JP6344962B2 - 構成情報管理サーバ、ネットワーク構成情報管理システムおよび構成情報管理方法 - Google Patents

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本発明は、分散型データベースを有するネットワーク構成情報管理システムに適用される技術に関する。
近年、SDN(Software Defined Network)やNFV(Network Functions Virtualization)等のリソースの仮想化技術が目覚ましい発展を遂げているが、これに伴って、ネットワーク構成情報の肥大化が加速的に進むことが予測される。
ネットワーク構成情報は、ネットワーク運用者が障害の発生場所を把握し、迅速に障害に対応するために活用されるものである。肥大化して行くネットワーク構成情報を、そのグラフ構造を含めて管理するためには、スケールアウトができ、グラフ構造を記憶できるという利点がある分散グラフデータベースが用いることが望ましい。
図9は、特許文献1に開示されている技術の概略構成を示す図である。この技術では、管理サーバを用いたランダム選択によるデータの配置方法が開示されている。この技術は、記憶装置101−1〜101−3を有する分散データベースと、管理サーバ103と、クライアント端末105と、から構成されている。管理サーバ103は、データを配置する際、書き込み先の記憶装置を機会均等に任意に選択し、選択した記憶装置データを書き込む。
特開2011−159106号公報
しかしながら、特許文献1記載の技術では、ランダムに選択した記憶装置にデータを配置するため、“ある関連性”を持つデータの集合を読み込む際、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を招くという問題がある。例えば、ネットワークの監視では、VLAN(Virtual LAN)セグメント単位でネットワークを監視する必要がある。VLANセグメントは、ユーザ毎のネットワークを表わすが、複雑化したネットワークで通信遅延や障害を早期に検知するためには、ユーザ毎にネットワークを監視することが重要である。
しかしながら、特許文献1記載の技術では、データの配置をランダムに行なうため、データ間の関係性は考慮されていない。このため、VLANセグメント単位でデータを読み込む場合は、サーバへの無用なアクセスが多く発生し、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を招いてしまう。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ネットワークセグメント単位でデータの読み込みをすることができ、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することができる構成情報管理サーバ、ネットワーク構成情報管理システムおよび構成情報管理方法を提供することを目的とする。
(1)上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の構成情報管理サーバは、分散型データベースを有するネットワーク構成情報管理システムに適用される構成情報管理サーバであって、ネットワークを構成するネットワーク装置のMIB(Management Information Base)を収集し、収集した前記MIBからネットワーク管理上必要なネットワーク構成情報を抽出するMIB情報収集部と、前記抽出されたネットワーク構成情報を、ネットワークセグメント単位で分割し、各ネットワークセグメントのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPI(Application Programming Interface)の記述形式に変換するグラフ構造定義部と、前記分散型データベースの各記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい記憶装置を選択する配置先DB選択部と、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のネットワークセグメントを特定する情報を前記選択された記憶装置に記録するデータ配置部と、を備えることを特徴とする。
このように、ネットワーク構成情報を、ネットワークセグメント単位で分割し、各ネットワークセグメントのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPIの記述形式に変換するので、ネットワークセグメント単位でデータの読み込みをすることが可能となり、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することが可能となる。また、分散型データベースの各記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい記憶装置を選択するので、関連性を有するデータが同じ記憶装置に記憶される確率を向上させることが可能となる。さらに、ネットワークセグメントのネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のネットワークセグメントを特定する情報を前記選択された記憶装置に記録するので、構成情報管理サーバ内にネットワーク構成情報のグラフ構造を取得する機能を持たせる必要がなくなり、構成情報管理サーバをシンプルな構成にすることが可能となる。
(2)また、本発明の構成情報管理サーバは、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報としてのグラフ構造が、どの記憶装置に記憶されているかを示す配置先情報を記憶する配置先DB記憶部を更に備えることを特徴とする。
このように、配置先DB記憶部において、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報としてのグラフ構造が、どの記憶装置に記憶されているかを示す配置先情報を記憶するので、データ読み込みの際には、配置先情報を参照し、配置先の記憶装置から関係性を有するデータのまとまりを読み込むことが可能となり、データの読み込みの高速化を図ることが可能となる。
(3)また、本発明の構成情報管理サーバは、端末装置から入力されたネットワークセグメントを特定する情報を用いて、前記配置先DB記憶部から配置先情報を取得し、配置先である記憶装置からグラフ構造を抽出し、前記端末装置に出力するデータ取得部を更に備えることを特徴とする。
このように、端末装置から入力されたネットワークセグメントを特定する情報を用いて、前記配置先DB記憶部から配置先情報を取得し、配置先である記憶装置からグラフ構造を抽出し、前記端末装置に出力するので、端末装置では、迅速にそのネットワークセグメントのネットワーク構成情報を示すグラフ構造を描画することが可能となる。これにより、データ読み込みの高速化とシステム負荷の軽減化を図ることが可能となる。
(4)また、本発明のネットワーク構成情報管理システムは、複数の記憶装置を有する分散型データベースと、上記(1)から(3)のいずれかに記載の構成情報管理サーバと、前記構成情報管理サーバを介して、いずれかの前記記憶装置からネットワーク構成情報に対応するグラフ構造を取得する端末装置と、から構成されることを特徴とする。
この構成により、ネットワークセグメント単位でデータの読み込みをすることが可能となり、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することが可能となる。また、関連性を有するデータが同じ記憶装置に記憶される確率を向上させることが可能となる。さらに、構成情報管理サーバ内にネットワーク構成情報のグラフ構造を取得する機能を持たせる必要がなくなり、構成情報管理サーバをシンプルな構成にすることが可能となる。
(5)また、本発明の構成情報管理方法は、分散型データベースを有するネットワーク構成情報管理システムの構成情報管理方法あって、MIB情報収集部において、ネットワークを構成するネットワーク装置のMIB(Management Information Base)を収集し、収集した前記MIBからネットワーク管理上必要なネットワーク構成情報を抽出するステップと、グラフ構造定義部において、前記抽出されたネットワーク構成情報を、ネットワークセグメント単位で分割し、各ネットワークセグメントのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPI(Application Programming Interface)の記述形式に変換するステップと、配置先DB選択部において、前記分散型データベースの各記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい記憶装置を選択するステップと、データ配置部において、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のネットワークセグメントを特定する情報を前記選択された記憶装置に記録するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする。
このように、ネットワーク構成情報を、ネットワークセグメント単位で分割し、各ネットワークセグメントのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPIの記述形式に変換するので、ネットワークセグメント単位でデータの読み込みをすることが可能となり、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することが可能となる。また、分散型データベースの各記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい記憶装置を選択するので、関連性を有するデータが同じ記憶装置に記憶される確率を向上させることが可能となる。さらに、ネットワークセグメントのネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のネットワークセグメントを特定する情報を前記選択された記憶装置に記録するので、構成情報管理サーバ内にネットワーク構成情報のグラフ構造を取得する機能を持たせる必要がなくなり、構成情報管理サーバをシンプルな構成にすることが可能となる。
(6)また、本発明の構成情報管理方法は、配置先DB記憶部において、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報としてのグラフ構造が、どの記憶装置に記憶されているかを示す配置先情報を記憶するステップを更に含むことを特徴とする。
このように、配置先DB記憶部において、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報としてのグラフ構造が、どの記憶装置に記憶されているかを示す配置先情報を記憶するので、データ読み込みの際には、配置先情報を参照し、配置先の記憶装置から関係性を有するデータのまとまりを読み込むことが可能となり、データの読み込みの高速化を図ることが可能となる。
(7)また、本発明の構成情報管理方法は、データ取得部において、端末装置から入力されたネットワークセグメントを特定する情報を用いて、前記配置先DB記憶部から配置先情報を取得し、配置先である記憶装置からグラフ構造を抽出し、前記端末装置に出力するステップを更に含むことを特徴とする。
このように、端末装置から入力されたネットワークセグメントを特定する情報を用いて、前記配置先DB記憶部から配置先情報を取得し、配置先である記憶装置からグラフ構造を抽出し、前記端末装置に出力するので、端末装置では、迅速にそのネットワークセグメントのネットワーク構成情報を示すグラフ構造を描画することが可能となる。これにより、データ読み込みの高速化とシステム負荷の軽減化を図ることが可能となる。
本発明によれば、ネットワークセグメント単位でデータの読み込みをすることが可能となり、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することが可能となる。また、関連性を有するデータが同じ記憶装置に記憶される確率を向上させることが可能となる。さらに、構成情報管理サーバ内にネットワーク構成情報のグラフ構造を取得する機能を持たせる必要がなくなり、構成情報管理サーバをシンプルな構成にすることが可能となる。
本実施形態に係るネットワーク構成情報管理システムの概略構成を示す図である。 本実施形態に係る構成情報管理サーバの概略構成を示すブロック図である。 トポロジー情報の一例を示す図である。 オブジェクト情報の一例を示す図である。 接続情報を示す図である。 ネットワーク構成情報管理システムにおける書き込み処理を示すフローチャートである。 ネットワーク構成情報管理システムにおける読み込み処理を示すフローチャートである。 ネットワーク管理者端末5から、VLAN番号として1と2を指定した場合に取得できる構成情報のグラフ構造を示す図である。 特許文献1に開示されている技術の概略構成を示す図である。
本発明者らは、分散型データベースでネットワーク構成情報を管理しようとする際、各記憶装置をランダムに選択してデータを配置すると、データを読み込む際の遅延やシステム負荷の増大が生ずることに着目し、ネットワーク構成情報をVLANセグメント単位で分割し、VLANセグメント単位のネットワーク構成情報を単一の記憶装置に記憶することによって、データ読み込みの高速化とシステム負荷の軽減化を図ることができることを見出し、本発明をするに至った。
すなわち、本発明の構成情報管理サーバは、分散型データベースを有するネットワーク構成情報管理システムに適用される構成情報管理サーバであって、ネットワークを構成するネットワーク装置のMIB(Management Information Base)を収集し、収集した前記MIBからネットワーク管理上必要なネットワーク構成情報を抽出するMIB情報収集部と、前記抽出されたネットワーク構成情報を、ネットワークセグメント単位で分割し、各ネットワークセグメントのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPI(Application Programming Interface)の記述形式に変換するグラフ構造定義部と、前記分散型データベースの各記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい記憶装置を選択する配置先DB選択部と、前記ネットワークセグメントのネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のネットワークセグメントを特定する情報を前記選択された記憶装置に記録するデータ配置部と、を備えることを特徴とする。
これにより、本発明者らは、ネットワークセグメント単位でデータの読み込みをすることを可能とし、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することを可能とし、また、関連性を有するデータが同じ記憶装置に記憶される確率を向上させることを可能とした。さらに、構成情報管理サーバ内にネットワーク構成情報のグラフ構造を取得する機能を持たせる必要をなくし、構成情報管理サーバをシンプルな構成にすることを可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図1は、本実施形態に係るネットワーク構成情報管理システムの概略構成を示す図である。このネットワーク構成情報管理システムは、構成情報管理サーバ1と、分散グラフデータベース3と、ネットワーク管理者端末5とを備えている。また、このネットワーク構成情報管理システムは、ネットワーク装置としてのルータ7、スイッチ9を含む。スイッチ9は、VLAN1を構成するサーバ11およびサーバ13を含んでいる。また、スイッチ9は、VLAN2を構成するサーバ15を含んでいる。
図2は、本実施形態に係る構成情報管理サーバの概略構成を示すブロック図である。MIB情報収集部1aは、SNMP(Simple Network Management Protocol)によってネットワーク100内の装置(ルータやスイッチ等のネットワーク装置)と接続し、各ネットワーク装置の管理情報であるMIB(Management Information Base)を収集する。グラフ構造定義部2aは、MIB情報に基づいて、VLAN毎にトポロジー情報およびオブジェクト情報を取得する。
図3は、トポロジー情報の一例を示す図であり、図4は、オブジェクト情報の一例を示す図であり、図5は、接続情報を示す図である。例えば、図3において、1行目は、「Switch#4」の「Interface#4-1」と「Switch#1」の「Interface#1-1」が同じVLAN内で接続されていることを表している。また、図4の1行目は、「Interface#4-1」の管理情報として,値が1である「oid=1.3.6.1.2.1.2.2.1.1.1」を含むことを表している。このように図3に表わされるトポロジー情報から,図5に示す接続情報が得られる。例えば、図5の1行目は、「Switch#1」と「Interface#1-1」の接続関係にあることを表している。このように、オブジェクト情報と接続情報を合わせて構成情報と呼ぶ。グラフ構造定義部2aは、VLAN番号および構成情報の組を配置先DB選択部3aに出力する。
配置先DB選択部3aは、分散グラフデータベース3に含まれる記憶装置(DB)のうち、最もデータ使用量の大きい記憶装置dを選択する。ここで、もし,dが複数ある場合は、最も記憶容量の大きいものをdとして選択する。
(dの空き容量)>=(構成情報のデータサイズ)であれば、配置先の記憶装置(DB)にVLAN番号とdの組みを保存し、データ配置部4aにdと構成情報の組を送信する。
もし、(dの空き容量)<(構成情報のデータサイズ)であれば、次に最もデータ使用量の大きい記憶装置d’を選択し、配置先の記憶装置(DB)にVLAN番号とdの組みを保存し、データ配置部4aにdと構成情報の組を送信する。なお、配置先DB選択部3aは、分散グラフデータベース3に含まれる記憶装置(DB)のうち、最もデータ空き容量の小さいDBを選択しても良い。
データ配置部4aは、配置先DB選択部3aで選択された記憶装置(DB)にネットワーク構成情報を配置する。配置先DB記憶部5aは、配置先DB選択部3aでVLAN毎に選択された記憶装置(DB)を記憶する。
データ取得部6aは、ネットワーク管理者端末5からのリクエストに応じて、入力されたVLAN番号に基づいて、配置先DB記憶部5aから配置先情報を取得し、配置先情報で特定されたグラフ構造を分散グラフデータベース3のいずれかの記憶装置(DB)から取得し、ネットワーク管理者端末5に送信する。
次に、以上のように構成されたネットワーク構成情報管理システムの動作について説明する。図6は、ネットワーク構成情報管理システムにおける書き込み処理を示すフローチャートである。まず、MIB情報収集部1aで、SNMPにより各ネットワーク装置のMIB情報を収集し、MIB情報をグラフ構造定義部2aに送信する(ステップS1)。次に、グラフ構造定義部2aで、MIB情報からVLAN番号vごとにグラフのオブジェクト情報oと接続情報cを取得し、VLAN番号とそれらの情報の組の集合G{(v1,o1,c1),(v2,o2,c2),…(vn,on,cn)}を、配置先DB選択部3aへ送信する。ここで、nはVLANの総数を表わす。グラフ構造定義部2aは、このように定義したグラフ構造をAPI(Application Programming Interface)の記述形式に変換する。
次に、Gが空であるかどうかを判断し(ステップS3)、空である場合は、終了する。一方、Gが空でない場合は、Gに含まれる要素{g=(v,o,c)}を取り出す(ステップS4)。次に、配置先DB選択部3aで、分散グラフデータベース3のうち、最もデータ使用量の大きい記憶装置(DB)dを選択する(ステップS5)。もし、dが複数存在する場合は、最も記憶容量の大きい記憶装置(DB)をdとして選択する。
次に、(dの空き容量)が、(oとcのデータ容量の合計)より小さいかどうかを判断する(ステップS6)。(dの空き容量)が、(oとcのデータ容量の合計)より小さい場合は、分散グラフデータベース3の選択候補からdを除き(ステップS8)、ステップS5に遷移する。一方、ステップS6において、(dの空き容量)が、(oとcのデータ容量の合計)より小さくない場合は、配置先DB記憶部3aにvとdの組を保存し(ステップS7)、データ配置部4aでdにoとcの組を保存し(ステップS9)、終了する。
図7は、ネットワーク構成情報管理システムにおける読み込み処理を示すフローチャートである。まず、ネットワーク管理者端末5から、構成情報管理サーバ1へVLAN番号vを送信する(ステップT1)。次に、構成情報管理サーバ1のデータ取得部6aで、配置先DB記憶部5aからvの構成情報c(グラフのオブジェクト情報、接続情報)の配置先DBを取得する(ステップT2)。次に、データ取得部6aが、分散グラフデータベースのdから構成情報cを取得し(ステップT3)、データ取得部6aが構成情報cをネットワーク管理者端末5に送信して(ステップT4)、終了する。
図8は、ネットワーク管理者端末5から、VLAN番号として1と2を指定した場合に取得できる構成情報のグラフ構造を示す図である。太い実線で示されたブロックはVLAN1と2に共通の情報を示し、細い実線で示されたブロックはVLAN1の情報を示し、点線で示されたブロックは、VLAN2の情報を示している。図8に示すように、ネットワーク管理者端末5から、VLAN番号として1と2を指定した場合、2回のアクセスで指定したVLANの構成情報のグラフ構造が得られるため、データ読み込み処理の高速化とシステム負荷の軽減化を図ることが可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、ネットワーク構成情報を、VLANごとにで分割し、各VLANのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPIの記述形式に変換するので、VLAN単位でデータの読み込みをすることが可能となり、データ読み込みの遅延とシステム負荷の増加を回避することが可能となる。また、分散型データベースの各記憶装置(DB)のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい記憶装置を選択するので、関連性を有するデータが同じ記憶装置に記憶される確率を向上させることが可能となる。さらに、VLANのネットワーク構成情報として、APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のネットワークセグメントを特定する情報を選択された記憶装置(DB)に記録するので、構成情報管理サーバ1内にネットワーク構成情報のグラフ構造を取得する機能を持たせる必要がなくなり、構成情報管理サーバ1をシンプルな構成にすることが可能となる。
1 構成情報管理サーバ
1a MIB情報収集部
2a グラフ構造定義部
3a 配置先DB選択部
4a データ配置部
5a 配置先DB記憶部
6a データ取得部
3 分散グラフデータベース
5 ネットワーク管理者端末
7 ルータ
9 スイッチ
100 ネットワーク

Claims (7)

  1. 分散型データベースを有するネットワーク構成情報管理システムに適用される構成情報管理サーバであって、
    ネットワークを構成するネットワーク装置のMIB(Management Information Base)を収集し、収集した前記MIBからネットワーク管理上必要なネットワーク構成情報を抽出するMIB情報収集部と、
    前記抽出されたネットワーク構成情報を、VLAN(Virtual LAN)単位で分割し、各VLANのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPI(Application Programming Interface)の記述形式に変換するグラフ構造定義部と、
    前記分割されたVLANごとに、ネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のVLANを特定する情報の情報量に応じて、前記分散型データベースの複数の記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい一つの記憶装置を選択する配置先DB選択部と、
    前記分割されたVLANごとに、前記ネットワーク構成情報を前記選択された一つの記憶装置に記録するデータ配置部と、を備えることを特徴とする構成情報管理サーバ。
  2. 前記分割されたVLANのネットワーク構成情報としてのグラフ構造が、どの記憶装置に記憶されているかを示す配置先情報を記憶する配置先DB記憶部を更に備えることを特徴とする請求項1記載の構成情報管理サーバ。
  3. 端末装置から入力されたVLANを特定する情報を用いて、前記配置先DB記憶部から配置先情報を取得し、配置先である記憶装置からグラフ構造を抽出し、前記端末装置に出力するデータ取得部を更に備えることを特徴とする請求項2記載の構成情報管理サーバ。
  4. 複数の記憶装置を有する分散型データベースと、
    請求項1から請求項3のいずれかに記載の構成情報管理サーバと、
    前記構成情報管理サーバを介して、いずれかの前記記憶装置からネットワーク構成情報に対応するグラフ構造を取得する端末装置と、から構成されることを特徴とするネットワーク構成情報管理システム。
  5. 分散型データベースを有するネットワーク構成情報管理システムの構成情報管理方法あって、
    MIB情報収集部において、ネットワークを構成するネットワーク装置のMIB(Management Information Base)を収集し、収集した前記MIBからネットワーク管理上必要なネットワーク構成情報を抽出するステップと、
    グラフ構造定義部において、前記抽出されたネットワーク構成情報を、VLAN(Virtual LAN)単位で分割し、各VLANのネットワーク構成情報についてグラフ構造を定義し、定義したグラフ構造をAPI(Application Programming Interface)の記述形式に変換するステップと、
    配置先DB選択部において、前記分割されたVLANごとに、ネットワーク構成情報として、前記APIの記述形式に変換されたグラフ構造、およびそのグラフ構造のVLANを特定する情報の情報量に応じて、前記分散型データベースの複数の記憶装置のうち、データ使用量が最も大きい記憶装置またはデータ空き容量が最も小さい一つの記憶装置を選択するステップと、
    データ配置部において、前記分割されたVLANごとに、ネットワーク構成情報を前記選択された一つの記憶装置に記録するステップと、を少なくとも含むことを特徴とする構成情報管理方法。
  6. 配置先DB記憶部において、前記分割されたVLANのネットワーク構成情報としてのグラフ構造が、どの記憶装置に記憶されているかを示す配置先情報を記憶するステップを更に含むことを特徴とする請求項5記載の構成情報管理方法。
  7. データ取得部において、端末装置から入力されたVLANを特定する情報を用いて、前記配置先DB記憶部から配置先情報を取得し、配置先である記憶装置からグラフ構造を抽出し、前記端末装置に出力するステップを更に含むことを特徴とする請求項6記載の構成情報管理方法。
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