JP2019536331A - 対話型ネットワーク分析プラットフォームのためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、すべての目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、David Ericksonらによる「SYSTEM AND METHOD FOR PRACTICAL AND UNDERSTANDABLE NETWORK ANALYSIS」と題する、2016年10月21日に出願された米国仮特許出願第62/411,365号の優先権を主張する。
・以下を除く、VLANタグ100をもつすべてのパケット
○サブネット100.100.0.0/16中のIP宛先アドレスをもつIPv4パケット、および
○サブネット200.200.0.0/16中のIPソースアドレスをもつIPv4パケット
[0052]様々な実施形態によれば、ユーザは、100.111.100.100としてIP宛先ヘッダフィールドの値を指定することが可能であり得る。したがって、ネットワーク分析システムは、次のように可能なパケットのセットを限定することによって応答し得る。
・VLANタグ100とIP宛先100.111.100.100とをもつすべてのパケット
○サブネット200.200.0.0./16中のIPソースアドレスをもつIPv4パケットを除く
[0053]ユーザが、IPソース300.300.300.300として別のヘッダフィールド値を指定する場合、ネットワーク分析システムは、以下で応答し得る。
・VLANタグ100と、IP宛先100.111.100.100とIPソース300.300.300.300とをもつすべてのパケット
[0054]代替的に、ユーザが、IPソース200.200.200.200としてヘッダフィールド値を指定する場合、元のセットに属し、同じく、ユーザによって指定されたヘッダフィールド値の制約を満たすパケットがないので、ネットワーク分析システムは、「ヌル」で応答し得る。
・トポロジ:物理的なまたは仮想的なトポロジの差。例としては、追加されたデバイス、除去されたデバイス、修正されたデバイス、ネットワークリンク、トンネルなどがある。
・構成:ネットワーク中で様々なデバイスの実行中のおよび/または保存された構成の差。
・インターフェース:ネットワーク中の様々なデバイスの追加されたインターフェース、除去されたインターフェース、または修正されたインターフェース(物理または仮想)。
・レイヤ2接続性:限定はしないが、ブロードキャストドメインまでの追加、除去、または修正されたデバイスあるいはインターフェース、新たに追加されたVLANなどを含む様々なVLANのレイヤ2ブロードキャストドメインの変更。
・レイヤ3接続性:様々なサブネットに宛てられたパケットの接続性の変更。接続性情報は、以下のうちの1つまたは複数を含み得る。
○パケットが到着する宛先インターフェース
○パケットがネットワーク中で取るパス
○パスに沿ったデバイス上のVRF
・アクセス制御:ネットワーク中の様々なデバイスにおけるアクセス制御ポリシーの変更と潜在的なデータトラフィックに対するそれらの効果
・ネットワークアドレス変換(NAT):パケットの様々なソースおよび宛先IPアドレスまたはレイヤ4ポートがロードバランサなどのネットワーク中の様々なデバイスにおいてどのように変更されるのかの変更
[0079]図2に、一実施形態による、VLANの差分の例示的な視覚表示を示すが、本発明の実施形態は、情報レイヤの差分を示すための任意の一般的な視覚表示型を含む。いくつかの実施形態では、ネットワーク分析システムによって与えられたプラットフォームは、ユーザが情報ペイン204中に視覚的に表された特定の情報レイヤの差分を参照することを可能にするインターフェース200を含み得る。インターフェース200は、情報ペイン204によって示された情報をフィルタ処理するフィルタペインまたはフレーム202を含み得る。ユーザは、差を決定する必要があるスナップショット、たとえば、214におけるスナップショット1と216におけるスナップショット2とを選択し得る。これらのスナップショットは、時間インスタンス、スナップショット名、タグ、注釈、スナップショット識別子、および他の基準を含むスナップショットを識別する様々な手段に基づいて選択され得る。スナップショット1についてのスナップショット情報は、220において表示され得、スナップショット2についてのスナップショット情報は、222において表示され得る。220におけるスナップショット1のビューと222におけるスナップショット2のビューとはスナップショットにわたるVLAN構成および状態の隣り合った差分を提示する。208において選択されたVLANごとに、VLANが構成された(たとえば、206において選択された)デバイスは、(たとえば、210において選択された)関係するスパニングツリーインターフェース情報、スパニングツリーの一部であるインターフェース、たとえば、それらがアップであるのかまたはダウンであるのか、それらのモード(たとえば、アクセス/トランク)がスナップショットにわたって修正されたのかどうかなどとともに表示され得る。各VLAN中に構成された(たとえば、212において選択された)L3インターフェースはまた、ゲートウェイIPアドレスまたはサブネットの差とともに提示され得る。
[0082]図3に、本発明の一実施形態による、スナップショットにわたるレイヤ3到達可能性の隣り合いを提示する、レイヤ3到達可能性の例示的な視覚表示を示す。いくつかの実施形態では、ネットワーク分析システムによって与えられたプラットフォームは、ユーザがユーザ選択された基準を用いてL3スナップショット比較204を実行することを可能にするインターフェース300を含み得る。インターフェース300は、フィルタペインまたはフレーム302を含み得る。ユーザは、第1に、差を決定する必要がある時間インスタンスまたはスナップショット、たとえば、314におけるスナップショット1と316におけるスナップショット2とを選択し得る。次いで、ユーザは、フィルタ302中のトラフィックのための検索基準を指定し得る。たとえば、フィルタは、サブネット306と、ソース(たとえば、デバイス、ポートなど)308と、宛先(たとえば、デバイス、ポートなど)310と、潜在的な原因312とを含み得る。ユーザは、差を決定する必要がある時間インスタンスまたはスナップショット、たとえば、314におけるスナップショット1と316におけるスナップショット2とを選択し得る。スナップショット1についてのスナップショット情報は、320において表示され得、スナップショット2についてのスナップショット情報は、322において表示され得る。306において選択されたサブネットごとに、インターフェース300は、320中の宛先インターフェースの対応するセットの各々への完全な接続性を有する320における1つまたは複数のデバイス上のソースVRFのリストを提示し得る。到達可能性が変化した(たとえば、308において選択された)ソースVRFまたは(たとえば、310において選択された)宛先インターフェースはまた、スナップショットのビュー中で、たとえば、スナップショット1について314において、スナップショット2について316において強調され得る。
トラフィックは、以下の基準にマッチングするネットワーク中に存在しなければならない。
・デバイスA発
○IP宛先10.10.10.10をもつ
○VLAN20をもつ
・デバイスB経由
・デバイスC宛て
[0113]この例では、上記の確認が失敗するとき、ユーザは、トラフィックが中間地点Bに達することが可能であるのかどうかを見るために「デバイスC宛て」フィルタをオフにし得る。ユーザは、代替的に、トラフィックが意図された宛先に到着するが、与えられた中間地点Bをバイパスするのかどうか見るために「デバイスB経由」フィルタをオフにし得る。いくつかの実施形態では、このシステムはユーザが、確認中に既存の検索基準を単に有効化または無効化するだけでなく、容易にフィルタ基準を編集し、新しいフィルタ基準を追加することを可能にするようにさらに拡張され得る。
・VLANの整合性:インターフェースAおよびBのあらゆるペアは、一貫した方法で定義されたVLANを有していなければならない。VLANが一貫して定義されていない場合、トラフィックは、場合によっては、ネットワーク内で暗黙的にドロップされ、他の場合にはVLAN境界にわたって横断し、セキュリティ問題につながり得る。一貫したVLANの定義のための基準は、(限定はしないが)以下を含み得る。
・IPアドレスの一意性:デバイスインターフェースに割り当てられたIPアドレスは、ネットワーク中の各VRFにわたって一意でなければならない。
・MTUの整合性:各リンクの両端におけるインターフェースは、同じ最大伝送単位(MTU)を有していなければならない。
・デュプレックスの整合性:各リンクの両端におけるインターフェースは、同じデュプレックスタイプが構成されていなければならない。
・リンク速度の整合性:各リンクの両端におけるインターフェースは、同じリンク速度を有していなければならない。
・ポートチャネルの整合性:すべての構成されたポートチャネル(LAG)インターフェースは、ポートチャネルに正常に加入していなければならない。
・転送ループなし:ネットワーク中にトラフィック転送ループがあってはならない。パケットは、それがパスを横断するときにそれが二回以上デバイス上のインターフェースに入る場合、転送ループを通ると言われる。場合によっては、転送ループを通るパケットは、無限の回数デバイスのセットを通り得る。
・トラフィックブラックホールなし:トラフィックは、ネットワーク中で(いかなるルールにもマッチングしないことにより)暗黙的にドロップされてはならない。
・決定論的なBGP構成:BGPは、単一の状態に決定論的に収束するように構成されなければならない。
・最短パス:この確認により、ユーザは、デバイスの2つ以上のグループを定義することが可能になり、この確認は、異なるグループに属する任意の2つのデバイス間でトラフィックが取り得るあらゆる潜在的なパスが、ネットワークのトポロジによって決定された最短パスを行くことを検証する。
・VLANの存在:エッジトランクインターフェースがすべての指定されたVLANを搬送しなければならないことを検証する。指定されたVLANを入力パラメータとして受け取る。
・トランクインターフェースのホワイトリスト:ホワイトリスト化されたインターフェースのみがトランクモードにあり得る。
・ネットワーク中のデバイス(たとえば、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、ロードバランサ)
・各ネットワークデバイス上に存在するインターフェース
・上記の各インターフェース上で構成されるVLAN、IPアドレス、MACアドレス、ポートチャネル、MTU、二重性
・LLDPまたはCDPを介し自動的に、またはユーザによって手動で追加されたネットワーク中の様々なデバイスを接続するリンク
・ネットワークの各デバイス上のBGP構成
[0119]その後、ネットワーク分析システムは、上記のベンダーに依存する情報をネットワークのベンダーに依存しないモデルに変換し得る。最後に、あらかじめ定義された確認ごとの論理がネットワークモデル上で実行され得る。
Claims (20)
- ネットワーク分析のためのコンピュータ実装方法であって、
ネットワーク上の1つまたは複数のネットワークデバイスに関連する構成データと状態データとを取得することと、
前記ネットワークのトラフィックフローに関連するネットワークフローパス情報を取得することと、
前記ネットワークの1つまたは複数の対応する機能レイヤにおける前記ネットワークフローパス情報を公開することと、
前記1つまたは複数のネットワークデバイスに関連する前記構成データと前記状態データとに少なくとも部分的に基づく転送挙動を含む、前記1つまたは複数の対応する機能レイヤにおける前記ネットワークの前記ネットワークフローパス情報と前記トラフィックフローとを表示のために与えることと、ここにおいて、前記転送挙動が、1つまたは複数の対応する機能レイヤにおける前記1つまたは複数のネットワークデバイスにおけるパケットの挙動を定義する、
を備える、コンピュータ実装方法。 - 1つまたは複数の共通パス要素を共有するネットワークフローパスを決定することと、
ネットワークフローパスのグループとして1つまたは複数の共通パス要素を共有する前記ネットワークフローパスを識別することと、
前記グループ内の各ネットワークフローパス間の差について前記グループ中の各ネットワークフローパスを個々に検査することと、
前記グループ中の各ネットワークフローパス間の前記差を表示のために与えることと
をさらに備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - ネットワークフローパスごとに1つまたは複数のサンプルパケットを決定することと、ここにおいて、前記1つまたは複数のサンプルパケットが、各ネットワークフローパスに沿った転送挙動を有するパケットを表す、
前記1つまたは複数のサンプルパケットを表示のために与えることと
をさらに備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 各ネットワークフローパスに適用可能な1つまたは複数の制約を選択のために与えることと、ここにおいて、前記1つまたは複数の制約が、前記1つまたは複数のネットワークフローパスの範囲を制限する、
前記1つまたは複数の制約のための選択を受信することと、
前記1つまたは複数の制約の前記選択によって決定された前記1つまたは複数のネットワークフローパスの前記範囲を表示のために与えることと
をさらに備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記ネットワーク中で第1の要求フローパスまたは第1の応答フローパスを識別することと、
前記ネットワーク中で前記第1の要求フローパスに対応する第2の応答フローパスまたは前記第1の応答フローパスに対応する第2の要求フローパスを生成することと、ここにおいて、前記第1の要求フローパスにマッチングするトラフィックが、前記第2の応答フローパスにマッチングするトラフィックを生成し、前記第2の要求フローパスにマッチングするトラフィックが、前記第1の応答フローパスにマッチングするトラフィックを生成する、
前記第1の要求フローパス、前記第1の応答フローパス、前記第2の要求フローパスおよび前記第2の応答フローパスのうちの1つまたは複数に基づいて前記フローデータを決定することと、
前記フローパスデータを表示のために与えることと
をさらに備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記要求フローパスと前記応答フローパスとのうちの少なくとも1つを分析することと、
前記要求フローパスがステートフル要求フローパスであると決定することと、ここにおいて、前記ステートフル要求フローパスが、前記1つまたは複数のネットワークデバイスに関連する前記応答フローパスによって定義された転送挙動を決定する状態を前記ネットワーク中に確立する、
前記応答フローパスがステートフル応答フローパスであると決定することと、ここにおいて、前記ステートフル応答フローパスが、前記ネットワークを通した前記要求フローパスにマッチングする転送挙動を有するパケットを含む、
をさらに備える、請求項5に記載のコンピュータ実装方法。 - 1つまたは複数の制約にマッチングする前記ネットワークの第1のスナップショット中の1つまたは複数の第1のフローと前記ネットワークの第2のスナップショット中の1つまたは複数の第2のフローとを計算することと、
前記第1のスナップショット中の第1のフローごとに、第1のサンプルパケットを計算することと、
前記第1のスナップショットを通して前記第1のサンプルパケットの第1の挙動を分析することと、
前記第2のスナップショットを通して前記第1のサンプルパケットの第2の挙動を分析することと、
前記第1のスナップショット中の第1のフローごとに前記第1のサンプルパケットにマッチングする前記フローとは別個である前記第2のスナップショットの前記第2のフロー中のフローの第3の集合を計算することと、
フローの前記第3の集合中のフローごとに、第2のサンプルパケットを計算することと、
前記第1のスナップショットを通して前記第2のサンプルパケットの第3の挙動を分析することと、
前記第2のスナップショットを通して前記第2のサンプルパケットの第4の挙動を分析することと、
前記第2の挙動と前記第1の挙動を比較することと、
前記第4の挙動と前記第3の挙動を比較することと、
前記第1の挙動と前記第2の挙動との間の前記比較を表示のために与えることと、
前記第3の挙動と前記第4の挙動との間の前記比較を表示のために与えることと
をさらに備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 前記ネットワークの2つ以上のネットワーク構成を選択のために与えることと、
1つまたは複数の機能レイヤに対応する前記構成データと前記状態データとに少なくとも部分的に基づいて前記2つ以上のネットワーク構成を比較することと、
前記2つ以上のネットワーク構成を表示のために与えることと、前記表示が、前記1つまたは複数の対応する機能レイヤにおける前記2つ以上のネットワーク構成間の差を含む、
をさらに備える、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。 - 方法を実行するためにプロセスによって実行可能なコードを記憶する非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
ネットワーク上の1つまたは複数のネットワークデバイス間の相互接続を定義するネットワークフローパス情報を取得することと、
前記ネットワークの1つまたは複数の対応する機能レイヤにおける前記1つまたは複数のネットワークデバイス間の前記相互接続にわたって横断するパケットの挙動を定義するトラフィックデータを取得することと、
前記ネットワーク中で前記ネットワークフローパスおよび前記トラフィックデータを記述するフィルタの1つまたは複数のカテゴリを使用して前記ネットワークフローパスおよび前記トラフィックデータを表示のために与えることと、ここにおいて、フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリが、前記ネットワークフローパスおよびフィルタの前記1つまたは複数のカテゴリの選択を満足する前記トラフィックデータを用いた前記表示を修正するために選択可能である、
を備える、非一時的コンピュータ可読媒体。 - フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリが、パケットヘッダ値、入力および出力インターフェース、転送挙動、およびネットワーク機能のタイプのうちの少なくとも1つを含む、請求項9に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
- 前記方法が、
1つまたは複数の制約にマッチングする前記ネットワークの第1のスナップショット中の1つまたは複数の第1のフローと前記ネットワークの第2のスナップショット中の1つまたは複数の第2のフローとを計算することと、
前記第1のスナップショット中の第1のフローごとに、第1のサンプルパケットを計算することと、
前記第1のスナップショットを通して前記第1のサンプルパケットの第1の挙動を分析することと、
前記第2のスナップショットを通して前記第1のサンプルパケットの第2の挙動を分析することと、
前記第1のスナップショット中の第1のフローごとに前記第1のサンプルパケットにマッチングする前記フローとは別個である前記第2のスナップショットの前記第2のフロー中のフローの第3の集合を計算することと、
フローの前記第3の集合中のフローごとに、第2のサンプルパケットを計算することと、
前記第1のスナップショットを通して前記第2のサンプルパケットの第3の挙動を分析することと、
前記第2のスナップショットを通して前記第2のサンプルパケットの第4の挙動を分析することと、
前記第2の挙動と前記第1の挙動を比較することと、
前記第4の挙動と前記第3の挙動を比較することと、
前記第1の挙動と前記第2の挙動との間の前記比較を表示のために与えることと、
前記第3の挙動と前記第4の挙動との間の前記比較を表示のために与えることと
をさらに備える、請求項9に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、
各ネットワークフローパスに適用可能な1つまたは複数の制約を選択のために与えることと、ここにおいて、前記1つまたは複数の制約が、前記1つまたは複数のネットワークフローパスの範囲を制限する、
前記1つまたは複数の制約のための選択を受信することと、
前記1つまたは複数の制約の前記選択によって決定された前記1つまたは複数のネットワークフローパスの前記範囲を表示のために与えることと
をさらに備える、請求項9に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、
表示のために与えられた前記ネットワークフローパスデータと前記トラフィックデータとに少なくとも部分的に基づいてフィルタの前記1つまたは複数のカテゴリを更新すること
をさらに備える、請求項9に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、
フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリの以前の選択に少なくとも部分的に基づいてフィルタの前記1つまたは複数のカテゴリを更新すること
をさらに備える、請求項9に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、
前記ネットワークフローパスデータと前記トラフィックデータとをアグリゲートすることと、
前記ネットワーク上の前記1つまたは複数のネットワークデバイスの前記相互接続を定義する複数のネットワークフローパスを計算することと、
前記複数のネットワークフローパスを記憶することと、
前記複数のネットワークフローパスを分類することと
をさらに備える、請求項9に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、
前記複数のネットワークフローパスを分析することと、
ループ中で終了する共通パスを共有する少なくとも2つのネットワークフローパスを決定することと
をさらに備える、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記方法が、
前記複数のネットワークフローパスを分析することと、
共通パスおよび1つまたは複数の転送ルールまたは構成を共有する少なくとも2つのネットワークフローパスを決定することと
をさらに備える、請求項15に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - ネットワーク分析システムであって、
1つまたは複数のプロセッサと、
前記1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記ネットワーク分析システムに、
ネットワーク上の1つまたは複数のネットワークデバイスに関連する構成データと状態データとを受信することと、
前記ネットワーク上の前記1つまたは複数のネットワークデバイス間の相互接続を定義するネットワークフローパス情報を取得することと、
フィルタの1つまたは複数のカテゴリを使用して前記構成データと前記状態データとを表示のために与えることと、
前記1つまたは複数のネットワークデバイスの転送挙動を含む、フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリを使用して前記ネットワークフローパス情報を表示のために与えることと、ここにおいて、前記転送挙動が、対応する機能レイヤにおける前記1つまたは複数のネットワークデバイスにおけるパケットのための挙動を含む、ここにおいて、フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリが、前記ネットワーク中の前記ネットワークフローパス、前記構成データ、および前記状態データのうちの1つまたは複数を記述する、ここにおいて、フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリが、フィルタの前記1つまたは複数のカテゴリの選択を満足する前記ネットワークフローパス、前記構成データ、および前記状態データを用いた前記表示を修正するために選択可能である、
を行わせる、命令を含む1つまたは複数のメモリデバイスと
を備える、ネットワーク分析システム。 - 前記1つまたは複数のメモリデバイスが、前記1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記ネットワーク分析システムに、
1つまたは複数の制約にマッチングする前記ネットワークの第1のスナップショット中の1つまたは複数の第1のフローと前記ネットワークの第2のスナップショット中の1つまたは複数の第2のフローとを計算することと、
前記第1のスナップショット中の第1のフローごとに、第1のサンプルパケットを計算することと、
前記第1のスナップショットを通して前記第1のサンプルパケットの第1の挙動を分析することと、
前記第2のスナップショットを通して前記第1のサンプルパケットの第2の挙動を分析することと、
前記第1のスナップショット中の第1のフローごとに前記第1のサンプルパケットにマッチングする前記フローとは別個である前記第2のスナップショットの前記第2のフロー中のフローの第3の集合を計算することと、
フローの前記第3の集合中のフローごとに、第2のサンプルパケットを計算することと、
前記第1のスナップショットを通して前記第2のサンプルパケットの第3の挙動を分析することと
前記第2のスナップショットを通して前記第2のサンプルパケットの第4の挙動を分析することと、
前記第2の挙動と前記第1の挙動を比較することと、
前記第4の挙動と前記第3の挙動を比較することと、
前記第1の挙動と前記第2の挙動との間の前記比較を表示のために与えることと、
前記第3の挙動と前記第4の挙動との間の前記比較を表示のために与えることと
を行わせる命令をさらに含む、請求項18に記載のネットワーク分析システム。 - 前記1つまたは複数のメモリデバイスが、前記1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記ネットワーク分析システムに、
各ネットワークフローパスに適用可能な1つまたは複数の制約を選択のために与えることと、ここにおいて、前記1つまたは複数の制約が、前記1つまたは複数のネットワークフローパスの範囲を制限する、
前記1つまたは複数の制約のための選択を受信することと、
前記1つまたは複数の制約の前記選択によって決定された前記1つまたは複数のネットワークフローパスの前記範囲を表示のために与えることと
を行わせる命令をさらに含む、請求項18に記載のネットワーク分析システム。
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