JP6222367B2 - 通信装置、通信システムおよび通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信装置に関するものであり、特に冗長化された構成の通信装置間で情報を共有する技術に関するものである。
情報通信社会の発展とともに通信ネットワークの社会的な重要性が高くなり、通信ネットワークにおける通信の品質や可用性への要求が強くなっている。通信ネットワークは、通信の品質や可用性を確保するために通信の制御や管理を行う必要がある。そのため、通信ネットワークを構成する各通信装置は、通過するデータの通信の制御や管理を行うための情報を有している。例えば、パケット形式での通信を行う通信ネットワークでは、各通信装置はパケットのフローに関する情報を有している。フローとは、共通の属性を有するパケットのグループのことをいい、例えば、送信元や送信先のアドレスやプロトコルが共通するパケットのグループのことをいう。通信ネットワークを構成する中継装置等の通信装置はフローの情報を基にしてフローごとの通信量の制御や通信の停止などを行って、通信の制御や管理を行う。通信ネットワークを構成する通信装置は、自装置を通過するパケットを解析しフローの情報を得ることで、フローごとの通信の制御や管理を行うことが可能となる。
また、通信ネットワークの可用性を高める方法としては、例えば、通信ネットワークを構成する通信装置や回線を冗長化した構成を用いる方法がある。現用系と予備系に冗長化された通信ネットワークでは、現用系で異常が発生した際に予備系への切り替えが行われるが、その際の切り替えは短時間で行われることが望ましい。そのため、予備系として備えられている通信装置は、短時間のうちに障害が生じる前の現用系と同じ条件で通信可能になることが要求されることがある。冗長化された通信システムにおいて、障害の発生等により現用系から予備系へ、それまでの通信状態を維持して切り替えを行うためには、通信装置が有する情報が切り替え元と切り替え先で共有されている必要がある。そのため、冗長化された通信システムにおいて、現用系と予備系の通信装置間で情報を共有するための技術開発が行われている。冗長化された通信システムにおいて、現用系と予備系の通信装置間で情報を共有する技術としては、例えば、特許文献1のような技術が開示されている。
特許文献1の技術は、終端装置としての通信装置が冗長化されたコネクション型の通信システムに関するものである。特許文献1の通信システムには、現用系と予備系の終端装置が備えられている。現用系の終端装置は、送信元となる通信装置とのコネクションを確立した際に、通信元の通信装置のアドレスとシーケンス番号の初期値等を予備系の終端装置に送信する。また、現用系の終端装置は、送信元との通信を行っている際にシーケンス番号の増加値を予備系の終端装置に送信する。このように現用系から予備系の終端装置に、送信元のアドレスおよびシーケンス番号等を送信することにより、予備系の終端装置は現用系と同じ情報を共有することができる。現用系に障害が発生した際には、予備系の終端装置は送信元とコネクションを確立するための通信を新たに行うことなく、現用系から引きついだ情報を基に、疑似的にコネクションを確立し通信を開始する。特許文献1では、このように通信の引き継ぎを行うことにより、自装置のアプリケーションモジュールや通信相手に引き継ぎを意識させることなく、予備系に通信処理を引き継ぐことが可能となるとしている。
また、特許文献2には、通信ネットワーク上の中継装置の異常を検知する機能を有する通信装置に関する技術が開示されている。
特開2001−007851号公報 特開2006−229399号公報
しかしながら、特許文献1の技術は次のような点で十分ではない。特許文献1の通信システムでは、現用系の終端装置が確立したコネクションに関する情報が予備系の終端装置に送信されることにより共有されている。コネクションを確立する際の信号は所定の信号形式に従って送受信されており、各通信装置は受信とほぼ同時に信号の内容から直接、情報を得ることが可能である。一方で、通信の制御や管理に用いるフローの情報などは複数のパケットを解析することにより得られる情報である。そのため、フローごとの解析が終わるまでは時間を要し、現用系の通信装置においてフローの解析を行っている途中に障害が発生し、予備系への切り替えが行われることがある。
フローの特定に3つのパケット、例えば、P1、P2およびP3が必要であった場合に、1つのパケットP1の解析後に障害が発生して予備系の通信装置に役割が引き継がれたとする。そのような場合には、解析が完了していないのでフローの情報を現用系から予備系へ引き継ぐことができない。フローの情報を引き継げない場合には、予備系の通信装置が独自に自装置を通過するパケットを解析し、フローの情報を生成する必要がある。予備系の通信装置は、現用系が既に受け取っているパケットP1を受け取ることはできない。そのため、予備系の通信装置は自装置でフローの解析を行う際に、現用系がそのまま解析を継続した場合とは異なる3つのパケットの組、例えば、P2、P3およびP4を用いてフローの解析を行うことなる。予備系の通信装置は現用系がそのまま解析を継続した場合とは、異なったパケットの組み合わせを基にフローの解析を行うので、解析結果として得られるフローの情報も異なることが生じ得る。
フローの解析結果に基づいて通信の制御や管理が行われるので、フロー情報が異なる場合には、運用者の意図とは異なる通信の品質制御や通信停止の要因となることがある。そのような状態を避けるためには、現用系で解析を継続した場合と、予備系で新たに解析を行う場合とで得られる情報が同じであることが望ましい。しかしながら、特許文献1の技術では、信号から直接、得られる情報を送信しているのみで、パケットのフローの解析途中の情報の共有などはできないため、現用系と予備系で同じフローの情報が得られない可能性がある。
また、特許文献2の通信装置も、各装置がフローを解析して収集したデータを互いに共有するような機能を有していない。よって、特許文献1および特許文献2の技術は、現用系と予備系でフローの情報を確実に共有したい通信システムに用いる技術としては十分ではない。
本発明は、冗長化のために備えられた予備系の通信装置との間で、パケットのフローについて同じ情報を共有し、障害時に同じ通信状態を維持して予備系への切り替えを行うことが可能な通信装置を得ることを目的としている。
上記の課題を解決するため、本発明の通信装置は、データ解析手段と、通信監視手段と、管理情報送信手段を備えている。データ解析手段は、自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、複数のパケットの所定の情報を解析してパケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成する。通信監視手段は、自装置が接続された通信ネットワークにおいてパケットの通信に異常が生じたことを検知する。管理情報送信手段は、異常検知手段が異常を検知したときに、異常を検知するまでに入力された所定のパケットから抽出済みの所定の情報を、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信する。
また、本発明の通信方法は、自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、複数のパケットの情報を解析してパケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成する。また、本発明の通信方法は、自装置が接続された通信ネットワークにおいてパケットの通信に異常が生じたことを検知する。また、本発明の通信方法は、異常を検知したときに、異常を検知するまでに入力された所定のパケットから抽出済みの所定の情報を、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信する。
本発明によると、障害時に同じ通信状態を維持して予備系の通信装置への切り替えを行うことが可能となる。
本発明の第1の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態における装置の構成の概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態における装置の構成の概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明の第2の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明の第3の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明の第3の実施形態における動作フローの概要を示す図である。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図1は本実施形態の通信装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の通信装置は、データ解析手段1と、通信監視手段2と、管理情報送信手段3を備えている。
データ解析手段1は、自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、複数のパケットの所定の情報を解析してパケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成する。通信監視手段2は、自装置が接続された通信ネットワークにおいてパケットの通信に異常が生じたことを検知する。管理情報送信手段3は、異常検知手段2が異常を検知したときに、異常を検知するまでに入力された所定のパケットから抽出済みの所定の情報を、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信する。
本実施形態の通信装置では、データ解析手段1が自装置に入力される複数のパケットから所定の情報を抽出しフロー管理情報を生成している。また、通信に異常が生じたことを通信監視手段2が検知したときに、管理情報送信手段3が入力された所定のパケットから抽出済みの所定の情報を、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信している。
本実施形態の通信装置では、パケットから抽出済みの所定の情報を予備系の装置へ送信することにより、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を予備系の装置で生成することが可能となる。そのため、予備系の装置側で、障害発生が無かった場合に現用系の通信装置が得たであろう情報と同じ情報のフロー管理情報を生成することが可能となる。以上より、本実施形態の通信装置は、自装置と同じ通信状態を維持して通信を行うための情報を予備系の装置へ引き継ぐことが出来るので、障害時に同じ通信状態を維持して予備系の通信装置への切り替えを行うことが可能となる。
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図2は本実施形態の通信システムの構成の概要を示したものである。
本実施形態の通信システムは、第1のノード11と、第2のノード12と、第3のノード13と、第4のノード14を備えている。第1のノード11と第2のノード12の間、第2のノード12と第4のノード14の間は、それぞれ双方向に通信可能な通信回線で接続されている。第1のノード11と第3のノード13の間、第3のノード13と第4のノード14の間も同様に、それぞれ双方向に通信可能な通信回線で接続されている。また、第2のノード12と第3のノード13の間も、双方向に通信可能な通信回線で接続されている。本実施形態では、各ノード間はそれぞれの通信方向に光ファイバを用いた通信回線で接続されている。各ノード間にはさらに中継装置等が備えられていてもよい。また、各ノード間の通信は、無線通信や無線通信とその他の通信方式の組み合わせにより行われてもよい。
本実施形態では、第1のノード11、第2のノード12および第4のノード14で構成される通信経路が現用系、第1のノード11、第3のノード13および第4のノード14で構成される通信経路が予備系として設定されている。すなわち、本実施形態では、第2のノード12が現用系の中継装置、第3のノード13が予備系の中継装置として備えられている。現用系と予備系の通信経路の設定は逆であってもよく、その場合は、第3のノード13が現用系、第2のノード12が予備系の中継装置となる。
本実施形態の以下の説明では、簡単のため、第1のノード11から第4のノード14の側にデータの送信が行われるものとする。すなわち、第1のノード11は、自装置に接続された他の通信ネットワークまたは情報装置から入力されたパケットを、宛先に応じて送信する送信装置としての機能を有する。また、第4のノード14は、受信したパケットを接続された他の通信ネットワークまたは情報装置等に出力する受信装置としての機能を有する。双方向の通信が可能であるため、第4のノード14から第1のノード11側へのデータの送信を行える構成としてもよい。その場合は、第1のノード11が受信装置としての機能、第4のノードが送信装置としての機能を有する。
中継装置として備えられている第2のノード12の構成の詳細について図3を参照して説明する。図3は、第2のノード12として用いるノードの構成の概要を示したものである。図3に示す通り、第2のノード12は、受信部21と、信号制御部22と、送信部23と、データ解析部24と、通信監視部25と、フロー管理情報保存部26と、管理情報送受信部27を備えている。
受信部21は、他のノードからの信号を受信し、自装置、すなわち、第2のノード12の内部で用いる信号形態に変換する機能を有する。本実施形態の受信部21は、第1のノード11および第4のノード14からの光信号を、それぞれの通信回線に対応したポートを介して受信し、受信した光信号を電気信号に変換する。受信部21は、電気信号に変換した信号の復号等を行い、受信信号S1として信号制御部22に送る。
信号制御部22は、受け取ったパケットの宛先を判別し、宛先に対応した接続先へ転送する機能を有する。信号制御部22は、受信信号S1として受け取った各パケットの宛先の情報を確認し、パケットの送信先の判断等の処理を行う。信号制御部22は、送信先の判断等の処理を行ったパケットを、送信用信号S2として送信部23に送る。
送信部23は、第2のノード12の内部で用いる形式の信号を通信回線の規格に沿った信号に変換して出力する機能を有する。送信部23は、送信用信号S2として受け取ったデータを基に送信用の光信号を生成し、送信先の各ノードに対応したポートを介して通信回線へ出力する機能を有する。本実施形態の送信部23は、第1のノード11および第4のノード14に通信回線を介して光信号を送信する。
データ解析部24は、信号制御部22が処理するパケットから所定の情報を抽出し、フロー管理情報を生成する機能を有する。フロー管理情報とは、各ノードが通信の管理や制御をする際に基になるパケットのフローに関する情報のことをいう。本実施形態におけるフローは、共通の属性を有するパケットのグループのことをいい、例えば、送信元や送信先のアドレスやプロトコルが共通するパケットのグループのことをいう。フロー管理情報は、フローの特性、すなわち、同じフローに属するパケットに共通している属性を表す情報により構成されている。例えば、フロー管理情報はフローを識別する識別子、フローごとの送信元と送信先のアドレス、パケットのプロトコルの情報により構成されている。フロー管理情報がこのような構成の場合は、同じフローに属するパケットは送信元と送信先のアドレス、パケットのプロトコルの情報が共通している。
データ解析部24は、パケットから所定の情報として、例えば、パケットの種類、送信元アドレス、送信先アドレスの情報を抽出する。データ解析部24は、複数のパケットから抽出した所定の情報を基に、パケットのフローごとに共通した情報をフローの特性を表す情報であるフロー管理情報として生成する。
データ解析部24は、通信監視部25から通信の障害の異常を検知したことを示す信号を解析部制御信号S6として受け取ると、解析中の情報、すなわち、それまでにパケットから抽出した所定の情報を解析データ信号S5として、通信監視部25に出力する。また、データ解析部24は、他の通信装置から受け取った解析中の情報と自装置を通過したパケットから抽出した情報を基に、フロー管理情報を生成する機能も併せて備えている。
通信監視部25は、自装置の通信状態の監視および通信の制御を行う機能を有する。通信監視部25は、フロー管理情報保存部26に保存されているフロー管理情報を参照して、各フローの通信の制御や管理を行う。また、信号制御部22における信号の処理状況を監視して処理が正常に行われているかを監視する。通信監視部25は、例えば、制御信号の送受信が正常に行えなかったときや、あらかじめ設定された時間内に所定の処理が終わらなかったときに、通信に障害が生じて異常があると判断する。
通信監視部25は、異常を検知するとデータ解析部24に解析途中のフローに関するデータを要求する信号を解析部制御信号S6として送る。また、通信監視部25は、データ解析部24から解析データ信号S5として送られてくる解析途中のデータを、管理情報送信信号S9として管理情報送受信部27に送る。
また、通信監視部25は、フロー管理情報をデータ解析部24から受け取ったときは、受け取ったデータを情報保存部制御信号S7としてフロー管理情報保存部26に送る。通信監視部25は、フロー管理情報を第3のノード13と共有するため管理情報送受信部27に管理情報送信信号S9として送る。
通信監視部25は、第3のノード13のフロー管理情報を管理情報受信信号S10として受け取ると、データ解析部24またはフロー管理情報保存部26に受け取ったデータを送る。管理情報受信信号S10が解析中の情報の場合は、通信監視部25はデータ解析部24に受け取ったデータを送る。管理情報受信信号S10が、解析済みのフロー管理情報の場合は、通信監視部25はフロー管理情報保存部26に受け取ったデータを送る。
フロー管理情報保存部26は、フロー管理情報を保存する機能を有する。フロー管理情報保存部26は、通信監視部25からフロー管理情報と保存を要求する信号を情報保存部制御信号S7として受け取ると、受け取ったフロー管理情報を保存する。また、フロー管理情報保存部26は、通信監視部25からフロー管理情報の出力を要求する信号を情報保存部制御信号S7として受け取ると、保存しているフロー管理情報をフロー管理情報信号S8として通信監視部25に送る。
管理情報送受信部27は、フロー管理情報または解析途中の情報を共有するノード、すなわち、第3のノード13に、フロー管理情報のデータまたは解析途中のデータを送信する機能を有する。また、管理情報送受信部27は、他のノード、すなわち、第3のノード13からフロー管理情報のデータまたは解析途中のデータを受信する機能を有する。管理情報送受信部27は、通信監視部25から、フロー管理情報等を管理情報送信信号S9として受け取ると、受け取った情報を第3のノード13に現用側管理情報信号S3として送信する。また、管理情報送受信部27は、第3のノード13からフロー管理情報等を予備側管理情報信号S4として受け取ると、受け取った情報を通信監視部25に管理情報受信信号S10として送る。
図4は、本実施形態の通信システムにおいて予備系の中継装置として用いる第3のノード13の構成の概要を示している。第3のノード13は、図4に示す通り第2のノード12と同様の構成である。すなわち、第3のノード13は、受信部31と、信号制御部32と、送信部33と、データ解析部34と、通信監視部35と、フロー管理情報保存部36と、管理情報送受信部37を備えている。受信部31、信号制御部32、送信部33、データ解析部34、通信監視部35、フロー管理情報保存部36および管理情報送受信部37の構成および機能は、第2のノード12の同名称の部位とそれぞれ同様である。
第3のノード13における受信信号S11、送信用信号S12、解析データ信号S15、解析部制御信号S16、情報保存部制御信号S17およびフロー管理情報信号S18は、第2のノード12の同名称の信号と構成および機能は同様である。また、管理情報送信信号S19および管理情報受信信号S20は、第2のノード12の同名称の信号と構成および機能は同様である。予備側管理情報信号S4は、管理情報送受信部37から第2のノード12に送信される信号である。また、現用側管理情報信号S3は、管理情報送受信部37が第2のノード12から受け取る信号である。現用側管理情報信号S3および予備側管理情報信号S4は、第2のノード12が送受信を行う同名称の信号と対応している。
第2のノード12および第3のノード13は、同様の構成および機能を有しているため、本実施形態の通信ステムは現用系と予備系を切り替えた後に、障害を解消し、再び、もう一方の経路での通信に切り替えることが可能である。
本実施形態の通信システムの動作について説明する。図5は、通信の障害や装置の異常等が発生してない場合において、本実施形態の通信システムの現用系の中継装置である第2のノード12が自装置に入力されるパケットを基にフローを解析する際の動作の概要を示したものである。
第1のノード11が、第4のノード14宛のパケット1を第2のノード12に送信する(ステップ101)。第2のノード12は、パケット1を、受信部21で受信すると、受信した信号の復号等の処理を行い、パケット1のデータを受信信号S1として信号制御部22に送る。信号制御部22は、パケット1が第4のノード14宛のパケットであると判断すると、第4のノード14に送信するために、パケット1のデータを送信用信号S2として送信部23に送る。第2のノード12の送信部23は、パケット1を送信用信号S2として受け取ると、所定の信号形式に変換してパケット1を第4のノード14に送信する。以上の動作で、第2のノード12は、受け取ったパケット1を第4のノード14宛に転送する(ステップ102)。第4のノード14は、パケット1を受信するとパケット1の内容に応じた処理を行う。
また、第2のノード12の信号制御部22がパケット1の処理を行う際に、データ解析部24は、信号制御部22のパケット処理を監視してパケット1の所定の情報を抽出する。データ解析部24は、パケット1の所定の情報のデータを抽出すると、抽出したデータを一時保存する。本実施形態では、データ解析部24は、所定の情報として、パケットの送信元および送信先のアドレスとパケットの種類を含む情報をパケットから抽出する。データ解析部24が抽出する所定の情報には、他の項目の情報が含まれていてもよい。
パケット1と同様に第1のノード11は、第4のノード14宛のパケット2を第2のノード12に送る(ステップ103)。第2のノード12は、パケット2を受け取ると宛先の第4のノード14に転送する(ステップ104)。第2のノード12がパケット2を処理する際に、データ解析部24はパケット2の所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。
パケット3についても同様に、第1のノード11が第2のノード12に送り(ステップ105)、第2のノード12が宛先を判断して第4のノード14に転送する(ステップ106)。第2のノード12のデータ解析部24は、パケット3から所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。
第2のノード12のデータ解析部24は、所定の数のパケットからデータを抽出すると、一時保存していた所定の情報のデータを基にフローの解析を行う(ステップ107)。本実施形態では、データ解析部24は、パケット1、パケット2およびパケット3を基に解析を行いフローの特定を行う。パケット1、パケット2およびパケット3で所定の情報が共通していたとき、データ解析部24は、同一のフローのパケットであるとみなし、互いに関連づけた情報をフロー管理情報とする。本実施形態では、ステップ107の解析で特定されたフローをフローAと呼ぶことにする。
データ解析部24は、フローAの特定を行うと、特定したフローAの情報で構成されるフロー管理情報を解析データ信号S5として通信監視部25に送る。通信監視部25はフロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を、情報保存部制御信号S7として、フロー管理情報保存部26に送る。フロー管理情報保存部26は、フロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を基にフローAのフロー管理情報を更新する(ステップ108)。また、通信監視部25は、受け取ったフローAに関するフロー管理情報を、管理情報送信信号S9として管理情報送受信部27に送る。管理情報送受信部27は、フロー管理情報を受け取ると、フローAに関するフロー管理情報を、現用側管理情報信号S3として第3のノード13に送信する(ステップ109)。
第3のノード13の管理情報送受信部37は、第2のノード12からフローAのフロー管理情報を、現用側管理情報信号S3として受け取ると、受け取った情報を管理情報受信信号S20として通信監視部35に送る。通信監視部35は、フローAのフロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を情報保存部制御信号S17としてフロー管理情報保存部36に送る。フロー管理情報保存部36は、フローAのフロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を基にフローAのフロー管理情報を更新する。第3のノード13が、第2のノード12から受け取ったフロー管理情報を保存することにより、第2のノード12と第3のノード13の間のフローAのフロー管理情報の同期が完了する(ステップ110)。すなわち、フローAのフロー管理情報について、現用系と予備系のノード間での同期が完了する。
第2のノード12の通信監視部25は更新したフロー管理情報で通信の制御や管理を行う(ステップ111)。他に異なるフローが存在する場合は、第2のノード12は、それぞれのフローについてフロー管理情報の生成および更新を行い、第3のノード13とのフロー管理情報の同期を行う。
次にフローの解析中に現用系で通信障害の異常が発生し、第2のノード12から予備系である第3のノード13に切り替えが行われる際の動作について説明する。図6は、本実施形態の通信システムにおいて、フローの解析中に現用系で異常が検知され現用系から予備系への切り替えを行う際の動作フローの概要を示したものである。以下では、3つのパケットからフローが特定できるフローBを特定する動作において、1つ目のパケットから所定の情報の抽出を行った後に障害が発生した場合を例に説明を行う。
第1のノード11が、第4のノード14宛のパケット1を第2のノード12に送信する(ステップ121)。パケット1は、フローBのフロー管理情報を生成するための解析に必要な3つのパケットのうち最初のパケットである。第2のノード12は、パケット1を、受信部21で受信すると、信号制御部22で第4のノード14宛のパケットであると判断する。信号制御部22で第4のノード14宛のパケットであると判断すると、第2のノード12の送信部23は、パケット1を第4のノード14宛に転送する(ステップ122)。第4のノード14は、パケット1を受信するとパケット1の内容に応じた処理を行う。
また、第2のノード12の信号制御部22がパケット1の処理を行う際に、データ解析部24は、パケット1を解析して所定の情報を抽出する(ステップ123)。データ解析部24は、パケット1の所定の情報のデータを抽出すると、抽出したデータを一時保存する。
パケット1の処理が終わったときに、通信システムの現用系で障害が発生し、現用系側でのパケットの通信が行えなくなったとする。通信システムの現用系で障害が発生すると、第2のノード12の通信監視部25は異常が発生したことを検知する(ステップ124)。異常が発生したことを検知すると、通信監視部25は、データ解析部24に解析途中のフロー管理情報を要求する解析部制御信号S6を送る。解析途中のフロー管理情報は、各パケットから抽出した所定の情報により構成されている。
データ解析部24は、解析途中のフロー管理情報を出力する指示を受け取ると、パケット1から抽出した情報を通信監視部25に解析データ信号S5として送る。通信監視部25は、パケット1から抽出した情報を受け取ると、受け取った情報を管理情報送信信号S9として管理情報送受信部27に送る。パケット1のみの解析しか終わっていない場合は、フロー管理情報はパケット1から抽出された所定の情報で構成されている。管理情報送受信部27は、解析途中のフロー管理情報を受け取ると第3のノード13に現用側管理情報信号S3として送信する(ステップ125)。
第3のノード13の管理情報送受信部37は、解析途中のフロー管理情報を現用側管理情報信号S3として受け取ると、受け取った情報を管理情報受信信号S20として通信監視部35に送る。また、通信監視部35は、受け取った解析途中のフロー管理情報をデータ解析部34に解析部制御信号S16として送る。データ解析部34は、解析途中のフロー管理情報、すなわち、第2のノード12でパケットから抽出された所定の情報を受け取ると、受け取った情報を一時保存する。
第1のノード11は、障害を検知するとパケットの送信先を第3のノード13側の予備系の経路に変更する。第1のノード11は、次に送信する第4のノード14宛のパケット2を第3のノード13に送信する(ステップ126)。
第3のノード13は、パケット2を受け取ると宛先の第4のノード14に転送する(ステップ127)。第3のノード13がパケット2を処理する際に、第3のノード13のデータ解析部34はパケット2の所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。
また、パケット3についても同様に、第1のノード11が第3のノード13に送り(ステップ128)、第3ノード13が宛先を判断して第4のノード14に転送する(ステップ129)。第3のノード13のデータ解析部34は、パケット3から所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。
第3のノード13のデータ解析部34は、所定の数のパケットを保存すると、第2のノード12から受け取った解析中の情報と、自装置で抽出して一時保存したデータを基にフローの解析を行う(ステップ130)。本実施形態の例では、第3のノード13のデータ解析部34は、第2のノード12がパケット1から抽出した所定の情報と、自装置がパケット2およびパケット3から抽出した所定の情報を基にフローの解析を行う。第3のノード13のデータ解析部34は、第2のノード12から受け取った解析中の情報と、自装置で抽出した情報とにおいて所定の情報が共通であるときに同一のフローであると特定する。本実施形態では、ステップ130で特定されたフローをフローBと呼ぶ。
第3のノード13のデータ解析部34は、フローBの特定を行うとフロー管理情報を解析データ信号S15として通信監視部35に送る。通信監視部35はフローBのフロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を情報保存部制御信号S17として、フロー管理情報保存部36に送る。フロー管理情報保存部36は、フロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を基にフローBのフロー管理情報を更新する(ステップ131)。
フロー管理情報を更新すると、第3のノード13の通信監視部35は、フローBについて更新したフロー管理情報で通信の管理を行う(ステップ132)。また、フローA等の他のフローについては、通信監視部35は、既にフロー管理情報保存部36に保存されているフロー管理情報に基づいて通信の管理を行う。
本実施形態の通信システムは、現用系の第2のノード12で障害が発生した場合において解析途中のフローに関する情報のみを予備系の第3のノード13に引きついでいる。このような構成に代えて、障害が発生した際に、現用系の第2のノード12が解析途中のフローに加えて、解析済みの他のフローの情報も予備系の第3のノード13に送信してもよい。他のフローの情報も解析途中の情報と併せて送信することにより、障害発生時に現用系で用いていたフロー管理情報を確実に引き継ぐことが可能となる。また、その際に、引き継ぎを行う解析済みのフローについては、所定の時間内に更新されている新しいフローのみに限定してもよい。また、所定の期間内で所定の量以上の通信の実績があるフローの情報のみが引き継がれるようにしてもよい。引き継ぐフローに限定をかけることにより、障害発生時に限られた時間で必要な情報を効率的に引き継ぐことが可能となる。
本実施形態の通信システムは、管理情報送受信部を介してノード間でノード管理情報の送受信を行っている。このような構成に代えて、他のノードとの通信を行っている送信部や受信部において、現用系と予備系のノード間の解析途中および解析済みのフロー管理情報の共有に関する通信を行ってもよい。
本実施形態の通信システムは、現用系の第2のノード12が生成したフロー管理情報を予備系の第3のノード13に送信することにより、予備系と現用系においてフロー管理情報を共有している。現用系の第2のノード12がフローを解析している途中で障害が発生し、通信およびフローの解析が継続できなくなったときに、第2のノード12は解析途中のフロー管理情報を、予備系である第3のノード13に送信している。第3のノード13が、第2のノード12が解析途中の情報を引き継いで、自装置で抽出した情報を併せてフローの解析を行うことにより、第2のノード12でフローの解析を継続した場合と同じ情報に基づいてフローを特定することが可能となる。そのため、第3のノード13は、第2のノード12でフローの解析を継続した場合と同様のフロー管理情報を生成することが可能となる。
例えば、障害が発生しなかった場合に、現用系の第2のノード12は、3つのパケット、P1、P2およびP3からそれぞれ所定の情報を抽出し、フローの解析を行ったとする。現用系の第2のノード12が最初のパケットであるP1から所定の情報を抽出した後に、解析途中の情報の引き継ぎを行わずに予備系への切り替えが行われたとすると、第3のノード13は、パケットP1を受け取ることはできない。そのため、第3のノード13は、パケットP2およびP3とさらに他のパケット、例えば、P4を基にフローの解析を行うことになる。このような場合には、現用系の第2のノード12と予備系の第3のノード13は、異なるパケットの組を基にフローの解析を行っているので、得られるフローの情報が異なる恐れがある。
一方で、本実施形態の通信システムでは、現用系の異常を検知したときに、第2のノード12が、パケットP1から抽出済みの所定の情報を、予備系の第3のノード13に送信している。そのため、第3のノード13は、自装置が直接、受け取ったパケットから抽出を行うパケットP2およびP3の所定の情報と、第2のノード12から受け取ったパケットP1の所定の情報からフローの解析を行うことができる。その結果、第3のノード13は、現用系で異常が発生しなかった場合に第2のノード12がフロー解析に用いたと想定されるパケットの組み合わせと同じパケットの組み合わせであるP1、P2およびP3を基にフローの解析を行うことができる。フローの解析を行う際に基となるパケットの組み合わせが一致することにより、現用系に異常が発生しなかった場合に、第2のノード12が生成する見込みであったフロー管理情報と、同様のフロー管理情報を第3のノード13は生成することができる。よって、障害が発生した際に、予備系の第3のノード13は、現用系の第2のノード12と同様のフロー管理情報を基に、通信の制御および管理を継続することができる。
以上より、本実施形態の通信システムでは、障害が発生した際に中継装置を現用系から予備系に切り替えた際に、フロー管理情報が異なることで通信の制御や管理内容が変わるということが生じなくなる。その結果、本実施形態の通信システムでは、障害が発生しても同じフロー管理情報に基づいた通信の制御および管理を継続することができる。同じフロー管理情報に基づいて通信の制御および管理を継続することにより、想定していない通信の制御や停止を避けることができる。
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の通信システムは、第2の実施形態の通信システムの機能に加え、現用系のノードから予備系のノードへの情報の伝達に失敗した際に、予備系側が再度、最初からフローの特定に必要な情報を取得する機能を有する。本実施形態の通信システムの構成は、第2の実施形態と同様である。すなわち、本実施形態の通信システムは、第1のノード11と、第2のノード12と、第3のノード13と、第4のノード14を備え、各ノード間は通信回線で接続されている。また、第2の実施形態と同様に初期状態では、第2のノード12が現用系、第3のノード13が予備系の中継装置として備えられている。以下の説明において、本実施形態の通信システムの構成に係る部分については図2、図3および図4を参照して行う。
本実施形態の通信システムの構成および障害が発生していないときの動作は、第2の実施形態と同様である。また、本実施形態の通信システムにおいて、障害が発生したときに、現用系の第2のノード12から予備系の第3のノード13に解析途中の情報を引き継いで、第3のノード13がフロー管理情報の生成を行う動作も第2の実施形態と同様である。よって、以下では図7および図8を参照して障害の発生時に、解析途中の情報の共有に失敗し、予備系のノードがフロー管理情報を更新する際の動作についてのみ説明する。以下の説明では、3つのパケットからフローBの解析を行う際に、1番目のパケットの解析後に、通信ネットワークに障害が発生した場合を例に説明を行う。
第1のノード11は、第4のノード14宛のパケット1を第2のノード12に送信する(ステップ141)。第2のノード12は、パケット1を受け取ると宛先である第4のノード14に転送する(ステップ142)。また、第2のノード12は、パケット1の処理を行う際に、パケット1のから所定の情報を抽出する(ステップ143)。
通信ネットワークで障害が発生し、第2のノード12の通信監視部25が異常の発生を検知すると(ステップ144)、通信監視部25は、第3のノード13に解析途中のデータを送信する動作を開始する。
また、第1のノード11は通信ネットワークの障害を検知すると、第4のノード14宛のパケット2を予備系の第3のノード13に送信する(ステップ145)。ステップ144で異常を検知した際に、第2のノード12が解析途中のデータを送信できなかったとき、第3のノード13はパケット1に関する解析途中の情報を受け取る前に、第1のノード11からパケット2を受け取る。第3のノード13は、パケット1の解析途中の情報を受け取らずにパケット2を受け取ると、第1のノード11に接続をリセットする信号をリセット信号として送信する(ステップ146)。また、第3のノード13は、第4のノード14にも接続をリセットする信号をリセット信号として送信する(ステップ147)。通信システムがTCP(Transmission Control Protocol)に基づいている場合には、接続のリセットを要求する信号としてTCP RSTを用いることができる。
第1のノード11は、リセット信号を受け取ると第4のノード14とのセッションを切断する(ステップ148)。また、第4のノード14も、リセット信号を受け取ると第1のノード11とのセッションを切断する(ステップ149)。ステップ148においてセッションを切断すると、第1のノード11はセッションを再確立する動作を開始する(ステップ150)。
セッションを再確立する動作を開始すると、第1のノード11は、第4のノード14宛のパケット1を第3のノード13に送る(ステップ151)。第3のノード13は、パケット1を受け取ると、宛先の第4のノード14に転送する(ステップ152)。第3のノード13がパケット1処理する際に、第3のノード13のデータ解析部34はパケット1の所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。
また、パケット2についても同様に、第1のノード11が第3のノード13に送信し(ステップ153)、第3ノード13が宛先を判断して第4のノード14に転送する(ステップ154)。第3のノード13のデータ解析部34は、パケット2から所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。さらに、パケット3についても同様に、第1のノード11が第3のノード13に送信し(ステップ155)、第3ノード13が宛先を判断して第4のノード14に転送する(ステップ156)。第3のノード13のデータ解析部34は、パケット3から所定の情報のデータを抽出し、抽出したデータを一時保存する。
所定の数のデータが保存されると、第3のノード13のデータ解析部34は保存した所定の情報のデータを基にフローを解析する(ステップ157)。データ解析部34は、フローBを特定してフロー管理情報を生成すると、生成した情報を解析データ信号S15として通信監視部35に送る。通信監視部35は、フローBのフロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を、情報保存部制御信号S17としてフロー管理情報保存部36に送る。フロー管理情報保存部36は、フローBのフロー管理情報を受け取ると、受け取った情報を基にフローBのフロー管理情報を更新する(ステップ158)。フロー管理情報の更新を行うと、通信監視部35は、更新したフロー管理情報で通信の制御や管理を行う(ステップ159)。他のフローに関するフロー管理情報については、既に保存されているものを基に通信管理を行ってもよく、新たにフロー管理情報を更新してもよい。
本実施形態の通信システムは、障害が発生した際に現用系の第2のノード12から予備系の第3のノード13に解析途中のフロー管理情報が引き継げなかった場合に、第3のノード13が送信元に第2のノード12と同じパケットの送信を要求している。障害が発生しなかった場合に、第2のノード12でフロー解析に用いたと想定されるパケットと同一のパケットを基に第3のノード13がフロー管理情報を生成することにより、障害が発生した前後において同様のフロー管理情報を用いることができる。その結果、本実施形態の通信システムでは、障害が発生した際に予備系への情報の引き継ぎが出来なかった場合においても、現用系で解析した場合と同じフロー管理情報に基づいた通信の制御および管理を継続することができる。
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、前記複数のパケットの前記所定の情報を解析して前記パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成するデータ解析手段と、
自装置が接続された通信ネットワークにおいて前記パケットの通信に異常が生じたことを検知する通信監視手段と、
前記異常検知手段が前記異常を検知したときに、前記異常を検知するまでに入力された所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を、自装置が生成する見込みであった前記フロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信する管理情報送信手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
(付記2)
前記管理情報送信手段は、所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を送信する際に、解析済みのフローの前記フロー管理情報を併せて送信することを特徴とする付記1に記載の通信装置。
(付記3)
他装置がパケットから抽出した所定の情報を、前記他装置から受信する管理情報受信手段と、
自装置に入力される複数のパケットから前記所定の情報を抽出するパケット情報抽出手段と、
前記他装置から受信した前記所定の情報と前記パケット抽出手段が抽出した前記所定の情報から、パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成するフロー情報生成手段と
を備えることを特徴とする通信装置。
(付記4)
前記管理情報受信手段が前記他装置から前記所定の情報を受信する前に、自装置に入力される前記パケットを検知したときに、前記パケットの送信元に所定のパケットの送信を要求する信号を送る送信要求手段をさらに備えることを特徴とする付記3に記載の通信装置。
(付記5)
前記管理情報受信手段は、前記所定の情報と併せて、前記他装置が解析済みのフロー管理情報を受信したときに、
自装置で生成した前記フロー管理情報と、前記他装置から受信した前記フロー管理情報を前記パケットの通信の制御に用いる通信制御手段をさらに備えていることを特徴とする付記3または4いずれかに記載の通信装置。
(付記6)
付記1または2いずれかに記載の通信装置である第1の中継装置と、
付記3から5いずれかに記載の通信装置である第2の中継装置とを備え、
前記第1の中継装置が現用系として用いられている場合に、前記第1の中継装置の前記通信監視手段が異常を検知したときに、前記第1の中継装置から前記第2の中継装置に前記第1の中継装置が抽出した前記所定の情報が送信されることを特徴とする通信システム。
(付記7)
自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、前記複数のパケットの前記所定の情報を解析して前記パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成し、
自装置が接続された通信ネットワークにおいて前記パケットの通信に異常が生じたことを検知し、
前記異常を検知したときに、前記異常を検知するまでに入力された所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信することを特徴とする通信方法。
(付記8)
所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を送信する際に、解析済みのフローの前記フロー管理情報を併せて送信することを特徴とする付記7に記載の通信方法。
(付記9)
送信された前記所定の情報を前記予備系の装置が受信し、
前記予備系の装置に入力された複数のパケットから前記所定の情報を抽出し、
前記予備系の装置が受信した前記所定の情報と自装置に入力された前記パケットから抽出した前記所定の情報から、パケットのフローごとの特性に関する情報を第2のフロー管理情報として生成することを特徴とする付記7または8いずれかに記載の通信方法。
(付記10)
前記予備系の装置は、前記所定の情報を受信する前に、自装置に入力される前記パケットを検知したときに、前記パケットの送信元に所定のパケットの送信を要求する信号を送ることを特徴とする付記9に記載の通信方法。
(付記11)
前記所定の情報と併せて、解析済みの前記フロー管理情報を受信したときに、
前記予備系の装置は、自装置で生成した前記第2のフロー管理情報と、受信した前記フロー管理情報を前記パケットの通信の制御に用いることを特徴とする付記9または10いずれかに記載の通信方法。
(付記12)
他装置がパケットから抽出した所定の情報を、前記他装置から受信し、
自装置に入力される複数のパケットから前記所定の情報を抽出し、
前記他装置から受信した前記所定の情報と自装置に入力された前記パケットから抽出した前記所定の情報から、パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成することを特徴とする通信方法。
(付記13)
前記他装置から前記所定の情報を受信する前に、自装置に入力される前記パケットを検知したときに、前記パケットの送信元に所定のパケットの送信を要求する信号を送ることを特徴とする付記12に記載の通信方法。
(付記14)
前記所定の情報と併せて、前記他装置が解析済みのフロー管理情報を受信したときに、
自装置で生成した前記フロー管理情報と、前記他装置から受信した前記フロー管理情報を前記パケットの通信の制御に用いることを特徴とする付記12または13いずれかに記載の通信方法。
以上、上述した実施形態を模範的な例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態には限定されない。即ち、本発明は、本発明のスコープ内において、当業者が理解し得る様々な態様を適用することができる。
この出願は、2014年8月19日に出願された日本出願特願2014−166677を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
1 データ解析手段
2 通信監視手段
3 管理情報送信手段
11 第1のノード
12 第2のノード
13 第3のノード
14 第4のノード
21 受信部
22 信号制御部
23 送信部
24 データ解析部
25 通信監視部
26 フロー管理情報保存部
27 管理情報送受信部
31 受信部
32 信号制御部
33 送信部
34 データ解析部
35 通信監視部
36 フロー管理情報保存部
37 管理情報送受信部
101−111 通信システムの動作ステップ
121−132 通信システムの動作ステップ
141−159 通信システムの動作ステップ
S1 受信信号
S2 送信用信号
S3 現用側管理情報信号
S4 予備側管理情報信号
S5 解析データ信号
S6 解析部制御信号
S7 情報保存部制御信号
S8 フロー管理情報信号
S9 管理情報送信信号
S10 管理情報受信信号
S11 受信信号
S12 送信用信号
S15 解析データ信号
S16 解析部制御信号
S17 情報保存部制御信号
S18 フロー管理情報信号
S19 管理情報送信信号
S20 管理情報受信信号

Claims (10)

  1. 自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、前記複数のパケットの前記所定の情報を解析して前記パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成するデータ解析手段と、
    自装置が接続された通信ネットワークにおいて前記パケットの通信に異常が生じたことを検知する通信監視手段と、
    前記通信監視手段が前記異常を検知したときに、前記異常を検知するまでに入力された所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を、自装置が生成する見込みであった前記フロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信する管理情報送信手段と
    を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 前記管理情報送信手段は、所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を送信する際に、解析済みのフローの前記フロー管理情報を併せて送信することを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
  3. 他装置がパケットから抽出した所定の情報を、前記他装置から受信する管理情報受信手段と、
    自装置に入力される複数のパケットから前記所定の情報を抽出するパケット情報抽出手段と、
    前記他装置から受信した前記所定の情報と前記パケット抽出情報手段が抽出した前記所定の情報から、パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成するフロー情報生成手段と
    を備えることを特徴とする通信装置。
  4. 前記管理情報受信手段が前記他装置から前記所定の情報を受信する前に、自装置に入力される前記パケットを検知したときに、前記パケットの送信元に所定のパケットの送信を要求する信号を送る送信要求手段をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記管理情報受信手段は、前記所定の情報と併せて、前記他装置が解析済みのフロー管理情報を受信したときに、
    自装置で生成した前記フロー管理情報と、前記他装置から受信した前記解析済みのフロー管理情報を前記パケットの通信の制御に用いる通信制御手段をさらに備えていることを特徴とする請求項3または4いずれかに記載の通信装置。
  6. 請求項1または2いずれかに記載の通信装置である第1の中継装置と、
    請求項3から5いずれかに記載の通信装置である第2の中継装置とを備え、
    前記第1の中継装置が現用系として用いられている場合に、前記第1の中継装置の前記通信監視手段が異常を検知したときに、前記第1の中継装置から前記第2の中継装置に前記第1の中継装置が抽出した前記所定の情報が送信されることを特徴とする通信システム。
  7. 自装置に入力される複数のパケットから所定の情報をそれぞれ抽出し、前記複数のパケットの前記所定の情報を解析して前記パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成し、
    自装置が接続された通信ネットワークにおいて前記パケットの通信に異常が生じたことを検知し、
    前記異常を検知したときに、前記異常を検知するまでに入力された所定の前記パケットから抽出済みの前記所定の情報を、自装置が生成する見込みであったフロー管理情報を生成するための情報として予備系の装置へ送信することを特徴とする通信方法。
  8. 送信された前記所定の情報を前記予備系の装置が受信し、
    前記予備系の装置に入力された複数のパケットから前記所定の情報を抽出し、
    前記予備系の装置が受信した前記所定の情報と自装置に入力された前記パケットから抽出した前記の所定の情報から、パケットのフローごとの特性に関する情報を第2のフロー管理情報として生成することを特徴とする請求項7に記載の通信方法。
  9. 他装置がパケットから抽出した所定の情報を、前記他装置から受信し、
    自装置に入力される複数のパケットから前記所定の情報を抽出し、
    前記他装置から受信した前記所定の情報と自装置に入力された前記パケットから抽出した前記所定の情報から、パケットのフローごとの特性に関する情報をフロー管理情報として生成することを特徴とする通信方法。
  10. 前記他装置から前記所定の情報を受信する前に、自装置に入力される前記パケットを検知したときに、前記パケットの送信元に所定のパケットの送信を要求する信号を送ることを特徴とする請求項9に記載の通信方法。
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