時間より長ければ監視パケットの送信を一時的に中止する手段と、監視パケットを送出してから前記最大監視間隔時間内に前記被監視対象装置からの応答パケットが受信できない場合に予め設定され記憶している第二優先の通信経路宛に監視パケットを送信する手段とを有することを特徴とする死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システム。
前記最大監視間隔時間は、前記最適監視間隔時間と予め記憶された乗率により算出されることを特徴とする請求項１記載の死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システム。
前記最大監視間隔時間は、前記最適監視間隔時間と予め記憶された監視基準時間とを加えることにより算出されることを特徴とする請求項１記載の死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システム。
前記監視パケットは、ＩＣＭＰパケットであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１記載の死活監視を利用したＩＰネットワーク迂回システム。