JPWO2009040903A1 - ネットワーク監視システム、経路抽出方法、プログラム、及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

複数の通信装置を有する通信ネットワークを監視するネットワーク監視システムが開示される。当該ネットワーク監視システムは、前記複数の通信装置のそれぞれから、ポート毎の送信トラヒック量、及び受信トラヒック量を取得するトラヒック量取得手段と、各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であるか否かを判定するポートトラヒック判定手段と、前記ポートトラヒック判定手段により、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であると判定されたポートの接続経路を、前記通信ネットワークの接続経路情報を格納した接続経路情報格納手段から抽出するループ経路抽出手段と、前記ポートの接続経路の情報を出力する出力手段とを有する。

Description

本発明は、レイヤ２ネットワークにおけるブロードキャストストーム等のパケットループの発生を検出する技術に関し、特に、パケットループが発生している経路及び当該パケットループからの影響を受ける他経路を抽出し、表示する技術に関する。

レイヤ２ネットワークは、イーサネットフレーム等のレイヤ２フレーム（フレームのことをパケットとも呼ぶ）のスイッチングを行うレイヤ２スイッチを含む通信装置により構成される。レイヤ２ネットワークを構成する通信装置の低価格化及びレイヤ２ネットワークの通信速度の高速化により、レイヤ２ネットワークは急速に普及してきている。

このレイヤ２ネットワークは、基本的にツリー構造により構成され、ループ箇所が発生しないように経路設計がなされる。なお、本願の技術分野に関連する先行技術文献として特許文献１、２がある。
特開2006-352763号公報 特開2006-33275号公報

上記のようにレイヤ２ネットワークでは通常ループ箇所が発生しないように経路設計がなされるが、通信装置の設定誤り、もしくはケーブルの接続誤りにより、ループ経路を作ってしまう場合がある。このループ経路にパケットが流入することによりパケットがループ経路を無限に回り続けるパケットループが発生する。

この状態に陥った場合、ユニキャストパケットはループ経路を回り続けて目標とした宛先に到達しない。また、ブロードキャストパケットはループを構成している通信装置を通過する度に増殖し、ループ経路を双方向に回り続ける。このパケット増殖によりネットワークの帯域は上限まで圧迫され、いわゆる輻輳状態に陥り、大幅な通信遅延が発生し、更には不通が発生する。
また、当該レイヤ２ネットワークに接続しているサーバは過大なパケット量を受信する為、サーバにより提供されるネットワークサービスの継続にも影響を与える可能性がある。

このようなパケットループが発生した場合、パケットループからネットワークを復旧させるためには、先ずループ経路のケーブルを外して物理的にパケットの流通を止めるか、通信装置の設定を変更して通信装置内の論理的なパケット流通経路を切る。これでパケットループが治まる。次にループ経路を構成している通信装置のスイッチング経路記憶情報であるＦＤＢ（フォワーディングデータベース）の内容をリセットする。最後にループの原因となった設定及び経路接続が調査されることになる。

次に、図１を参照してレイヤ２ネットワークにおいてパケットループが発生する過程について説明する。

図１に示すように、このレイヤ２ネットワークは、スイッチング装置Ａ、スイッチング装置Ｂ、スイッチング装置Ｃを有している。また、ａ１、ａ２、ａ３、ａ４はスイッチング装置Ａが使用しているポートを示す。ｂ１、ｂ２、ｂ３はスイッチング装置Ｂが使用しているポートを示し、ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４、ｃ５はスイッチング装置Ｃが使用しているポートを示す。

図１における経路１はポートａ１と拠点Ａとの接続経路を示し、経路２はポートａ２と拠点Ｂとの接続経路を示す。また、経路３はスイッチング装置Ａのポートａ４とスイッチング装置Ｂのポートｂ１との接続経路を示し、経路４はスイッチング装置Ａのポートａ３とスイッチング装置Ｃのポートｃ５との接続経路を示す。

また、経路５はスイッチング装置Ｂのポートｂ２とスイッチング装置Ｃのポートｃ４との接続経路を示す。更に、経路６はスイッチング装置Ｃのポートｃ１と拠点Ｃとの接続経路を示し、経路７はスイッチング装置Ｂのポートｂ３と拠点Ｄとの接続経路を示し、経路８はスイッチング装置Ｃのポートｃ３と拠点Ｅとの接続経路を示し、経路９はスイッチング装置Ｃのポートｃ２と拠点Ｆとの接続経路９を示す。

図１に示す例では、経路３、経路４、経路５によりループが形成されている。このループに例えば拠点Ａからブロードキャストパケットが流入することにより、スイッチング装置Ａは当該パケットをコピーし、ポートａ２、ポートａ３、ポートａ４に送る。コピーされて各ポートを通過したパケットはワイヤースピードで対向側に送られる。より詳細には、ポートａ２から送出されたパケットは拠点Ｂに到達し、ポートａ３から送出されたパケットはスイッチング装置Ｃのポートｃ５に到達し、ポートａ４から送出されたパケットはスイッチング装置Ｂのポートｂ１に到達する。

そして、スイッチング装置Ｂのポートｂ１に到達したパケットは、コピーされ、ポートｂ２、ポートｂ３に送られる。コピーされて各ポートを通過したパケットはワイヤースピードで対向側に送られる。つまり、ポートｂ２から送出されたパケットはスイッチング装置Ｃのポートｃ４に到達し、ポートｂ３から送出されたパケットは拠点Ｄに到達する。

そして、スイッチング装置Ｃのポートｃ４に到達したパケットはコピーされ、ポートｃ１、ポートｃ２、ポートｃ３、ポートｃ５に送られる。ポートｃ１、ポートｃ２、ポートｃ３に送られたパケットは各々拠点Ｃ、拠点Ｆ、拠点Ｅに到達する。また、ポートｃ５に送られたパケットはスイッチング装置Ａのポートａ３に到達する。スイッチング装置Ａのポートａ３に到達したパケットはコピーされて各々ポートａ２、ａ４、ａ１に送られる。

上記のように、ループ経路のポートａ４に流入したパケットは、経路３->経路５->経路４->経路３....の方向に回り続ける。また、ループ経路のポートａ３に流入したパケットは、経路４->経路５->経路３->経路４....の方向に回り続ける。また、パケットがスイッチング装置に到着する度にそのパケットが各ポートにコピーされるため、ループ経路を構成しないポートを含んでいる経路１、経路２、経路６、経路７、経路８、経路９へもパケットが配送されることになる。

次に、図２を参照してＶＬＡＮを構成しているレイヤ２ネットワークにおいてパケットループが発生する過程について説明する。

図２の場合も図１の場合と同様に、スイッチング装置Ａ、Ｂ、Ｃによりレイヤ２ネットワークが構成されている。 図２において、ＶＬＡＮ−Ａは、スイッチング装置Ａのポートａ１、ポートａ４、スイッチング装置Ｂのポートｂ１、ポートｂ３を通るように構成されている。ＶＬＡＮ−Ｂは、スイッチング装置Ａのポートａ２、ポートａ３、スイッチング装置Ｃのポートｃ５、ポートｃ３を通るように構成されている。また、ＶＬＡＮ−Ｃは、スイッチング装置Ｃのポートｃ１及びｃ２を通るように構成されている。

このようなＶＬＡＮの構成において、ＶＬＡＮ−Ｂについて、経路３〜経路４〜経路５の間をＶＬＡＮ接続してしまった場合、ＶＬＡＮ−Ｂのパケットが経路３〜経路４〜経路５の経路をループしてしまう。

これによりＶＬＡＮ−Ａのパケットも影響を受ける。つまり、経路３はＶＬＡＮ−Ａ及びＶＬＡＮ−Ｂのパケットの両方のパケットが通過するため、ＶＬＡＮ−Ｂのパケット流量の過大な増加によりＶＬＡＮ−Ａのパケットの疎通が阻害されることになる。なお、この場合、ＶＬＡＮ−Ｃのパケットはループ経路と接続していないためパケットループの影響を受けない。

さて、パケットループ発生を検出するための従来技術としては、経路の端点間において定期的にPingを実行する技術がある。パケットループが発生した場合にはネットワーク経路の帯域が圧迫されることから、Pingによりパケット疎通の異常を検出することで、パケットループの発生を検出することができる。

しかし、パケットループが発生していることを検出することは可能であっても、パケットループの発生経路及びループにより影響を受けている箇所の範囲までは把握できないという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、レイヤ２ネットワーク等の通信ネットワークにおけるパケットループの発生経路及びパケットループにより影響を受けている経路を容易に把握することを可能とする技術を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態によれば、複数の通信装置を有する通信ネットワークを監視するネットワーク監視システムが提供される。そのネットワーク監視システムは、前記複数の通信装置のそれぞれから、ポート毎の送信トラヒック量、及び受信トラヒック量を取得するトラヒック量取得手段と、各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であるか否かを判定するポートトラヒック判定手段と、前記ポートトラヒック判定手段により、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であると判定されたポートの接続経路を、前記通信ネットワークの接続経路情報を格納した接続経路情報格納手段から抽出するループ経路抽出手段と、前記ポートの接続経路の情報を出力する出力手段とを備える。
前記ポートトラヒック判定手段は、各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が前記予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が前記予め定めた閾値未満であるか否かを更に判定してもよく、前記ネットワーク監視システムは、前記送信トラヒック量が前記予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が前記予め定めた閾値未満であると判定されたポートであるループ影響候補ポートを含む接続経路であって、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路と接続される接続経路であるループ影響経路を抽出する影響経路抽出手段と、前記影響経路抽出手段により抽出されたループ影響経路の情報を出力する出力手段とを備えてもよい。

また、前記影響経路抽出手段は、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路を構成するポートを有する通信装置に前記ループ影響候補ポートが含まれるか否かを判定し、前記通信装置に前記ループ影響候補ポートが含まれる場合に、前記ループ影響候補ポートを含む接続経路を前記影響経路として抽出するようにしてもよい。

また、前記ネットワーク監視システムは、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するＶＬＡＮ経路抽出手段と、前記ＶＬＡＮ経路抽出手段により抽出された前記ＶＬＡＮの経路の情報を出力する出力手段とを備えてもよい。

また、前記ネットワーク監視システムは、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するとともに、前記影響経路抽出手段により抽出されたループ影響経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するＶＬＡＮ経路抽出手段と、前記ＶＬＡＮ経路抽出手段により抽出されたＶＬＡＮの経路の情報を出力する出力手段とを備えてもよい。

本発明によれば、レイヤ２ネットワーク等の通信ネットワークにおけるパケットループの発生経路を容易に把握することが可能となる。また、影響経路抽出手段を備える構成を採用することにより、パケットループの発生経路に加えて、パケットループにより影響を受けている経路を容易に把握することが可能となる。

更に、ＶＬＡＮ経路抽出手段を備える構成を採用することにより、パケットループの発生経路に加えて、パケットループを構成する経路を通るＶＬＡＮを容易に把握することが可能となる。

レイヤ２ネットワークにおいてパケットループが発生する過程を説明するための図である。 ＶＬＡＮを有するレイヤ２ネットワークにおいてパケットループが発生する過程を説明するための図である。 本発明の実施の形態であるレイヤ２ネットワークシステムを示す図である。 ネットワーク監視システム２０の機能構成図である。 ネットワーク監視システム２０の基本的な動作を示すフローチャートである。 経路情報テーブルの構成例を示す図である。 影響経路抽出部２６が行う影響経路抽出処理を説明するためのネットワーク構成図である。 影響経路抽出部２６が行う影響経路抽出処理を示すフローチャートである。 ネットワーク監視システム２０として使用されるコンピュータ６０の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１０ レイヤ２ネットワーク
２０ ネットワーク監視システム
２１ トラヒック取得部
２２ ポートトラヒック判定部
２３ ループ経路抽出部
２４ ネットワークトポロジデータベース
２５ ループ経路表示部
２６ 影響経路抽出部
２７ 影響経路表示部
２８ ＶＬＡＮ経路抽出部
２９ ＶＬＡＮ経路表示部
５１〜５７ ネットワーク装置
１００ ループ経路
２００〜６００ ループ影響経路

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図３は、本発明の実施の形態であるレイヤ２ネットワークシステムを示す図である。図３に示すように、このレイヤ２ネットワークシステムは、レイヤ２ネットワーク１０と、レイヤ２ネットワーク１０を監視するためのネットワーク監視システム２０とを有している。また、レイヤ２ネットワーク１０は、サブネットワーク３０〜３５間を接続する通信装置であるスイッチング装置Ａ、Ｂ、Ｃを有する。各スイッチング装置は、図１、２で示した場合と同様のポートを有する。

ネットワーク監視システム２０は、レイヤ２ネットワーク１０の各スイッチング装置と、インバンドにより、もしくは保守用ネットワークにより接続されている。ネットワーク監視システム２０から各スイッチング装置に対する監視情報の取得もしくは制御等は当該インバンド接続もしくは保守用ネットワークを介して可能となる。

次に、本実施の形態におけるネットワーク監視システム２０の機能構成を図４に示す。

図４に示すように、ネットワーク監視システム２０は、トラヒック取得部２１、ポートトラヒック判定部２２、ループ経路抽出部２３、ネットワークトポロジデータベース２４、ループ経路表示部２５、影響経路抽出部２６、影響経路表示部２７、ＶＬＡＮ経路抽出部２８、及びＶＬＡＮ経路表示部２９を有する。

ネットワーク監視システム２０は、1台のコンピュータにより構成してもよいし、上記の機能部のうちの１つ又は複数の機能部を有するコンピュータを複数台用いて構成することもできる。上記の各機能部は、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現されるものである。

（基本的な動作）
まず、ネットワーク監視システム２０の基本的な動作を図５のフローチャートに沿って説明する。

トラヒック取得部２１は、レイヤ２ネットワーク１０を構成する各スイッチング装置から、予め定めた周期（トラヒック取得周期T）で各ポートの送受信トラヒック情報を取得する（ステップ１）。送受信トラヒック情報の取得方法としては、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）網における標準的な管理プロトコルであるＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を用いて送受信トラヒックのＭＩＢ（Management Information Base）を取得する方法を用いることができる。その方法に代えて、各スイッチング装置が独自に具備しているコマンドを、ネットワーク監視システム２０が遠隔で各スイッチング装置に投入し、スイッチング装置から返されるコマンドの応答に含まれる送受信トラヒック情報を取得することとしてもよい。

また、トラヒック取得部２１は、送受信トラヒック情報を取得する対象となる各スイッチング装置の装置情報及びポート情報を予め保持している。もしくは、トラヒック取得部２１は、ネットワーク監視システム２０内又は外部の記憶装置から上記の装置情報及びポート情報を取得可能である。トラヒック取得部２１は、これらの装置情報及びポート情報を用いることにより送受信トラヒック情報の取得対象をユニークに特定し、その取得対象から送受信トラヒック情報を取得する。より詳細には、スイッチング装置の装置情報はスイッチング装置のＩＰアドレスもしくはホスト名、又はこれら両方である。ポート情報はポート番号である。

なお、トラヒック取得部２１によりスイッチング装置から取得された送受信トラヒック情報が、当該スイッチング装置が起動してからの累積値である場合、トラヒック取得部２１は、前回取得した送受信トラヒック情報と今回取得した送受信トラヒック情報との差をトラヒック取得周期Tで割り、単位時間あたりの送受信トラヒック量を算出する。

より詳細には、トラヒック取得部２１は、以下の式により単位時間あたりの送信トラヒック量と受信トラヒック量とを算出する。

△ts(n) = (ts(n) - ts(n-1))/T
△tr(n) = (tr(n) - tr(n-1))/T
ここで、△ts(n)は単位時間あたりの送信トラヒック量を示し、△tr(n)は単位時間あたりの受信トラヒック量を示す。ts(n)は今回取得した送信トラヒック情報を示し、tr(n)は今回取得した受信トラヒック情報を示す。また、ts(n-1)は前回取得した送信トラヒック情報を示し、tr(n-1)は前回取得した受信トラヒック情報を示し、Tは既定のトラヒック取得周期を示す。

そして、ステップ２において、トラヒック取得部２１は、トラヒック取得の対象となる全てのポートについて、送受信トラヒック情報（送信トラヒック量と受信トラヒック量）を、装置情報及びポート情報に関連付けてポートトラヒック判定部２２に送る。トラヒック取得部２１は、ポートトラヒック判定部２２への情報送信を、トラヒック取得と同様に既定周期Tで実施する。

ポートトラヒック判定部２２は、トラヒック取得部２１から、トラヒック取得の対象となる全てのポートについて、装置情報及びポート情報に関連付けされた送信トラヒック量及び受信トラヒック量を受け取る。

ステップ３において、ポートトラヒック判定部２２は、各ポートについて、送信トラヒック量及び受信トラヒック量の両方が予め指定した閾値以上かどうかを判定する。この閾値は、当該トラヒック量に対応するポートの帯域上限と同値であってもよいし、ユーザが任意に指定した値でもよい。また、送信トラヒックと受信トラヒックに関して異なる閾値を用いてもよい。

ステップ３における処理において、ポートトラヒック判定部２２は、あるポートについて送信トラヒック量と受信トラヒック量の両方が閾値以上であると判定した場合に、そのポートがループ経路を構成しているポート（ループ経路ポートと呼ぶ）であると判断し、判定結果として当該ポートにループポート識別子を付与する。つまり、当該送信トラヒック量と受信トラヒック量とに関連付けられている装置情報及びポート情報にループポート識別子を付加する。

ステップ４においてポートトラヒック判定部２２は、各ポートについて、送信トラヒック量のみが閾値以上かどうかの判定を行う。つまり、ポートトラヒック判定部２２は、各ポートについて、送信トラヒック量が閾値以上であり、かつ受信トラヒック量が閾値未満かどうかの判定を行う。あるポートについて、送信トラヒック量のみが閾値以上であると判定された場合、ポートトラヒック判定部２２は、当該ポートがパケットループの影響を受けたために出力トラヒックが増大しているポートの候補であると判断し、判定結果として当該ポート（ループ影響候補ポートと呼ぶことができる）にループ影響ポート識別子を付与する。つまり、当該送信トラヒック量に関連付けられている装置情報及びポート情報にループ影響ポート識別子を付加する。

そして、ステップ５において、ポートトラヒック判定部２２は、今回取得した送受信トラヒック情報に関して、ループポート識別子が付与されたポートが存在するか否かを判定する。なお、この判定をステップ４の前に行ってもよい。ループポート識別子が付与されたポートが存在しない場合は、次のトラヒック取得処理が所定のタイミングで行われる（ステップ５のＮｏ）。

ステップ５において、ループポート識別子が付与されたポートが存在すると判定された場合、ポートトラヒック判定部２２は、判定結果（ループポート識別子又はループ影響ポート識別子）が付加された装置情報及びポート情報をループ経路抽出部２３に送る（ステップ６）。なお、ループポート識別子又はループ影響ポート識別子のどちらの識別子も付されていないポートに関しては、装置情報及びポート情報をループ経路抽出部２３に送ってもよいし、送らなくてもよい。

ループ経路を構成するポートがない場合は、送信トラヒック量のみが閾値以上であるポートについて、それがループの影響を受けたものとは判断できない。従って、ループポート識別子を付与するポートが全く無い場合には、送信トラヒック量のみが閾値以上のポートがあったとしても、ループ経路抽出部２３へ情報を送らないこととしている。また、影響経路抽出処理を行わない場合は、ステップ４の処理を行わないこととしてもよい。

ループ経路抽出部２３は、ポートトラヒック判定部２２から、判定結果（ループポート識別子又はループ影響ポート識別子）が付加された装置情報及びポート情報を受け取る。

そして、ステップ７において、ループ経路抽出部２３は、ループポート識別子が付与されている装置情報とポート情報をキーとしてネットワークトポロジデータベース２４を検索し、ループ経路を抽出する。つまり、ループポート識別子が付与されている複数のポートを接続する接続経路を抽出する。なお、ループ以外の理由で送信トラヒック量と受信トラヒック量の両方が閾値以上となるポートが検出される可能性もあるので、ループ経路抽出部２３は、ループポート識別子が付与されている複数のポートの接続経路がループを構成する場合にのみ当該接続経路を抽出することとしてもよい。

ループ経路抽出部２３は、抽出したループ経路の情報をループ経路表示部２５に送る。そして、ループ経路表示部２５は、ループ経路抽出部２３からループ経路情報を受け取り、ステップ８において、ループ経路の一覧を、図示しない表示装置等に表示するために出力する。もしくは、ループ経路表示部２５は、ループ経路情報からループ経路のトポロジー画像を作成し、それを表示装置に出力する。

ここでネットワークトポロジデータベース２４について説明する。ネットワークトポロジデータベース２４は、経路情報テーブルを保持するデータベースであり、ネットワーク監視システム２０内の記憶装置又はその外部のサーバ等により実現される。

当該ネットワークトポロジデータベース２４は、ループ経路抽出部２３、影響経路抽出部２６、ＶＬＡＮ経路抽出部２８から、装置情報及びポート情報をキーとした経路問合せに対して経路情報テーブルを検索し、該当する経路を応答する機能を有している。

経路情報テーブルの構成例を図６に示す。図６に示すように、経路情報テーブルは、"経路名"、"端点ポートＸ"、"端点ポートＹ"、及び"ＶＬＡＮＩＤ"で構成されている。"経路名"は、２つのスイッチング装置間を接続する経路の名称を示す任意のユニークな名前を示し、"端点ポートＸ"、"端点ポートＹ"は、当該経路の端点である２箇所のスイッチング装置のポートを示す。また"ＶＬＡＮＩＤ"は、当該端点ポートＸ及び端点ポートＹ間に流通するＶＬＡＮパケットのＩＤを示す。ＶＬＡＮＩＤは、ゼロ、１つ、又は複数個である。なお、図６に示す経路情報テーブルは、図３の構成に対応しているわけではなく、一般的な経路情報テーブルを示している。

図６に示す構成例において、経路１は、スイッチング装置Ａのポートａ１とスイッチング装置Ｂのポートｂ１を接続する経路を示し、経路２は、スイッチング装置Ｂのポートｂ２とスイッチング装置Ｃのポートｃ１を接続する経路であってＶＬＡＮＩＤ３番及び５番のパケットが流通している経路を示している。なお、経路情報テーブルは、ネットワーク管理者により作成される。また、ネットワーク装置のポート情報等を自動的に収集する機能を備えることにより、経路情報テーブルを自動的に作成することも可能である。

例えば、ループ経路抽出部２３が、ループポート識別子が付加された情報として、装置Ｎ及びポートｎに対応する装置情報及びポート情報と、装置Ｍ及びポートｍに対応する装置情報及びポート情報とを含む情報をポートトラヒック判定部２２から受信した場合に、ループ経路抽出部２３は、経路ｎをループを構成する経路の１つとして抽出し、ループ経路表示部２５がその経路を含むループ経路を表示するための処理を行う。

上記のように、本実施の形態におけるネットワーク監視システム２０は、ループパケットの通過に伴って送受信双方のトラヒックにより帯域が圧迫されているポートを検知し、検知した複数のポートの接続経路を抽出して表示するため、ユーザはパケットループが発生していることを容易に把握できるとともに、その経路を認識することが可能となる。

（影響経路抽出処理）
次に、影響経路抽出処理について説明する。

図５のフローチャートにおけるステップ７において、ループ経路抽出部２３は、ポートトラヒック判定部２２から受け取った情報（判定結果、装置情報、ポート情報）を影響経路抽出部２６に送り、影響経路抽出部２６が影響経路抽出処理を行う。

影響経路抽出部２６が行う影響経路抽出処理を、図７に示すネットワーク構成図、及び図８のフローチャートを参照して説明する。

図７は、あるレイヤ２ネットワークの一部の構成を示す図であり、スイッチング装置５１〜５７を示している。各スイッチング装置は、それぞれ図に示すポートを有しており、スイッチング装置５１とスイッチング装置５２は、ポート５１１とポート５２１により接続されている。また、他のスイッチング装置も図７に示すように接続されている。なお、図示されていないが、スイッチング装置５３〜５７はそれぞれ更に他のスイッチング装置と接続される。

ここで、スイッチング装置５１とスイッチング装置５２を接続する経路１００がループを構成する経路であり、ポート５１１とポート５２１にそれぞれループポート識別子が付与されているものとする。また、スイッチング装置５１内のポート５１２、５１３、及びスイッチング装置５２内のポート５２２、５２３はそれぞれループの影響を受けて、ループ影響ポート識別子が付与されている。更に、スイッチング装置５３〜５７の外側の各ポートにも、ループ影響ポート識別子が付与されているものとする。

上記のような状況を示す図７を適宜参照して、図８のフローチャートに基づき、影響経路抽出部２６の処理について説明する。

影響経路抽出部２６は、ループ経路抽出部２３から、判定結果が付与された装置情報及びポート情報を受け取る。例えば、図７に示す状況に対応する情報を含む情報を受け取る（ステップ１１）。影響経路抽出部２６は、受け取った情報から、ループポート識別子が付与されているポートを有するスイッチング装置を１つ抽出する（ステップ１２、１３）。図７の例では、スイッチング装置５１、５２を含むスイッチング装置のうちのいずれかが抽出されるが、スイッチング装置５１が抽出されたものとする。

そして、影響経路抽出部２６は、抽出されたスイッチング装置の１つについて、ループ影響ポート識別子が付与されているポート（この例では、ループ影響ポートと呼ぶ）のうち、１つのポートを処理対象として抽出する（ステップ１４、１５）。図７の例では、影響経路抽出部２６は、スイッチング装置５１におけるポート５１２の情報を抽出する。なお、当該装置において未処理のループ影響ポートがない場合は、次の未処理のスイッチング装置に対する処理に移る（ステップ１４のＮｏの場合）。

ステップ１６において、影響経路抽出部２６は、現在の処理対象であるループ影響ポート識別子が付与されているポート情報及び装置情報をキーに用いて、ネットワークトポロジーデータベース２４から、当該装置情報及びポート情報に対応するポートを含む経路を抽出する。図７の例において、ポート５１２が現在の処理対象であるとすると、経路２００が抽出される。

続いて、影響経路抽出部２６は、現在の処理対象のポートの対向側にあるスイッチング装置内における、ループ影響ポート識別子が付与されているポートの情報を検索し、そのうちの１つのポートを処理対象として抽出する（ステップ１７、１８）ただし、ステップ１６において経路の抽出のキーとしたポートの対向側にあるポートは抽出の対象からは除外する。図７の例では、影響経路抽出部２６は、ポート５１２の対向側にあるスイッチング装置５３内においてループ影響ポート識別子が付与されているポート５３２、５３３のうち、ポート５３２を抽出するものとする。なお、ステップ１７において、対向側のスイッチング装置内にループ影響ポート識別子が付与されているポートがなければ、ステップ１４に戻り、次の未処理のポートに対する処理を行う。

ステップ１９において、影響経路抽出部２６は、抽出されたポート情報及び装置情報をキーとしてネットワークトポロジーデータベース２４を検索し、当該装置情報及びポート情報に対応するポートを含む経路を抽出する。図７の例において、ポート５３２が現在の処理対象であるとすると、経路６００が抽出される。

そして、影響経路抽出部２６は、ステップ１７に戻り、ポートの対向側にあるスイッチング装置内における、ループ影響ポート識別子が付与されているポートの情報を検索する。ここで、当該スイッチング装置内にループ影響ポート識別子が付与されているポートがなければ、次のポートの処理に移る（ステップ１７のＮｏ、ステップ１４、１５）。図７の例では、影響経路抽出部２６は、ポート５３２の対向側にあるスイッチング装置５７内のループ影響ポート識別子が付与されているポートを検索するが、そのようなポートはないので、スイッチング装置５３の次のポート５３３に対する処理に移る。

影響経路抽出部２６は、このような処理を、処理対象のスイッチング装置、及び処理対象のポートが無くなるまで行う。これにより、ループ経路に接続されたループ影響経路が抽出できる。図７の場合、経路２００〜６００を含む経路が抽出される。

図８のフローチャートにおいて、全てのスイッチング装置及びポートに対する処理が終了した場合、ステップ１２における判定がＮｏとなり、影響経路抽出部２６は、抽出されたループ影響経路の情報を、影響経路表示部２７に送る。影響経路表示部２７は、影響経路抽出部２６からループ影響経路の情報を受け取り、このループ影響経路を構成する各経路の一覧を、表示のために出力する。もしくは、影響経路表示部２７は、ループ影響経路のトポロジーを示す画像を作成し、それを出力する。

上述した影響経路抽出処理によれば、ネットワーク監視システム２０は、送信トラヒックにより帯域が圧迫されているポートを含む接続経路であってパケットループしている接続経路に接している経路であるループ影響経路を抽出して表示するため、パケットループの影響を受けている経路を検出できるようになる。これによりユーザはループ経路表示部２５によりパケットループ発生及びループ発生の経路を把握できるとともに、ループ発生により影響を受けている経路も把握することが可能となる。

（ＶＬＡＮ経路抽出処理）
次に、ＶＬＡＮ経路抽出処理について説明する。図５のステップ７の後に、ループ経路抽出部２３は、ネットワークトポロジーデータベース２４を参照することにより、抽出した１つ又は複数のループから、ＶＬＡＮＩＤを持つ経路を抽出し、その経路の情報をＶＬＡＮ経路抽出部２８に送る。ＶＬＡＮ経路抽出部２８に送る情報には、当該経路がループを構成する経路であることを示す識別子を付してもよい。例えば、図３に示す構成において、ポートａ３、ｃ５、ｃ４、ｂ２、ｂ１、ａ４、ａ３を接続するループが形成されており、ポートａ３〜ｃ５の経路においてＶＬＡＮＩＤ１が付されていた場合、ループ経路抽出部２３は、ポートａ３〜ｃ５の経路を示す情報とＶＬＡＮＩＤ１をＶＬＡＮ経路抽出部２８に送る。

更に、影響経路抽出部２６は、図８に示す処理が終了した後に、抽出したループ影響経路の情報からＶＬＡＮＩＤを含む経路の情報を抽出し、抽出した情報をＶＬＡＮ経路抽出部２８に送る。ＶＬＡＮ経路抽出部２８に送る情報には、当該経路が影響経路であることを示す識別子を付してもよい。例えば、図７の場合に、経路２００にＶＬＡＮＩＤ２が付されていた場合に、影響経路抽出部２６は、経路２００を示す情報とＶＬＡＮＩＤ２をＶＬＡＮ経路抽出部２８に送る。

上記の情報を受信したＶＬＡＮ経路抽出部２８は、ＶＬＡＮＩＤ毎に、当該ＶＬＡＮＩＤをキーとしてネットワークトポロジーデータベース２４を検索し、当該ＶＬＡＮＩＤを持つ経路を全て抽出し、その情報をＶＬＡＮ経路表示部２９に送る。そして、ＶＬＡＮ経路表示部２９は、その経路の一覧を、表示装置等に対して出力したり、ＶＬＡＮ経路のトポロジー画像を出力する。

例えば、図３の構成で、サブネットワーク３０、ポートａ１、ポートａ４、ポートｂ１、ポートｂ３、サブネットワーク３３を接続する経路にＶＬＡＮＩＤ３のＶＬＡＮが設定されている場合において、ポートａ４とポートｂ１を接続する経路がループを構成する経路である場合、ＶＬＡＮ経路表示部２９は、ＶＬＡＮＩＤ３のＶＬＡＮ経路であるサブネットワーク３０、ポートａ１、ポートａ４、ポートｂ１、ポートｂ３、サブネットワーク３３を接続する経路を表示する。ＶＬＡＮ経路表示部２９は、表示したＶＬＡＮ経路の中で、ループを構成している部分が判別できるように表示を行ってもよい。

ＶＬＡＮ経路抽出部２８により抽出された経路は、ループが発生している経路及びそのループの影響を受けた経路の全部または一部を利用しているＶＬＡＮの経路を示すものである。

上述したＶＬＡＮ経路抽出処理によれば、ネットワーク監視システム２０は、パケットループしている接続経路に重畳しているＶＬＡＮを抽出して表示することができる。これによりユーザはループ経路表示部２５によりパケットループ発生及びループ発生の経路を把握でき、影響経路表示部２７によりループ発生の影響を受けている経路を把握できるとともに、ＶＬＡＮ経路表示部２９によりループ発生の影響を受けているＶＬＡＮ毎の経路を把握することが可能となる。

（ネットワーク監視システムのハードウェア構成例）
前述したように、ネットワーク監視システム２０は、コンピュータを用いて実現することが可能である。

図９に、ネットワーク監視システム２０として使用されるコンピュータ６０の構成の一例を示す。図９に示すように、当該コンピュータ６０は、ＣＰＵ６１、メモリ６２、通信デバイス６３、入出力装置６４、ハードディスクドライブ等の記憶装置６５、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体の読み取り装置６６を備えている。

本実施の形態で説明した処理を行うプログラムは例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から記録媒体読み取り装置６６により読み取られ、コンピュータ６０にインストールされる。また、当該プログラムをネットワーク上のサーバからダウンロードすることとしてもよい。

以上のように、本実施の形態におけるネットワーク監視システム２０によれば、パケットループが発生した場合に、ユーザはパケットループの発生経路、パケットループの発生により影響を受ける経路及びＶＬＡＮ経路を容易に把握できる。これにより、パケットループの原因調査に要する期間を短縮することが可能となる。

本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲内で種々変更・応用が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明したようにレイヤ２ネットワークへ適用できるのみでなく、他のネットワークに適用することも可能である。

Claims (12)

1. 複数の通信装置を有する通信ネットワークを監視するネットワーク監視システムであって、
   前記複数の通信装置のそれぞれから、ポート毎の送信トラヒック量、及び受信トラヒック量を取得するトラヒック量取得手段と、
   各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であるか否かを判定するポートトラヒック判定手段と、
   前記ポートトラヒック判定手段により、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であると判定されたポートの接続経路を、前記通信ネットワークの接続経路情報を格納した接続経路情報格納手段から抽出するループ経路抽出手段と、
   前記ポートの接続経路の情報を出力する出力手段と
   を備えたネットワーク監視システム。
2. 前記ポートトラヒック判定手段は、各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が前記予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が前記予め定めた閾値未満であるか否かを更に判定し、
   前記ネットワーク監視システムは、
   前記送信トラヒック量が前記予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が前記予め定めた閾値未満であると判定されたポートであるループ影響候補ポートを含む接続経路であって、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路と接続される接続経路であるループ影響経路を抽出する影響経路抽出手段と、
   前記影響経路抽出手段により抽出されたループ影響経路の情報を出力する出力手段と
   を備えた請求項１に記載のネットワーク監視システム。
3. 前記影響経路抽出手段は、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路を構成するポートを有する通信装置に前記ループ影響候補ポートが含まれるか否かを判定し、前記通信装置に前記ループ影響候補ポートが含まれる場合に、前記ループ影響候補ポートを含む接続経路を前記影響経路として抽出する請求項２に記載のネットワーク監視システム。
4. 前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するＶＬＡＮ経路抽出手段と、
   前記ＶＬＡＮ経路抽出手段により抽出された前記ＶＬＡＮの経路の情報を出力する出力手段と
   を備えた請求項１に記載のネットワーク監視システム。
5. 前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するとともに、前記影響経路抽出手段により抽出されたループ影響経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するＶＬＡＮ経路抽出手段と、
   前記ＶＬＡＮ経路抽出手段により抽出されたＶＬＡＮの経路の情報を出力する出力手段と
   を備えた請求項２に記載のネットワーク監視システム。
6. 複数の通信装置を有する通信ネットワークを監視するネットワーク監視システムが実行する経路抽出方法であって、
   前記複数の通信装置のそれぞれから、ポート毎の送信トラヒック量、及び受信トラヒック量を取得するトラヒック量取得ステップと、
   各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であるか否かを判定するポートトラヒック判定ステップと、
   前記ポートトラヒック判定ステップにより、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であると判定されたポートの接続経路を、前記通信ネットワークの接続経路情報を格納した接続経路情報格納手段から抽出するループ経路抽出ステップと、
   前記ポートの接続経路の情報を出力する出力ステップと
   を有する経路抽出方法。
7. 前記ポートトラヒック判定ステップにおいて、前記ネットワーク監視システムは、各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が前記予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が前記予め定めた閾値未満であるか否かを更に判定し、
   前記経路抽出方法は、
   前記送信トラヒック量が前記予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が前記予め定めた閾値未満であると判定されたポートであるループ影響候補ポートを含む接続経路であって、前記ループ経路抽出手段により抽出された接続経路と接続される接続経路であるループ影響経路を抽出する影響経路抽出ステップと、
   前記影響経路抽出ステップにおいて抽出されたループ影響経路の情報を出力する出力ステップと
   を有する請求項６に記載の経路抽出方法。
8. 前記影響経路抽出ステップにおいて、前記ネットワーク監視システムは、前記ループ経路抽出ステップにおいて抽出された接続経路を構成するポートを有する通信装置に前記ループ影響候補ポートが含まれるか否かを判定し、前記通信装置に前記ループ影響候補ポートが含まれる場合に、前記ループ影響候補ポートを含む接続経路を前記影響経路として抽出する請求項７に記載の経路抽出方法。
9. 前記ループ経路抽出ステップにおいて抽出された接続経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するＶＬＡＮ経路抽出ステップと、
   前記ＶＬＡＮ経路抽出ステップにおいて抽出された前記ＶＬＡＮの経路の情報を出力する出力ステップと
   を有する請求項６に記載の経路抽出方法。
10. 前記ループ経路抽出ステップにおいて抽出された接続経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するとともに、前記影響経路抽出ステップにおいて抽出されたループ影響経路がＶＬＡＮで使用される経路を含む場合に、当該ＶＬＡＮの全体の経路を前記接続経路情報格納手段から抽出するＶＬＡＮ経路抽出ステップと、
    前記ＶＬＡＮ経路抽出ステップにおいて抽出されたＶＬＡＮの経路の情報を出力する出力ステップと
    を有する請求項７に記載の経路抽出方法。
11. コンピュータを、複数の通信装置を有する通信ネットワークを監視するネットワーク監視システムとして機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、
    前記複数の通信装置のそれぞれから、ポート毎の送信トラヒック量、及び受信トラヒック量を取得するトラヒック量取得手段、
    各通信装置の各ポートについて、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であるか否かを判定するポートトラヒック判定手段、
    前記ポートトラヒック判定手段により、前記送信トラヒック量が予め定めた閾値以上であり、かつ前記受信トラヒック量が予め定めた閾値以上であると判定されたポートの接続経路を、前記通信ネットワークの接続経路情報を格納した接続経路情報格納手段から抽出するループ経路抽出手段、
    前記ポートの接続経路の情報を出力する出力手段、
    として機能させるためのプログラム。
12. 請求項１１に記載の前記プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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