JP2011082943A - 経路制御プロトコルに基づいて障害リンクをリアルタイムに検出する方法、ノード装置及びプログラム - Google Patents
経路制御プロトコルに基づいて障害リンクをリアルタイムに検出する方法、ノード装置及びプログラム Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】観測ノード装置が、正常状態パスにおけるノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する。そして、観測ノード装置が、監視プレフィックスを含むUPDATEメッセージのみを計測する。次に、観測ノード装置が、受信したUPDATEメッセージの受信パスと正常状態パスとが相違する相違プレフィックス数を計数する。当該リンクの相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき全監視プレフィックス数に達したリンクを抽出する。抽出されたリンクについて、正常状態パス上で、観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する。
【選択図】図6
Description
(1)メッセージ種別
(2)プレフィックス
(3)AS_PATH属性
「メッセージ種別」は、経路更新メッセージのタイプ(通知Announce/削除Withdraw)を表す。
「プレフィックス」は、IPアドレス及びサブネットマスクの組(xxx.xxx.xxx.xxx/xx)であって、送信元ネットワークアドレス(送信元アドレスの範囲)を表す。
「AS_PATH属性」は、プレフィックスからの到達経路のパス(AS番号の列)を表す。
各ノード装置が、送信元のプレフィックス及び固有識別番号を含む経路更新メッセージを定期的にブロードキャストで送信し、
各ノード装置が、受信した経路更新メッセージに含まれる、中継ノード装置の固有識別番号の連続からなるパスに、更に当該ノード装置の固有識別番号を含めて、当該経路更新メッセージを中継転送する
ノード装置の障害リンク検出方法において、
観測ノード装置が、
経路更新メッセージに含まれるパスを用いて、各ノード装置のプレフィックス毎に、正常状態時における1つの正常状態パスを決定する第1のステップと、
管理元ノード装置のプレフィックスに対する正常状態パス上のノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する第2のステップと、
監視プレフィックスを含む経路更新メッセージのみを計測する第3のステップと、
受信した当該経路更新メッセージの受信パスと、当該経路更新メッセージの監視プレフィックスに対応する正常状態パスとが相違するか否かを判定する第4のステップと、
正常状態パス上のリンク毎に、受信パスと正常状態パスとが相違する監視プレフィックスの数(相違プレフィックス数)を計数する第5のステップと、
当該リンクの相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき監視プレフィックスの数(全監視プレフィックス数)に達したリンクを抽出する第6のステップと、
抽出されたリンクについて、正常状態パス上で、観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する第7のステップと
を有することを特徴とする。
相違割合=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく相違割合が、所定閾値割合以上となったリンクを抽出することも好ましい。
障害発生確率=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく障害発生確率を有することも好ましい。
経路制御プロトコルは、BGP(Border Gateway Protocol)であり、
固有識別番号は、AS(Autonomous System)番号であり、
経路更新メッセージは、BGPのUPDATE(Announce)であり、
プレフィックスとは、IPアドレスとサブネットマスクのビット数との組からなる送信元アドレス又はその範囲であり、
経路更新メッセージのパスは、AS_PATH属性に含まれることも好ましい。
送信元のプレフィックス及び固有識別番号を含む経路更新メッセージを定期的にブロードキャストで送信する経路更新メッセージ送信手段と、
受信した経路更新メッセージに含まれる、中継ノード装置の固有識別番号の連続からなるパスに、更に当該ノード装置の固有識別番号を含めて、当該経路更新メッセージを中継転送する中継転送手段と
を有するノード装置において、
経路更新メッセージに含まれるパスを用いて、各ノード装置のプレフィックス毎に、正常状態時における1つの正常状態パスを決定する正常状態パス決定手段と、
管理元ノード装置のプレフィックスに対する正常状態パスにおけるノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する監視プレフィックス決定手段と、
監視プレフィックスを含む経路更新メッセージのみを計測する監視対象抽出手段と、
受信した当該経路更新メッセージの受信パスと、当該経路更新メッセージの監視プレフィックスに対応する正常状態パスとが相違するか否かを判定するパス判定手段と、
正常状態パス上のリンク毎に、受信パスと正常状態パスとが相違する監視プレフィックスの数(相違プレフィックス数)を計数する相違プレフィックス計数手段と、
当該リンクの相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき監視プレフィックスの数(全監視プレフィックス数)に達したリンクを抽出する相違リンク抽出手段と、
抽出されたリンクについて、正常状態パス上で、観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する障害リンク決定手段と
を有することを特徴とする。
相違割合=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく相違割合が、所定閾値割合以上となったリンクを抽出することも好ましい。
障害発生確率=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく障害発生確率を有することも好ましい。
経路制御プロトコルは、BGPであり、
固有識別番号は、AS番号であり、
経路更新メッセージは、BGPのUPDATE(Announce)であり、
プレフィックスとは、IPアドレスとサブネットマスクのビット数との組からなる送信元アドレス又はその範囲であり、
経路更新メッセージのパスは、AS_PATH属性に含まれることも好ましい。
送信元のプレフィックス及び固有識別番号を含む経路更新メッセージを定期的にブロードキャストで送信する経路更新メッセージ送信手段と、
受信した経路更新メッセージに含まれる、中継ノード装置の固有識別番号の連続からなるパスに、更に当該ノード装置の固有識別番号を含めて、当該経路更新メッセージを中継転送する中継転送手段と
してノード装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
経路更新メッセージに含まれるパスを用いて、各ノード装置のプレフィックス毎に、正常状態時における1つの正常状態パスを決定する正常状態パス決定手段と、
管理元ノード装置のプレフィックスに対する正常状態パスにおけるノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する監視プレフィックス決定手段と、
監視プレフィックスを含む経路更新メッセージのみを計測する監視対象抽出手段と、
受信した当該経路更新メッセージの受信パスと、当該経路更新メッセージの監視プレフィックスに対応する正常状態パスとが相違するか否かを判定するパス判定手段と、
正常状態パス上のリンク毎に、受信パスと正常状態パスとが相違する監視プレフィックスの数(相違プレフィックス数)を計数する相違プレフィックス計数手段と、
当該リンクの相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき監視プレフィックスの数(全監視プレフィックス数)に達したリンクを抽出する相違リンク抽出手段と、
抽出されたリンクについて、正常状態パス上で、観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する障害リンク決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
ノード装置AS60は、AS70から受信したそのUPDATEメッセージのASパスに、自らのAS番号[60]を追加する。そして、ノード装置AS60は、そのUPDATE(Announce)メッセージ[A|p7|60 70]を、ノード装置AS40及びAS50へ送信する。
ノード装置AS40は、AS60から受信したそのUPDATEメッセージのASパスに、自らのAS番号[40]を追加する。そして、ノード装置AS40は、そのUPDATE(Announce)メッセージ[A|p7|40,60 70]を、ノード装置AS30及びAS20へ送信する。
ノード装置AS50は、AS60から受信したそのUPDATEメッセージのASパスに、自らのAS番号[50]を追加する。そして、ノード装置AS50は、そのUPDATE(Announce)メッセージ[A|p7|50 60 70]を、ノード装置AS20へ送信する。
ノード装置AS30は、AS40から受信したそのUPDATEメッセージのASパスに、自らのAS番号[30]を追加する。そして、ノード装置AS30は、そのUPDATE(Announce)メッセージ[A|p7|30 40 60 70]を、ノード装置AS20へ送信する。
ノード装置AS20は、AS30,AS40又はAS50から受信したそのUPDATEメッセージのASパスに、自らのAS番号[20]を追加する。そして、ノード装置AS20は、そのUPDATE(Announce)メッセージ[A|p7|20 30 40 60 70]、[A|p7|20 40 60 70]又は[A|p7|20 50 60 70]を、ノード装置AS10へ送信する。
ノード装置AS10は、AS20から受信したそのUPDATEメッセージのASパスに、自らのAS番号[10]を追加し、それをパステーブルに記録する。
図2によれば、リンク[60-70]については、そのリンクの上流側ノード装置AS70から広報されるプレフィックスp7を監視プレフィックスとして決定する。
リンク[40-60]については、そのリンクの上流側ノード装置AS60から広報されるプレフィックスp6,p61,p62,p63,p64を監視プレフィックスとして決定する。
リンク[20-40]については、そのリンクの上流側ノード装置AS40から広報されるプレフィックスp4を監視プレフィックスとして決定する。
リンク[10-20]については、そのリンクの上流側ノード装置AS20から広報されるプレフィックスp2を監視プレフィックスとして決定する。
相違割合=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
相違割合=相違プレフィックス数3/全監視プレフィックス数5
=60%
ここで、所定閾値割合50%と設定した場合、3個の相違プレフィックスが計数された時点で(相違割合60%)、リンク[40-60]は、障害発生候補として抽出される。尚、所定閾値割合50%であれば、リンク[AS60-AS70]についても、相違プレフィックス数が1個に達した場合に、障害発生候補として抽出される。
障害発生確率=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
例えば、リンク[40-60][60-70]が障害発生候補として抽出された場合、観測ノード装置AS10に最も近いリンクである[40-60]が障害発生箇所として決定され、その障害発生確率は、60%とされる。
UPDATE(Withdraw):[W| p6,p61,p62,p63,p64,p7]
Withdrawは、経路が削除されたことを意味する。UPDATE(Withdraw)メッセージには、ノード装置AS40が過去に中継した経路更新(UPDATE)メッセージについて、リンク[AS40-AS60]を介したプレフィックスが含まれる。従って、図5のUPDATE(Withdraw)メッセージには、プレフィックス[p6,p61,p62,p63,p64,p7]が含まれる。
UPDATE(Announce):[A|p6 |20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p61|20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p62|20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p63|20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p64|20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p7 |20 30 40 60 70]
これによって、ノード装置AS10は、プレフィックス[p6,p61,p62,p63,p64,p7]に対応するノード装置に対して、ノード装置AS30の経路を確保できたと判断する。
UPDATE(Announce):[A|p6 |20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p61|20 30 40 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p7 |20 30 40 60 70]
ここで、ノード装置AS60から広報される2個のプレフィックスp6,p61を、相違プレフィックスとして計数したとする。この場合、相違割合は、以下のようになる。
相違割合=相違プレフィックス数2/全監視プレフィックス数5
=40%
ここで、所定閾値割合50%と設定した場合、2個の相違プレフィックスが計数された時点で(相違割合40%)、リンク[40-60]は、障害発生候補として抽出されない。尚、所定閾値割合50%であれば、リンク[AS60-AS70]は、相違プレフィックス数が1個に達した場合に、障害発生候補として抽出される。
UPDATE(Withdraw):[W| p6,p61,p62,p63,p64,p7]
UPDATE(Announce):[A|p6 |20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p61|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p62|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p63|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p64|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p7 |20 50 60 70]
これによって、ノード装置AS10は、プレフィックス[p6,p61,p62,p63,p64,p7]に対応するノード装置に対して、ノード装置AS50の経路を確保できたと判断する。
UPDATE(Announce):[A|p62|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p63|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p64|20 50 60 70]
UPDATE(Announce):[A|p7 |20 30 40 60 70]
ここで、ノード装置AS60から広報される3個のプレフィックスp62,p63,p64を、相違プレフィックスとして計数したとする。この場合、相違割合は、以下のようになる。
相違割合=相違プレフィックス数3/全監視プレフィックス数5
=60%
ここで、所定閾値割合50%と設定した場合、3個の相違プレフィックスが計数された時点で(相違割合60%)、リンク[40-60]は、障害発生候補として抽出される。尚、所定閾値割合50%であれば、リンク[AS60-AS70]も、相違プレフィックス数が1個に達した場合に、障害発生候補として抽出される。
10 中継転送部
11 経路更新メッセージ送信部
12 経路更新メッセージ受信監視部
13 正常状態パス決定部
14 監視プレフィックス決定部
15 監視対象抽出部
16 パス判定部
17 相違プレフィックス計数部
18 相違リンク抽出部
19 障害リンク決定部
2 障害リンク検出装置
Claims (11)
- 固有識別番号を有する複数のノード装置が相互に接続され、経路制御プロトコルの経路更新メッセージを送受信するネットワークであって、
各ノード装置が、送信元のプレフィックス及び固有識別番号を含む経路更新メッセージを定期的にブロードキャストで送信し、
各ノード装置が、受信した前記経路更新メッセージに含まれる、中継ノード装置の固有識別番号の連続からなるパスに、更に当該ノード装置の固有識別番号を含めて、当該経路更新メッセージを中継転送する
前記ノード装置の障害リンク検出方法において、
観測ノード装置が、
前記経路更新メッセージに含まれる前記パスを用いて、各ノード装置のプレフィックス毎に、正常状態時における1つの正常状態パスを決定する第1のステップと、
管理元ノード装置のプレフィックスに対する前記正常状態パス上のノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する第2のステップと、
前記監視プレフィックスを含む経路更新メッセージのみを計測する第3のステップと、
受信した当該経路更新メッセージの受信パスと、当該経路更新メッセージの監視プレフィックスに対応する前記正常状態パスとが相違するか否かを判定する第4のステップと、
前記正常状態パス上のリンク毎に、前記受信パスと前記正常状態パスとが相違する監視プレフィックスの数(相違プレフィックス数)を計数する第5のステップと、
当該リンクの前記相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき監視プレフィックスの数(全監視プレフィックス数)に達したリンクを抽出する第6のステップと、
抽出された前記リンクについて、前記正常状態パス上で、前記観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する第7のステップと
を有することを特徴とする障害リンク検出方法。 - 第6のステップは、当該リンクについて、
相違割合=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく相違割合が、所定閾値割合以上となったリンクを抽出することを特徴とする請求項1に記載の障害リンク検出方法。 - 第7のステップは、障害箇所と決定されたリンクが、
障害発生確率=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく障害発生確率を有することを特徴とする請求項2に記載の障害リンク検出方法。 - 第1のステップについて、前記観測ノード装置が、各ノード装置のプレフィックス毎に、受信した前記経路更新メッセージに含まれるパス毎の累積利用時間を収集し、所定時間範囲で、当該累積利用時間が最も長いパスを前記正常状態パスとして決定することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の障害リンク検出方法。
- 前記経路制御プロトコルは、BGP(Border Gateway Protocol)であり、
前記固有識別番号は、AS(Autonomous System)番号であり、
前記経路更新メッセージは、BGPのUPDATE(Announce)であり、
前記プレフィックスとは、IPアドレスとサブネットマスクのビット数との組からなる送信元アドレス又はその範囲であり、
前記経路更新メッセージの前記パスは、AS_PATH属性に含まれる
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のノード装置の障害リンク検出方法。 - 経路制御プロトコルの経路更新メッセージを送受信するネットワークに接続された、固有識別番号を有するノード装置であって、
送信元のプレフィックス及び固有識別番号を含む経路更新メッセージを定期的にブロードキャストで送信する経路更新メッセージ送信手段と、
受信した前記経路更新メッセージに含まれる、中継ノード装置の固有識別番号の連続からなるパスに、更に当該ノード装置の固有識別番号を含めて、当該経路更新メッセージを中継転送する中継転送手段と
を有するノード装置において、
前記経路更新メッセージに含まれる前記パスを用いて、各ノード装置のプレフィックス毎に、正常状態時における1つの正常状態パスを決定する正常状態パス決定手段と、
管理元ノード装置のプレフィックスに対する前記正常状態パスにおけるノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する監視プレフィックス決定手段と、
前記監視プレフィックスを含む経路更新メッセージのみを計測する監視対象抽出手段と、
受信した当該経路更新メッセージの受信パスと、当該経路更新メッセージの監視プレフィックスに対応する前記正常状態パスとが相違するか否かを判定するパス判定手段と、
前記正常状態パス上のリンク毎に、前記受信パスと前記正常状態パスとが相違する監視プレフィックスの数(相違プレフィックス数)を計数する相違プレフィックス計数手段と、
当該リンクの前記相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき監視プレフィックスの数(全監視プレフィックス数)に達したリンクを抽出する相違リンク抽出手段と、
抽出された前記リンクについて、前記正常状態パス上で、前記観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する障害リンク決定手段と
を有することを特徴とするノード装置。 - 前記相違リンク抽出手段は、当該リンクについて、
相違割合=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく相違割合が、所定閾値割合以上となったリンクを抽出することを特徴とする請求項6に記載のノード装置。 - 前記障害リンク決定手段は、障害箇所と決定されたリンクが、
障害発生確率=相違プレフィックス数/全監視プレフィックス数
に基づく障害発生確率を有することを特徴とする請求項7に記載のノード装置。 - 前記正常状態パス決定手段は、各ノード装置のプレフィックス毎に、受信した前記経路更新メッセージに含まれるパス毎の累積利用時間を収集し、所定時間範囲で、当該累積利用時間が最も長いパスを前記正常状態パスとして決定することを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載のノード装置。
- 前記経路制御プロトコルは、BGPであり、
前記固有識別番号は、AS番号であり、
前記経路更新メッセージは、BGPのUPDATE(Announce)であり、
前記プレフィックスとは、IPアドレスとサブネットマスクのビット数との組からなる送信元アドレス又はその範囲であり、
前記経路更新メッセージの前記パスは、AS_PATH属性に含まれる
ことを特徴とする請求項6から9のいずれか1項に記載のノード装置。 - 経路制御プロトコルの経路更新メッセージを送受信するネットワークに接続された、固有識別番号を有するノード装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムあって、
送信元のプレフィックス及び固有識別番号を含む経路更新メッセージを定期的にブロードキャストで送信する経路更新メッセージ送信手段と、
受信した前記経路更新メッセージに含まれる、中継ノード装置の固有識別番号の連続からなるパスに、更に当該ノード装置の固有識別番号を含めて、当該経路更新メッセージを中継転送する中継転送手段と
してノード装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
前記経路更新メッセージに含まれる前記パスを用いて、各ノード装置のプレフィックス毎に、正常状態時における1つの正常状態パスを決定する正常状態パス決定手段と、
管理元ノード装置のプレフィックスに対する前記正常状態パスにおけるノード装置間のリンク毎に、当該リンクの上流側ノード装置から広報されるプレフィックスを監視プレフィックスとして決定する監視プレフィックス決定手段と、
前記監視プレフィックスを含む経路更新メッセージのみを計測する監視対象抽出手段と、
受信した当該経路更新メッセージの受信パスと、当該経路更新メッセージの監視プレフィックスに対応する前記正常状態パスとが相違するか否かを判定するパス判定手段と、
前記正常状態パス上のリンク毎に、前記受信パスと前記正常状態パスとが相違する監視プレフィックスの数(相違プレフィックス数)を計数する相違プレフィックス計数手段と、
当該リンクの前記相違プレフィックス数が、当該リンクの上流側ノード装置が広報すべき監視プレフィックスの数(全監視プレフィックス数)に達したリンクを抽出する相違リンク抽出手段と、
抽出された前記リンクについて、前記正常状態パス上で、前記観測ノード装置に最も近いリンクを障害箇所として決定する障害リンク決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするノード装置用のプログラム。
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