JP5108845B2 - シミュレーション装置、ｂｇｐシミュレーション方法およびそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークのシミュレーション技術に関する。

ＩＰネットワークの運用において、ルータの増設時や、ルータのメンテナンスのためのトラフィックの迂回時等に、パラメータの一時的な変更作業が必要となる。このとき、事前にパラメータ変更の影響をコンピュータ上で再現するネットワークシミュレータを利用することで、事前に手順ミスや設計ミスを発見できる。

一方で、ＩＰネットワークでは、さまざまなルーティングプロトコルが運用されているが、設定や運用が最も複雑なプロトコルがＢＧＰ（Border Gateway Protocol）である。ＢＧＰは、インターネットを構成する各組織（ＩＳＰ（Internet Services Provider）や企業等）のネットワークを相互に接続し、経路情報を交換するプロトコルであり、設定や運用が複雑であるうえ、設定ミスがネットワークに対して大きな影響を及ぼす可能性がある。

上記のような状況において、ＢＧＰの振る舞いをコンピュータ上で再現するＢＧＰシミュレーション技術が研究されている（非特許文献１参照）。ＢＧＰシミュレーション技術は、本来ルータが交換するＢＧＰメッセージをコンピュータ上でシミュレートする技術である。この技術において、同じルータに、同じ宛先アドレスに対する複数の経路情報が存在した場合、その経路情報それぞれのＢＧＰ属性値（例えば、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤ）を用いて経路情報の優劣判断を実施して、最優先の経路情報（ベストパス）を決定するものである。しかし、シミュレーション装置が一経路ごとにＢＧＰメッセージによる経路広告を追いかけていたのでは、経路数が数万〜数十万という大規模なネットワークのＢＧＰシミュレーションに多大な時間を要するという課題があった。

これに対して、経路情報のＢＧＰ属性値のうち、ＡＳ（Autonomous System）内で変化しないＢＧＰ属性値を比較することにより、ＢＧＰメッセージのシミュレーションを省略して、高速にベストパスを求める手法が提案されている（非特許文献２参照）。この手法では、経路情報それぞれのＢＧＰ属性値の比較のみでベストパスを決める。つまり、同じ宛先アドレスの経路情報が複数あったとき、まず、経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの値を比べ、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの値が最も大きい経路情報を選択する。次に、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの値も同じであれば、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長を比べ、ＡＳ＿ＰＡＴＨに記載されるＡＳ番号の個数が最も小さい経路情報を選択する。さらに、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長も同じであれば、ＯＲＩＧＩＮの値を比べ、その値が最も小さい経路情報を選択する。さらに、ＯＲＩＧＩＮの値も同じであれば、ＭＥＤの値を比べ、その値が最も小さい経路情報を選択する。このようにすることで、ベストパスの計算のため、前記したような一経路ごとにＢＧＰメッセージによる経路広告を追いかけるようなシミュレーションを行う必要がない。

Bruno Quoitin, Steve Uhlig, "Modeling the Routing of an Autonomous System with C-BGP," IEEE Network, November/December 2005, pp.12-19 小島，井上，塩本，「BGPシミュレーション高速化方式の一検討」，08年信学会総合大会，B-6-62，2008年3月

しかし、同じ宛先アドレス（Ｄ）に対し、複数の経路情報があった場合、その経路情報それぞれのＢＧＰ属性値（Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤ）が同じ値であり、ベストパスが決定できない場合もある。このような場合において、ネットワークが、自ルータからのコストが最も小さいルータを経由する経路をベストパスとして選択するClosest Exit Routingと呼ばれる設計法がある。この設計法は、例えば、同じ宛先アドレス（Ｄ）に対して、自ルータが東京にあれば、そのルータは、東京の接続点経由の経路をベストパスとして決定し、自ルータが大阪にあれば、そのルータは、大阪の接続点経由の経路をベストパスとして決定するものである。このような設計法を用いるネットワークにおいては、前記したＢＧＰ属性値の比較により各ルータのベストパスが決定できなかった場合、ＢＧＰメッセージの振る舞いをコンピュータ上で再現するＢＧＰシミュレーションを行わなくてはならない。よって、シミュレーションに時間を要するという問題があった。そこで、本発明は、前記した問題を解決し、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおいて、高速なシミュレーションを実現することを目的とする。

前記した課題を解決するため、本発明は、ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）により経路情報を交換するルータを備えるＡＳ（Autonomous System）内において、ルータが選択する最適経路を計算するシミュレーション装置であって、ＡＳのルータ間の接続状態およびルータ間を接続するリンクのコストを示したトポロジ情報を記憶する記憶部と、入力部経由で、シミュレーション対象のＡＳ内に広告される経路情報の入力を受け付ける経路情報受信部とを備える構成とした。そして、ＡＳのトポロジ情報を参照して、ルータそれぞれが受信する経路情報を示した経路情報リストを作成し、この経路情報リストの中から、ルータそれぞれの宛先アドレスごとの最適経路を選択する最適経路選択部と、ルータそれぞれの宛先アドレスごとに、その宛先アドレスへの最適経路を示した最適経路情報を作成し、この作成した最適経路情報を出力部経由で出力する最適経路情報作成部とを備える構成とした。そして、この最適経路選択部は、経路情報リストに示される経路情報のうち、同じ宛先アドレスに関する経路情報が複数あるとき、その経路情報それぞれに付加されるＢＧＰ属性値のうち、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤについて、（１）Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、（２）ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、（３）ＯＲＩＧＩＮ、（４）ＭＥＤの順に値を比較し、その結果、最も優先度の高い経路情報の経路を、当該ルータにおける前記宛先アドレスへの最適経路として選択する最適経路計算部を備える構成とした。また、本発明のシミュレーション装置の経路情報選択部は、経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値を計算する場合において、自らのルータが広告元となっている経路情報について、ＩＧＰコストの合計値を計算するとき、その値を０とする。

このようにすることで、シミュレーション装置は、各ルータがＢＧＰメッセージにより交換する経路情報を個別にシミュレートすることなく、このルータそれぞれにおいて選択される最適経路を計算することができる。つまり、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおいても、高速なシミュレーションを実現することができる。なお、ＢＧＰの仕様に定義されるＢＧＰ属性値のうち、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤは、ＡＳ内における当該ルータの位置に関係なく、これらの値の大小関係のみで最適経路が判断できる属性値である。また、最適経路選択において、このＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤは、優先的に比較される属性値である。すなわち、シミュレーション装置は、経路情報に付された属性値の大小関係で最適経路が分かるものについては、この属性値を用いて最適経路を推測する。つまり、シミュレーション装置は、まず、経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの値を比べ、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの値が最も大きい経路情報を選択する。次に、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの値も同じであれば、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長を比べ、ＡＳ＿ＰＡＴＨに記載されるＡＳ番号の個数が最も小さい経路情報を選択する。さらに、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長も同じであれば、ＯＲＩＧＩＮの値を比べ、その値が最も小さい経路情報を選択する。さらに、ＯＲＩＧＩＮの値も同じであれば、ＭＥＤの値を比べ、その値が最も小さい経路情報を選択する。つまり、シミュレーション装置は、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤの４つの属性値比較で優劣がつく場合にＢＧＰシミュレーションに要する時間の短縮を図ることができる。

なお、これらの属性値のうち、Ｌｏｃａｌ ＰｒｅｆｅｒｅｎｃｅおよびＭＥＤは、自ＡＳから外部ＡＳへの出力トラフィックでどちらの経路を優先するかを示した属性値である。各ルータにおいて、このＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃの値が高いものの方が最適経路として選択される。また、ＭＥＤについては、その値が低い方の値が最適経路として選択される。また、ＯＲＩＧＩＮは、経路を最初に広告したルータが、ＡＳ内部にあるか（属性値「０」）、ＡＳ外部にあるか（属性値「１」）、それ以外か（属性値「２」）を示した属性値であり、各ルータにおいて、その値が小さいもの（つまり、ＡＳ内部から広告された経路）が最適経路として選択される。さらに、ＡＳ＿ＰＡＴＨは、自ＡＳに到達するまでに経由したＡＳのＡＳ番号のリストであり、各ルータにおいてＡＳ＿ＰＡＴＨに示されるＡＳの数がより少ない経路が最適経路として選択される。なお、これらの属性値の意味と大小関係による優先度とはＢＧＰの仕様で決められているものである。

そして、前記したシミュレーション装置の最適経路選択部は、最適経路計算部において、複数の経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであるとき、トポロジ情報を参照して、経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値を計算する。そして、同じ宛先アドレス宛の経路情報の中から、ＩＧＰコストの合計値が最も小さくなるＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値を持つ経路情報を選択する経路情報選択部を備える構成とした。

このようにすることで、シミュレーション装置が、同じ宛先アドレスの経路情報（ＢＧＰメッセージ）それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤの比較により、ベストパスが決定できなかった場合でも、外部のＡＳへの宛先に対して最も近い自ＡＳの出口となるルータを経由する経路情報を最適経路（ベストパス）として選択することができる。これにより、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおいても、高速なシミュレーションを実行できる。

ここで、自らが経路情報の広告元となるルータとは、自ＡＳ内のＡＳＢＲ（他のＡＳとの境界ルータ、Autonomous System Border Router）である。よって、このルータが広告元となって広告する経路情報は、ｅ(external)ＢＧＰ経路の経路情報である。従って、この経路情報に関するＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータとは、他のＡＳから受信したｅＢＧＰ経路の広告元のルータであり、このルータへのＩＧＰコストの合計値を０としておけば、シミュレーション装置は、必ずこのｅＢＧＰ経路を広告したルータへの経路を選択する。よって、各ルータのベストパスとして、ＢＧＰの仕様どおり、ｉＢＧＰ経路の経路情報よりも、ｅＢＧＰ経路の経路情報を優先的に選択することになる。

また、本発明のシミュレーション装置の最適経路選択部は、最適経路計算部において、同じ宛先アドレスに関する経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであり、かつ、経路情報それぞれのＩＧＰコストの合計値も同じであると判断された場合、トポロジ情報を参照して、経路情報ごとに、当該経路情報が広告されるＡＳ内のルータをトレースすることで、ルータそれぞれが選択する最適経路をシミュレーションするシミュレーション部を備える構成とした。

このようにすることで、シミュレーション装置は、同じ宛先アドレスに関する経路情報のＢＧＰ属性値のうちＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであり、かつ、経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値も同じである場合でも、シミュレーションを行うことで最適経路（ベストパス）を選択することができる。

また、本発明は、ＢＧＰシミュレーション方法を、コンピュータである前記シミュレーション装置に実行させるためのプログラムとした。

このようなプログラムによれば、一般的なコンピュータに本発明のＢＧＰシミュレーション方法を実行させることができる。

本発明によれば、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおける、高速なシミュレーションを実現することができる。

本実施の形態の概要を説明するために引用したネットワーク構成図である。 本実施の形態のシミュレーション装置の処理手順を示した図である。 本実施の形態のシミュレーション装置のブロック図である。 図３のＢＧＰベストパス選択プロセス情報を示した図である。 図２のＳ４の処理の詳細を示した図である。 図３の経路情報リストを例示した図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。まず、図１を用いて、本実施の形態の概要を説明する。ここで、ＩＰネットワーク内の各ルータは、Closest Exit Routingに基づき最適経路（ベストパス）を選択するものとする。なお、以下の説明において、シミュレーション装置は、いわゆるＢＧＰシミュレーション（シミュレーション）のうち、主に、ＩＰネットワーク内の各ルータにおいて選択されるベストパスの推測を行うものとして説明する。

ここでは、本実施の形態のシミュレーション装置が、図１に示すＩＰネットワークを対象として、シミュレーションを実行する場合を例に説明する。このＩＰネットワークは、ＡＳ１（１Ａ，１Ｂ）を備え、ＡＳ１Ａは、ルータ２（ルータ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ）を備える。ＡＳ１Ｂは、ルータ２（２Ｅ，２Ｆ）を備える。ここでは、ＡＳ１Ａを自ＡＳ（シミュレーションの対象のＡＳ）とする。また、このルータ２間にはＢＧＰメッセージ（経路情報）を交換するためのＢＧＰピアが確立されている。なお、このＡＳ１Ａのルータ２Ｃ，２Ｄは、他ＡＳとの境界ルータ（ＡＳＢＲ）であり、このルータ２Ｃ，２Ｄは、ＡＳ１Ｂから、Ｐ１，Ｐ２という経路情報の広告を受けているものとする。ここでは、このＰ１，Ｐ２の宛先アドレスは、ＡＳ１Ｂに存在する同じ宛先アドレス（Ｄ）を示すものとする。

このようなＩＰネットワークにおけるＢＧＰシミュレーションを実行するとき、シミュレーション装置は、図２に示すような処理を実行する。すなわち、まず、シミュレーション装置は、シミュレーションの対象となるＡＳ１内のトポロジ情報（どのルータ２とどのルータ２がリンク接続され、ＢＧＰピアが確立されているか、また、それぞれのリンクのコストの値はいくらかを示した情報）を記憶部に記憶しておく。そして、シミュレーション装置は、入力装置等から、シミュレーションの対象となるＡＳ１内の各ルータ２に広告される経路情報（図１のＰ１，Ｐ２等）の入力を受け付ける（Ｓ１）。なお、この経路情報には、パケットの宛先アドレス（Ｄ）と、この宛先アドレスへのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ（ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値）と、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤ等のＢＧＰ属性値を含むものである。

そして、シミュレーション装置は、シミュレーション対象のＡＳ１のトポロジ情報等を用いてＡＳ１内の各ルータ２が受信する経路情報をシミュレーションする。そして、そのシミュレーション結果から各ルータ２において受信する経路情報を示した経路情報リストを作成し、その経路情報におけるＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤを用いて、各ルータ２におけるベストパス（最適経路）を選択する（Ｓ２）。つまり、各ルータ２において、同じ宛先アドレスの経路情報が複数あれば、ＢＧＰの仕様に則り、経路情報のＢＧＰ属性値を（１）Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、（２）ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、（３）ＯＲＩＧＩＮ、（４）ＭＥＤの順に値を比較し、その結果、最も優先度の高い経路情報の経路を、このルータ２における宛先アドレスへのベストパスとして選択する。ここで、シミュレーション装置は、ＡＳ１内の全ルータでベストパスが１つに決定できれば（Ｓ３のＹｅｓ）、Ｓ７へ進み、ベストパスが１つに決定できなければ（Ｓ３のＮｏ）、Ｓ４へ進む。

ここで、シミュレーション装置は、トポロジ情報を参照して、各ルータ２が受信する経路情報のＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータ２（ＡＳＢＲ）までのＩＧＰコスト比較により、ルータ２ごとのベストパスを選択する（Ｓ４）。つまり、ルータ２が受信する経路情報に、同じ宛先アドレス宛の経路情報が複数あったとき、シミュレーション装置は、この経路情報のＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータ２（ＡＳＢＲ）までのＩＧＰコストの合計値を計算し、そのＩＧＰコストの合計値が最も小さい経路情報をベストパスとして選択する。これにより、シミュレーション装置は、各ルータ２のベストパスをシミュレーションするとき、当該ルータ２から最も近い（コストが小さい）ルータ２をＮＥＸＴ＿ＨＯＰとする経路情報を選択できる。つまり、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおける、各ルータ２のベストパスのシミュレーションを実行できる。ここで、シミュレーション装置がＡＳ１内の全ルータでベストパスが１つに決定できれば（Ｓ５のＹｅｓ）、Ｓ７へ進む。一方、シミュレーション装置が、ＡＳ１内のいずれかのルータ２についてベストパスが１つに決定できなければ（Ｓ５のＮｏ）、Ｓ６へ進む。そして、Ｓ６で、シミュレーション装置は、トポロジ情報と、Ｓ１で受信した経路情報とを用い、非特許文献１記載の技術に基づき、ＢＧＰメッセージごとのシミュレーションを実施して、ＡＳ１内の全ルータのベストパスを決定する（Ｓ６）。そして、シミュレーション装置は、決定したベストパスを出力する（Ｓ７）。つまり、シミュレーション装置は、ＡＳ１内のルータ２ごとに、このルータ２のベストパスを示したベストパス情報を作成し、外部装置等へ出力する。

このようにすることで、シミュレーション装置は、ＡＳ１内に広告される経路情報のＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤを比較することで、各ルータ２の宛先アドレスごとのベストパスを決定する。一方、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤを比較してもベストパスが決定できなかった場合、ＩＧＰコストの合計値が最も小さい経路をベストパスとして決定する。したがって、シミュレーション装置はClosest Exit Routingを用いるネットワークについても、各ルータ２のベストパスのシミュレーションを高速に行うことができる。

＜構成＞
次に、図３を用いてシミュレーション装置の構成を説明する。シミュレーション装置１０は、シミュレーション対象のＡＳ１のトポロジ情報と、このＡＳ１内に広告される経路情報（前記したＰ１，Ｐ２等）とに基づき、このＡＳ１内の各ルータ２の選択するベストパスをシミュレーションする。このシミュレーション装置１０は、入力部１１、処理部１２、記憶部１３および出力部１４を備える。入力部１１は、トポロジ情報、経路情報等の入力を受け付ける。処理部１２は、入力されたトポロジ情報と経路情報に基づき、ＡＳ１内の各ルータ２の選択するベストパスをシミュレーションする。記憶部１３は、処理部１２がベストパスをシミュレーションするときに参照する各種情報を記憶する。出力部１４は、処理部１２によりシミュレーションされたベストパスを示すベストパス情報を出力する。

入力部１１および出力部１４（入出力部）は、入出力インタフェースや通信インタフェースから構成される。また、処理部１２は、このシミュレーション装置１０が備えるＣＰＵ（Central Processing Unit）によるプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。さらに、記憶部１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。なお、処理部１２の機能をプログラム実行処理により実現する場合、記憶部１３には、処理部１２の機能を実現するためのプログラムが格納される。

以下、処理部１２の詳細と、記憶部１３に記憶される情報の詳細を説明する。

処理部１２は、情報受信処理部（経路情報受信部）１２１と、ベストパス（最適経路）選択部１２２と、ベストパス（最適経路）情報作成部１２３とを備える。

情報受信処理部１２１は、入力部１１経由でトポロジ情報、経路情報を受信すると、これらの情報をトポロジ情報１３１、経路情報１３２として、記憶部１３に記憶する。

ベストパス選択部１２２は、トポロジ情報１３１、経路情報１３２およびＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４（後記）を参照して、シミュレーション対象のＡＳ１内の各ルータ２において選択されるベストパスのシミュレーションを行う。

このようなベストパス選択部１２２は、ベストパス（最適経路）計算部１２２１と、経路情報選択部１２２２と、シミュレーション部１２２３とを備える。

ベストパス計算部１２２１は、シミュレーション対象のＡＳ１のトポロジ情報１３１を参照して、ルータ２それぞれが受信する経路情報を示した経路情報リスト１３３を作成する。そして、この経路情報リスト１３３に示される経路情報のうち、同じ宛先アドレスに関する経路情報が複数あるとき、その経路情報それぞれに付加されるＢＧＰ属性値のうち、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤについて、（１）Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、（２）ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、（３）ＯＲＩＧＩＮ、（４）ＭＥＤの順に値を比較し、その結果、最も優先度の高い経路情報の経路を、当該ルータ２における宛先アドレスへの最適経路として選択する。なお、このように（１）Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、（２）ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、（３）ＯＲＩＧＩＮ、（４）ＭＥＤの順に値を比較し、その結果、最も優先度の高い経路情報の経路を、当該ルータ２における宛先アドレスへのベストパスとして選択することについては、ＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４（後記）に記憶されているルールに基づき行われる。

経路情報選択部１２２２は、ベストパス計算部１２２１において、複数の経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであるとき、つまり、これらのＢＧＰ属性値の比較によりベストパスが選択できなかったとき、以下の処理を行う。すなわち、経路情報選択部１２２２は、トポロジ情報１３１を参照して、経路情報リスト１３３に示される経路情報について、その経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータ２（宛先アドレス（Ｄ）宛にパケットを送信するときの自ＡＳの出口となるＡＳＢＲ）へのＩＧＰコストの合計値を計算する。つまり、当該経路情報を持つルータ２が、当該経路情報に示される宛先アドレスへパケットを送信するとき、そのパケットが経由するＡＳＢＲまでのコストがどの程度かを計算する。この計算結果は、前記した経路情報リスト１３３（図６参照）における当該経路情報のＩＧＰコストの欄に記録しておく。図６に例示する経路情報リスト１３３に示されるＩＧＰコストの合計値は、図１に示すＩＰネットワークのネットワークトポロジに基づき計算された値である。経路情報選択部１２２２は、これらの同じ宛先アドレス宛の経路情報の中から、ＩＧＰコストの合計値が最も小さくなるＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値を持つ経路情報を選択する。これにより、シミュレーション装置１０は、当該ルータ２の受信する経路情報に、同じ宛先アドレスの経路情報が複数ある場合において、その中で、最もＩＧＰコストが小さい（つまり、自ルータから近い）ルータ２（ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ）をベストパスとして選択する。つまり、Closest Exit Routingに即したシミュレーションを、高速に行うことができる。

なお、経路情報選択部１２２２は、ＩＧＰコストの合計値を計算する場合において、自ルータが広告元となっている経路情報について、ＩＧＰコストの合計値を計算するとき、その値を０とする。これにより、経路情報選択部１２２２は、同じ宛先アドレスの経路情報が複数あった場合において、この経路情報のＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤが同じ場合でも、ＢＧＰの仕様どおり、ｉＢＧＰ経路の経路情報よりも、ｅＢＧＰ経路の経路情報を優先的に選択することになる。

シミュレーション部１２２３は、ベストパス計算部１２２１において、同じ宛先アドレスに関する経路情報のＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであり、かつ、経路情報それぞれのＩＧＰコストの合計値も同じであると判断されたとき、以下の処理を行う。すなわち、シミュレーション部１２２３は、トポロジ情報１３１と、ＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４とを参照して、経路情報ごとに、当該経路情報が広告されるＡＳ１内のルータ２間のＢＧＰピアをトレースし、各ルータ２が選択するベストパスをシミュレーションする。ここでのシミュレーションは、例えば、前記した非特許文献１に記載の技術を用いる。

ベストパス選択部１２２は、前記したベストパス計算部１２２１、経路情報選択部１２２２またはシミュレーション部１２２３により各ルータ２のベストパスを決定すると、このベストパスを示した情報をベストパス情報作成部１２３へ出力する。

ベストパス情報作成部１２３は、ベストパス選択部１２２により出力された各ルータ２のベストパスの情報を示すベストパス情報を作成し、出力部１４経由で出力する。

次に、記憶部１３を説明する。記憶部１３は、経路情報１３２と、トポロジ情報１３１と、経路情報リスト１３３と、ＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４とを記憶する。

経路情報１３２は、前記したとおり、シミュレーションの対象となるＡＳ１内に広告される経路情報（図１のＰ１，Ｐ２等）を示した情報である。なお、この経路情報１３２は、宛先アドレス（Ｄ）と、この宛先アドレスへのＮＥＸＴ＿ＨＯＰと、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤ等のＢＧＰ属性値とを含む。

トポロジ情報１３１は、シミュレーションの対象となるＡＳ１のルータ２の識別情報や、そのＡＳ１内におけるルータ２がどのルータ２とリンク接続されているか、どのルータ２とＢＧＰピアを確立しているか、それぞれのリンクのコストの値はいくらか、等を示した情報である（図１参照）。

経路情報リスト１３３は、シミュレーションの対象となるＡＳ１内のルータ２ごとに、当該ルータ２において受信される経路情報を示した情報である（図６）。図６に例示する経路情報リスト１３３は、ルータ２Ａ〜２Ｄにおいて受信される経路情報を示したものである。例えば、図１に示すＩＰネットワークにおいて、ルータ２Ｃ，２Ｄから広告された経路情報Ｐ１，Ｐ２は、ＡＳ１Ａ内のすべてのルータ２（ルータ２Ａ〜２Ｄ）に到達する。よって、図６に例示するように、ルータ２Ａ〜２Ｄに対して、宛先アドレス「Ｄ」の経路情報（図１に示す経路情報Ｐ１，Ｐ２に相当）が記録される。なお、この経路情報リスト１３３のＩＧＰコストの欄は、ベストパス計算部１２２１が経路情報リスト１３３を作成した段階では空欄で、経路情報選択部１２２２がＩＧＰコストを計算したときに記録される。ここでＩＧＰコストの値が記録されると、経路情報選択部１２２２は、このＩＧＰコストの値を参照して、ルータ２ごとのベストパスを選択する。例えば、ルータ２Ａの経路情報として、符号６０１に示す経路情報（ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ＝２Ｃ）と、符号６０２に示す経路情報（ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ＝２Ｄ）とが記録されていた場合において、これらの経路情報を比べると、符号６０１に示す経路情報の方がＩＧＰコストの値が小さい。よって、符号６０１に示す経路情報の方が選択される。

ＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４は、各ルータ２において複数の経路情報の中からベストパスを選択するときのルールを示した情報である。図４の各ルールに付された数字は、このルールの適用の優先順位を示す。つまり、ベストパス計算部１２２１は、経路情報が複数あったとき、このＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４を参照して、１.Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅの最も大きい経路を優先する、２.ＡＳ＿ＰＡＴＨ長が最も短い経路を優先する、３.ＯＲＩＧＩＮが最も小さい経路を優先する、４.ＭＥＤが最も小さい経路を優先（同じＡＳ１からのみ経路のみ比較対象とする）…という順にルールを適用し、各ルータ２において選択されるベストパスを判断する。つまり、１のルールでベストパスが決定できなければ、２のルールでベストパスを決定し、２のルールでベストパスが決定できなければ、３のルールでベストパスを決定する…というように順次ルールを適用してベストパスを決定する。なお、このＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４に示されるルールの適用順は、ＢＧＰを実装した各ルータ２においてベストパスの選択に用いられるルールの適用順と同じである。

次に、再度、図２を用いてシミュレーション装置１０の処理手順を説明する。まず、シミュレーション装置１０の情報受信処理部１２１は、入力部１１経由で、トポロジ情報の入力を受け付け、記憶部１３にトポロジ情報１３１として記憶しておく。そして、入力部１１経由でシミュレーション対象のＡＳ１内に広告される経路情報の入力を受け付ける（Ｓ１）。次に、ベストパス計算部１２２１は、トポロジ情報１３１と、Ｓ１で入力された経路情報のＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤとを用いて、ＡＳ１内の各ルータ２が受信する経路情報をシミュレーションする。そして、ＡＳ１内のルータ２ごとに、当該ルータ２の受信する経路情報を示した経路情報リスト１３３を作成すると、ＢＧＰベストパス選択プロセス情報１３４に基づき、その経路情報におけるＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤを用いて、各ルータ２におけるベストパス（最適経路）を選択する（Ｓ２）。ここで、ベストパス計算部１２２１は、ＡＳ１内の全ルータでベストパスが１つに決定できれば（Ｓ３のＹｅｓ）、Ｓ７へ進み、いずれかのルータ２でベストパスが１つに決定できなければ（Ｓ３のＮｏ）、経路情報選択部１２２２は、トポロジ情報１３１および経路情報リスト１３３を参照して、各ルータ２が受信する経路情報における、ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ（ＡＳＢＲ）までのＩＧＰコスト比較により、ルータ２ごとのベストパスを選択する（Ｓ４）。つまり、ルータ２が受信する経路情報に、同じ宛先アドレス宛の経路情報が複数あったとき、経路情報選択部１２２２は、この経路情報のＮＥＸＴ＿ＨＯＰ（ＡＳＢＲ）までのＩＧＰコストの合計値を計算し、そのＩＧＰコストの合計値が最も小さい経路情報の経路をベストパスとして選択する。ここで、ＡＳ１内の全ルータでベストパスが１つに決定できれば（Ｓ５のＹｅｓ）、Ｓ７へ進む。一方、ＡＳ１内のいずれかのルータ２でベストパスが１つに決定できなければ（Ｓ５のＮｏ）、Ｓ６へ進む。そして、シミュレーション部１２２３は、トポロジ情報１３１、Ｓ１で受信した経路情報をもとに、非特許文献１記載の技術に基づき、ＢＧＰメッセージごとのシミュレーションを実施して、各ルータ２のベストパスを決定する（Ｓ６）。そして、ベストパス情報作成部１２３は、決定したベストパスを出力部１４経由で出力する（Ｓ７）。つまり、ベストパス情報作成部１２３は、決定したベストパスを示したベストパス情報を作成し、外部装置等へ出力する。

このようにすることで、シミュレーション装置１０は、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおける各ルータ２のベストパスのシミュレーションに要する時間を低減できる。

ここで、前記したＳ４の処理の詳細を図５を用いて説明する。経路情報選択部１２２２は、Ｓ２で作成した経路情報リスト１３３（図６参照）に示される各経路情報について、当該経路情報を受信するルータ２からＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性に示されるルータ２までのＩＧＰコストの合計値を参照して計算する（Ｓ１１）。なお、このＩＧＰコストは、例えば、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）に用いられるダイクストラ法に基づき計算され、ＢＧＰピア間のコストはトポロジ情報１３１に示されるコスト値が参照される。そして、ここで計算したＩＧＰコストの合計値は、経路情報リスト１３３のＩＧＰコストの欄に記録される。ここで、各ルータから、それぞれの経路情報を広告したＡＳＢＲまでのＩＧＰコストの合計値が記録されるため、同じ経路情報であっても、ルータ２ごとに値が異なる。例えば、図１および図６に示すようにルータ２Ａでは、ＮＥＸＴ＿ＨＯＰであるルータ２ＣまでのＩＧＰコストの合計値は「１０」であるが、ルータ２Ｂから、ＮＥＸＴ＿ＨＯＰであるルータ２ＣまでのＩＧＰコストの合計値は「６０」である。

なお、経路情報選択部１２２２は、自ルータがＡＳ１内に広告した経路情報はＩＧＰコストの合計値を「０」とする。例えば、符号６０３に示す経路情報を広告したルータ２Ｃは、ＡＳＢＲであるので（図１参照）、ＩＧＰコストの合計値を「０」とする。このようにすることで、後記する図５のＳ１２において、経路情報選択部１２２２が、経路情報リスト１３３に示される複数の経路情報からベストパスを選択するとき、必ず自ルータが広告元となっている経路情報が選択されることになる。これにより、例えば、ＡＳＢＲであるルート２のベストパスをシミュレーションする場合において、このルータ２が、ｅＢＧＰピアからの経路情報と、ｉＢＧＰピアからの経路情報の両方の経路情報を受信しているとき、当該ルータ２のベストパスとして、ＢＧＰの仕様どおり、ｅＢＧＰピアからの経路情報を優先的に選択することができる。

次に、経路情報選択部１２２２は、この経路情報リスト１３３に示されるルータ２ごとに、そのルータ２の同じ宛先アドレスの経路情報のＩＧＰコストの合計値を比較し、最もＩＧＰコストが小さい経路情報を、当該ルータ２のベストパスとして選択する（Ｓ１２）。例えば、図１および図６のルータ２Ａの宛先アドレス（Ｄ）の経路情報のうち、ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ＝２ＣまでのＩＧＰコストの合計値は「１０」であり、ＮＥＸＴ＿ＨＯＰ＝２ＤまでのＩＧＰコストの合計値は「７０」である。よって、経路情報選択部１２２２は、ルータ２Ａが受信する宛先アドレス（Ｄ）の経路情報のうち、符号６０１の経路情報（ＩＧＰコストの合計値「１０」）をベストパスとして選択する。また、同様に他のルータ２が受信する経路情報についても、このＩＧＰコストの合計値が最も小さい経路情報をベストパスとして選択し、図６に例示する経路情報リスト１３３において、ルータ２Ａ〜２Ｄの宛先アドレス（Ｄ）のベストパスとして、ハッチング部分で示す経路情報を選択する。

シミュレーション装置１０が以上のような処理を行うことで、Closest Exit Routingを用いるネットワークにおいて、高速なシミュレーションを実現することができる。

１（１Ａ，１Ｂ） ＡＳ
２（２Ａ〜２Ｆ） ルータ（ネットワーク装置）
１０ シミュレーション装置
１１ 入力部
１２ 処理部
１３ 記憶部
１４ 出力部
１２１ 情報受信処理部
１２２ ベストパス（最適経路）選択部
１２３ ベストパス（最適経路）情報作成部
１３１ トポロジ情報
１３２ 経路情報
１３３ 経路情報リスト
１３４ ＢＧＰベストパス選択プロセス情報
１２２１ ベストパス（最適経路）計算部
１２２２ 経路情報選択部
１２２３ シミュレーション部

Claims (4)

1. ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）により経路情報を交換するルータを備えるＡＳ（Autonomous System）内において、前記ルータが選択する最適経路を計算するシミュレーション装置であって、
   前記ＡＳのルータ間の接続状態および前記ルータ間を接続するリンクのコストを示したトポロジ情報を記憶する記憶部と、
   入力部経由で、シミュレーション対象のＡＳ内に広告される経路情報の入力を受け付ける経路情報受信部と、
   前記トポロジ情報を参照して、前記ルータそれぞれが受信する前記経路情報を示した経路情報リストを作成し、この経路情報リストの中から、前記ルータそれぞれの宛先アドレスごとの最適経路を選択する最適経路選択部と、
   前記ルータそれぞれの宛先アドレスごとに、その宛先アドレスへの最適経路を示した最適経路情報を作成し、この作成した最適経路情報を出力部経由で出力する最適経路情報作成部とを備え、
   前記最適経路選択部は、
   前記経路情報リストに示される経路情報のうち、同じ宛先アドレスに関する経路情報が複数あるとき、その経路情報それぞれに付加されるＢＧＰ属性値のうち、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤについて、（１）Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、（２）ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、（３）ＯＲＩＧＩＮ、（４）ＭＥＤの順に値を比較し、その結果、最も優先度の高い経路情報の経路を、当該ルータにおける前記宛先アドレスへの最適経路として選択する最適経路計算部と、
   前記最適経路計算部において、前記複数の経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤの値がすべて同じであるとき、前記トポロジ情報を参照して、前記経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値を計算し、前記経路情報の中から、この計算したＩＧＰコストの合計値が最も小さくなるＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値を持つ経路情報を選択する経路情報選択部とを備え、
   前記経路情報選択部は、
   前記経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値を計算する場合において、自らのルータが広告元となっている経路情報について、前記ＩＧＰコストの合計値を計算するとき、その値を０とすることを特徴とするシミュレーション装置。
2. 前記最適経路選択部は、
   前記最適経路計算部において、同じ宛先アドレスに関する経路情報のＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであり、かつ、前記経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値も同じであると判断された場合、前記トポロジ情報を参照して、前記経路情報ごとに、当該経路情報が広告される前記ＡＳ内のルータをトレースすることで、前記ルータそれぞれが選択する最適経路をシミュレーションするシミュレーション部を備えることを特徴とする請求項１に記載のシミュレーション装置。
3. ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）により経路情報を交換するルータを備えるＡＳ（Autonomous System）内において、前記ＡＳのルータ間の接続状態および前記ルータ間を接続するリンクのコストを示したトポロジ情報を記憶する記憶部を備え、前記ルータが選択する最適経路を計算するシミュレーション装置が、
   入力部経由で、シミュレーション対象のＡＳ内に広告される経路情報の入力を受け付けるステップと、
   前記トポロジ情報を参照して、前記ルータそれぞれが受信する前記経路情報を示した経路情報リストを作成するステップと、
   前記経路情報リストに示される経路情報のうち、同じ宛先アドレスに関する経路情報が複数あるとき、その経路情報それぞれに付加されるＢＧＰ属性値のうち、Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤについて、（１）Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、（２）ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、（３）ＯＲＩＧＩＮ、（４）ＭＥＤの順に値を比較し、その結果、最も優先度の高い経路情報の経路を、当該ルータにおける前記宛先アドレスへの最適経路として選択するステップと、
   前記複数の経路情報それぞれのＬｏｃａｌ Ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ、ＡＳ＿ＰＡＴＨ長、ＯＲＩＧＩＮおよびＭＥＤがすべて同じであるとき、前記トポロジ情報を参照して、前記経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値を計算し、前記経路情報の中から、この計算したＩＧＰコストの合計値が最も小さいＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値を持つ経路情報を選択するステップと、
   前記ルータそれぞれの宛先アドレスごとに、その宛先アドレスへの最適経路を示した最適経路情報を作成し、この作成した最適経路情報を出力部経由で出力するステップとを実行し、
   前記経路情報それぞれのＮＥＸＴ＿ＨＯＰ属性値に示されるルータへのＩＧＰコストの合計値を計算する場合において、自らのルータが広告元となっている経路情報について、前記ＩＧＰコストの合計値を計算するとき、その値を０とすることを特徴とするＢＧＰシミュレーション方法。
4. 請求項３のＢＧＰシミュレーション方法を、コンピュータである前記シミュレーション装置に実行させるためのプログラム。

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