JP6835700B2 - 通信障害区間切り分け装置、通信障害区間切り分け方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、アプリケーションと端末間の通信経路上に障害が発生した際に、エンドユーザ側で通信サービスを再び利用できるように復旧することや、別ネットワークを活用すること等を試みる判断を支援するための技術に関連するものである。

通信を活用したサービスが一般的となった現在、通信経路上に障害が発生して、その通信サービスが利用できなくなったときの影響は大きい。通信サービスを利用するエンドユーザ目線では、通信経路上のどこに障害の原因があるか（特に、エンドユーザが管理するローカルネットワーク上に原因があるのか、それ以外に原因があるのか）を把握したいという要求がある。

通信経路上の障害箇所を切り分ける技術として、障害時に様々なネットワーク装置から発せられるアラームの組み合わせと障害内容・原因の因果関係に基づいて、障害内容・原因を推定する技術が提案されている（非特許文献１）。図１は、当該技術の概要を示しており、Ｓ１〜Ｓ３に示すように、アラームの発生状況に基づいて、障害を推定するルールの生成及び修正が行われる。

"NTTグループのAI技術「corevo(tm)」としてネットワーク分野のAI技術を開発，" http://www.ntt.co.jp/news2017/1701/170130a.html, 最終閲覧日：2017.08.10

従来技術では、通信事業者が、自身の管理するネットワークで障害が発生した際に、その障害原因を即座に把握することにより、通信事業者の提供するサービスを迅速に復旧させることを目的としている。そのため、障害原因の推定は、通信事業者が管理するネットワークのみを対象としている。すなわち、通信サービスを提供するアプリケーションサーバ（以下、アプリケーションとする）と、その通信サービスを利用するエンドユーザの端末（以下、端末とする）との間の通信経路上に障害が発生して、その原因がエンドユーザが管理するローカルネットワーク上にあったとしても、これを検知することはできない。

したがって、エンドユーザが通信サービスを利用中にアプリケーションと端末間の通信経路上に障害が発生して利用できなくなった場合、エンドユーザ側で実施可能な範囲でサービスが再び利用できるように復旧することや、別のネットワークを活用すること等を試みる判断を行うためには、まずは、障害の原因がエンドユーザが管理するローカルネットワークに問題があるかどうか等の切り分けを行う必要がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、アプリケーションと端末間の通信経路上に障害が発生した場合において、アプリケーションと端末間の通信経路上における通信障害区間を切り分けることを可能とする技術を提供することを目的とする。

開示の技術によれば、通信ネットワークにおける通信障害区間の切り分けを行う通信障害区間切り分け装置であって、
アプリケーションサーバと端末との間の前記通信ネットワークにおける通信経路の情報を格納するデータベースと、
前記端末のみから、副回線により、前記アプリケーションサーバと前記端末との間に障害が発生したことを示すアラームであって、前記端末の識別情報と前記アプリケーションサーバの識別情報とを含むアラームを受信するアラーム受信手段と、
前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信経路の情報を前記データベースから取得し、当該通信経路の情報に基づいて、前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信障害区間を判定する通信障害区間判定手段とを備え、
前記通信障害区間判定手段は、前記通信経路上に存在する各ノードに試験メッセージを送信し、当該試験メッセージに対する応答メッセージの有無により、障害原因の存在するノードを検出し、当該ノードが存在する区間を前記通信障害区間と判定する
ことを特徴とする通信障害区間切り分け装置が提供される。

開示の技術によれば、アプリケーションと端末間の通信経路上に障害が発生した場合において、アプリケーションと端末間の通信経路上における通信障害区間を切り分けることが可能となる。

従来技術を示す図である。 本発明の実施の形態におけるシステムの全体構成図である。 通信障害区間切り分け装置１００の機能構成例を示す図である。 通信障害区間判定部１１０の処理手順を示すフローチャートである。 通信障害区間切り分け装置１００のハードウェア構成例を示す図である。 システム全体の動作例を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態（本実施の形態）を説明する。以下で説明する実施の形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施の形態は、以下の実施の形態に限られるわけではない。

（実施の形態の概要）
本実施の形態では、エンドユーザが通信サービスを利用中にアプリケーションと端末間の通信経路上に障害が発生した場合において、アプリケーションと端末間の通信経路上のどの区間に障害が発生しているかを切り分けてエンドユーザに通知する。以下、これを可能とするシステム構成、及びシステムに動作等を詳細に説明する。

（システム構成、動作概要）
図２に本実施の形態におけるシステムの全体構成例を示す。図２に示すように、本実施の形態におけるシステムは、アプリケーション３００及び端末２００が接続される通信ネットワーク４００上に通信障害区間切り分け装置１００が備えられた構成を有する。なお、図２には、アプリケーション３００及び端末２００がそれぞれ１つずつ示されているが、これは説明の便宜上のためであり、実際にはそれぞれ複数存在する。

アプリケーション３００は、アプリケーションサーバ等の装置であり、端末２００に対してメッセージを送信したり、端末２００からのメッセージを受信したりする。また、アプリケーション３００は、サービス事業者によって提供され、通信ネットワーク４００を介して端末２００と通信を行う。

通信ネットワーク４００は、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルスタックをサポートするネットワークである。通信ネットワーク４００は、例えば、端末２００が接続されるローカルネットワークと、通信事業者の管理するネットワークを含む。通信障害区間切り分け装置１００は、通信事業者の管理するネットワークに配置される。ただし、本実施の形態において、通信ネットワーク４００の構成、及び通信障害区間切り分け装置１００の配置位置は特定のものに限られるわけではない。

端末２００は、無線あるいは有線で通信ネットワーク４００に接続し、アプリケーション３００からメッセージを受信したり、アプリケーション３００にメッセージを送信したりする装置であり、通信ネットワーク４００を介してアプリケーション３００と通信を行う。

図２に示すように、端末２００は、主回線と副回線により通信ネットワーク４００に接続される。主回線は、端末２００がアプリケーション３００による通信サービスを利用するための回線であり、副回線は、主回線を使った通信が不可能になった際に活用する回線である。

通信障害区間切り分け装置１００は、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路上に障害が発生した場合において、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路上における障害発生区間を切り分け、通知する機能を有する装置である。

図３に、通信障害区間切り分け装置１００の機能構成例を示す。図３に示すように、通信障害区間切り分け装置１００は、通信障害区間判定部１１０、及び通信部１２０を有する。

図３に示した通信障害区間切り分け装置１００の機能構成は一例に過ぎない、図３に示した構成以外の構成を採用することも可能である。また、通信障害区間切り分け装置１００は、通信ネットワーク４００上の１つのノード装置として実装されてもよいし、複数のノード装置からなる装置（システム）であってもよい。通信障害区間切り分け装置１００には実装上の制約等はない。なお、通信部１２０は、他の機能部から共通的に利用される。以下、各機能部を詳細に説明する。

＜通信障害区間判定部１１０の構成＞
通信障害区間判定部１１０は、通信経路参照部１１１、通信障害区間判定部１１２、通信経路ＤＢ１１３を有する。

通信経路参照部１１１は、通信経路ＤＢ１１３を参照し、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路を取得する機能を有する。通信障害区間判定部１１２は、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路上における障害が発生した区間を判定する機能を有する。通信経路ＤＢ１１３は、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路の情報を保持するデータベースである。通信経路の情報は、例えば、ノードと、ノード間を結ぶリンクの情報である。アプリケーション３００と端末２００はそれぞれ端点のノードに相当する。

＜通信部１２０の構成＞
通信部１２０は、端末アラーム受信部１２１、通信障害区間送信部１２２、試験メッセージ送受信部１２３を有する。

端末アラーム受信部１２１は、アプリケーション３００と端末２００間の通信ができなかった際に端末２００から発信されるアラームを受信する機能を有する。通信障害区間送信部１２２は、通信障害区間判定部１１２の判定結果である通信障害区間を示す情報を送信する機能を有する。

試験メッセージ送受信部１２３は、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路上に存在するノードであるネットワーク装置（例：ルータ）に対して、ネットワーク装置の通信状態（通信可能であるか通信不可能であるか）を確認する試験メッセージを送信する機能、及び、当該試験メッセージに対する、ネットワーク装置からの応答メッセージを受信する機能を有する。

＜通信障害区間の判定を行うための手順＞
図４のフローチャートを参照して、通信障害区間の判定を行うための手順の概要について説明する。詳細動作については後述する。下記の手順において、通信部１２０は、メッセージの送受信等に適宜利用される。

エンドユーザが端末２００により通信サービスを利用中に、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路上に障害が発生し、通信が不可能になったものとする。Ｓ１０１において、端末２００から発信されるアラームを端末アラーム受信部１２１が受信する。アラームを受信したことは通信障害区間判定部１１０に通知される。

Ｓ１０２において、通信経路参照部１１１は、通信経路ＤＢ１１３の通信経路を参照することで、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路を取得する。Ｓ１０３において、試験メッセージ送受信部１２３が、通信経路上のノードに試験メッセージを送信し、応答メッセージの有無をチェックする。Ｓ１０４において、当該チェック結果に基づいて、通信障害区間判定部１１２は、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路における障害区間を判定する。

（ハードウェア構成例）
上述した通信障害区間切り分け装置１００は例えば、コンピュータに、本実施の形態で説明する処理内容を記述したプログラムを実行させることにより実現可能である。すなわち、通信障害区間切り分け装置１００は、コンピュータに内蔵されるＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を用いて、当該装置で実施される処理に対応するプログラムを実行することによって実現することが可能である。上記プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（可搬メモリ等）に記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記プログラムをインターネットや電子メール等、ネットワークを通して提供することも可能である。

図５は、本実施の形態における上記コンピュータのハードウェア構成例を示す図である。図５のコンピュータは、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１５０、補助記憶装置１５２、メモリ装置１５３、ＣＰＵ１５４、インターフェース装置１５５、表示装置１５６、及び入力装置１５７等を有する。

通信障害区間切り分け装置１００での処理を実現するプログラムは、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ又はメモリカード等の記録媒体１５１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１５１がドライブ装置１５０にセットされると、プログラムが記録媒体１５１からドライブ装置１５０を介して補助記憶装置１５２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１５１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１５２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。

メモリ装置１５３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１５２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１５４は、メモリ装置１５３に格納されたプログラムに従って当該装置に係る機能を実現する。インターフェース装置１５５は、ネットワークに接続するためのインターフェースとして用いられる。表示装置１５６はプログラムによるＧＵＩ（Graphical User Interface）等を表示する。入力装置１５７はキーボード及びマウス、ボタン、又はタッチパネル等で構成され、様々な操作指示を入力させるために用いられる。なお、ユーザとのインターフェースを必要としない場合は、表示装置１５６や入力装置１５７を備えないこととしてもよい。

（システムの動作例）
次に、図６に示す手順に沿って、本実施の形態に係るシステム全体の動作例を詳細に説明する。図６に示す例では、アプリケーション３００と通信を行う端末２００ａに関する通信障害区間を、端末２００ｂに通知する形態を示している。端末２００ｂは、例えば、エンドユーザにおける管理者端末である。ただし、このような通知形態は一例に過ぎない。通信障害区間をアプリケーション３００に通知してもよいし、端末２００ａに通知してもよいし、その他の装置に通知してもよい。

＜Ｓ２０１＞
アプリケーション３００と端末２００ａとの間の通信に障害が発生し、端末２００ａは、副回線を利用して端末アラームを通信障害区間切り分け装置１００に送信する。通信障害区間切り分け装置１００において、端末アラーム受信部１２１が当該端末アラームを受信する。当該端末アラームには、例えば、アプリケーション３００を識別する情報と、端末２００ａを識別する情報が含まれる。これにより、通信障害区間切り分け装置１００は、アプリケーション３００と端末２００ａ間に障害が発生したことを把握できる。

＜Ｓ２０２＞
通信経路参照部１１１は、端末２００ａの主回線におけるアプリケーション３００と端末２００ａ間の通信経路の情報を、通信経路ＤＢ１１３から取得する。

＜Ｓ２０３＞
試験メッセージ送受信部１２３は、Ｓ２０２で取得された通信経路上に存在する各ノード（例：アプリケーション３００、ネットワーク装置等）に試験メッセージを送信し、試験メッセージに対する応答メッセージを受信する。

通信障害区間判定部１１２は、試験メッセージ送受信部１２３により送信された試験メッセージに対する応答メッセージのないノードについて、当該ノードに障害原因があるものと判断し、通信経路ＤＢ１１３の通信経路情報と照らし合わせ、障害原因のノードが存在する通信障害区間を判定する。例えば、アプリケーション３００と端末２００間の通信経路が、「アプリケーション３００‐ノード１−ノード２−ノード３−端末２００」という経路である場合に、ノード２からの応答メッセージを受信せず、他のノードからは応答メッセージを受信できた場合において、ノード１―ノード３の区間が障害区間であると判定することができる。

ここで、ＩＰｖ６通信のようにＮＡＴが不要なネットワークの場合は、本機能から通信経路上の全てのノードに対して、直接、試験メッセージを送受信することが可能である。しかしながら、ＧＷ装置等にＮＡＴ機能が存在する場合は、エンドユーザが管理するローカルネットワーク内部のノードに対して、外部から直接、試験メッセージを送受信することが不可能である。このような場合においては、ＧＷ装置のポートフォワーディング機能を活用して、ローカルネットワーク内部のノードに対して試験メッセージを送信する。なお、ローカルネットワーク内部のノードに対して試験メッセージを送信する方法はこの方法に限られず、他の方法を用いてもよい。

＜Ｓ２０４＞
通信障害区間送信部１２２は、Ｓ２０３で判定された通信障害区間を示す情報を端末２００ｂに送信する。例えば、ノード１―ノード３の区間が障害区間であると判定された場合、ノード１―ノード３の区間を示す情報を端末２００ｂに送信する。

（実施の形態の効果）
本実施の形態に係る技術により、通信事業者が管理するネットワークだけでなく、サービス事業者の提供する通信サービスのアプリケーションサーバやエンドユーザが管理するローカルネットワークも対象として、通信障害区間の切り分けを行うことができる。

また、エンドユーザが通信サービスを利用している間に発生した、アプリケーションと端末間の通信経路上の障害を対象として、通信障害区間の切り分けを行うことができる。

また、エンドユーザ側で通信サービスを再び利用できるように復旧することや、別ネットワークを活用すること等を試みる判断を即座に行えるようになる。

（実施の形態のまとめ）
以上、説明したとおり、本実施の形態によれば、通信ネットワークにおける通信障害区間の切り分けを行う通信障害区間切り分け装置であって、アプリケーションサーバと端末との間の前記通信ネットワークにおける通信経路の情報を格納するデータベースと、前記端末から、前記アプリケーションサーバと前記端末との間に障害が発生したことを示すアラームを受信するアラーム受信手段と、前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信経路の情報を前記データベースから取得し、当該通信経路の情報に基づいて、前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信障害区間を判定する通信障害区間判定手段とを備えることを特徴とする通信障害区間切り分け装置が提供される。

通信経路ＤＢ１１３は上記データベースの例である。また、端末アラーム受信部１２１は上記アラーム受信手段の例であり、通信障害区間判定部１１２は上記通信障害区間判定手段の例である。

前記通信障害区間判定手段は、前記通信経路上に存在する各ノードに試験メッセージを送信し、当該試験メッセージに対する応答メッセージの有無により、障害原因の存在するノードを検出し、当該ノードが存在する区間を前記通信障害区間と判定することとしてもよい。前記通信障害区間切り分け装置は、前記通信障害区間の情報を他の装置へ送信する通信障害区間送信手段を更に備えてもよい。

以上、本実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１００ 通信障害区間切り分け装置
２００ 端末
３００ アプリケーション
４００ 通信ネットワーク
１１０ 通信障害区間判定部
１１１ 通信経路参照部
１１２ 通信障害区間判定部
１１３ 通信経路ＤＢ
１２０ 通信部
１２１ 端末アラーム受信部
１２２ 通信障害区間送信部
１２３ 試験メッセージ送受信部

Claims (7)

1. 通信ネットワークにおける通信障害区間の切り分けを行う通信障害区間切り分け装置であって、
   アプリケーションサーバと端末との間の前記通信ネットワークにおける通信経路の情報を格納するデータベースと、
   前記端末のみから、副回線により、前記アプリケーションサーバと前記端末との間に障害が発生したことを示すアラームであって、前記端末の識別情報と前記アプリケーションサーバの識別情報とを含むアラームを受信するアラーム受信手段と、
   前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信経路の情報を前記データベースから取得し、当該通信経路の情報に基づいて、前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信障害区間を判定する通信障害区間判定手段とを備え、
   前記通信障害区間判定手段は、前記通信経路上に存在する各ノードに試験メッセージを送信し、当該試験メッセージに対する応答メッセージの有無により、障害原因の存在するノードを検出し、当該ノードが存在する区間を前記通信障害区間と判定する
   ことを特徴とする通信障害区間切り分け装置。
2. 前記通信障害区間判定手段は、前記通信経路上のローカルネットワーク内部のノードに対して、当該ローカルネットワークの外部と内部の間に備えられるゲートウェイ装置のポートフォワーディング機能を利用して、前記試験メッセージを送信する
   請求項１に記載の通信障害区間切り分け装置。
3. 前記通信障害区間の情報を他の装置へ送信する通信障害区間送信手段
   を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信障害区間切り分け装置。
4. 通信ネットワークにおける通信障害区間の切り分けを行う通信障害区間切り分け装置が実行する通信障害区間切り分け方法であって、
   前記通信障害区間切り分け装置は、アプリケーションサーバと端末との間の前記通信ネットワークにおける通信経路の情報を格納するデータベースを備えており、
   前記端末のみから、副回線により、前記アプリケーションサーバと前記端末との間に障害が発生したことを示すアラームであって、前記端末の識別情報と前記アプリケーションサーバの識別情報とを含むアラームを受信するアラーム受信ステップと、
   前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信経路の情報を前記データベースから取得し、当該通信経路の情報に基づいて、前記アプリケーションサーバと前記端末との間の通信障害区間を判定する通信障害区間判定ステップとを備え、
   前記通信障害区間判定ステップにおいて、前記通信障害区間切り分け装置は、前記通信経路上に存在する各ノードに試験メッセージを送信し、当該試験メッセージに対する応答メッセージの有無により、障害原因の存在するノードを検出し、当該ノードが存在する区間を前記通信障害区間と判定する
   ことを特徴とする通信障害区間切り分け方法。
5. 前記通信障害区間判定ステップにおいて、前記通信障害区間切り分け装置は、前記通信経路上のローカルネットワーク内部のノードに対して、当該ローカルネットワークの外部と内部の間に備えられるゲートウェイ装置のポートフォワーディング機能を利用して、前記試験メッセージを送信する
   ことを特徴とする請求項４に記載の通信障害区間切り分け方法。
6. 前記通信障害区間の情報を他の装置へ送信する通信障害区間送信ステップ
   を更に備えることを特徴とする請求項４又は５に記載の通信障害区間切り分け方法。
7. コンピュータを、請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の通信障害区間切り分け装置における各手段として機能させるためのプログラム。

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