JP2009177658A

JP2009177658A - 経路同定システム

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Publication number: JP2009177658A
Application number: JP2008015812A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Ishibashi; 圭介石橋; Junji Kobayashi; 淳史小林; Takeshi Kondo; 毅近藤; Tatsuya Mori; 達哉森; Ryoichi Kawahara; 亮一川原
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2009-08-06
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: JP4579995B2

Abstract

【課題】パケットの通過経路同定を、ランダムもしくは周期サンプリングのみを具備する一般的なルータ網で実現する。
【解決手段】経路同定システム１００は、ネットワーク上を転送される始点と終点間のＯＤフローの経路を同定する経路同定システムであり、出力フロー情報を受信するフロー情報収集・蓄積部１０１と、ルータから出力されたフロー情報から検索対象フローを特定する検索対象フロー特定部１０２と、特定されたフローについて他のルータから出力されたフロー情報で同一のものがあるか検索し、当該フローを観測したルータ群を検索するフロー出力ルータ検索部１０３と、検索の結果得られた、当該フローを観測したルータ群から一つもしくは複数の経路を構成するフロー経路構成部１０４と、経路が構成されたフローを含むＯＤフローの経路を当該フローの経路として同定するＯＤフロー経路同定部１０５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はＩＰネットワーク上におけるパケット転送経路管理技術に関する。

ＩＰネットワークにおいてパケットの転送経路の同定は、ネットワーク設計や管理の点で重要である。例えば管理対象ネットワークの始点（Origin）ルータと終点（Destination）ルータ間のＯＤフローのトラヒック量が与えられたとき、そのルータ間の転送経路を同定することにより、経路中のリンクを転送されるトラヒック量を見積もることが出来、リンク帯域設計やトラヒックエンジニアリングが可能になる。

しかしＩＰネットワークでは、パケットはホップｂｙホップに転送され各ルータは基本的に転送先の次ホップしか関与しないため、始点−終点間転送経路の同定は一般的に困難である。非特許文献１では、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）ルーティングプロトコルで運用されているＩＰネットワークにおいては、各ルータにおいて最終終点ルータまでのベストパス情報が計算され、経路表として保持されていることを利用し、ルータ中の経路表を取得して経路を同定する手法を用いている。しかし、大規模なネットワークの場合、ＯＳＰＦルーティングが複数のエリアに分割されて計算されているため、それぞれのエリアの経路表を取得する必要があるなど、大規模ＩＰネットワークでの経路表に基づく経路同定は困難という問題があった。また、そもそもネットワーク管理の面からは、ルータの経路表どおりにパケットが転送されているかどうかも確認する必要もあるため、ルータの経路表に依らない経路同定方法が必要である。

実際の転送パケットを用いて経路を同定する手法としては、ネットワークの全ルータで全通過パケットを観測し、各パケットについて、そのパケットが観測されたルータ群を同定し、そのルータ群を同パケットの経路として同定する手法がある。しかし全転送パケットを対象にこのようなマッチングを行うことは現実的でない。

一方、近年フロー情報出力機能が具備されたルータが普及している。フロー情報出力機能は、転送パケットを、フローと呼ばれるヘッダの何種類かのフィールドが同一のパケット群に集約して、その情報を出力する。最も一般的なフローは、（送信ＩＰアドレス、受信ＩＰアドレス、送信ポート番号、受信ポート番号、トランスポートプロトコル）の５組の値が同一の５−ｔｕｐｌｅフローである。このとき全転送パケットを対象にフロー出力するのではなく、ランダムもしくは周期的にサンプリングしたパケットを対象にフロー出力することが一般的である。しかしランダムもしくは周期的サンプリングでは、パケットのサンプリングがルータ毎に独立に行われるために、パケットは転送経路中の一部のルータでしか観測されない可能性がたかく、そのパケットの経路同定は困難となる。観測対象パケットが多数であれば、低サンプリングレートであっても複数のルータでサンプルされるパケットは極少数存在するため、そのようなパケットで経路同定を実施することも可能ではある。しかし複数のルータでサンプルされる確率はルータ台数に対して指数的に減少するため、単一パケットでは経路の一部の同定しかできない可能性が高い。従って、ランダムもしくは周期的サンプルパケットを対象に経路同定するには、多数のサンプルパケットを対象に、部分経路を同定し、さらにその部分経路から全体経路を構築する必要があり、処理負荷が高い。

非特許文献２ではtrajectory samplingと呼ばれる、パケットヘッダの一部に対するハッシュ値に基づくサンプリングにより、ネットワークの全ルータにおいて、同一パケットがサンプリングされるようにし、当該パケットの経路を同定する手法が提案されている。しかしながら、ハッシュ値に基づくサンプリング手法は、現状のルータでは一般的に具備されていない。

Van Jacobson, Haobo Yu, and Bru CeMah, "Route/Flow Fusion, Making Traffic Measurement Useful,"NANOG35 Meeting, October 2005. N. G. Duffield and M. Grossglauser,"Trajectory Sampling for Direct Traffic Observation,"IEEE/ACM Transactions on Networking, VOl. 9 no. 3, June 2001, PP. 280-292. T. Mori, M. Uchida, R. Kawahara, J. Pan and S. Goto,"Identifying elephant flows through periodically sampled packets,"in Proc. ACM/USENIX Internet Measurement Conference (IMC 2004), Taormina, Italy, October 2004. Thomas Telkamp,"Tutorial Abstract: Best Practices for Determining the Traffic Matrix in IP Networks,"NANOG34 Meeting, May 2005. N. G. Duffield, C. Lund, M. Thorup,"Estimating flow distributions from Sampled flow statistics,"IEEE/ACM Transactions on Networking Volume: 13, Issue: 5, Oct. 2005.

本発明では上記課題を鑑み、ランダムもしくは周期サンプリングの場合でも、フロー単位出力の場合、パケット数が多いフローは、高い確率でほぼ全ての経由ルータでフロー出力されることを利用し、パケットの通過経路同定を、ランダムもしくは周期サンプリングのみを具備する一般的なルータ網で実現するものである。

上述の目的を達成するため、第１の発明は、ネットワーク上を転送される始点（Origin）と終点（Destination）間のＯＤフローの経路を同定する経路同定システムであって、ネットワークのルータに対してサンプルパケットに基づくフロー情報を出力するように設定し、かつ出力フロー情報を受信するフロー情報収集部と、ルータから出力されたフロー情報から検索対象フローを特定する検索対象フロー特定部と、前記検索対象フロー特定部で特定されたフローについて他のルータから出力されたフロー情報で同一のものがあるか検索し、当該フローを観測したルータ群を検索するフロー出力ルータ検索部と、前記フロー出力ルータ検索部による検索の結果得られた、当該フローを観測したルータ群から一つもしくは複数の経路を構成するフロー経路構成部と、前記フロー経路構成部により経路が構成されたフローを含むＯＤフローの経路を当該フローの経路として同定するＯＤフロー経路同定部と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記フロー情報収集部が、ＯＤフローのトラヒック量に応じて、フロー情報の出力部により集約されたフロー情報を収集する、または受信したフロー情報を集約することを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において、前記フロー情報収集部が、ＯＤフローのトラヒック量に応じて、フロー情報の出力部によりフローの終了判定タイムアウト時間が調節されたフロー情報を収集する、または受信したフローの終了判定タイムアウト時間を調節することを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、前記検索対象フロー特定部が、検索対象のフローとして、サンプルパケット数が予め設定した閾値を超過するフローとすることを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、前記検索対象フロー特定部におけるサンプルパケットの閾値の計算において、数式１を用いて、左辺で与えられる他のルータにおける当該フローのサンプル確率が予め与えられた確率以上となるサンプルパケット閾値ｎ_ｓを計算することを特徴とする。

ここでｐ（ｎ_０）はフローのパケット数分布であり、ｐ（ｎ_ｓ）はフローのサンプルパケット数分布である。

第６の発明は、第１の発明において、前記フロー情報収集部にフロー情報が出力ルータ毎に蓄積されている場合において、前記フロー出力ルータ検索部が、検索対象のフロー情報に含まれる次ホップ情報を用いて、次ホップルータから出力されたフロー情報のみを検索対象とし、さらにそこで検索されたフロー情報の次ホップ情報を逐次用いることを特徴とする。

第７の発明は、第１の発明において、前記フロー情報収集部にフロー情報が出力ルータ毎に蓄積されている場合において、前記フロー出力ルータ検索部が、検索対象のフロー情報に含まれるフロー出力インターフェース情報を利用してインターフェースの対抗ルータから出力されたフロー情報のみを検索対象とし、さらにそこで検索されたフロー情報の次ホップ情報を逐次用いることを特徴とする。

第８の発明は、前記フロー経路構成部が、予め構成したネットワークトポロジ情報に対して、フロー観測ルータ群をマッピングし、経路を構成することを特徴とする。

第９の発明は、第１の発明において、前記フロー経路構成部が、フロー情報に含まれる次ホップ情報を用いて観測ルータ群から経路を構成することを特徴とする。

第１０の発明は、第１の発明において、前記フロー経路構成部が、フロー情報に含まれるフロー出力インターフェース情報を利用して観測ルータ群から経路を構成することを特徴とする。

第１１の発明は、第１の発明において、前記フロー出力ルータ検索部が、フローの経路を構成する全てのルータが検索されず部分経路しか構成できなかった場合に、前記フロー経路構成部が、複数のフローの部分経路から全体経路を構成することを特徴とする。

第１２の発明は、第８の発明において、前記フロー出力ルータ検索部が、フローの経路を構成する全てのルータが検索されず部分経路しか構成できなかった場合に、前記フロー経路構成部が、予め構成したネットワークトポロジ情報に対して部分経路をマッピングし、欠損経路をネットワークトポロジの最短経路によって推定することを特徴とする。

第１３の発明は、第１の発明において、前記ＯＤフロー経路同定部が、経路同定されたフローに対する経路の最初と最後のルータが始点と終点にそれぞれ一致するＯＤフローに対して、経路同定フローの経路をもって当該ＯＤフローの経路として同定することを特徴とする。

第１４の発明は、第１の発明において、前記ＯＤフロー経路同定部が、予めルータからのフロー情報に基づきＯＤフローに対する送信アドレス群と受信アドレス群を同定しておき、経路同定されたフローの送信アドレスと受信アドレスが、送信アドレス群と受信アドレス群に含まれるＯＤフローに対して、経路同定フローの経路をもって当該ＯＤフローの経路として同定することを特徴とする。

第１５の発明は、第１の発明において、前記ＯＤフロー経路同定部が、１つのＯＤフローに対して、複数の経路同定フローが対応し、さらに該経路同定フロー群の経路が異なった場合に、ＯＤフローのトラヒック量を、経路別に対応する経路同定フローのトラヒック量比率によって経路別のトラヒック量を計算することを特徴とする。

本発明によれば始点、終点情報のみのＯＤフローに対して、その途中の経路を同定が少数のフロー情報を用いて可能となる。このようにＯＤフローに対して経路を同定することにより、逆に経路中のリンクのトラヒックに対してそのトラヒックに含まれるＯＤフロー内訳を計算することが出来、リンクトラヒック輻輳時の原因ＯＤフロー特定などが可能となる。

また、もし別途経路表が取得できる場合は、経路表に基づくＯＤフロー経路と本発明によって得られた実際のトラヒックフロー情報に基づくＯＤフロー経路を比較することによって、経路表どおりにパケットが転送されているかを確認することが出来る。

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図１は、インターネットのトラフィックデータを対象とする本発明の実施例の基本構成の一例を示す図である。１００は本発明の実施例の経路同定システムであり、１１０は管理対象ネットワーク（ＩＰネットワーク）である。Ｒ１〜Ｒ８は管理対象ネットワークに配置されたルータである。１０１は管理対象ネットワーク１１０のルータＲ１〜Ｒ８に対してサンプルパケットに基づくフロー情報を出力するように設定し、かつ出力フロー情報を受信し蓄積するフロー情報収集・蓄積部であり、１０２はルータから出力されたフロー情報から検索対象フローを特定する検索対象フロー特定部であり、１０３は検索対象フロー特定部１０２で特定されたフローについて他のルータから出力されたフロー情報で同一のものがあるか検索し、当該フローを観測したルータ群を検索するフロー出力ルータ検索部であり、１０４はフロー出力ルータ検索部１０３による検索の結果得られた、当該フローを観測したルータ群から一つもしくは複数の経路を構成するフロー経路構成部であり、１０５はフロー経路構成部１０４により経路が構成されたフローを含むＯＤフローの経路を当該フローの経路として同定するＯＤフロー経路同定部である。１０６はフロー情報などを用いて始点ルータ−終点ルータ間のトラヒック交流量（ＯＤフロー）を計算するトラヒック交流（ＯＤフロー）計算部であり、１０７は管理対象ネットワーク１１０のルータＲ１〜Ｒ８からＳＮＭＰ情報を収集しネットワークトポロジを計算するネットワークトポロジ計算部である。

本実施例の経路同定システム１００はフロー情報収集・蓄積部１０１と検索対象フロー特定部１０２とフロー出力ルータ検索部１０３とフロー経路構成部１０４とＯＤフロー経路同定部１０５を備える。本実施例ではトラヒック交流（ＯＤフロー）計算部１０６とネットワークトポロジ計算部１０７は経路同定システム１００の外部に設けられたものを使用するが、これらを経路同定システム１００の内部に設けてもよい。なお、経路同定システム１００、トラヒック交流（ＯＤフロー）計算部１０６、ネットワークトポロジ計算部１０７は、１または複数のコンピュータとプログラムによって構成できる。また、そのプログラムの一部または全部に代えて、ハードウェアを用いて構成することもできる。

管理対象ネットワーク１１０の各ルータＲ１〜Ｒ８でサンプリングパケットを対象にフロー情報を出力させ、フロー情報収集・蓄積部１０１にて収集・蓄積する。なお、このフロー情報などを用いて始点ルータ−終点ルータ間のトラヒック交流量（ＯＤフロー）はトラヒック交流（ＯＤフロー）計算部１０６において別途計算されるものとする。フロー情報による交流トラヒック量の計算については、非特許文献４の方法を用いてもよい。

またフロー情報は、データベース等にフロー情報（送信ＩＰアドレス、受信ＩＰアドレス、送信ポート番号、受信ポート番号、プロトコルなど）をそのまま蓄積してもよいし、蓄積情報を削減するため、ハッシュ関数等を用いてフロー情報から計算された単一もしくは複数のハッシュ値の形で蓄積してもよい。この場合はフロー出力ルータ検索部１０３での検索においても、検索元フロー情報から計算されたハッシュ値を用いる。

検索対象フロー特定部１０２において、フロー情報収集・蓄積部１０１に蓄積されたフローのうち、サンプルパケット数が閾値を超えたフローの特定を行う（請求項４に対応する）。サンプルパケット数閾値設定については、下記条件を勘案して設定する必要がある。

・閾値が小さい場合、少ないサンプルパケットのフローもマッチング対象とするが、このようなフローは、経路中の全ルータでサンプルされる確率は少ないため、部分経路のみしか構成できない。またフロー数が増大することによる、マッチング処理負荷増大の問題がある。

・閾値が大きい場合、少量のトラヒックしか流れていない経路では、そもそもサンプルパケット数が閾値以上となるフローが存在しない可能性がある。

始点ルータでｎ_ｓ個のサンプルパケットで観測されたフローが他のルータでも観測される確率Ｐｒ［ｎ’_ｓ≧１｜ｎ_ｓ］は、二項分布とベイズ推定を用いて下記の通り計算される。

ここでｎ’_ｓは他のルータでのサンプルパケット数、ｎ_０は当該フローの（サンプル前の）パケット数、ｐ（ｎ_０）、ｐ（ｎ_ｓ）はそれぞれフローのパケット数、サンプルパケット数の確率分布とする。ｐ（ｎ_ｓ）はフロー情報収集・蓄積部１０１においてサンプリングパケットのフロー情報から生成してもよい。ｐ（ｎ_０）は非特許文献３に示すようにPareto分布を仮定してもよいし、非特許文献４に示すようにサンプリングされたＴＣＰＳＹＮパケット数から推定してもよいし、ｐ（ｎ_ｓ）から最尤推定に推定してもよい。

本経路同定システムでは、数式２を用いて、予め与えられた確率閾値Ｐ_ｔｈ（例えば９９％）に対して、それを満たすサンプルパケット数閾値ｎ_ｔｈは、

を満たす最小のｎ_ｔｈを設定する（請求項５に対応する）。

なお、サンプルパケット数ｎ_ｔｈ以上となるフローが存在する必要があるが、このようなフローの存在については、インターネットのトラヒックに見られるheavy-tail性から説明される。インターネットトラヒックのフローのパケット数分布は、一般的に裾の重い、heavy-tail性を示す分布となることが知られており、少数のパケットのみからなる多数のmiceフローと多数のパケットからなる少数のelephantフローが混在することが知られている。本実施例ではこのelephantフローの存在に注目する。elephantフローであれば低サンプリングレートであっても、高い確率で少なくともフロー中の１つのパケットはサンプルされ、フローとしては全てのルータで観測される可能性が高い。このフローをtrajectory samplingにおけるハッシュサンプリングされたパケットと同様に経路同定に用いることによって、少数のフロー情報のみで効率的に経路同定が可能となる。

図２に、ある１００Ｍｂｐｓ回線のトラヒックにおけるフローのパケット数分布をサンプリング確率を１／１、１／１０、１／１００、１／１０００、１／１００００と変化させながら計算したものを示す。横軸はパケット数であり、縦軸はフロー数である。これによるとサンプリング確率１／１００００の低サンプリングレートにおいてもサンプリングパケット数ｎ_ｓ＝１０以上のフローが存在していることがわかる。

図３に、あるルータであるフローがサンプルされた場合に、他のルータでもサンプルされる確率を計算したものを示す。横軸はフローサンプルパケット数であり、縦軸は他のルータでの当該フローサンプル確率である。ここでフローのパケットサイズ分布は形状パラメータ１、尺度パラメータ１のパレート分布とし、サンプリング確率を１／１、１／１０、１／１００、１／１０００、１／１００００と変化させながら計算した。サンプリングパケット数ｎ_ｓ＝１０が他のルータでサンプリングされる確率は、サンプリング確率１／１００００でも９９．７％であり、経路を構成するために、全ルータでサンプリングされることを期待するには十分な確率であることがわかる。

なお、トラヒック量が小さく、設定した閾値以上となるフローが存在しない場合、パケット数が多いフローを生成してもよい。例えば、フロー情報収集・蓄積部１０１が、ＯＤフローのトラヒック量に応じて、フロー情報の出力部により集約されたフロー情報を収集する、または受信したフロー情報を集約する（請求項２に対応する）。具体的には、ルータ等のフローの出力部においてフローを識別するためのいくつかのフィールドを無視し、複数フローを１集約フローとして集約したフロー情報をフロー情報収集・蓄積部１０１が収集する、またはフロー情報収集・蓄積部１０１において、フローを識別するためのフィールドを無視し、複数フローを１集約フローとして集約する。例えば５ｔｕｐｌｅフローに対して、送信、受信ポート、プロトコルを無視し、送信ＩＰアドレス、受信ＩＰアドレスが同一のものをフローとして集約することにより、よりパケット数の大きいフローを生成する。また、通常のルータではフィールドが同一のパケット群をフローとして識別する際にタイムアウトを設定し、タイムアウトを超えたパケットは別フローとして出力するが、このタイムアウト値を調節することにより、出力フローのパケット数を調節してもよい。すなわち、フロー情報収集・蓄積部１０１が、ＯＤフローのトラヒック量に応じて、フロー情報の出力部によりフローの終了判定タイムアウト時間が調節されたフロー情報を収集する、または受信したフローの終了判定タイムアウト時間を調節する（請求項３に対応する）。

検索対象フロー特定部１０２で特定されたフロー情報はフロー出力ルータ検索部１０３に通知され、フロー出力ルータ検索部１０３では、検索対象フロー特定部１０２から通知されたフローについて、フロー情報収集・蓄積部１０１に蓄積されたフローで一致するものがあるか検索を行い、一致するフロー情報を出力したルータ群を経由ルータ群とする。

フロー情報収集・蓄積部１０１にフロー情報が出力ルータ毎に蓄積されている場合、フロー出力ルータ検索部１０３は、検索対象のフロー情報に含まれる次ホップ情報を用いて、次ホップルータから出力されたフロー情報のみを検索対象とし、さらにそこで検索されたフロー情報の次ホップ情報を逐次用いる（請求項６に対応する）。フロー出力ルータ検索部１０３は、検索対象のフロー情報に含まれるフロー出力インターフェース情報を利用してインターフェースの対抗ルータから出力されたフロー情報のみを検索対象とし、さらにそこで検索されたフロー情報の次ホップ情報を逐次用いてもよい（請求項７に対応する）。

検索対象のフロー情報、および経由ルータ群はフロー経路構成部１０４に通知される。フロー経路構成部１０４において、得られた経由ルータ群をネットワークトポロジ計算部１０７で計算したネットワークトポロジに対してマッピングすることにより、始点ルータから始まり、終点ルータで終わる順序付けられた経路を構成する（請求項８に対応する）。あるいは、フロー情報に含まれる次ホップ（Next hop）の情報を用い、あるルータのフロー情報に次ホップとして現れるルータを経路における後段ルータとし、この操作を繰り返すことによって経路を構成する（請求項９に対応する）。このとき、どのルータからのフロー情報に対しても次ホップとして現れなかったルータが始点ルータとなり、経由ルータ群の中に次ホップとして該当するルータがないフロー情報を出力したルータが終点ルータとなる。あるいはフロー情報に含まれるルータインターフェース情報を用い、入力インターフェースの場合はそのインターフェースに接続されている対抗ルータを経路中の前段ルータとし、逆に出力インターフェースの場合はそのインターフェースに接続されている対抗ルータを経路中の後段ルータとすることによって経路を構成する（請求項１０に対応する）。これらは組み合わせて利用してもよい。

ある検索対象フローに対して当該フローの始点一終点間経路の全ルータが検索されず、結果的に部分経路のみ構成された場合、同一ＯＤフローに含まれる複数フローの部分経路を統合することにより、全体経路を構成する（請求項１１に対応する）。部分経路のルータをネットワークトポロジにマッピングし、欠損部分は欠損部分の前後ルータをつなぐ最短経路をもって経路を推定してもよい（請求項１２に対応する）。

フロー経路構成部１０４で構成されたフローに対する経路情報は、そのフロー情報と共にＯＤフロー経路同定部１０５に通知される。ＯＤフロー経路同定部１０５では、同フローに対応するＯＤフローの経路を、同フローの経路として同定する。このとき、フローに対して、その経路の最初と最後のルータが始点ルータと終点ルータに一致するＯＤフローを、フローに対応するＯＤフローとする（請求項１３に対応する）。フローに対して、その経路の送信アドレスと受信アドレスが、送信アドレス群と受信アドレス群に含まれるＯＤフローを、フローに対応するＯＤフローとしてもよい（請求項１４に対応する）。

なお、始点（Origin）ルータと終点（Destination）ルータ間のＯＤフロートラヒックを、複数経路で負荷分散して転送している場合、単一ＯＤフローに複数のフローが対応し、それらフローの同定された経路が異なる場合がありうる。この場合は同定された経路毎のトラヒック比率を経路同定されたフローのトラヒック量を用いて計算し、ＯＤフロートラヒック量をその比率を用いて分配することで、ＯＤフローの経路毎のトラヒック量を計算することができる（請求項１５に対応する）。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明の実施例における経路同定システムの構成例を示すブロック図である。フローのパケット数分布である。あるルータであるフローがサンプルされた場合に、他のルータでもサンプルされる確率を示す図である。

符号の説明

１００…経路同定システム、１０１…フロー情報収集・蓄積部、１０２…検索対象フロー特定部、１０３…フロー出力ルータ検索部、１０４…フロー経路構成部、１０５…ＯＤフロー経路同定部、１０６…トラヒック交流（ＯＤフロー）計算部、１０７…ネットワークトポロジ計算部、１１０…管理対象ネットワーク、Ｒ１〜Ｒ８…ルータ

Claims

ネットワーク上を転送される始点（Origin）と終点（Destination）間のＯＤフローの経路を同定する経路同定システムであって、
ネットワークのルータに対してサンプルパケットに基づくフロー情報を出力するように設定し、かつ出力フロー情報を受信するフロー情報収集部と、
ルータから出力されたフロー情報から検索対象フローを特定する検索対象フロー特定部と、
前記検索対象フロー特定部で特定されたフローについて他のルータから出力されたフロー情報で同一のものがあるか検索し、当該フローを観測したルータ群を検索するフロー出力ルータ検索部と、
前記フロー出力ルータ検索部による検索の結果得られた、当該フローを観測したルータ群から一つもしくは複数の経路を構成するフロー経路構成部と、
前記フロー経路構成部により経路が構成されたフローを含むＯＤフローの経路を当該フローの経路として同定するＯＤフロー経路同定部と、
を備えることを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー情報収集部が、ＯＤフローのトラヒック量に応じて、フロー情報の出力部により集約されたフロー情報を収集する、または受信したフロー情報を集約することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー情報収集部が、ＯＤフローのトラヒック量に応じて、フロー情報の出力部によりフローの終了判定タイムアウト時間が調節されたフロー情報を収集する、または受信したフローの終了判定タイムアウト時間を調節することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記検索対象フロー特定部が、検索対象のフローとして、サンプルパケット数が予め設定した閾値を超過するフローとすることを特徴とする経路同定システム。
請求項４記載の経路同定システムであって、
前記検索対象フロー特定部におけるサンプルパケットの閾値の計算において、数式１を用いて、左辺で与えられる他のルータにおける当該フローのサンプル確率が予め与えられた確率以上となるサンプルパケット閾値ｎ_ｓを計算することを特徴とする経路同定システム。

ここでｐ（ｎ_０）はフローのパケット数分布であり、ｐ（ｎ_ｓ）はフローのサンプルパケット数分布である。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー情報収集部にフロー情報が出力ルータ毎に蓄積されている場合において、
前記フロー出力ルータ検索部が、検索対象のフロー情報に含まれる次ホップ情報を用いて、次ホップルータから出力されたフロー情報のみを検索対象とし、さらにそこで検索されたフロー情報の次ホップ情報を逐次用いることを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー情報収集部にフロー情報が出力ルータ毎に蓄積されている場合において、
前記フロー出力ルータ検索部が、検索対象のフロー情報に含まれるフロー出力インターフェース情報を利用してインターフェースの対抗ルータから出力されたフロー情報のみを検索対象とし、さらにそこで検索されたフロー情報の次ホップ情報を逐次用いることを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー経路構成部が、予め構成したネットワークトポロジ情報に対して、フロー観測ルータ群をマッピングし、経路を構成することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー経路構成部が、フロー情報に含まれる次ホップ情報を用いて観測ルータ群から経路を構成することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー経路構成部が、フロー情報に含まれるフロー出力インターフェース情報を利用して観測ルータ群から経路を構成することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記フロー出力ルータ検索部が、フローの経路を構成する全てのルータが検索されず部分経路しか構成できなかった場合に、
前記フロー経路構成部が、複数のフローの部分経路から全体経路を構成することを特徴とする経路同定システム。
請求項８記載の経路同定システムであって、
前記フロー出力ルータ検索部が、フローの経路を構成する全てのルータが検索されず部分経路しか構成できなかった場合に、
前記フロー経路構成部が、予め構成したネットワークトポロジ情報に対して部分経路をマッピングし、欠損経路をネットワークトポロジの最短経路によって推定することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記ＯＤフロー経路同定部が、経路同定されたフローに対する経路の最初と最後のルータが始点と終点にそれぞれ一致するＯＤフローに対して、経路同定フローの経路をもって当該ＯＤフローの経路として同定することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記ＯＤフロー経路同定部が、予めルータからのフロー情報に基づきＯＤフローに対する送信アドレス群と受信アドレス群を同定しておき、経路同定されたフローの送信アドレスと受信アドレスが、送信アドレス群と受信アドレス群に含まれるＯＤフローに対して、経路同定フローの経路をもって当該ＯＤフローの経路として同定することを特徴とする経路同定システム。
請求項１記載の経路同定システムであって、
前記ＯＤフロー経路同定部が、１つのＯＤフローに対して、複数の経路同定フローが対応し、さらに該経路同定フロー群の経路が異なった場合に、ＯＤフローのトラヒック量を、経路別に対応する経路同定フローのトラヒック量比率によって経路別のトラヒック量を計算することを特徴とする経路同定システム。