JP2008182433A - ルータ、その方法及びそれを用いた管理サーバ - Google Patents

Abstract

【課題】計測用パケットを用いずに送信量の増大を招くことなく通信状況に関する情報を収集可能とするルータを提供する。
【解決手段】計測用マーカがルータに付加されたパケットをログとして格納し、計測用マーカが付加されていないパケットに対しては計測用マーカを付加すべきか否かを判断して計測用マーカを付加しているので、計測のみに使用されるパケットを生成することなく、入力ポート（Ａ−１）に受信された所定条件を満たすパケットに対してルータ（Ａ）が計測用マーカを付加して他のルータ（Ｂ）で格納しており、パケットをそのまま計測用にも用いることができ、送信量を増加させずにネットワークの利用状況を把握するための情報を収集することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ネットワークの通信状況を計測可能なルータに関し、特に、計測のみに使用されるパケットを使用することなく通信状況を計測できるルータに関する。

ルータは、ネットワークシステムにおいて、送信元ネットワークから宛先ネットワークまでデータパケットを転送する役割を担っている。ルータにおいてデータパケットを転送するための経路は一般的に、経由するルータ数（ホップ数）が最小となる経路が選択される。

近年では、ネットワーク上のパケットをクラス分けし、クラス毎に異なるサービス品質（QoS; Quality of Service）を提供する技術の研究が進められている。異なるサービス品質を提供するための手段の一つとして、求められる品質に応じて適した経路を選択するポリシールーティングなどの方法がある。

例えば、映像データなどの大容量の転送を行う場合は、利用できる帯域幅が最大となる経路を選択し、リアルタイム制御など即時性が求められるデータについては、遅延時間が最小となる経路を選択する。

前述のようなポリシールーティングを行う場合、最適な経路を選択するために、ネットワークの品質情報を計測する必要がある。ネットワークの計測手法の一つとして、計測用パケットを宛先に向け送信し、そのパケットの挙動からネットワークの帯域幅を推定する下記非特許文献１で示されている方法などが考案されている。

また、ポリシールーティングによってデータパケットに対して割り当てた経路を、本当に該当データパケットが使用しているかどうかの確認を行う場合、全ルータにて、受信する全パケットをキャプチャし、その中なら該当データパケットを検索し、経路を通っていることを確認する必要がある。
M.Jain, C.Dovrolis,"End-to-End Available Bandwidth: Measurement methodology, Dynamics, and Relation with TCP Throughput", Proceedings of ACM SIGCOMM, August 2002 特開平１１−２７５０７９号公報 特開２００２−４４１２５号公報

計測用パケットを送信して、ネットワーク帯域幅を計測する方法では、頻繁に計測を実施すると、計測用パケットの送信量が増大してしまい、ネットワークの品質に影響を与え、結果として本来転送すべきパケットの通信品質の低下に繋がってしまうという課題を有する。

また、ポリシールーティングによって、あるデータパケット向けに設定した経路を、本当にそのデータパケットが通っているかどうかを計測用パケットにより確認するためには、該当データパケットと同じヘッダ情報（例えば、ＩＰヘッダやＴＣＰヘッダ）の計測用パケットを作成する必要があり、確認の手間が大きくなるという課題を有する。

計測用パケットを使わずに確認する場合、全ルータに、パケットキャプチャ装置を接続するなどして、受信パケットを全てキャプチャし、その中から該当するパケットを探し出し、経路に沿ってデータパケットが流れていることを確認しなければならず、非常に確認の手間が大きいという課題を有する。

ところで、特許文献１には非同期転送モードの通信において、サービス品質の測定及び監視をサービス中に実施してサービス品質の劣化を防止するためのサービス品質管理方法が開示されている。このサービス品質管理方法は、サービス品質パラメータであるセル転送遅延、セル転送遅延変動を測定するために、入口となる非同期転送スイッチに接続され、通信中にサービス品質測定のための測定用セルを挿入し、戻ってきた該測定用セル内の情報よりサービス品質に関する値の算出、解析を行い、該解析結果に基づき通知を行う測定器と、前記サービス品質算出のために必要となる値を前記測定用セルに書き込む非同期転送スイッチとからなる。これにより、サービス品質を維持するためのパラメータの測定を行うことができる。しかしながら、前説したように測定用セルを送信してパラメータの測定を行うと、頻繁な計測によりネットワークの品質に影響を与えるという課題を解決することができない。

また、特許文献２には実際のトラフィック状況を反映したルート選択を行うことができるパケットネットワークが開示されている。このパケットネットワークは、ネットワークの入力側に設置された入エッジルータと出力側に設置された出エッジルータとの間で試験用パケットを送受信したり、あるいは、ユーザ情報を含むＩＰパケットにタイムスタンプを付与することにより、各ルートにおける実際のラウンドトリップディレイあるいは伝播遅延時間を測定し、この測定結果にしたがってパケットを送信するルートを選択する。これにより、中継ルータに改造を加えることなくエッジルータの改変のみでトラフィック状況に合致したルート選択を行うことができる。しかしながら、これも特許文献１と同様に、頻繁な計測によりネットワークの品質に影響を与えるという課題を解決することができない。

本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、計測用パケットを用いずに送信量の増大を招くことなく通信状況に関する情報を収集可能とするルータを提供することを目的とする。

（１．マーカ付パケットの格納とマーカの付加）
本発明に係るルータは、入力ポートに受信したパケットをルーティングテーブルに従ってルーティングして出力ポートから転送するルータであって、入力ポートに受信したパケットに計測用マーカが付加されているか否かを判断する計測用マーカ有無判断手段と、当該計測用マーカ有無判断手段で計測用マーカが付加されていると判断した場合に当該計測用マーカが付加されたパケットに関する情報をログとしてログ格納用バッファに格納するログ格納手段と、計測用マーカを付加するパケットの条件を示すマーキングデータに従い、入力ポートに受信したパケットが計測用マーカを付加すべきパケットであるのか否かを判断する計測用マーカ付加判断手段と、当該計測用マーカ付加判断手段で計測用マーカを付加すべきであると判断した場合に当該パケットに計測用マーカを付加する計測用マーカ付加手段とを含むものである。

このように本発明においては、計測用マーカがルータに付加されたパケットをログとして格納し、計測用マーカが付加されていないパケットに対しては計測用マーカを付加すべきか否かを判断して計測用マーカを付加しているので、計測のみに使用されるパケットを生成することなく、入力ポートに受信された所定条件を満たすパケットに対して計測用マーカを付加して他のルータで格納しており、データパケットをそのまま計測用にも用いることができ、送信量を増加させずにネットワークの利用状況を把握するための情報を収集することができるという効果を奏する。
前記計測用マーカ付加手段は、データパケットのヘッダ領域に特定のデータを付加することでパケットに計測用マーカを付加する。

（２．ログ送出）
本発明に係るルータは必要に応じて、外部のネットワーク機器からログの取得要求を受け付け、前記ログ格納用バッファからログを取得してログの取得要求を行った外部のネットワーク機器へ送り出すものである。
このように本発明においては、各ルータが計測用マーカが付加されたパケットをログとして格納し、外部のネットワーク機器からのログの取得要求を受け付けてそれに対応して送り出すので、計測時点でルータがその都度計測に係るパケットを返信する必要がなく、少なくとも計測時点でのルータの負荷を抑えることができるという効果を有する。例えば、ネットワークシステムの入口のエッジルータから出口のエッジルータから計測用パケットを送出し、出口のエッジルータから計測用パケットを入口のエッジルータに返信する従来からなる構成である場合には、計測用パケット以外の通常のパケットを処理しながら計測に係る処理を行う必要があり、その分の負荷がルータにかかり、輻輳状態に陥りやすくなる。

（３．マーキングデータの受付）
本発明に係るルータは、外部のネットワーク機器から前記マーキングデータを受け付けるものである。
このように本発明においては、マーキングデータを外部のネットワーク機器から受け付けることで、所望のパケットに対して計測用マーカを付加してログを取ることができるという効果を有する。

（４．ログの解析）
本発明に係る管理サーバは、前記記載のルータに対してログの取得要求を行う管理サーバであって、収集した各ルータのログを格納するログ格納用バッファと、前記ログの取得対象のルータ間の接続構成情報を管理するルータ情報管理用バッファと、前記ログ格納用バッファのログと当該ルータ情報管理用バッファのルータ間の接続構成情報に基づきネットワークの利用状況を解析するログ解析手段と、当該ログ解析手段の解析結果を表示するデータ表示画面手段とを含むものである。

このように本発明においては、各ルータから取得したログを格納し、ルータ間の接続構成情報を用いてネットワークの利用状況を解析し、その結果を利用者に提示しているので、各ルータに分散していたログを収集して関連するログを集約させて利用者が望むネットワークの利用状況の結果を提示することができる。

本発明は複数のルータを用いたネットワークの利用状況を計測する方法として捉えることもできる。つまり、ネットワークシステムを構成する一のルータで計測用マーカ付加判断を行って計測対象のパケットに計測用マーカ付加を行い、他のルータで計測用マーカ有無判断を行って計測用マーカが付加されたパケットをログとして格納する。
また、本発明は前記ルータ及び管理サーバからなるネットワークシステムとして捉えることもできる。
これら前記の発明の概要は、本発明に必須となる特徴を列挙したものではなく、これら複数の特徴のサブコンビネーションも発明となり得る。

データパケットとして流れるパケットを計測用パケットとしてマーキングして使用することにより、データパケット以外の計測用パケットを不要としてネットワーク品質への影響をなくすことができる。

また、マーキングパケットをロギングすることにより、パケットキャプチャの設置および全パケットのキャプチャを行う必要なく、ポリシールーティングが適切に行われていることを確認することができる。

（本発明の第１の実施形態）
［１．システム構成］
図１は本実施形態に係るルータを含むネットワークシステムのネットワーク構成図である。
本実施形態に係るルータを含むネットワークシステムは、図１に示すように、複数のルータ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）と、管理サーバ（Ｇ）とからなる。図１において、端末（Ｅ）と端末（Ｆ）はルータ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）より構成されるＩＰｖ４(Internet Protocol version 4)ネットワークを介して接続されているものとする。なお、図１は本発明を適用したネットワーク構成の一例であり、本発明はＩＰｖ４以降のＩＰネットワークにも使用することもできる。

図１に示すように、本実施形態に係るルータから構成されるネットワークにパケットが取り込まれた場合にルータが計測用マーカを付加すべきパケットか否かを判断し、付加すべきパケットには計測用マーカを付加して送り出し（図１（２））、その他のルータが取り込むパケットの中から計測用マーカ付きのパケットのみを取り込むことでルータ内にログとして計測用マーカ付きのパケットに関する情報が保持される（図１（３））。予め、管理サーバからルータに対して計測用マーカの設定条件定義を行い（図１（１））、この設定条件定義に基づいてルータは計測用マーカを付加すべきパケットか否かを判断する。ルータ内に保持されるログは管理サーバが収集して分析する（図１（４））。

ルータ（Ａ）で計測用マーカが付加されたパケットがルータ（Ｂ）に送り出され、ルータ（Ｂ）でその計測用マーカが付加されたパケットに関する情報が保持され、同様に、ルータ（Ｂ）から送り出された計測用マーカが付加されたパケットに関する情報がルータ（Ｄ）でも保持される様子を図１で示している。ルータ（Ｃ）では計測用マーカが付加されていないパケットが取り込まれている状況のためそのパケットに関する情報が保持されない。ルータ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）で保持されているパケットは管理サーバ（Ｇ）により収集され、例えば、ルータ毎に保持される。

図２は本実施形態に係るルータ、管理サーバのモジュール構成図である。
ルータ（Ａ）は、図２に示すように、入力ポート（Ａ−１）、ルーティング制御部（Ａ−２）、出力ポート（Ａ−３）、ログ格納用バッファ（Ａ−４）、管理用ポート（Ａ−５）、ルーティングテーブル（Ａ−６）、マーキング制御部（Ａ−７）及びマーキングデータ（Ａ−８）からなる。ルータ（Ｂ）、ルータ（Ｃ）、ルータ（Ｄ）の構成も同様である。本実施形態に係るネットワークシステムで図示したルータが本発明を適用した構成となっているが、ネットワークシステム内に従来からある一般的な構成のルータが含まれていてもよい。このような従来からある一般的な構成のルータは、計測用マーカをパケットに付加することもなく、計測用マーカが付加されたパケットに関する情報を保持することもないが、計測用マーカを付加していないパケットと同様に、計測用マーカを付加したパケットをルーティング(Routing)して転送(forwarding)する。

入力ポート（Ａ−１）は他のルータなどのネットワーク機器からのパケットを受信するポートである。１つのルータに１つ以上の入力ポートを備える。
出力ポート（Ａ−３）は他のルータなどのネットワーク機器へのパケットを送信するポートである。1つのルータに1つ以上の出力ポートを備える。
ルーティング制御部（Ａ−２）は、入力ポートより受信したパケットを、ルーティングテーブル（Ａ−６）の情報に基づいて転送先の出力ポート（Ａ−３）を決定する。本実施形態では、ルーティング制御部（Ａ−２）は受信したパケットに対する分析要求（計測用マーカが付加されたパケットの格納、計測用マーカの付加）をマーキング制御部（Ａ−７）に依頼し、マーキング制御部（Ａ−７）からの分析結果を待って転送する。なお、ルーティング制御部（Ａ−２）はマーキング制御部（Ａ−７）からの分析結果を待ってパケットを転送しているが、分析結果にパケットの格納の必要性の有無と計測用マーカの付加の必要性の有無を示す情報を含めてルーティング制御部（Ａ−２）がその分析結果を参照して該当するパケットをログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納し、該当するパケットに対して計測用マーカを付加してもよいし、どちらか一方のみを行ってもよい。

マーキング制御部（Ａ−７）は、パケットのヘッダの特定の領域を参照することにより、そのパケットついて計測用マーカが付加されたパケットであるかどうかを判断し（計測用マーカ有無判断機能）、計測用マーカが付加されたパケットであると判断した場合には計測用マーカが付加されたパケットに関する情報をログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納する（ログ格納機能）。また、マーキングデータ（Ａ−８）に基づいて処理対象とするパケットに計測用マーカを付加すべきか否かを判断し（計測用マーカ付加判断機能）、計測用マーカを付加すべきであると判断した場合には計測用マーカの付加を行っている（計測用マーカ付加機能）。本実施形態では、計測用マーカ有無判断機能により計測用マーカが付加されていないパケットを計測用マーカ付加判断機能の対象とする。

ログ格納用バッファ（Ａ−４）は、マーキング制御部（Ａ−７）において計測用パケットであると判断したパケットに関する情報を格納するためのバッファである。格納するパケットに関する情報は、パケットそのものでもよいし、パケットのヘッダ部でもよいし、これらの情報を元に新たに生成した情報であってもよい。本実施形態においては、パケットのヘッダ部の一部と入力ポートＩＰアドレス及び出力ポートＩＰアドレスからなる。

マーキングデータ（Ａ−８）は受信したパケットに対し計測用パケットであることを示す情報を設定するための条件を示すデータである。
管理用ポート（Ａ−５）は、外部のネットワーク機器からログの取得要求を受け付け、ログ格納用バッファ（Ａ−４）からログを取得し、外部のネットワーク機器へログ情報を送り出す。

管理用ポート（Ａ−５）は、外部のネットワーク機器から計測用マーカの設定要求又はログ取得要求を受け付ける。この管理用ポートを介して受け取った計測用マーカの設定条件がマーキングデータとしてルータ内部に格納される。管理用ポートを介して受け取ったログ取得要求に対してログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納されるログを送り出す。

管理サーバ（Ｇ）は、図２に示すように、ログ格納用バッファ（Ｇ−１）、ログ収集部（Ｇ−２）、ルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）、ログ解析部（Ｇ−４）及びデータ表示画面部（Ｇ−５）からなる。管理サーバ（Ｇ）は、各ルータの管理ポートと接続して計測用マーカの設定要求、ログ取得要求をルータに対して行う。

ログ収集部（Ｇ−２）は、ルータのログを収集する機能であり、収集したログをログ格納用バッファ（Ｇ−１）に格納する。
ルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）は、計測対象のルータの情報およびルータ間の接続構成情報を管理するためのバッファであり、ログの解析の基データとして使用する。
ログ解析部（Ｇ−４）は、ルータから取得したログとルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）の情報を基にネットワークの利用状況を解析する機能であり、解析結果をデータ表示画面に表示する。

データ表示画面部（Ｇ−５）は、解析結果を表示する以外に、利用者からログ収集、ログ解析の要求を受け付ける。
端末（Ｅ）、（Ｆ）は一般的なコンピュータであり、ネットワークに接続可能な構成となっている。管理サーバ（Ｇ）もハードウェア構成は一般的なコンピュータと同様である。
端末（Ｅ）、（Ｆ）は任意にパケットを本実施形態に係るネットワークシステムに送り出している。この端末（Ｅ）、（Ｆ）が生成して送り出したパケットには計測用マーカが付加されていない。

図３は本実施形態に係る端末（Ｅ）、ルータ（Ａ）、ルータ（Ｂ）の接続構成を示した図である。図２ではルータ（Ａ）と管理サーバ（Ｇ）のモジュール構成を示したが、図３に例示されるようにルータ（Ａ）以外のルータ（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）もルータ（Ａ）と同様のモジュール構成となっている。ルータ（Ａ）は端末（Ｅ）が送信したパケットを入力ポート（Ａ−１）より受信し、出力ポート（Ａ−３）へ送信することも示している。また、ルータ（Ｂ）はルータ（Ａ）が送信したパケットを入力ポート（Ｂ−１）より受信し、出力ポート（Ｂ−３）へ送信することも示している。本発明の特有の動作ついては以下に説示する。

［２．動作］
［２．１ マーカの付加とマーカ付きパケットの取り込み動作］
図４のシーケンス図を用いて、マーカの付加とマーカ付きパケットの取り込み動作を説明する。
端末（Ｅ）がパケットをルータ（Ａ）へ送信する（ステップ１１０１）。
ルータ（Ａ）は端末（Ｅ）からのパケットを入力ポート（Ａ−１）から取り込み、このパケットに対するルーティング要求をルーティング制御部（Ａ−２）に行う（ステップ１１０２）。ルーティング制御部（Ａ−２）はルーティング要求に対して対象となるパケットについてのマーキング分析要求をマーキング制御部（Ａ−７）に依頼する（ステップ１１０３）。マーキング制御部（Ａ−７）はマーキング分析要求を受けて、処理対象のパケットのヘッダ部の計測用マーカが設定されているか否かを判断し、設定されていなければ図５に示すマーキングデータ（Ａ−８）に設定された条件に一致するか否かを判断し、一致する場合にパケットの計測用マーカを設定し（ステップ１１０４）、ルーティング制御部（Ａ−２）に分析結果を通知する（ステップ１１０５）。本例では、パケットの送信元ＩＰアドレスが「１９２．１６８．１．２」で、送信先ポート番号が「５５４」の場合に計測用マーカを設定する。ここで、処理対象のパケットのヘッダ部の計測用マーカが設定されていると判断した場合にはマーキング制御部（Ａ−７）が該当するパケットをログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納し、マーキングデータ（Ａ−８）に設定された条件に一致するか否かの判断は行わない。以下で説明するルータ（Ｂ）の動作がこれに該当する。また、マーキングデータ（Ａ−８）に設定された条件に一致しないと判断した場合には計測用マーカを設定しない。なお、計測用マーカを設定した後に、ログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納する構成とすることもでき、

図６に、ＩＰｖ４パケットが計測用パケットであることを示すためのヘッダ構成の例を示す。ＩＰｖ４ヘッダにはオプション(拡張情報)フィールドがあり、必要に応じて設定される可変長のフィールドである。本実施形態では、Ｔｉｍｅｓｔａｍｐオプション（時刻印オプション）を用いて時刻を取得して計測用マーカを設定する。したがって、計測用マーカを参照することで、計測用マーカが設定された時刻を把握することができる。また、この時刻を用いることで同一パケットのログを特定することができ、一意に識別するために他のヘッダ部の情報を用いることもできる。なお、拡張情報内に連続番号を付加することもでき、計測用マーカを付加したルータで初期値を「０」とし、計測用マーカを参照するルータを経る度に１インクリメントする構成にすることもでき、同じパケットに係るログを特定した後に連続番号順に並び替えることでパケットの通過した経路を把握することができる。また、本実施形態では拡張情報内を計測用マーカで用いたが、使用が可能なパケット内の他の領域を計測用マーカに使用する構成であってもよい。
このようにしてパケットのヘッダ領域を計測用マーカとして使用することにより、計測専用のパケットを使用せずにネットワークの品質情報を計測することができる。
マーキング分析が完了したパケットはルーティング制御部（Ａ−２）がルーティングの結果特定された出力ポート（Ａ−３）に送り（ステップ１１０６）、この出力ポート（Ａ−３）を介して次のルータ（例ではルータＢ）に送信される（ステップ１１０７）。

一方、ルータＢのルーティング制御部（Ｂ−２）では、入力ポートから受信したパケットに対するルーティング要求をルーティング制御部（Ｂ−２）に行う（ステップ１１１１）。ルーティング制御部（Ｂ−２）はルーティング要求に対して対象となるパケットについてのマーキング分析要求をマーキング制御部（Ｂ−７）に依頼する（ステップ１１１２）。マーキング制御部（Ｂ−７）はマーキング分析要求を受けて、処理対象のパケットのヘッダ部の計測用マーカが設定されているか否かを判断し、設定されていればログ格納用バッファ（Ｂ−４）にパケットに関する情報を格納する（ステップ１１１３）。パケットを格納した後に分析結果通知をルーティング制御部（Ｂ−２）に返す（ステップ１１１４）。マーキング分析が完了したパケットはルーティング制御部（Ｂ−２）がルーティングの結果特定された出力ポート（Ｂ−３）に送り（ステップ１１１５）、この出力ポート（Ｂ−３）を介して次のルータに送信される（ステップ１１１６）。

本ルータのログ格納バッファの内容の例を図７に示す。ログ格納バッファには、ルータが受信したパケットのうち計測用マーカが設定されたパケットの情報を格納する。
ログの情報としては、マーカ設定時刻、パケットの受信時刻、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、ＴＴＬ（Time To Live）、入力ポートＩＰアドレス、出力ポートＩＰアドレス等を含む。

マーカ設定時刻、送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、ＴＴＬは、入力ポートを介して受信したＩＰパケットから取得することができる。マーカ設定時刻はＴｉｍｅｓｔａｍｐオプションの値である。
受信時刻はルータ装置の内部時計から取得できるものとし、ルータＡ〜Ｄの内部時計はＮＴＰ(Network Time Protocol)等を用いて同期しておくことが望ましい。

入力ポートＩＰアドレスはルーティング制御部（Ｂ−２）が入力ポート（Ｂ−１）からパケットを受信する際に取得し、出力ポートＩＰアドレスはルーティング制御部（Ｂ−２）がルーティングテーブル（Ｂ−６）を用いて出力ポート（Ｂ−３）を選択する際に取得する。マーキング制御部での処理がなされる前にルーティング制御部が出力ポートの特定を行うことが必要であるが、マーキング制御部での処理の後に出力ポートの特定を行ってその後にログの出力ポートのフィールドに特定された出力ポートＩＰアドレスを格納してもよい。

［２．２ 計測用マーカの設定条件定義動作］
図８のシーケンス図を用いて、計測用マーカの設定条件定義動作を説明する。
ルータの管理者は管理用ポートに接続した操作端末もしくは管理サーバより、計測用マーカの設定条件定義を行う。
条件定義の方法の例として、管理用の画面から計測用マーカの設定開始と設定終了を指示する場合の画面の例を図９に示す。

図９の画面では計測用マーカの設定条件の例としてパケットの送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信先ポート番号、計測用マーカの設定間隔、設定期間の種類（「常時」「期間指定」）、設定開始日時、設定終了日時を設けている。また、設定と設定解除の指示ボタンを設けている。この図９の計測用マーカの設定条件の例ではルータ毎に定義を設定する。一のルータに複数の定義を設定することもできるし、同じ定義を複数のルータに設定することもできる。ここでの画面例ではルータ（Ａ）で計測用マーカを付加すべくルータＡに対する設定条件定義である「定義１」を設定している。

マーカ制御部（Ａ−７）は設定されている送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信先ポート番号と同一の値を有するパケットを計測用マーカを付加するパケットと判断する。計測用マーカ設定間隔は前回計測用マーカを付加した時刻を記録しておき付加しようとする時刻がこの計測用マーカ設定間隔より小さい場合には計測用マーカの付加を見送る（第１の計測用マーカ設定間隔を用いたマーカ付加方法）。計測用マーカ設定間隔のタイマー機能を有して計測用マーカの付加した時点から計測用マーカ設定間隔が経過するまでタイマーを有効にし、タイマーが有効の場合には計測用マーカを付加しない構成（第２の計測用マーカ設定間隔を用いたマーカ付加方法）にすることもできる。また、第１又は第２の計測用マーカ設定間隔を用いたマーカ付加方法において、マーカが付加できない時間においてはマーカ制御部（Ａ−７）は処理対象のパケットのヘッダ部と計測用マーカの設定条件を対比する処理を行わない構成とすることもできる。

設定期間が「常時」の場合にはマーカ制御部（Ａ−７）は計測用マーカの設定条件が設定されてから解除されるまでその定義における動作を有効とするが、設定期間が「期間指定」の場合にはマーカ制御部（Ａ−７）は計測用マーカの設定条件が設定されてから解除されるまでの期間で且つ設定開始日時から設定終了日時までの期間でその定義における動作を有効とする。

管理者が画面より計測用マーカの設定条件を入力し設定ボタンを押下すると、管理用の画面からルータ（Ａ）の管理ポート（Ａ−５）に対し計測用マーカ設定の指示が送られる（ステップ１２０１）。定義対象のルータの管理ポートに計測用マーカ設定の指示が送られる。

ルーティング制御部（Ａ−２）は管理用ポート（Ａ−５）を介して計測用マーカ設定の指示を受信すると（ステップ１２０２）、受信した設定条件をマーキング制御部（Ａ−７）に渡し（ステップ１２０３）、マーキングデータ（Ａ−８）を更新する（ステップ１２０４）。

設定ボタンが押下された計測用マーカの設定条件は操作端末もしくは管理サーバに記録される。この記録から管理者が画面より既に設定している計測用マーカの設定条件を選択可能に表示し、選択を受け付けて選択に係る定義が表示されて解除ボタンが押下されると設定と同様の工程で解除指示が受信され、マーキング制御部（Ａ−７）が該当する定義を削除する（削除ではなく無効化してもよい）。解除ボタンが押下された定義は操作端末もしくは管理サーバで削除してもよいし、解除済み定義として保持してもよい。

［２．３ ログ収集、ログ解析動作］
図１０のシーケンス図を用いてログ収集、ログ解析動作を説明する。
データ表示画面で設定している計測用マーカの設定条件を指定して（例えば、図９で説示した設定を指定する）ログ収集ボタンを押下すると、データ表示画面部（Ｇ−５）からログ収集部（Ｇ−２）にログ収集指示が送信される（ステップ１３０１）。ログ収集指示を受けたログ収集部（Ｇ−２）はログ収集指示で計測対象のルータのＩＰアドレスをルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）から取得し（ステップ１３０２〜ステップ１３０３）、取得した該当ルータのＩＰアドレスを用いてログ取得要求を行い（ステップ１３０４）、ログ取得要求を行ったルータからログを取得する（ステップ１３０５）。取得したログは、ログ収集部（Ｇ−２）が管理サーバ（Ｇ）のログ格納用バッファ（Ｇ−１）に格納する（ステップ１３０６）。ここで、ログ収集が完了したことをデータ表示画面にて利用者に通知する構成であってもよく、その後にログ解析ボタンの押下が可能となる構成とすることもできる。また、ログ収集ボタンと、ログ解析ボタンとを別々に分けて構成例を説示したが、ログ解析ボタンのみでそのボタンを押下すると解析対象となるログを格納するルータからログ収集して連続して解析動作に移行する構成であってもよい。なお、ルータ（Ａ）側での保持しているログの送出動作については後説する。また、本実施形態では図１に示したようにそれぞれのルータから収集したログをルータ毎に分けて記録しているが、ルータの識別情報を付加して分けずに記録してもよい。さらに、管理対象の各ルータからログを収集する場合に、計測用マーカの設定条件を複数行っているときにはそれぞれのログが格納されていることになるが、指定した計測用マーカの設定条件に係るログのみを収集してもよいし、ルータに格納されるログ又はルータに格納されるログで収集していないログを収集してもよい。そして、収集されたログは各ルータで削除してもよい。

図１１はルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）で管理するルータ情報の例であり、計測対象ルータの名称と、ルータの管理ポートに割り付けられたＩＰアドレスを管理している。なお、ルータ情報は事前に登録しておくものとする。
また、データ表示画面でログ解析ボタンを押下すると、データ表示画面部（Ｇ−５）からログ解析部（Ｇ−４）にログ解析指示が送信され（ステップ１３１１）、ログ解析部（Ｇ−４）はログ格納用バッファ（Ｇ−１）に格納されたログを取得し（ステップ１３１２〜ステップ１３１３）、ルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）で管理するルータ間のリンク情報を取得し（ステップ１３１４〜ステップ１３１５）、取得したログ及びリンク情報を基にパケットの通信状況を解析する（ステップ１３１６）。

図１２に、ルータ情報管理用バッファ（Ｇ−３）で管理するルータ間のリンク情報の例を示す。リンク情報は、ルータ名１が示すルータのポートにＩＰアドレス１が割り付けられていること、ルータ名２が示すルータのポートにＩＰアドレス２が割り付けられていること、これらの両ポートが物理的に接続されていることを示しており、図１２の１レコード目のデータの例では、ルータ（Ａ）のアドレス「１９２．１６８．２．１」が割り付けられたポートと、ルータ（Ｂ）のアドレス「１９２．１６８．２．２」が割り付けられたポートが接続されている。なお、リンク情報は事前に登録しておくものとする。

ログ解析部（Ｇ−４）は、ログ解析時に選択された定義に係るログの１レコードから入力ポートＩＰアドレスおよび出力ポートＩＰアドレスを取得し、取得したＩＰアドレスがＩＰアドレス１またはＩＰアドレス２に設定されているリンク情報のレコードを特定する。
これを取得した全てのログのレコードについて繰り返すことにより、ログ解析時に選択された定義に係るログについて各リンクに転送されたパケットの数と転送間隔を知ることが出来る。

また、ログ解析時に選択された定義に係るログについて各ルータのログからＩＰヘッダオプションのタイムスタンプの値が同じであるログを抽出し、ＴＴＬの値で降順に並べることにより、ある一つのパケットの転送経路を特定することが出来る。
さらに、ログ解析部は、前記非特許文献１で説示されているように、ログ上でのパケットの挙動からネットワークの帯域幅を推定するように構成することもできる。

図１３にログ解析結果の表示例を示す。解析情報の表示対象として、［２．２ 計測用マーカの設定条件定義動作］で前説した計測用マーカの設定条件定義である「定義１」「定義２」「定義３」が画面左側に一覧表示されており、表示したい情報を選択すると、選択した設定条件で格納したログから解析したパケットの転送経路と転送量がルータの接続構成とともに表示される。図１３では、ルータ間のパケット転送量を線の太さで表現し、ルータ（Ａ）とルータ（Ｂ）間、及び、ルータ（Ｂ）とルータ（Ｄ）間で所定量のパケット転送量を有しており、ルータ（Ａ）とルータ（Ｃ）間、及び、ルータ（Ｃ）とルータ（Ｄ）間は物理的な接続はあるもののパケット転送がなされていないことを示している。ここでは、パケットの転送量を線の太さで示したが、転送量を数値で表示するなど、他の方法で表示することも可能である。

図１４はルータでの保持しているログの送出動作のシーケンス図である。
ルータ（Ａ）が外部の管理サーバ（Ｇ）から管理用ポート（Ａ−５）経由でログ取得要求を受信すると（ステップ１４０１）、ルータ（Ａ）はログ格納用バッファ（Ａ−４）のログを取得し（ステップ１４０２〜ステップ１４０３）、要求元に対しログ情報を返却する（ステップ１４０４）。ここで、管理用ポート（Ａ−５）からのログ取得要求を受け付け、ログ格納用バッファ（Ａ−４）からログを読み出し、ログを管理用ポート（Ａ−５）から管理サーバ（Ｇ）に送り出すログ処理部を設けることが望ましい。

ここで、管理サーバとはネットワーク管理システムなどのサーバを示しているが、サーバからの要求だけではなく、前説したように、ネットワーク管理者がルータ直付けの画面やインタフェースを用いてログを取得することも可能である。

管理用ポートのインタフェースとしては、ＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)、ＨＴＴＰ(Hyper Text Transfer Protocol)、ＦＴＰ(File Transfer Protocol)などのＩＰベースのプロトコルや、ＲＳ−２３２Ｃ(Recommended Standard 232 version C)などのシリアル通信インタフェースを用いることが出来る。
管理ポートのインタフェースの種類によっては、ルータの入力ポートと出力ポートを管理用ポートとして利用することも可能である。

（その他の実施形態）
［計測用マーカを付加したルータでのパケット格納］
前記第１の実施形態においてマーキング制御部は、図１５に示すように、パケットのヘッダの特定の領域を参照することにより、そのパケットついて計測用マーカが付加されたパケットであるかどうかを判断するマーカ有無判断機能部（Ａ−７１）と、計測用マーカが付加されたパケットであると判断した場合には計測用マーカが付加されたパケットに関する情報をログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納するログ格納機能部（Ａ−７２）、マーキングデータに基づいて処理対象とするパケットに計測用マーカを付加すべきか否かを判断する計測用マーカ付加判断機能部（Ａ−７３）と、計測用マーカを付加すべきであると判断した場合には計測用マーカを付加する計測用マーカ付加機能部（Ａ−７４）とからなり、処理対象のパケットについてマーカ有無判断機能を行って計測用マーカが付加されていない場合に計測用マーカ付加判断機能を行い、計測用マーカが付加されている場合にログ格納機能によりログ格納用バッファ（Ａ−４）に処理対象のパケットに関する情報を格納し、計測用マーカ付加判断機能により計測用マーカを付加すべきであると判断した場合に計測用マーカ付加機能により計測用マーカを処理対象のパケットに付加すると説示した。このような構成において、計測用マーカ付加判断機能により計測用マーカを付加すべきと判断した処理対象のパケット、若しくは、計測用マーカ付加機能により計測用マーカが付加されたパケットをログ格納機能によりログ格納用バッファ（Ａ−４）に格納することもできる。そうすることで、計測用マーカを付加したルータ（Ａ）においてもパケットがログとして記録されることになる。

［管理サーバで利用者が指定したルータでのログの収集］
前記第１の実施形態では管理サーバ（Ｇ）が利用者のログ収集の要求を受け付けて各ルータからログを収集する構成となっているが、利用者が指定したルータ又はエッジルータが各ルータに分散しているログを定期的に収集して管理サーバ（Ｇ）はその収集した利用者が指定したルータ又はエッジルータからログを収集することで迅速にログを取得することができる。また、利用者が指定したルータ又はエッジルータが各ルータに分散しているログを収集するのは、利用者が指定したルータ又はエッジルータの使用率が低い場合（負荷が小さい場合）に行うことが望ましい。利用者が指定したルータ又はエッジルータは登録されているルータに対してログを要求するという簡単な構成の他に、あるパケットのログに関する他のログを収集する場合にそのログの入力ポートアドレス又は出力ポートアドレスに接続するルータからログを収集する構成を採ることもでき、さらに、収集した新たなパケットのログに対して同様にそのログの入力ポートアドレス又は出力ポートアドレスに接続するルータからログを収集する構成を採ることもできる。このように連鎖的にログを複数のルータから取得することで、ネットワークの通信状況を把握するために必要なログを収集することができる。

以上の前記各実施形態により本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は実施形態に記載の範囲には限定されず、これら各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そして、かような変更又は改良を加えた実施の形態も本発明の技術的範囲に含まれる。このことは、特許請求の範囲及び課題を解決する手段からも明らかなことである。

本発明の第１の実施形態のネットワーク構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るルータ、管理サーバのモジュール構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る端末Ｅ、ルータＡ、ルータＢの接続構成を示した図である。 本発明の第１の実施形態に係るマーカの付加とマーカ付きパケットの取り込み動作である。 本発明の第１の実施形態に係るマーキングデータの例である。 本発明の第１の実施形態に係るＩＰパケット型式図及びその拡張情報における計測用マーカである。 本発明の第１の実施形態に係るログ格納用バッファに格納する情報の例(ルータＢ)である。 本発明の第１の実施形態に係る計測用マーカの設定条件定義動作のシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態に係る計測用マーカ設定条件定義画面の例である。 本発明の第１の実施形態に係るログ収集、ログ解析動作のシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態に係るルータ情報管理用バッファで管理する、ルータ情報の例である。 本発明の第１の実施形態に係るルータ情報管理用バッファで管理する、ルータ間のリンク情報の例である。 本発明の第１の実施形態に係る管理サーバによるログ解析結果を表示する、データ表示画面の例である。 本発明の第１の実施形態に係るルータでの保持しているログの送出動作のシーケンス図である。 本発明の第１の実施形態に係るマーキング制御部の詳細構成図である。

符号の説明

Ａ ルータ
Ａ−１ 入力ポート
Ａ−２ ルーティング制御部
Ａ−３ 出力ポート
Ａ−４ ログ格納用バッファ
Ａ−５ 管理用ポート
Ａ−６ ルーティングテーブル
Ａ−７ マーキング制御部
Ａ−７１ 計測用マーカ有無判断機能部
Ａ−７２ ログ格納機能部
Ａ−７３ 計測用マーカ付加判断機能部
Ａ−７４ 計測用マーカ付加機能部
Ａ−８ マーキングデータ
Ｂ ルータ
Ｃ ルータ
Ｄ ルータ
Ｅ 端末
Ｆ 端末
Ｇ 管理サーバ
Ｇ−１ ログ格納用バッファ
Ｇ−２ ログ収集部
Ｇ−３ ルータ情報管理用バッファ
Ｇ−４ ログ解析部
Ｇ−５ データ表示画面部

Claims (5)

1. 入力ポートに受信したパケットをルーティングテーブルに従ってルーティングして出力ポートから転送するルータであって、
   入力ポートに受信したパケットに計測用マーカが付加されているか否かを判断する計測用マーカ有無判断手段と、
   当該計測用マーカ有無判断手段で計測用マーカが付加されていると判断した場合に当該計測用マーカが付加されたパケットに関する情報をログとしてログ格納用バッファに格納するログ格納手段と、
   計測用マーカを付加するパケットの条件を示すマーキングデータに従い、入力ポートに受信したパケットが計測用マーカを付加すべきパケットであるのか否かを判断する計測用マーカ付加判断手段と、
   当該計測用マーカ付加判断手段で計測用マーカを付加すべきであると判断した場合に当該パケットに計測用マーカを付加する計測用マーカ付加手段とを含むルータ。
2. 外部のネットワーク機器からログの取得要求を受け付け、前記ログ格納用バッファからログを取得してログの取得要求を行った外部のネットワーク機器へ送り出す
   前記請求項１に記載のルータ。
3. 外部のネットワーク機器から前記マーキングデータを受け付ける
   前記請求項１に記載のルータ。
4. 前記請求項２に記載のルータに対してログの取得要求を行う管理サーバであって、
   収集した各ルータのログを格納するログ格納用バッファと、
   前記ログの取得対象のルータ間の接続構成情報を管理するルータ情報管理用バッファと、
   前記ログ格納用バッファのログと当該ルータ情報管理用バッファのルータ間の接続構成情報に基づきネットワークの利用状況を解析するログ解析手段と、
   当該ログ解析手段の解析結果を表示するデータ表示画面手段とを含む管理サーバ。
5. 入力ポートに受信したパケットをルーティングテーブルに従ってルーティングして出力ポートから転送するルータを複数用いたネットワークの通信状況の計測方法であって、
   一のルータが、計測用マーカを付加するパケットの条件を示すマーキングデータに従い、入力ポートに受信したパケットが計測用マーカを付加すべきパケットであるのか否かを判断する計測用マーカ付加判断ステップと、
   当該計測用マーカ付加判断ステップで計測用マーカを付加すべきであると判断した場合に、一のルータが当該パケットに計測用マーカを付加する計測用マーカ付加ステップと
   他のルータが、入力ポートに受信したパケットに計測用マーカが付加されているか否かを判断する計測用マーカ有無判断ステップと、
   当該計測用マーカ有無判断ステップで計測用マーカが付加されていると判断した場合に、他のルータが当該計測用マーカが付加されたパケットに関する情報をログとしてログ格納用バッファに格納するログ格納ステップとを含むルータを用いたネットワークの通信状況の計測方法。

Images