JP2005503070A - Ipネットワーク・トポロジ発見のためのリンク状態情報の使用 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、全般的にはネットワークに関し、詳細には、ネットワークまたは経路指定トポロジを判定する方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
分散処理ネットワークは、我々の情報化社会においてますます重要性を増している。図1は、単純なコンピュータ・ネットワークのネットワーク・トポロジを示す。ネットワーク100は、複数のルータ104a〜g、中継ネットワーク108、およびスタブ・ネットワーク112を含み、すべてがリンク116a〜iによって相互接続される。ルータとは、着信データまたはパケットを適切なネットワーク/ノードに経路指定する、2つ以上のネットワークを接続する装置であり、中継ネットワークとは、2つ以上のルータを含むネットワークであり、スタブ・ネットワークとは、ルータを1つだけ含むネットワークであり、リンクとは、2つ以上のノードの間の通信チャネルであることが理解されよう。ルータはそれぞれ、通常はインターフェース120a〜nなどの1つまたは複数のインターフェースを介してリンクに接続される。図1の単純なネットワークは、2つの領域の間の境界である破線124で2つのプロトコル領域に分けられる。ルータ104cは境界124上に位置して通常、区域境界ルータと呼ばれ、他のルータ104a〜bおよびd〜gは区域境界ルータではない。1つまたは複数のプロトコル領域はしばしば、自律システムである。自律システムとは、単一の管理権限によって制御されるネットワークの集合体である。
【0003】
パケット交換ネットワークでは、相互接続されたネットワークを介してパケットを経路指定するのに使われる技術は、経路指定プロトコルによって決まる。ほとんどのプロトコルは、以下の2つのカテゴリのうちの1つである。つまり、距離ベクタ・アルゴリズム(送信元ネットワークから宛先ネットワークまで、パケットが途中で横断するルータのホップ数に基づいて経路指定の経路を決定する)、およびリンク状態アルゴリズム(ルータがネットワーク内のリンクについて知らされるようにするために、リンク状態広告すなわちLSA(定義された領域のルータの隣接ルータの名前および様々なコスト算出法を含む)を使う)である。次のホップを格納する(距離ベクタ・アルゴリズムの場合)だけでなく、リンク状態アルゴリズムは、経路指定の経路を生成するのに必要な情報を格納する。距離ベクタ・アルゴリズムを使うルータ・プロトコルの例にはEIGRP、RIP、およびRIP−2があり、リンク状態アルゴリズムを使うルータ・プロトコルの例には、最適経路制御プロトコルすなわちOSPF、OSIのIS−IS、およびNetwareのリンク・サービス・プロトコル(NLSP)がある。
【0004】
ルータおよび他のネットワーク構成要素は通常、ネットワーク管理システムを用いて管理される。ネットワーク管理システムは、ネットワークの保守を実施し、ネットワークにおける潜在的な安全性の問題を識別し、機器、モジュール、サブアセンブリ、およびカードの故障を位置決めし、回路停止を検出し、性能レベル(たとえば、ビット・エラー・レートすなわちBER、同期の喪失など)を監視し、ネットワークの使用およびトラフィック・レベルの高速かつ正確な限定を許可する。上述の作業を実施するために使われるネットワーク管理システムの例には、ヒューレット・パッカードのOpenView(商標)、IBMのNetview(商標)、およびディジタル・イクイップメント・コーポレーションの企業管理アーキテクチャすなわちEMA(商標)がある。
【0005】
ネットワーク管理システムの最適動作のために、ネットワークまたはOSIレイヤ3トポロジの正確で詳細なマップが一般に必要とされる。このようなマップは、ネットワーク管理システムの動作を容易にするだけでなく、新規に接続されたホストが(ネットワーク性能への悪影響を避けるために)ネットワークにとって適切に配置され構成されることも、既存のホストが、新規に接続されたホストにとって適切に配置されることも可能にする。通常の実施では、ネットワークのトポロジの詳細なマップは、全体的にも部分的にも、ネットワーク管理担当者には利用不可能である。このことは、記録の保存の乏しさ、一部のネットワークの大規模性および複雑さ、ならびにネットワークがいくつかの自律システムまたは企業を含む場合などのネットワークの中央管理の欠如によるものである場合がある。
【0006】
ネットワーク・トポロジの発見は、ネットワーク管理者にとって簡単な作業ではない。ネットワーク層(またはOSIレイヤ3)トポロジを自動的に発見する簡易ネットワーク管理プロトコル、すなわちSNMPアルゴリズムが、多くのネットワーク管理ツールにおいて使われる。このようなアルゴリズムは、基本的なIP原始関数のみを使用しており、非常に遅い。一般に、こうした技術は、すべての潜在的なホストまたはインターフェース・アドレスに対するpingコマンドをネットワークにフラッドさせ、これはネットワークの動作効率を損なうだけでなく、受信した情報を分析するのに大量の計算資源を使う必要もあり得る。ベンダ独自の解決方法が存在するが、こうした解決方法は通常、一般的なマルチベンダ・ネットワークでは有用でない標準SNMP MIBへのベンダ独自の拡張に依拠する。他の公知のネットワーク・トポロジ発見アルゴリズムでは、すべての経路指定プロトコルによって格納されるMIB情報又は管理情報ベースが使われる。すべてのルータが、このアルゴリズムによって交信されなければならない。MIB情報とは、当然ながら、経路指定プロトコルにかかわらずすべてのルータ上で利用可能な最小共通項タイプの情報であり、最も弱いリンク、すなわち距離ベクタ・アルゴリズムによって提供される情報(すなわち、最も近い近接ルータのみに関する情報)以上は含むことができない。SNMPを実行していないどのルータも、MIB情報を提供することができないので、すべてのルータと交信することには問題がある。
【非特許文献1】
RFC1850
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0007】
こうしたおよび他の必要性は、本発明の様々な実施形態および構成によって対処される。本発明の方法および機器は、経路指定情報および/またはネットワーク関連情報を取得してネットワーク・トポロジを生成する。
【0008】
本発明の一実施形態では、本方法および機器は、企業ネットワーク用に使われる。このネットワークは、少なくとも2つの経路指定領域に分割される。各領域は、第1および第2の組のルータを含む。一構成では、領域とは、OSPFプロトコルによって、または別のプロトコルの下でのOSPFプロトコルの類推によって定義される区域である。各ルータは、領域内のネットワーク構成要素およびリンクに関する情報を含む。ルータの第1の組にあるルータおよび、多くともルータの第2の組にあるルータのいくつかのみが、経路指定トポロジ情報を取得するために交信される。たとえば、OSPFプロトコルでは、(最初に交信された(すなわちゲートウェイ)ルータを除く)区域境界ルータのみが、通常は交信される。区域境界ルータは、複数の区域の境界上に置かれ、その全区域内のホスト、リンクおよびネットワークについてのネットワーク情報を含み、非区域境界ルータは、それが置かれた一区域内のホスト、リンク、およびネットワークについての情報、および多くとも他の区域内のこうした構成要素についての要約された(不完全な)情報のみを含むことが理解されよう。
【0009】
上記の実施形態には、いくつかの利点があり得る。本アルゴリズムは、ネットワークの正確で詳細な、かつ最新のマップを提供することができる。こうすることによって、ネットワーク管理者が、新規に接続されたホストをネットワークにとって適切に配置し構成するだけでなく、既存のホストを、新規に接続されたホストにとって適切に配置することが可能になり、ネットワークの保守を実施すること、ネットワークにおける潜在的な安全性の問題を識別すること、ならびにネットワークの問題およびボトルネックの素早く正確な識別を実施することが可能になる。本アルゴリズムは、こうした利益を比較的高速に、また、ネットワーク・トラフィックおよびネットワークの動作に最小限の影響しか与えずに提供することができる。通常、本発明の技術では、すべての潜在的なホストまたはインターフェース・アドレスに対するpingコマンドをネットワークにフラッドさせない。こうしたフラッドはネットワークの動作効率を損なうだけでなく、受信した情報を分析するのに莫大な量の計算資源を使う必要もある。そうではなく、本発明の技術では、経路指定トポロジまたはネットワーク・トポロジの生成を可能とするのに必要な情報を含む、区域境界ルータなど特定のルータのみを識別する。いくつかのアプリケーションでは、本発明のアルゴリズムは、平均して領域ごとにただ1つのルータに問合せをする。本発明のアルゴリズムは、ベンダ独自のアーキテクチャに限定されるものではない。そうではなく、本アルゴリズムは、複数の経路指定プロトコルを使いかつ/または複数のベンダからの計算構成要素を含むネットワークから、このようなトポロジを生成することができる。こうしたおよび他の利点は、本明細書に含まれる本発明(群)の開示によって明らかになるであろう。
【0010】
上述した実施形態および構成は完全なものでも、網羅するものでもない。本発明の他の実施形態は、上述したまたは以下で詳細に述べる特徴の1つまたは複数を、単独でまたは組み合わせて使用することによって可能となることが理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
システム概要
図2は、本発明の実施形態によるネットワーク・トポロジ生成装置200を示す。生成装置200は、コンピュータ・ネットワークのアクセス・ポイント、たとえばスタブ・ネットワーク112に接続されるように、かつホスト、通常はルータとの間で送受信を行うように構成される。生成装置200は、所望の各経路指定領域中の選択されたルータと交信することによって、ネットワーク・トポロジに関する選択された情報を集めるように構成されたデータ収集エージェント204と、集められた情報を分析して(OSIレイヤ3)ネットワーク・トポロジをそこから導出することができる出力を生成するように構成されたデータ分析エージェント208とを備える。データ収集装置204は、ルータ・テーブル212(図4)を使って、識別された選択されたルータ(および/またはそのインターフェース)を列挙し、ルータが交信されたことがあるか判定して、ある場合はその結果を列挙する。データ収集装置204は、交信されたルータ内のリンク状態データベースから取得されたリンク状態広告すなわちLSAの一覧であるリンク状態広告すなわちLSAテーブル216(図5)を出力する。リンク状態データベースは、OSPFプロトコルによって定義されるように、各リンクが、そのリンクに関連づけられたエンド・ポイントおよびコスト算出法によって定義されるリンクの一覧であることが理解されよう。経路指定領域内部の各区域境界ルータは、その境界上にルータが位置する(または区域境界ルータが関連づけられる)すべての領域に対してデータベースの完全なコピーを有する。しかし、1つの経路指定領域内部の非区域境界ルータは通常、そのルータが置かれた領域においてデータベースの完全なコピーを有し、異なる経路指定領域内のルータと同じリンク状態データベースはもたない。
【0012】
LSAテーブルに基づいて、データ分析装置208は、さらに3つまたは4つのテーブル(実施形態による)を出力する。すなわち、ルータ情報を含むルータ・リスト220(図7)、リンク情報を含むリンク・リスト224(図8)、ネットワーク情報を含むネットワーク・リスト228(図9)、およびルータ・インターフェース情報を含むインターフェース・リスト1100(図10)である。こうしたテーブルはまとまって、ネットワークの経路指定トポロジ、およびそこで表されるネットワーク要素の属性を提供する。「経路指定トポロジ」は、ある特定の経路指定プロトコルによって記述される論理的なネットワーク・トポロジを指すことが理解されよう。経路指定トポロジのマップまたはモデルは、ルータ・リスト、リンク・リスト、ネットワーク・リスト、および/またはインターフェース・リストに基づいて、自動的にまたは手作業で生成することができる。複数の経路指定プロトコルが使われる場合、複数の異なる経路指定トポロジがあり得る。経路指定トポロジは、物理的なネットワーク・トポロジとはかなり異なり得ることが理解されよう。
【0013】
データ収集/分析エージェント208の動作を説明する前に、OSPFプロトコルの特定の特徴を理解されたい。ルータは通常、一義的なルータIDによって識別し、一義的な領域IDに関連づける。ルータは通常、それ自体ではIPアドレスをもたない。インターフェースは、リンクの接続ポイントであることができるルータなどのホストに属す論理装置である。一般に、インターフェースは、ゼロまたは1つのIPアドレスをもち、ネットワークに属す。インターフェースは、通常はインターフェース番号およびネットワーク・マスクを有する。リンクは、送信元インターフェースの2つ以上の束縛および算出法またはコストを含む。リンクは、経路指定プロトコルに特有であるとともにパケットがインターフェースから離れるためのコストを表す算出法の表現によってテンプレートされる。リンクは通常、コスト算出法および経路指定プロトコル識別子に関連づけられる。ネットワーク・オブジェクトとは、データ・ネットワークまたはサブネットを表す。このオブジェクトは、アドレスおよびマスクを有し、1組のホストが含まれるアドレス空間を表す。ネットワーク・オブジェクトは、そのアドレスおよび/またはそのマスクがデータ収集装置204によって設定されていない場合は、こうした値をそのメンバであるインターフェースから導出することができる。
【0014】
データ収集エージェント
ここで図3を参照し、データ収集装置204の動作を説明する。
ステップ300で、データ収集装置204が作成される。
データ収集装置204はステップ304で、1つまたは複数のシードIPアドレスを使って、選択された1つまたは複数の経路指定領域内のホスト・ルータと交信する。データ収集エージェント204によって最初に交信されたルータ(群)は、これ以降はゲートウェイ・ルータ(群)と呼ぶ。好ましい実装形態では、ただ1つのシードIPアドレスが利用される。ユーザがある特定のルータを初期ゲートウェイとして使うようにデータ収集エージェント204を構成しなかった場合、シード・ルータは自動的に決定することができる。この決定を行う方法は、プラットフォーム依存である。すべてのプラットフォームに対して、ゲートウェイは、有効なゲートウェイ・フィールドを有する第1の経路指定テーブル・エントリから取り出される。ゲートウェイ・ルータと交信するのに使われる簡易ネットワーク管理プロトコルすなわちSNMP技術は、経路指定プロトコルに特有でよい。たとえば、RFC1850は、OSPFプロトコルに特有の技術をSNMPに対して用いてルータと交信するための仕様を提供する。
【0015】
判断ブロック308で、データ収集装置204は、ゲートウェイ・ルータが所定の期間内に生成装置200に応答したか判定する。所定の期間内でない場合、データ収集装置204は動作を終了し、ユーザに誤りを通知してさらにシード・ルータを要求する。所定の期間内の場合、データ収集装置204はステップ312に進む。
【0016】
ステップ312で、データ収集装置204は、ゲートウェイ・ルータのリンク状態データベースをメモリ232にダウンロードする。
次に、データ収集装置204は、ステップ316で、ダウンロードされたリンク状態データベースを公知の技術によって復号化する。一般に、データ収集装置204は、緊密に圧縮されたバイナリ・データを解析し、それをデータベースの内部表現に変換する。この内部表現において、リンク状態データベース中の様々なフィールドおよびフィールド・エントリは識別されて共にグループ化される。このステップは、情報が後のステップにおいてフィルタリングされることを可能にするのに重要である。
【0017】
復号化ステップで用いられる技術は、プロトコルに特有である。各プロトコルの仕様は、どのようにしてデータベースが構成されるか定義し、したがってどのようにしてデータベースが使用可能な形式に変換されるべきか指示する。OSPFプロトコルでは、たとえば、ネットワークのバイト順に詰め込まれたOSPF LSAを含むバイト・ストリームが、一連の明確な構造に変形される。こうしたLSAは、OSPF MIB(OSPFMIB)中のospfLsdbテーブルから取り出される。装置204は、Lsa::Parse()方法を使って対応するLsaオブジェクトを取り出す。このクラス階層は、正しいLsaサブクラスを作成することができないうちにLSAが部分的に解析されなければならないという事実を避けて動作するために、デコレータ・パターンまたは他の適切な設計を使う。Lsaサブクラスのオブジェクトの処理は、ビジタ・パターンなどのどの適切な設計を使っても実施される。
【0018】
フィルタリング・ステップ320で、現在の経路指定領域の外の計算構成要素に対するどのLSAも破棄される。フィルタリング・ステップで、データ収集装置204は、(ゲートウェイ・ルータがその一部である)現在の領域内の計算構成要素に対するLSA情報および現在の領域に役立つ少なくとも1つの区域境界ルータ向けの情報を識別し記録することに関心を示す。好ましい構成ではデータ収集装置204は区域境界ルータおよび/またはそれに関連づけられたインターフェースのみと交信するので、他の経路指定領域内の計算機構成要素に対するLSA情報は、その経路指定領域に役立つ区域境界ルータから取得することができる。区域境界ルータ(および/またはそれに関連づけられたインターフェース)に関する情報は、ゲートウェイ・ルータ内のリンク状態データベースおよび/又は他のテーブルから取得することができる。
【0019】
データ収集装置204は、ステップ324で、データベース中の、各区域境界ルータおよび/または区域境界ルータのインターフェースのIPアドレス(および/またはルータ識別子)をルータ・テーブルに追加する。ルータ・テーブルは、データ収集装置204による後の交信のために、区域境界ルータ(および/またはそれに接続されたインターフェース)を識別するのに使われる。ルータ・テーブルの一例を図4に示す。図4において、ルータまたはルータ・インターフェースは、IPアドレス400によって識別され、フラグ状態404(以下で詳しく説明する)に関連づけられる。
【0020】
一構成では、区域境界ルータは、(一般に、企業ネットワークまたは自律システム内部にある)選択された領域に関連づけられる(またはその境界上に配置される)場合のみ、区域境界ルータ・テーブルに追加される。言い換えると、対象ではない領域にのみ関連づけられた区域境界ルータは、区域境界ルータ・テーブルに追加されない。いくつかの構成では、ルータが、選択された経路指定プロトコルに従って構成され、かつ/またはそうでなければ交信可能である場合に、アルゴリズムは区域境界ルータをテーブル212に追加するだけであるという点で、このアルゴリズムは自己限定的である。こうした経路指定プロトコルは、企業ネットワークのすべての領域内で使われるが、通常、企業ネットワークの外の領域では使われない。望まれない領域において経路指定プロトコルを使うとしても、その領域は、ルータのデータベースへのアクセスを得るために既知でなければならない異なる証明を有する別の自律システムの一部である。こうした証明は、自律システムの一部ではない領域には通常、知られていない。したがって、このような望まれない領域内の区域境界ルータは、そのデータベース中の情報をデータ収集装置204に結局は提供しない。別の構成では、データ収集装置204は、区域の境界が所定のIPアドレスの組の範囲内であるIPアドレスに関連づけられる場合のみ、区域境界ルータをテーブル212に追加し、かつ/または区域境界ルータと交信する。この構成により、データ収集装置204は、企業ネットワークの一部ではあるがすべてではない領域のみについての情報を収集することが可能になる。さらに別の構成では、データ収集装置204は、新しい領域が発見されると常にユーザに通知を行うことができ、また、その領域がユーザにとって興味あるものかどうか、したがってその領域および/またはそのそれぞれのインターフェースに関連づけられた区域境界ルータがルータ・テーブル212に追加されるべきかどうか、およびその領域に関連づけられたリンク状態広告がLSAテーブル216に追加されるべきかどうかユーザに問い合わせることができる。
【0021】
ステップ328で、データ収集装置204は、現在の領域内のすべてのLSA情報をリンク・テーブルにさらに追加する。列挙された各LSA500は、(適用可能な経路指定プロトコルによって定義される)対応する領域識別子504を有する。
【0022】
データ収集装置204は、ステップ332で、既存のルータ・エントリに対して、また、新規に追加されたルータ・エントリそれぞれに対して、フラグ404(図4)を設定する。このフラグは、以下の状態のいずれかを有することができる。
・NOTVISITED:区域境界ルータと交信する試みが行われていない。
・TRIED:区域境界ルータを処理する試みが失敗した。構成によっては、ルータとの交信をさらに試みることができる。
・DONE:区域境界ルータへの訪問および処理が成功した、またはルータを処理することができなかった。いずれの場合でも、区域境界ルータの処理をさらに試みることはできない。
【0023】
区域境界ルータ・テーブル212およびLSAテーブル216は最初は空であることが理解されよう。初期ゲートウェイ・ルータは、(OSPFプロトコルに対する)ospfAreald行に複数のエントリを含む場合、区域境界ルータであると判定される。初期ゲートウェイ・ルータは、区域境界ルータである場合、DONE状況を伴って区域境界ルータ・テーブル212に追加される。
【0024】
初期ゲートウェイ・ルータが区域境界ルータである場合、領域を処理するための開始点は、領域の識別およびホスト・ルータである。指定された領域向けのリンク状態データベースは、ホスト・ルータから取り出される。リンク状態データベースは、(OSPFプロトコル向けの)ospfLsdbTable中のOSPF MIB(OSPFMIB)から利用可能である。各LSAは次いで、LSAテーブル216に追加され、現在の領域の区域境界ルータは、識別されてNOTVISITED状況を伴って区域境界ルータ・テーブル212に追加される。
【0025】
ステップ336で、データ収集装置204は、連続して区域境界ルータ・テーブル212を走査してテーブル中に未処理のエントリがあるか判定する。検討すべき3つの場合がある。
・テーブルのメンバがすべて、DONE状況を有する。この場合、アルゴリズムは終了されてステップ340に進む。
・NOT VISITED状況を有する少なくとも1つのリスト・メンバがある。この場合、アルゴリズムはその中から1つを選んでステップ344に進む。
・NOTVISITED状況を有するメンバはないが、TRIED状態を有する少なくとも1つのメンバがある。この場合、アルゴリズムはその中から1つを選んでステップ344に進む。
【0026】
ステップ344で、データ収集装置204は、選択された区域境界ルータと交信し、ステップ348で、応答が所定の期間内に受信されたか判定する。応答がその期間内に受信された場合、データ収集装置204はステップ312に戻る。期間内に応答が受信されなかった場合、データ収集装置204は、うまく交信されなかったルータに対するフラグを「DONE」にセットし、ステップ332に戻って交信すべき別の区域境界ルータを選択する。
【0027】
データ収集装置204が区域境界ルータに対してステップ312、316、320、324、328および332を繰り返すとき、こうしたステップは、ゲートウェイ・ルータに対してある例外を伴って同じ方法で実施される。ステップ332で、区域境界ルータ(またはその対応するインターフェース)が既知のIPアドレスをもたない場合、区域境界ルータ・テーブル中の対応するエントリは、NOTVISITEDからTRIEDへ、またはTRIEDからDONEへ格上げされる。区域境界ルータが既知のIPアドレスをもつ場合、ステップ320で、OSPF MIB領域テーブル(OSPFMIB)のospfAreald行がSNMPを用いて読み出される。こうすることにより、区域境界ルータがメンバになっているすべての領域のリストが提供される。SNMPの誤りがあると、ホストはステップ332でDONEと印がつけられる。ステップ328で、訪問が成功した各区域境界ルータごとに、データ収集装置204は、区域境界ルータに接続された各区域を検査する。区域が既にLSAテーブル216中に存在する場合、その区域は破棄されて次の区域が検査される。区域がテーブル中に存在しない場合、区域識別子および区域境界ルータ情報は、区域境界ルータに対してステップ328を参照して上述したように処理される。
【0028】
データ分析エージェント
図6は、データ分析装置208の動作を示す。
データ分析装置208は、ステップ600で作成される。
データ分析装置208は、ステップ608で、iを2に設定する。iは、どのリンク・タイプを検討すべきか制御するのに使われるカウンタである。LSAテーブル216は、LSAタイプに基づいて降順でトラバースされる。LSAタイプ2は、LSAタイプ1の前に検討される。こうした順序づけは、ルータの広告を処理するとき、アルゴリズムがネットワーク・モデルのデータ構造の状態についていくつかの仮定を行うことを可能にする。
【0029】
OSPFプロトコルでは少なくとも7つのLSAタイプがあることが理解されよう。すなわちLSAタイプ1はルータ広告であり、LSAタイプ2はネットワーク広告であり、LSAタイプ3はネットワークの要約であり、LSAタイプ4は自律システムつまりAS境界ルータの要約であり、LSAタイプ5はAS外部の広告であり、LSAタイプ6はグループの帰属関係の広告であり、LSAタイプ7はNSSA区域内で使われる広告である。装置208は現在の経路指定プロトコル定義域にのみ関わるので、外部経路の広告は無視される。要約広告、および認識されないタイプの広告も無視される。図6の構成では、LSAタイプ3、4、および6が無視される。LSAタイプ1および2のみが検討される。他の構成では、その他のLSAタイプ、たとえばLSAタイプ3および4も検討される。無視すべきLSAタイプは、そうすることが所望される場合、図3のフィルタリング・ステップ320で、データ分析装置208によってもデータ収集装置204によっても破棄することができることが理解されよう。
【0030】
判断ブロック612で、エージェント208は、iが2に等しいか判定する。値が2に等しい(すなわちタイプ2LSAを検討すべき)場合、エージェント208はステップ616a(以下で説明する)に進み、値が2に等しくない(すなわちタイプ1LSAを検討すべき)場合、装置208はステップ616b(以下で説明する)に進む。
【0031】
ステップ616aおよび616bで、第2のカウンタJが1に設定される。Jは、各領域に関連づけられたLSAの組の中のLSAを指すのに使われる。この関係を図5に示す。領域1の場合、LSA1がその組の中の第1のLSAであり、LSA2が第2のLSAであり、以下同様である。
【0032】
ステップ620で、データ分析エージェント208は、第1の区域、または図5を参照するとid1を有する区域に対するLSAの組の中の第1のタイプ2LSAを選択する。OSPFプロトコルでは、タイプ2LSAは、OSPFトポロジにおいて中継ネットワークとして現れる同報ネットワークおよびNBMAネットワーク向けに発信されることが理解されよう。
ステップ620は、いくつかの方法で実施することができる。
【0033】
一構成では、インターフェースは特に検討されない。データ分析エージェント208は、LSAを解析し、各タイプ2LSAごとに、広告によって定義されたリンクに関連づけられたルータおよびネットワークを識別する。OSPFプロトコルでは、LSAは通常、指定ルータおよび1つまたは複数の接続されたルータを識別する。LSA中のオブジェクトは、そうすることが適切であれば、インスタンス生成されてルータ・リスト220、ネットワーク・リスト224、および/またはリンク・リスト228に列挙される。
【0034】
別の構成では、インターフェースは、他のネットワーク構成要素と同様に検討される。各タイプ2LSAごとに、中継ネットワーク・オブジェクトが、ネットワークを表すように構築され、ルータ・オブジェクトが、接続された各ルータを表すように構築される。リンク状態IDは、広告(指定された)ルータ用のインターフェースを作成するのに使われる。広告において指名されたすべての接続されたルータに対してインターフェースが作成されるが、IPアドレスは、広告において指定されないので、こうしたインターフェースに割り当てられない。OSPFデータの属性は、作成された新規の各ルータに対して設定されない。広告ルータは、新規の中継ネットワーク用の指定ルータであると記録される。
【0035】
ステップ624aで、JはJ+1に設定され、ステップ628aで、データ分析エージェント208は、選択された区域と増分されたカウンタとに対応するタイプ2LSAがLSAテーブル216中にあるか判定する。このようなLSAがある場合、データ分析装置208はステップ620に戻る。このようなLSAがない場合、データ分析エージェント208はステップ632aに進む。
【0036】
ステップ632aで、データ分析装置208は、さらに検討すべき領域(すなわち、OSPFによって定義された区域)がLSAテーブル216中にあるか判定する。このような区域がある場合、データ分析装置208はその区域を選択し、その区域に対してステップ620、624a、および628aを繰り返す。区域がすべて検討されると、データ分析装置208はステップ636aに進む。
【0037】
ステップ636aで、iが減分され、ステップ640aで、データ分析装置208は、iがゼロに等しいか判定する。iがゼロに等しくない場合、データ分析装置208はステップ612に戻り、iがゼロに等しい場合、データ分析装置208はステップ644に進んでアルゴリズムの実行を終了する。
ループ652は、タイプ1LSAに対してループが実行されること以外は上記のループと同じである。
【0038】
ステップ648は、ステップ620とはいくつかの点で異なる。OSPFプロトコルでは、あるLSAタイプが拡張を有することが理解されよう。たとえばタイプ1LSAは、4つのタイプのルータ・リンク、すなわち、ポイント間リンク(サブタイプ1)、ポイント−中継ネットワーク間リンク(サブタイプ2)、ポイント−スタブ・ネットワーク間リンク(サブタイプ3)、および仮想リンク(サブタイプ4)の組合せとなり得る。仮想リンクは無視される。これには以下の2つの理由がある。第1に、仮想リンクによって記述されるリンクは、経路指定トポロジには実際には存在しないが、仮想リンクはその中継区域の区域間経路指定を使ってパケットを転送するからであり、第2に、どのインターフェースにIPアドレスが割り当てられるべきかという指示がないので、リンク・データ・フィールド中のIPアドレス情報を使うことができないからである。
ステップ620と同様、ステップ648はいくつかの方法で実施することができる。
【0039】
一構成では、インターフェースは特に検討されない。データ分析エージェント208は、LSAを解析し、LSA中で参照されるエンド・ポイントを識別する。エンド・ポイントは、ルータおよび/または中継ネットワークもしくはスタブ・ネットワークのいずれかとなる。OSPFプロトコルでは、LSAは通常、指定ルータおよび1つまたは複数の接続されたルータを識別する。LSA中のオブジェクトは、そうすることが適切である場合、インスタンス生成されてルータ・リスト220、ネットワーク・リスト224、および/またはリンク・リスト228に列挙される。
【0040】
別の構成では、インターフェースは、他のネットワーク構成要素と共に検討され、その拡張は異なるやり方で処理することができる。一般に、各インターフェースは、対応するタイプ1LSAとタイプ2LSAを一致させまたは対にすることによって識別される。こうした一致は、各LSA中のインターフェースのIPアドレス、すなわち、同じことだが、広告ルータのインターフェースのIPアドレスを見つけることによって行われる。ポイント間リンクに関しては、このようなリンクにはIPアドレスが必要なく、したがってLSAを特別に処理する必要がある。問題は、アドレス番号のないポイント間リンクに対しては、リンク・データ・フィールドがIPアドレスを含むかまたはインターフェースの索引を含むか見分ける方法がないことである。OSPFプロトコルでは、アドレス番号のあるポイント間リンクに関与するどの項目も、サブタイプ1のルータ・リンクと共にサブタイプ3のルータ・リンクを発行しなければならないので、対応するサブタイプ3ルータ・リンクをもたない(対応するサブタイプ1ルータ・リンクを有するであろう)どのポイント間リンクも、アドレス番号なしと仮定される。この条件は、公知の技術によって検出することができる。サブタイプ1ルータ・リンクは、そのリンクの最後尾のルータIDおよび(アドレス番号のあるリンク用の)IPアドレスまたは(アドレス番号のないリンク用の)発信インターフェースのインターフェース番号を指定する。対応するサブタイプ3リンクの存在によって、アドレス番号のあるリンクがアドレス番号のないリンクと区別することができない場合、アドレス番号のあるリンクは、1組の未確定サブタイプ1リンクに追加され、対応するサブタイプ3リンクに遭遇した場合のみ処理される。サブタイプ2のルータ・リンクは、中継ネットワークに対して、あるルータから指定ルータへのポイント間リンクを指定する。装置208は既に対応するタイプ2広告を処理しているので、広告ルータおよび指定ルータ両方のオブジェクトは既に作成されており、共通の中継ネットワークのメンバである。広告ルータおよび指定ルータの両方に対して、サブタイプ2ルータ・リンクにより、中継ネットワークを接続するインターフェースへのIPアドレスの追加が可能になる。すべてのLSA処理が完了すると、未確定サブタイプ1リンクの組の中のどの未確定サブタイプ1リンクもアドレス番号のないポイント間リンクでならなければならず、新規オブジェクトがこのようなリンクを表すように構築される。広告ルータの発信インターフェースは、インターフェース番号は割り当てられるがIPアドレスは割り当てられない。
【0041】
ステップ648の後半の構成において、データ分析装置208は通常、IPアドレスによって少なくともホスト(ルータ)インターフェースのほとんどを識別する。そのようにならない(たとえば、スタブ・ネットワークに接続されたルータのインターフェースの)場合、対応するルータが、この情報を取得するためにポーリングされる。
【0042】
出力リンク・リストを図7〜9に示す。図7は、企業ネットワークまたは自律システムにおいて指定され接続されたルータの包括的な一覧を含む。こうしたルータは、ルータID700によって(および/またはIPアドレス(図示せず)によって)、関連づけられた領域識別子704、および/またはインターフェース・リスト中の関連づけられたインターフェースを指す1つまたは複数のポインタによって識別される。区域境界ルータは複数の領域IDを有し、非区域境界ルータはただ1つのIDを有し、ルータは、1つまたは複数の関連づけられたインターフェースを有することができることが理解されよう。図8は、リンクのリストである。リンク800は、エンド・ポイント804として、2つのルータ、または1つのルータおよび1つのネットワーク(スタブまたは中継)をもつことができる。ルータは、ルータIDおよび/またはインターフェースのIPアドレスによって識別することができ、ネットワークは、マスクおよび/または1つもしくは複数のIPアドレスによって識別することができる。あるいは、関連づけられたリンクのエンド・ポイントは、リスト220、228、および1100の別のエントリのうちの適切なエントリへのポインタによって参照することができる。図9はネットワーク(スタブまたは中継)の一覧である。ネットワークは、ネットワーク・アドレスならびにネットワーク・マスク、および/またはネットワークに接続される1つもしくは複数のIPアドレス900によって識別される。各ネットワークは、関連づけられた1組のルータ・インターフェース904(通常、インターフェース・リスト中の対応するルータ・インターフェースへのポインタによって示される)、および関連づけられた指定ルータ(通常、ルータ・リスト中の対応するルータへのポインタによって示される)を有する。インターフェースが検討されると、インターフェースの第4のリスト1100を図10に示すように生成することができる。インターフェース・リスト1100では、インターフェース1104は、IPアドレス、インターフェース番号、および/またはネットワーク・マスクによって識別され、ルータ1108に関連づけられる。関連づけられたルータ1108は通常、ルータ・リスト220中の対応するルータへのポインタによって示される。
【0043】
ほとんどのアプリケーションでは、データ分析装置208は、ルータ・リストおよびネットワーク・リストと、リンク・リストおよびインターフェース・リストの一方とを出力する。
ネットワーク・モデルにあるオブジェクトは通常、自己管理オブジェクトである。自己管理オブジェクトとは、そのクライアントによってではなく、それがインスタンス生成したクラスによって存続期間が管理されるオブジェクトである。このモデルは、インスタンスへのポインタの静的な組を含む1つまたは複数のクラスによって実装される。データ分析装置208は、静的な組にオブジェクトを追加し、かつそこから削除する。ネットワーク・モデルのすべてのオブジェクトは、インターフェースを除き、自己管理される。インターフェース・オブジェクトは、直接接続されたホスト・オブジェクトによって所有され管理される。
【0044】
本発明のいくつかの変形形態および変更形態を使うことができる。本発明の他の特徴を示さずに、一部の特徴を示すことが可能であろう。
たとえば一代替実施形態では、OSPF以外のプロトコルに対してこうしたアルゴリズムが使われる。こうしたアルゴリズムは、ルータに格納された情報に基づいてルータをグループに構成する、かつ/または企業システムもしくは自律システムを領域に分割するどの距離ベクタ・アルゴリズムおよびリンク状態アルゴリズムに対しても使うことができる。
別の実施形態では、データ収集およびデータ分析エージェントは、全体的にまたは部分的に、特定用途向け集積回路または他のどのタイプの論理回路としても実施される。
【0045】
本発明は、様々な実施形態において、本明細書で十分に示し説明した構成要素、方法、処理、システムおよび/または機器を含み、様々な実施形態、その下位組合せおよびサブセットを含む。本開示を理解すれば、本発明の作成法および使用法が当業者には理解されよう。本発明は、様々な実施形態において、本明細書またはその様々な実施形態で示さなかったかつ/または説明しなかった項目がないとき、たとえば以前の装置または処理において使うことができたこのような項目がないときに、たとえば性能を向上し、簡便さを達成し、および/又は実装コストを削減する装置および処理の提供を含む。
【0046】
以上、本発明を例示および説明の目的で説明した。上記の説明は、本明細書で開示した形に本発明を限定することを意図するものではない。本明細書の説明は1つまたは複数の実施形態および特定の変形形態および変更形態の説明を含むが、たとえば当該分野における技術および知識の範囲内であるように、本開示を理解すれば他の変形形態および変更形態も本発明の範囲内である。代替実施形態を許容される範囲まで含み、代替的な、互いに交換可能なかつ/または等価な構造、機能、範囲またはステップが本明細書で開示されるかどうかに関わらず、このような代替的な、互いに交換可能なかつ/または等価な構造、機能、範囲またはステップを特許請求の範囲に含む権利の取得を意図するものであり、どの特許可能な対象も公に特定用途とすることを意図していない。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】従来技術による単純なネットワーク・トポロジを示す図である。
【図2】本発明の実施形態による計算機アーキテクチャを示すブロック図である。
【図3】データ収集エージェントの動作を示すフロー図である。
【図4】データ収集エージェントによって出力されるルータ・テーブルを示す図である。
【図5】データ収集エージェントによって出力されるLSAテーブルを示す図である。
【図6】データ分析エージェントの動作を示すフロー図である。
【図7】データ分析エージェントによって出力されるルータ・リストを示す図である。
【図8】データ分析エージェントによって出力されるリンク・リストを示す図である。
【図9】データ分析エージェントによって出力されるネットワーク・リストを示す図である。
【図10】データ分析エージェントによって出力されるインターフェース・リストを示す図である。
Claims (40)
- 分散処理ネットワークに関連づけられたトポロジを判定する方法であって、
第1の組のルータのルータそれぞれと交信し、第2の組のルータの他のルータそれぞれとは交信せず、前記第1の組のルータが前記第2の組のルータよりもメンバが少ないこと、および
前記第1の組のルータの前記交信されたルータの少なくともいくつかによって維持されるネットワーク情報にアクセスすることを含む方法。 - 前記第1および第2の組のルータが複数の予め定義された領域に関連づけられ、前記交信する工程において、前記第1の組の前記ルータそれぞれに関連づけられたインターフェースが交信される、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の領域が最適経路制御プロトコルによって定義される複数の区域であり、前記ネットワークが企業ネットワークである、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれが区域境界ルータである、請求項1に記載の方法。
- 前記第2の組のルータの前記ルータの少なくともいくつかが区域境界ルータではない、請求項1に記載の方法。
- (i)前記第1のルータの組の前記ルータそれぞれと、(ii)前記第1のルータの組の前記ルータそれぞれに関連づけられた1つまたは複数のインターフェースとの少なくとも1つの、1つまたは複数の属性を列挙し、前記第2のルータの組の前記ルータそれぞれおよび/またはそれに接続されたインターフェースに関連づけられた1つまたは複数の属性を排除するルータ・テーブルを維持することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ネットワーク情報がリンク状態広告を含み、
前記リンク状態広告をリンク状態広告テーブルに格納し、関連づけられた区域によって前記リンク状態広告が索引をつけられることをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれに対してフラグの値を設定し、前記フラグの値が、前記関連づけられたルータおよび/またはルータ・インターフェースとの前記交信の状態によって決まることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記リンク状態広告テーブル中の複数の前記リンク状態広告に対してリンク状態広告のタイプを決定し、高い番号のリンク状態広告のタイプが低い番号のリンク状態広告のタイプの前に処理されることをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- ルータ、リンク、インターフェース、およびネットワークの一覧を形成するために前記情報を処理することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記情報のタイプと前記情報に関連づけられたリンクのタイプとの少なくとも1つに基づいて、前記情報の少なくともいくつかを破棄することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- リンクの前記タイプが状態広告のタイプであり、情報の前記タイプがリンク状態広告に関連づけられた拡張タイプである、請求項11に記載の方法。
- 前記アクセスする工程が、
1つまたは複数の選択された第1の領域に関連づけられたネットワーク情報を破棄すること、および
1つまたは複数の選択された第2の領域に関連づけられたネットワーク情報の一覧を更新することを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記列挙されたルータおよび/またはインターフェースそれぞれに対して、前記交信する工程の結果を指すフラグを設定することをさらに含む、請求項6に記載の方法。
- 前記アクセスする工程が、リンク状態広告に関連づけられた複数のリンク状態広告および区域を列挙するリンク状態広告テーブルを出力し、各区域ごとに、
前記選択された区域に関連づけられたリンク状態広告を選択する工程と、
前記選択されたリンク状態広告を解析する工程と、
前記選択されたリンク状態広告中の情報を含む、前記選択されたリンク状態広告中で参照されるルータ・オブジェクト、インターフェース・オブジェクト、リンク・オブジェクト、およびネットワーク・オブジェクトの少なくとも1つを構築する工程と、
前記選択された領域に関連づけられた各リンク状態広告が検討されるまで、前記選択する工程、前記解析する工程、および前記構築する工程を繰り返す工程とを反復して実施する、請求項1に記載の方法。 - 前記反復して実施される工程が、
前記選択された区域に関連づけられた第1のリンク状態広告と前記選択された区域に関連づけられた第2のリンク状態広告とを比較すること、ならびに前記第1および第2のリンク状態広告が互いに対応するとき、前記第1および第2のリンク状態広告に含まれる情報を含むインターフェース・オブジェクトを構築することを含む、請求項15に記載の方法。 - 前記反復して実施される工程において、
ポイント間リンクが、対応するスタブ・ネットワーク・リンクをもたないとき、アドレス番号なしと仮定される規則が使用される、請求項15に記載の方法。 - 前記反復して実施される工程において、
前記選択された区域に関連づけられた第1のリンク状態広告、および前記選択された区域に関連づけられた第2のリンク状態広告を比較する工程と、
前記第1および第2のリンク状態広告が互いに対応するとき、ルータ、インターフェース、リンク、およびネットワークの少なくとも1つの、少なくとも1つの属性を識別する工程とがさらに実施される、請求項15に記載の方法。 - 分散処理ネットワークに関連づけられたトポロジを判定するシステムであって、
第1の組のルータを、分散処理ネットワークの少なくとも一部分の中のより大きな第2の組のルータから抽出する手段と、
第1の組のルータのルータそれぞれと交信し、第2の組のルータの他のルータそれぞれとは交信しない手段と、
前記第1の組のルータの前記交信されたルータの少なくともいくつかによって維持されるネットワーク情報にアクセスする手段とを備えるシステム。 - 前記第1および第2の組のルータが複数の予め定義された領域に関連づけられる、請求項19に記載のシステム。
- 前記複数の領域が最適経路制御プロトコルによって定義される複数の区域である、請求項20に記載のシステム。
- 前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれが区域境界ルータである、請求項19に記載のシステム。
- 前記第2の組のルータの前記ルータの少なくとも1つが区域境界ルータではない、請求項19に記載のシステム。
- 前記第1のルータの組の前記ルータそれぞれを列挙し、前記第2の組のルータの前記ルータそれぞれは列挙しないルータ・テーブルをさらに備える、請求項19に記載のシステム。
- 前記情報がリンク状態広告を含み、
前記リンク状態広告をリンク状態広告テーブルに格納する手段であって、関連づけられた区域によって前記リンク状態広告が索引をつけられる手段をさらに備える、請求項19に記載のシステム。 - 前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれに対してフラグの値を設定する手段であって、前記フラグの値が、前記関連づけられたルータとの前記交信の状態によって決まる手段をさらに備える、請求項19に記載のシステム。
- 前記リンク状態広告テーブル中の複数の前記リンク状態広告に対してリンク状態広告のタイプを決定する手段であって、高い番号のリンク状態広告のタイプが低い番号のリンク状態広告のタイプの前に処理される手段をさらに備える、請求項25に記載のシステム。
- ルータ、リンク、インターフェース、およびネットワークの一覧を形成するために前記情報を処理する手段をさらに備える、請求項19に記載のシステム。
- 前記情報のタイプと前記情報に関連づけられたリンクのタイプとの少なくとも1つに基づいて、前記情報の少なくともいくつかを破棄するフィルタリング手段をさらに備える、請求項19に記載のシステム。
- 分散処理ネットワークに関連づけられたトポロジを判定するシステムであって、
(a)第1の組のルータを、分散処理ネットワークの少なくとも一部分の中のより大きな第2の組のルータから選択し、(b)前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれと交信し、前記第2の組のルータの他のルータそれぞれとは交信せず、(c)前記第1の組のルータの前記交信されたルータの少なくともいくつかによって維持されるネットワーク情報をロードするように構成されたデータ収集エージェントを備えるシステム。 - 前記第1および第2の組のルータが複数の予め定義された領域に関連づけられる、請求項30に記載のシステム。
- 前記複数の領域が最適経路制御プロトコルによって定義される複数の区域である、請求項31に記載のシステム。
- 前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれが区域境界ルータである、請求項30に記載のシステム。
- 前記第2の組のルータの前記ルータの少なくとも1つが区域境界ルータではない、請求項30に記載のシステム。
- 前記第1のルータの組の前記ルータそれぞれを列挙し、前記第2の組のルータの前記ルータそれぞれは列挙しないルータ・テーブルをさらに備える、請求項30に記載のシステム。
- 前記情報がリンク状態広告を含み、
関連づけられた区域によって索引がつけられる複数のリンク状態広告を含むリンク状態広告テーブルをさらに備える、請求項30に記載のシステム。 - 前記第1の組のルータの前記ルータそれぞれに関連づけられるフラグの値であって、前記関連づけられたルータとの前記交信の状態によって決まるフラグの値をさらに備える、請求項30に記載のシステム。
- 前記リンク状態広告テーブル中の複数の前記リンク状態広告に対してリンク状態広告のタイプを決定するように構成されたデータ収集エージェントであって、高い番号のリンク状態広告のタイプが低い番号のリンク状態広告のタイプの前に処理され、前記決定されたリンク状態広告のタイプに基づいて、前記リンク状態広告それぞれを処理するように構成されたデータ収集エージェントをさらに備える、請求項36に記載のシステム。
- ルータ、リンク、インターフェース、およびネットワークの一覧を形成するために前記ネットワーク情報を処理するように構成されたデータ収集エージェントをさらに備える、請求項30に記載のシステム。
- 前記ネットワーク情報を処理してネットワーク・モデルを出力するように構成されたデータ収集エージェントを備え、前記データ収集エージェントの少なくとも1つが、前記情報のタイプと前記情報に関連づけられたリンクのタイプとの少なくとも1つに基づいて、前記情報の少なくともいくつかを破棄するように構成される、請求項30に記載のシステム。
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