JP2014068283A - ネットワーク障害検出システムおよびネットワーク障害検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ネットワーク障害検出装置100は、平常時(正常時)において取得した、各監視対象装置200のRTTに基づき、類似したRTT値となる監視対象装置200をグルーピングする。そして、ネットワーク障害検出装置100は、グループ毎にRTT値の分布を生成し、生成したRTT値の分布からそのグループのRTTの閾値を決定する。
【選択図】図1
Description
図7(a)に示すように、正常時において、監視端末10は、送信した監視用メッセージ(例えば、ping等)に対する応答を、監視対象装置200から所定の閾値以下の時間(RTT値)で受信する。一方、図7(b)に示すように、監視対象装置200が負荷増大等により応答に時間を要すると、監視端末10が受信する応答のRTT値が増大し、所定の閾値を超過する。これにより、監視端末10は、監視対象装置200に異常が発生したと判定する。
まず、本実施形態に係るネットワーク障害検出システム1が実行する処理の概要について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係るネットワーク障害検出システム1は、ネットワーク障害検出装置100と、そのネットワーク障害検出装置100にネットワークを介して接続される複数の監視対象装置200とを含んで構成される。なお、図1においては、一例として、監視対象装置200が、ネットワーク障害検出装置100の至近地に設置されている監視対象装置200(211,212,213)と、ネットワーク障害検出装置100の遠隔地に設置されている監視対象装置200(221,222,223)とを含んで構成されるものとする。そして、ネットワーク障害検出装置100が、各監視対象装置200に対し、監視用メッセージを送信してその応答メッセージを受信し、RTTの所定の閾値を超過するか否かにより、各監視対象装置200の正常、異常を判定する。
図1においては、至近地に設置されている監視対象装置200(211,212,213)のグループの閾値として「a」が設定される。また、遠隔地に設置されている監視対象装置200(221,222,223)のRTTの閾値として、閾値「a」よりも長い時間のRTT値である閾値「b」が設定される。
図2においては、ある同一グループ内の監視対象装置200(201,202,203,204)が、ネットワーク障害検出装置100により、監視されているものとする。
図3は、本実施形態に係るネットワーク障害検出装置100の構成例を示す機能ブロック図である。
ネットワーク障害検出装置100は、各監視対象装置200から受信した監視用メッセージに対する応答メッセージのRTT値に基づき、ネットワークやそのネットワーク内の監視対象装置200の障害を検出する装置であり、入出力部110と、制御部120と、記憶部130とを備える。
具体的には、入力処理部121は、後記するグルーピング処理に必要となる、使用する分布の情報(以下、「分布情報」という。)や、閾値決定ロジック等を取得し、パラメータ情報131として記憶部130に記憶する。
ここで、分布情報とは、グルーピング処理部123が、各監視対象装置200のRTT値のばらつきを解析しグルーピングするために使用する、正規分布や、対数正規分布、ガンマ分布等の分布を示す情報(確率密度関数)である。なお、ここでは、分布情報として正規分布を用いる例として説明する。また、閾値決定ロジックとは、分布におけるばらつき度合の所定値に対応するRTT値を、閾値に設定する情報を意味する。例えば、正規分布において、ばらつき度合の所定値としての3σ(99.7%)に対応するRTT値を、閾値に設定することを意味する。
さらに、入力処理部121は、不図示のネットワーク管理装置等から、入出力部110を介して、各監視対象装置200の情報(各監視対象装置200に固有な識別情報とそのアドレス情報等)を監視対象装置情報132として取得し、記憶部130に記憶する。
また、入力処理部121は、各監視対象装置200から、入出力部110を介して、監視用メッセージに対する応答メッセージを受信し、監視処理部122に引き渡す。
このグルーピング処理部123が実行するグルーピング手法には、例えば、階層型クラスタリング(最短距離法、群平均化法)や、分割最適化クラスタリング(K-means法)等を適用することができる。
そして、閾値決定部124は、グループ情報にそのグループの閾値を対応付けたグループ閾値情報134を生成し、記憶部130に記憶する。
図4に示すように、グループ閾値情報134は、グループIDに対応づけて、そのグループに属する各監視対象装置200の監視対象装置ID、および、閾値決定部124が決定したそのグループのRTTの閾値(グループ閾値)が記憶される。
例えば、図4の1行目のグループIDが「G001」のグループは、監視対象装置IDが「211」「212」「213」…等の監視対象装置200で構成され、このグループのRTTの閾値(グループ閾値)が「a」であることを示している。
閾値判定部125は、試験結果情報133を取得すると、グループ閾値情報134を参照して、その監視対象装置200が属するグループに設定された閾値(グループ閾値)に基づき、その監視対象装置200のRTT値が閾値を超過するか否かを判定する。そして、閾値判定部125は、各監視対象装置200のRTT値の閾値の判定結果を、閾値判定結果情報135として記憶部130に記憶するとともに、その閾値を超過した監視対象装置200の情報を、出力処理部127を介して、ネットワーク管理装置(不図示)等に出力する。
このとき、閾値超過原因判別部126は、所定の割合を超えるグループについて、ネットワーク異常の発生を示す警告を付して、ネットワーク管理装置等に出力するようにしてもよい。
この所定の割合は、例えば、グループに属する監視対象装置200の総数のうちのN割(例えば、3割)にように設定する。なお、この所定の割合の設定値は、予め、パラメータ情報131に含め記憶部130に記憶しておく。
例えば、出力処理部127は、監視処理部122の処理により、監視用メッセージを各監視対象装置200に送信する。また、出力処理部127は、閾値判定部125が生成した閾値判定結果情報135や、閾値超過原因判別部126が生成した閾値超過原因情報136を、ネットワーク管理装置等に出力する。
次に、本実施形態に係るネットワーク障害検出システム1の処理の流れについて説明する。本実施形態に係るネットワーク障害検出システム1(ネットワーク障害検出装置100)は、(1)平常時(正常時)において、監視対象装置200のグルーピングを実行し、そのグループ毎のRTTの閾値を決定する処理(以下、「グルーピング閾値決定処理」という。)と、(2)グループ毎のRTTの閾値を用いて、監視対象装置200の正常、異常を判定する処理(以下、「閾値判定処理」という。)とを実行する。具体的には、ネットワーク障害検出装置100が、平常時(正常時)において、グルーピング閾値決定処理を実行しておき、その後、各監視対象装置200に関して、例えば、所定の時間間隔毎の監視実行時に閾値判定処理を実行することにより、ネットワークの障害を検出する。
さらに、ネットワーク障害検出システム1(ネットワーク障害検出装置100)は、各グループ内において、RTTの閾値を超過する監視対象装置200の割合を計算することにより、RTT値増大の異常原因判別処理を実行する。
図5は、本実施形態に係るネットワーク障害検出装置100による、グルーピング閾値決定処理の流れを示すフローチャートである。
なお、ここでは、ネットワーク障害検出装置100の入力処理部121により、分布情報として正規分布を用いること、および、閾値決定ロジックとして正規分布におけるばらつき度合の所定値である3σ(99.7%)に対応するRTT値を閾値に設定すること、がパラメータ情報131として既に記憶部130に記憶されるとともに、各監視対象装置200に関する監視対象装置情報132が記憶部130に記憶されているものとする。また、監視処理部122により、平常時(正常時)において、各監視対象装置200に対し試験が実行され、平常時(正常時)における試験結果情報133が記憶部130に記憶されているものする。
一方、閾値決定部124は、すべてのグループの処理を終えている場合は(ステップS16→Yes)、グルーピング閾値決定処理を終了する。
図6は、本実施形態に係るネットワーク障害検出装置100による、閾値判定処理およびRTT値増大の異常原因判別処理の流れを示すフローチャートである。
なお、ここでは、監視処理部122により、図5に示したグルーピング閾値決定処理の後、各監視対象装置200に対し試験が実行され、監視実行時の試験結果として、監視対象装置200の識別情報とそのRTT値のペアとで構成される試験結果情報133が記憶部130に記憶されているものする。
一方、閾値判定部125は、試験結果のRTT値が閾値以下の場合に(ステップS24→No)、その判定結果を閾値判定結果情報135として記憶部130に記憶する(ステップS26)。そして、次のステップS27に進む。
なお、閾値超過原因情報136を生成したとき、閾値超過原因判別部126は、計算した割合が所定の割合(N割)を超えているか否かを判定する。そして、閾値超過原因判別部126は、所定の割合(N割)を超えたグループについては、ネットワーク異常を示す警報情報を付して出力するようにしてもよい。また、閾値超過原因判別部126は、所定の割合(N割)以下のグループの判別結果については、ネットワーク管理装置等に出力せず、所定の割合(N割)を超えたグループについてのみ、判別結果を出力するようにしてもよい。
一方、閾値超過原因判別部126は、すべてのグループについて処理を終えている場合は(ステップS32→Yes)、処理を終了する。
また、ネットワーク障害検出装置100は、RTT値増大の異常原因判別処理により、グループ毎に、そのグループの閾値を超えたRTTをもつ監視対象装置200の数を計算し、当該グループに属する監視対象装置200の全体数に対する割合を計算し、閾値超過原因情報136として出力することができる。この閾値超過原因情報136に基づき、閾値を超える異常が発生した原因が、監視対象装置200の負荷増大等に起因するものか、ネットワーク異常に起因するものなのかを判別することが可能となる。
また、ネットワーク障害検出装置100は、閾値決定のために使用する分布を示す分布情報と、当該分布におけるばらつき度合の所定値に対応するRTT値を閾値として決定する閾値決定ロジックとを、記憶部130に記憶しておく。これにより、ネットワーク障害検出装置100の閾値決定部124は、グルーピング処理部123が生成した複数のグループについて、自動的に各グループの閾値を決定することができる。よって、ネットワーク管理者が手動で各グループの閾値を設定する必要をなくすことができる。
10 監視端末
100 ネットワーク障害検出装置
110 入出力部(出力部)
120 制御部
121 入力処理部
122 監視処理部
123 グルーピング処理部
124 閾値決定部
125 閾値判定部
126 閾値超過原因判別部
127 出力処理部
130 記憶部
131 パラメータ情報
132 監視対象装置情報
133 試験結果情報
134 グループ閾値情報
135 閾値判定結果情報
136 閾値超過原因情報
200 監視対象装置
Claims (8)
- ネットワークを構成する複数の監視対象装置と、前記複数の監視対象装置に対し監視用メッセージを送信し、前記監視対象装置それぞれから受信した応答メッセージに基づくRTT(Round Trip Time)を用いて、前記ネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出装置と、を備えるネットワーク障害検出システムであって、
前記ネットワーク障害検出装置は、
前記監視対象装置のRTTのばらつきを解析するために使用する分布を示す分布情報と、前記分布におけるばらつき度合の所定値に対応するRTTの値を、前記監視対象装置を異常と判定する閾値として決定する閾値決定ロジックと、正常時において前記複数の監視対象装置それぞれから受信した前記応答メッセージに基づく監視結果として、前記監視対象装置の識別情報および当該監視対象装置の前記RTTを示す試験結果情報と、を記憶する記憶部と、
前記複数の監視対象装置それぞれの前記正常時の試験結果情報を取得し、所定のグルーピング手法を用いて、前記RTTが類似する監視対象装置をグルーピングし、グルーピングにより生成された複数のグループ毎に、当該グループに属する各監視対象装置のRTTの分布を前記分布情報に示される分布により生成するグルーピング処理部と、
前記グループ毎に生成された分布それぞれにおいて、前記閾値決定ロジックに基づき前記分布におけるばらつき度合の所定値に対応するRTTの値を、前記グループ毎の閾値に決定する閾値決定部と、
を備えることを特徴とするネットワーク障害検出システム。 - 前記ネットワーク障害検出装置の前記記憶部には、前記グルーピング処理部が生成した複数のグループそれぞれに対応付けて、前記閾値決定部が決定した当該グループの閾値を格納したグループ閾値情報と、前記複数の監視対象装置それぞれに対する監視実行時の前記試験結果情報と、がさらに記憶されており、
前記ネットワーク障害検出装置は、
前記複数の監視対象装置それぞれの前記監視実行時の試験結果情報を取得し、前記監視実行時の試験結果情報に含まれる前記監視対象装置の識別情報を用いて、前記グループ閾値情報を参照し、当該監視対象装置の属する前記グループの閾値を抽出し、前記抽出した前記グループの閾値を、前記監視実行時の試験結果情報に含まれる当該監視対象装置のRTTが超えるか否かを判定し、判定結果を閾値判定結果情報として出力する閾値判定部を、さらに備えること
を特徴とする請求項1に記載のネットワーク障害検出システム。 - 前記ネットワーク障害検出装置は、
前記閾値判定結果情報を参照し、前記グループ毎に前記判定結果を抽出し、当該グループの閾値を超えたRTTをもつ監視対象装置の数を計算し、当該グループに属する監視対象装置の全体数に対する当該数の割合を計算し、前記グループ毎の前記計算した割合を示す閾値超過原因情報を出力する閾値超過原因判別部を、さらに備えること
を特徴とする請求項2に記載のネットワーク障害検出システム。 - 前記閾値超過原因判別部は、
前記計算した割合が所定の割合を超えるか否かを前記グループ毎に判別し、前記所定の割合を超える場合に、ネットワーク異常を示す警告情報を出力すること
を特徴とする請求項3に記載のネットワーク障害検出システム。 - ネットワークを構成する複数の監視対象装置と、前記複数の監視対象装置に対し監視用メッセージを送信し、前記監視対象装置それぞれから受信した応答メッセージに基づくRTT(Round Trip Time)を用いて、前記ネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出装置と、を備えるネットワーク障害検出システムの前記ネットワーク障害検知装置であって、
前記監視対象装置のRTTのばらつきを解析するために使用する分布を示す分布情報と、前記分布におけるばらつき度合の所定値に対応するRTTの値を、前記監視対象装置を異常と判定する閾値として決定する閾値決定ロジックと、正常時において前記複数の監視対象装置それぞれから受信した前記応答メッセージに基づく監視結果として、前記監視対象装置の識別情報および当該監視対象装置の前記RTTを示す試験結果情報と、を記憶する記憶部と、
前記複数の監視対象装置それぞれの前記正常時の試験結果情報を取得し、所定のグルーピング手法を用いて、前記RTTが類似する監視対象装置をグルーピングし、グルーピングにより生成された複数のグループ毎に、当該グループに属する各監視対象装置のRTTの分布を前記分布情報に示される分布により生成するグルーピング処理部と、
前記グループ毎に生成された分布それぞれにおいて、前記閾値決定ロジックに基づき前記分布におけるばらつき度合の所定値に対応するRTTの値を、前記グループ毎の閾値に決定する閾値決定部と、
を備えることを特徴とするネットワーク障害検出装置。 - 前記記憶部には、前記グルーピング処理部が生成した複数のグループそれぞれに対応付けて、前記閾値決定部が決定した当該グループの閾値を格納したグループ閾値情報と、前記複数の監視対象装置それぞれに対する監視実行時の前記試験結果情報と、がさらに記憶されており、
前記複数の監視対象装置それぞれの前記監視実行時の試験結果情報を取得し、前記監視実行時の試験結果情報に含まれる前記監視対象装置の識別情報を用いて、前記グループ閾値情報を参照し、当該監視対象装置の属する前記グループの閾値を抽出し、前記抽出した前記グループの閾値を、前記監視実行時の試験結果情報に含まれる当該監視対象装置のRTTが超えるか否かを判定し、判定結果を閾値判定結果情報として出力する閾値判定部を、さらに備えること
を特徴とする請求項5に記載のネットワーク障害検出装置。 - 前記閾値判定結果情報を参照し、前記グループ毎に前記判定結果を抽出し、当該グループの閾値を超えたRTTをもつ監視対象装置の数を計算し、当該グループに属する監視対象装置の全体数に対する当該数の割合を計算し、前記グループ毎の前記計算した割合を示す閾値超過原因情報を出力する閾値超過原因判別部を、さらに備えること
を特徴とする請求項6に記載のネットワーク障害検出装置。 - 前記閾値超過原因判別部は、
前記計算した割合が所定の割合を超えるか否かを前記グループ毎に判別し、前記所定の割合を超える場合に、ネットワーク異常を示す警告情報を出力すること
を特徴とする請求項7に記載のネットワーク障害検出装置。
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