WO2024018512A1 - 系判定装置及び系判定方法並びに系判定プログラム - Google Patents

系判定装置及び系判定方法並びに系判定プログラム Download PDF

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WO2024018512A1
WO2024018512A1 PCT/JP2022/028019 JP2022028019W WO2024018512A1 WO 2024018512 A1 WO2024018512 A1 WO 2024018512A1 JP 2022028019 W JP2022028019 W JP 2022028019W WO 2024018512 A1 WO2024018512 A1 WO 2024018512A1
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WO
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variation
coefficient
port
value
traffic
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PCT/JP2022/028019
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English (en)
French (fr)
Inventor
瑞人 中村
裕介 牧野
篤 高田
恭子 山越
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/04—Processing captured monitoring data, e.g. for logfile generation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/16—Threshold monitoring

Definitions

  • the present invention relates to a system determination device, a system determination method, and a system determination program.
  • Networks have built-in redundant configurations to ensure availability.
  • the port of the NW device network device
  • the port of the NW device is switched from the active system to the standby system automatically or manually by an operator. Since switching of routes connecting NW devices is performed at any time, when updating information to the management system by batch processing, the configuration information temporarily managed by the operation system and the actual configuration information may deviate from each other, causing trouble.
  • a transmission layer management system receives a warning of a momentary line interruption
  • an operation such as a PKG (package) reset is performed as an action in response to the warning.
  • the operator may perform an operation such as a PKG reset on the wrong port, and the service may not be restored.
  • problems such as the expansion of service failures and the occurrence of new failures may occur. For this reason, it is necessary to accurately recognize in real time whether the port of each NW device is an active system or a standby system.
  • Patent Document 1 describes a method for determining the system status of a network, which utilizes the characteristic that an almost constant amount of traffic with little time variation is transmitted to a standby port. It is disclosed that a system is determined to be a backup system.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a system determination device, a system determination method, and a system determination program that are capable of determining the port system of a NW device with high accuracy. It is about providing.
  • a system determination device includes a statistics calculation unit that acquires the traffic amount of each port in a network device and calculates a statistical value of the traffic amount, and a statistics value calculation unit that determines whether the traffic amount is less than a first threshold value.
  • a traffic volume comparison unit that determines whether the traffic volume is lower than the first threshold; and a first variation coefficient that indicates the degree of variation in the traffic volume based on the statistical value when the traffic volume is determined to be less than the first threshold value.
  • a variation coefficient calculation unit that calculates a second variation coefficient
  • a variation coefficient comparison unit that calculates a difference between the first variation coefficient and the second variation coefficient
  • a variation coefficient comparison unit that calculates a difference between the first variation coefficient and the second variation coefficient
  • a variation coefficient calculation unit that calculates the difference between the first variation coefficient and the second variation coefficient.
  • a determination unit that determines whether the system is a system or a standby system.
  • a system determination method includes the steps of acquiring the traffic volume of each port in a network device, calculating a statistical value of the traffic volume, and determining whether the traffic volume is less than a first threshold value. determining a first coefficient of variation indicating the degree of variation in the traffic volume based on the statistical value when the traffic volume is determined to be less than the first threshold; and a second variation coefficient. a step of calculating a coefficient, a step of calculating a difference between the first coefficient of variation and a second coefficient of variation, and determining whether each port is an active system or a standby system based on the difference. and a step.
  • One aspect of the present invention is a system determination program for causing a computer to function as the system determination device.
  • the present invention it is possible to determine the port system of a NW device with high accuracy in a wide variety of network configurations.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a system determination device and its peripheral devices according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the system determination device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the system determination device according to the embodiment.
  • FIG. 4A is a graph showing fluctuations in traffic volume at the standby port.
  • FIG. 4B is a graph showing changes in traffic volume at the active port.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing statistical values at port (1/1) and port (1/2) of NW device (1).
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the determination result by the traffic amount comparison section.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the coefficient of variation at the port (1/2) of the NW device (1) and the port (1/1) of the NW device (2).
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the absolute value of the difference between CV1 and CV2 calculated by the coefficient of variation comparison section.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the hardware configuration of
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a system determination device and its peripheral devices according to an embodiment.
  • the system determination device 100 is connected to an operation system 52.
  • the operation system 52 measures the amount of traffic of a plurality of NW devices (network devices) 51 connected to the network 50 .
  • the operation system 52 outputs the measured traffic data D1 to the system determination device 100.
  • the system determination device 100 determines whether the port installed in each NW device 51 is an active system or a standby system, and outputs the determination result 53 to an external device.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the system determination device 100. As shown in FIG. 2, the system determination device 100 includes a calculation section 1, a storage section 2, and an input/output section 3.
  • the calculation unit 1 includes a data input unit 11 , a statistical value calculation unit 12 , a traffic volume comparison unit 13 , a coefficient of variation calculation unit 14 , a coefficient of variation comparison unit 15 , and a determination unit 16 .
  • the data acquisition unit 11 acquires time-series traffic data D1 of each port in the plurality of NW devices 51 connected to the network 50 from the operation system 52 shown in FIG.
  • To acquire traffic data standard MIB (Management Information Base) of SNMP (Simple Network Management Protocol), performance monitor, packet capture, etc. can be used.
  • MIB Management Information Base
  • SNMP Simple Network Management Protocol
  • the statistical value calculation unit 12 calculates the statistical value of the traffic amount of the port of each NW device 51 in a predetermined period (for example, 24 hours) based on the acquired traffic data D1. That is, the statistical value calculation unit 12 obtains the traffic amount of each port in the NW device 51, and calculates the statistical value of the traffic amount.
  • the statistical values include the average value, maximum value, minimum value, median value, and standard deviation of the traffic amount.
  • the median value is the number between the maximum and minimum values. Functions of spreadsheet software and data analysis libraries such as Python may be used to calculate statistical values.
  • the traffic amount comparison unit 13 compares the average value of the traffic amount of each port of the NW device 51 in a predetermined period with a preset threshold (first threshold). For example, when the predetermined period is one day (24 hours), the average value of the traffic amount that fluctuates over 24 hours is calculated, and it is determined whether this average value is less than the first threshold value.
  • the traffic amount comparison unit 13 outputs the above determination result to the coefficient of variation calculation unit 14 and the determination unit 16.
  • the variation coefficient calculation unit 14 calculates a first coefficient of variation CV1 indicating the degree of variation in the traffic volume, and a first coefficient of variation CV1 indicating the degree of variation in the traffic volume. A second variation coefficient CV2 different from the first variation coefficient is calculated.
  • the first coefficient of variation CV1 can be a value obtained by dividing the standard deviation of the traffic amount in each NW device 51 by the average traffic amount. That is, the variation coefficient calculation unit 14 calculates the first variation coefficient CV1 using the following equation (1).
  • the second coefficient of variation CV2 can be, for example, a value obtained by dividing the standard deviation of the traffic amount in each NW device 51 by the median value. That is, the variation coefficient calculation unit 14 calculates the second variation coefficient CV2 using the following equation (2).
  • CV2 (standard deviation)/(median)...(2) That is, when it is determined that the average value of the traffic amount of the target port is less than the first threshold value, the variation coefficient calculation unit 14 calculates a first value indicating the degree of variation in the traffic amount based on the statistical value. A coefficient of variation CV1 and a second coefficient of variation CV2 different from the first coefficient of variation CV1 are calculated. The coefficient of variation calculating unit 14 sets the value obtained by dividing the standard deviation by the average value as a first coefficient of variation CV1, and sets the value obtained by dividing the standard deviation by the median value as a second coefficient of variation CV2.
  • the coefficient of variation comparison unit 15 calculates the absolute value
  • the coefficient of variation comparison unit 15 compares the absolute value of the calculated difference with a preset threshold (second threshold).
  • the coefficient of variation comparison section 15 outputs the comparison result to the determination section 16. Note that the calculation is not limited to the absolute value, and the difference between CV1 and CV2 may be calculated. That is, the coefficient of variation comparison unit 15 calculates the difference between the first coefficient of variation CV1 and the second coefficient of variation CV2.
  • the determination unit 16 determines whether the port of this NW device 51 is in operation. It is determined that it is a system. That is, the determination unit 16 determines that the port is in operation when the traffic amount is greater than or equal to the first threshold.
  • the determination unit 16 determines that, as a result of the comparison in the coefficient of variation comparison unit 15, if the absolute value of the difference
  • the storage unit 2 includes a traffic data storage unit 21 and a determination result storage unit 22.
  • the traffic data storage unit 21 stores traffic data of the ports of each NW device 51 acquired by the data acquisition unit 11.
  • the determination result storage unit 22 stores the determination result in the determination unit 16. That is, the determination result storage unit 22 stores information as to whether the port of each NW device 51 is an active system or a standby system.
  • the input/output unit 3 includes an HMI terminal 31 and an output unit 32.
  • the HMI terminal 31 is a terminal on which an operator performs input operations, and includes, for example, a keyboard, a mouse, a touch panel, and a voice recognition device. Note that when performing input operations by remote login, the HMI terminal 31 can be omitted.
  • the output unit 32 outputs the determination result 53 (see FIG. 1) in the determination unit 16 to an external device.
  • step S11 in FIG. 3 the data acquisition unit 11 acquires traffic data D1 of the ports of each NW device 51.
  • step S12 the data acquisition unit 11 stores the acquired traffic data of each port in the traffic data storage unit 21.
  • the statistical value calculation unit 12 calculates statistical values for the traffic data of the target port for system determination (hereinafter referred to as "target port").
  • target port the statistical value includes the average value, maximum value, minimum value, median value, and standard deviation of the traffic amount in a predetermined period.
  • step S14 the traffic amount comparison unit 13 determines whether the average value of the traffic amount for the target port in a predetermined period (for example, 24 hours) is greater than or equal to a predetermined first threshold. If the average value is greater than or equal to the first threshold (S14: YES), the process proceeds to step S19; otherwise (S14: NO), the process proceeds to step S15.
  • a predetermined period for example, 24 hours
  • a first threshold for the amount of traffic is set, and if the amount of traffic at the target port is equal to or greater than the first threshold, it is determined in step S19 that the port is in operation.
  • step S15 the variation coefficient calculating unit 14 calculates the first variation coefficient CV1 using the above-mentioned equation (1), and calculates the second variation coefficient CV2 using the equation (2).
  • step S16 the variation coefficient comparison unit 15 calculates the absolute value of the difference between the first variation coefficient CV1 and the second variation coefficient CV2 (
  • step S17 the determination unit 16 determines whether the absolute value of the difference described above is greater than or equal to a predetermined threshold (second threshold). If the absolute value of the difference is greater than or equal to the second threshold (S17: YES), the process proceeds to step S19; otherwise (S17: NO), the process proceeds to step S18.
  • second threshold a predetermined threshold
  • FIG. 4A is a graph showing changes in the amount of traffic at the backup port
  • FIG. 4B is a graph showing changes in the amount of traffic at the active port.
  • the average value of the traffic amount in a predetermined period is approximately equal to the median value " ⁇ (maximum value)+(minimum value) ⁇ /2".
  • the same trend as in the backup port is not observed, and the average and median traffic amounts in a predetermined period are basically different values. Therefore, a first coefficient of variation CV1 based on the average value of traffic volume and a second coefficient of variation CV2 based on the median value of traffic volume are calculated, and the absolute value of the difference between the first and second coefficients of variation CV1 and CV2 is calculated. is greater than or equal to the second threshold, the port is determined to be active; otherwise, the port is determined to be backup.
  • step S18 the determination unit 16 determines that the port is a standby system, and stores this determination result in the determination result storage unit 22.
  • step S19 the determination unit 16 determines that the port is in operation, and stores this determination result in the determination result storage unit 22.
  • step S20 the output unit 32 outputs the determination result in the determination unit 16 to the outside. In this way, it becomes possible to determine with high precision whether the port of each NW device 51 is an active system or a standby system. Further, data indicating whether the port of each NW device 51 is an active system or a standby system can be stored and saved in the determination result storage unit 22.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing statistical values at port (1/1) and port (1/2) of NW device (1).
  • the statistical values shown in FIG. 5 are calculated by the statistical value calculation unit 12.
  • the minimum value of the traffic amount of port (1/1) is "250 [Mbps]”
  • the maximum value is "800 [Mbps]”
  • the average value is "400 [Mbps]”
  • the standard deviation is It is "100”.
  • the minimum value of the traffic amount of the port (1/2) is "40 [Kbps]”
  • the maximum value is "200 [Kbps]”
  • the average value is "50 [Kbps]”
  • the standard deviation is "0.025".
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the determination result by the traffic amount comparison unit 13.
  • the average value of the traffic amount of port (1/1) is "400 [Mbps]".
  • the average value of the traffic amount of port (1/2) is "50 [Kbps]", which is relatively small compared to port (1/1).
  • the average value of the traffic amount of port (1/1) is equal to or higher than the first reference value, and in the processing of "S14: YES” and "S19" in FIG. 3, port (1/1) is in the active system. It is determined that On the other hand, the average value of the traffic amount of the port (1/2) is less than the first reference value, and the process of "S14: NO" in FIG. 3 is executed. At this point, the active system and standby system are not determined.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the coefficient of variation at the port (1/2) of the NW device (1) and the port (1/1) of the NW device (2).
  • the first coefficient of variation CV1 at the port (1/2) of the NW device (1) is "0.3", and the second coefficient of variation CV2 is "0.4".
  • the first coefficient of variation CV1 at the port (1/1) of the NW device (2) is "0.6", and the second coefficient of variation CV2 is "0.1".
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the absolute value of the difference between CV1 and CV2 calculated by the coefficient of variation comparison unit 15. As shown in FIG. 8, at the port (1/2) of the NW device (1), the absolute value of the difference between CV1 and CV2 is "0.1". At the port (1/1) of the NW device (2), the absolute value of the difference between CV1 and CV2 is "0.5".
  • the determination unit 16 determines that the absolute value of the difference between CV1 and CV2 is less than the second threshold (that is, 0.1 ⁇ second threshold), and as shown in FIG. In the process of "S17: NO” and "S18", it is determined that the system is a standby system.
  • the determination unit 16 determines that the absolute value of the difference between CV1 and CV2 is greater than or equal to the second threshold (i.e., 0.5 ⁇ second threshold), and as shown in FIG. It is determined that it is the active system by the processing of "S17: YES" and "S19".
  • the second threshold i.e., 0.5 ⁇ second threshold
  • the system determination device 100 includes the statistical value calculation unit 12 that acquires the traffic amount of each port in the network device (NW device 51) and calculates the statistical value of the local traffic amount; a traffic volume comparison unit 13 that determines whether or not the traffic volume is less than the first threshold; and a traffic volume comparison unit 13 that determines whether or not the traffic volume is less than the first threshold; a variation coefficient calculation unit 14 that calculates a first variation coefficient CV1 and a second variation coefficient CV2 shown in FIG. and a determination unit 16 that determines whether each port is an active system or a standby system based on the difference.
  • the target port if the traffic amount of the target port is equal to or greater than the first threshold value, the target port is determined to be the active system. Furthermore, if the traffic amount is less than the first threshold, a first variation coefficient and a second variation coefficient indicating the degree of variation in the traffic amount are calculated, and if the difference between these is less than the second threshold, If so, this target port is determined to be a standby system. Therefore, even when the traffic volume is very small, such as several bps, it is possible to determine the port system of each NW device 51 with high accuracy.
  • the first coefficient of variation CV1 is the value obtained by dividing the standard deviation of the traffic amount in a predetermined period by the average value, ⁇ (standard deviation)/(average value)''
  • the second coefficient of variation CV2 is the value obtained by dividing the standard deviation of the traffic amount in a predetermined period by the average value.
  • the value obtained by dividing the standard deviation of the amount by the median value is ⁇ (standard deviation)/(median value)''. Therefore, in the standby system, it is possible to utilize the characteristic that the median value and the average value are almost equal, and it is possible to determine the port system of each NW device 51 with high accuracy.
  • the determination unit 16 determines that the port is a backup system when the absolute value of the difference is less than the second threshold, it is possible to determine whether the port is an active system or a backup system with high accuracy. Become.
  • the predetermined period By setting the predetermined period to 24 hours, it is possible to determine the system based on daily changes in traffic volume, and it is possible to determine with high accuracy whether each port is an active system or a standby system. becomes possible.
  • system status of each port can be obtained without performing system status confirmation work by checking the communication status by remote login to the NW device 51 or the like.
  • the first coefficient of variation indicating the degree of variation in traffic volume is "standard deviation/average value” and the second coefficient of variation is "standard deviation/median value.”
  • the present invention is not limited to this.
  • the average value of the traffic amount may be used as the first variation coefficient
  • the median value of the traffic amount may be used as the second variation coefficient.
  • other statistical values may be used as the first and second coefficients of variation.
  • the system determination device 100 of this embodiment described above includes, for example, a CPU (Central Processing Unit, processor) 901, a memory 902, and a storage 903 (HDD: Hard Disk Drive, SSD: Solid State Drive). ), a communication device 904, an input device 905, and an output device 906.
  • a general-purpose computer system can be used.
  • Memory 902 and storage 903 are storage devices. In this computer system, each function of the system determination device 100 is realized by the CPU 901 executing a predetermined program loaded onto the memory 902.
  • system determination device 100 may be implemented by one computer or by multiple computers. Further, the system determination device 100 may be a virtual machine installed in a computer.
  • the program for the system determination device 100 can be stored in a computer-readable recording medium such as an HDD, SSD, USB (Universal Serial Bus) memory, CD (Compact Disc), or DVD (Digital Versatile Disc), or can be stored in a network It can also be delivered via.
  • a computer-readable recording medium such as an HDD, SSD, USB (Universal Serial Bus) memory, CD (Compact Disc), or DVD (Digital Versatile Disc), or can be stored in a network It can also be delivered via.
  • Arithmetic unit 2 Storage unit 3 Input/output unit 11 Data acquisition unit 12 Statistical value calculation unit 13 Traffic amount comparison unit 14 Coefficient of variation calculation unit 15 Coefficient of variation comparison unit 16 Judgment unit 21 Traffic data storage unit 22 Judgment result storage unit 31 HMI terminal 32 Output section 50 Network 51 NW device 100 System determination device CV1 First coefficient of variation CV2 Second coefficient of variation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

ＮＷ装置（５１）における各ポートのトラヒック量を取得し、トラヒック量の統計値を算出する統計値算出部（１２）と、トラヒック量が第１の閾値未満であるか否かを判定するトラヒック量比較部（１３）と、トラヒック量が第１の閾値未満であると判定された際に、統計値に基づいてトラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数（ＣＶ１）、及び第１の変動係数とは異なる第２の変動係数（ＣＶ２）を算出する変動係数算出部（１４）と、第１の変動係数と第２の変動係数の差分を算出する変動係数比較部（１５）と、差分に基づいて、各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定する判定部（１６）とを備える。

Description

系判定装置及び系判定方法並びに系判定プログラム
　本発明は、系判定装置及び系判定方法並びに系判定プログラムに関する。
　通信キャリアネットワークでは、可用性を担保するために冗長構成が組み込まれている。故障の発生時には、自動または運用者による手動操作により、ＮＷ装置（ネットワーク装置）のポートを運用系から予備系に切り替える。ＮＷ装置を接続する経路の切り替えは随時実行されるため、管理システムへの情報の更新がバッチ処理により実施される場合には、一時的にオペレーションシステムにて管理する構成情報と、実際の構成情報が乖離することがあり、トラブルの原因となる。
　例えば、伝送レイヤの管理システムで回線の瞬断の警報を受信した場合には、その警報に対するアクションとしてＰＫＧ（パッケージ）リセットなどの操作を実施する。この際、運用系、予備系についての情報を正しく認識していないと、運用者が間違ったポートに対してＰＫＧリセットなどの操作を実施してしまい、サービスが復旧しないことがある。更には、サービスの故障の拡大、新規故障の発生などの問題が発生する可能性がある。このため、各ＮＷ装置のポートが運用系であるか予備系であるかをリアルタイムで正確に認識する必要がある。
　特許文献１には、ネットワークの系状態を判定する方法として、予備系のポートには時間変化の少ないほぼ一定のトラヒック量が伝送されているという特性を利用し、トラヒック量の時間変動が少ないポートを予備系であると判定することが開示されている。
国際公開第２０２１/１４９４８１号
　しかし、上述した特許文献１では、データの取得間隔が狭い場合、及びデータに雑音が多く含まれる場合において、予備系ポートについてもトラヒック量の変動係数が大きくなり、ＡＣＴ／ＳＢＹ（アクティブ「運用系」/スタンバイ「予備系」）の識別閾値の設定ができないネットワーク構成が存在する。特に、トラヒック量が数ｂｐｓ（bits per second）などのように非常に少ない場合には、雑音の影響でトラヒック量の変動係数が不安定となり、予備系、運用系を正確に判定することが難しい。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＮＷ装置のポートの系を高精度に判定することが可能な系判定装置及び系判定方法並びに系判定プログラムを提供することにある。
　本発明の一態様の系判定装置は、ネットワーク装置における各ポートのトラヒック量を取得し、前記トラヒック量の統計値を算出する統計値算出部と、前記トラヒック量が第１の閾値未満であるか否かを判定するトラヒック量比較部と、前記トラヒック量が前記第１の閾値未満であると判定された際に、前記統計値に基づいて前記トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数、及び第２の変動係数を算出する変動係数算出部と、前記第１の変動係数と第２の変動係数の差分を算出する変動係数比較部と、前記差分に基づいて、前記各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定する判定部とを備える。
　本発明の一態様の系判定方法は、ネットワーク装置における各ポートのトラヒック量を取得し、前記トラヒック量の統計値を算出するステップと、前記トラヒック量が第１の閾値未満であるか否かを判定するステップと、前記トラヒック量が前記第１の閾値未満であると判定された際に、前記統計値に基づいて前記トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数、及び第２の変動係数を算出するステップと、前記第１の変動係数と第２の変動係数の差分を算出するステップと、前記差分に基づいて、前記各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定するステップとを備える。
　本発明の一態様は、上記系判定装置としてコンピュータを機能させるための系判定プログラムである。
　本発明によれば、多種多様なネットワーク構成においてＮＷ装置のポートの系を高精度に判定することが可能になる。
図１は、実施形態に係る系判定装置及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る系判定装置の詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、実施形態に係る系判定装置の処理手順を示すフローチャートである。 図４Ａは、予備系ポートにおけるトラヒック量の変動を示すグラフである。 図４Ｂは、運用系ポートにおけるトラヒック量の変動を示すグラフである。 図５は、ＮＷ装置（１）のポート（１／１）及びポート（１／２）における統計値を示す説明図である。 図６は、トラヒック量比較部における判定結果を示す説明図である。 図７は、ＮＷ装置（１）のポート（１／２）及びＮＷ装置（２）のポート（１／１）における変動係数を示す説明図である。 図８は、変動係数比較部において算出される、ＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値を示す説明図である。 図９は、本実施形態のハードウェア構成を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る系判定装置及びその周辺機器の構成を示すブロック図である。
　図１に示すように、系判定装置１００は、オペレーションシステム５２に接続されている。オペレーションシステム５２は、ネットワーク５０に接続された複数のＮＷ装置（ネットワーク装置）５１のトラヒック量を測定する。オペレーションシステム５２は、測定したトラヒックデータＤ１を系判定装置１００に出力する。系判定装置１００は、各ＮＷ装置５１に搭載されているポートが運用系であるか、或いは予備系であるかを判定し、判定結果５３を外部機器に出力する。
　図２は、系判定装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、系判定装置１００は、演算部１と、記憶部２と、入出力部３を備えている。
　演算部１は、データ入力部１１と、統計値算出部１２と、トラヒック量比較部１３と、変動係数算出部１４と、変動係数比較部１５と、判定部１６を備えている。
　データ取得部１１は、図１に示したオペレーションシステム５２から、ネットワーク５０に接続される複数のＮＷ装置５１における各ポートの時系列的なトラヒックデータＤ１を取得する。トラヒックデータの取得には、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）の標準ＭＩＢ（Management information base）、パフォーマンスモニタ、パケットキャプチャなどを利用することができる。
　統計値算出部１２は、取得したトラヒックデータＤ１に基づいて、各ＮＷ装置５１のポートの所定期間（例えば、２４時間）におけるトラヒック量の統計値を算出する。即ち、統計値算出部１２は、ＮＷ装置５１における各ポートのトラヒック量を取得し、トラヒック量の統計値を算出する。統計値は、トラヒック量の平均値、最大値、最小値、中央値、標準偏差を含む。中央値は、最大値と最小値の中央の数値である。統計値の算出に、表計算ソフトの機能、及びPython等のデータ解析ライブラリを採用してもよい。
　トラヒック量比較部１３は、各ＮＷ装置５１のポートの、所定期間におけるトラヒック量の平均値と予め設定されている閾値（第１の閾値）とを比較する。例えば、所定期間を１日間（２４時間）とした場合には、２４時間で変動するトラヒック量の平均値を算出し、この平均値が第１の閾値未満であるか否かを判定する。トラヒック量比較部１３は、上記の判定結果を変動係数算出部１４及び判定部１６に出力する。
　変動係数算出部１４は、トラヒック量比較部１３においてトラヒック量の平均値が第１の閾値未満であると判定されたときに、トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数ＣＶ１、及び第１の変動係数とは異なる第２の変動係数ＣＶ２を算出する。
　第１の変動係数ＣＶ１は一例として、各ＮＷ装置５１におけるトラヒック量の標準偏差を、平均トラヒック量で除した数値とすることができる。即ち、変動係数算出部１４は、第１の変動係数ＣＶ１を下記（１）式で算出する。
　ＣＶ１＝（標準偏差）／（平均トラヒック量）　　　　　…（１）
　第２の変動係数ＣＶ２は一例として、各ＮＷ装置５１におけるトラヒック量の標準偏差を中央値で除した数値とすることができる。即ち、変動係数算出部１４は、第２の変動係数ＣＶ２を下記（２）式で算出する。
　ＣＶ２＝（標準偏差）／（中央値）　　　　　…（２）
　即ち、変動係数算出部１４は、対象となるポートのトラヒック量の平均値が第１の閾値未満であると判定された際に、統計値に基づいてトラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数ＣＶ１、及び第１の変動係数ＣＶ１とは異なる第２の変動係数ＣＶ２を算出する。変動係数算出部１４は、標準偏差を平均値で除した数値を第１の変動係数ＣＶ１とし、標準偏差を中央値で除した数値を第２の変動係数ＣＶ２とする。
　変動係数比較部１５は、変動係数算出部１４で算出された第１の変動係数ＣＶ１と第２の変動係数ＣＶ２の差分の絶対値｜ＣＶ１－ＣＶ２｜を算出する。変動係数比較部１５は、算出した差分の絶対値と予め設定した閾値（第２の閾値）とを比較する。変動係数比較部１５は、比較結果を判定部１６に出力する。なお、絶対値に限定されず、ＣＶ１とＣＶ２の差分を算出してもよい。即ち、変動係数比較部１５は、第１の変動係数ＣＶ１と第２の変動係数ＣＶ２の差分を算出する。
　判定部１６は、トラヒック量比較部１３において、所定期間（例えば、２４時間）で変動するトラヒック量の平均値が閾値よりも大きいと判定された際には、このＮＷ装置５１のポートは、運用系であると判定する。即ち、判定部１６はトラヒック量が第１の閾値以上である場合には、ポートが運用系であると判定する。
　判定部１６は、変動係数比較部１５での比較の結果、上記した差分の絶対値｜ＣＶ１－ＣＶ２｜が第２の閾値以上（｜ＣＶ１－ＣＶ２｜≧第２の閾値）である場合には、このＮＷ装置５１のポートは、運用系であると判定する。また、差分の絶対値｜ＣＶ１－ＣＶ２｜が閾値（第２の閾値）未満である（｜ＣＶ１－ＣＶ２｜＜第２の閾値）である場合には、このＮＷ装置５１のポートは、予備系であると判定する。即ち、判定部１６は、ＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値に基づいて、各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定する。判定部１６は、差分の絶対値が第２の閾値未満であるときにポートが予備系であると判定する。判定部１６は、判定結果を入出力部３に出力する。
　なお、ＣＶ１とＣＶ２の差分（ＣＶ１－ＣＶ２）を算出するものの、絶対値（｜ＣＶ１－ＣＶ２｜）を算出しない場合には、第２の閾値として正の閾値及び負の閾値の２つを設定し、これらと比較することにより、上記と同様の判定を行うことができる。
　記憶部２は、トラヒックデータ記憶部２１と、判定結果記憶部２２を備えている。トラヒックデータ記憶部２１は、データ取得部１１にて取得された各ＮＷ装置５１のポートのトラヒックデータを記憶する。
　判定結果記憶部２２は、判定部１６における判定結果を記憶する。即ち、判定結果記憶部２２には、各ＮＷ装置５１のポートが運用系であるか、或いは予備系であるかの情報が記憶される。
　入出力部３は、ＨＭＩ端末３１と、出力部３２を備えている。ＨＭＩ端末３１は、操作者が入力操作を行う端末であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、音声認識装置を含む。なお、リモートログインにより入力操作する場合には、ＨＭＩ端末３１を省略することが可能である。
　出力部３２は、判定部１６における判定結果５３（図１参照）を、外部装置へ出力する。
　次に、上記のように構成された本実施形態に係る系判定装置１００の処理手順を、図３に示すフローチャートを参照して説明する。図３に示すフローチャートは、図２に示した系判定装置１００により実行される。
　初めに図３のステップＳ１１においてデータ取得部１１は、各ＮＷ装置５１のポートのトラヒックデータＤ１を取得する。
　ステップＳ１２においてデータ取得部１１は、取得した各ポートのトラヒックデータをトラヒックデータ記憶部２１に記憶する。
　ステップＳ１３において統計値算出部１２は、系を判定する対象のポート（以下、「対象ポート」という）のトラヒックデータについて、統計値を算出する。前述したように統計値とは、所定期間におけるトラヒック量の平均値、最大値、最小値、中央値、及び標準偏差を含む。
　ステップＳ１４においてトラヒック量比較部１３は、対象ポートについての所定期間（例えば、２４時間）におけるトラヒック量の平均値が所定の第１の閾値以上であるか否かを判定する。平均値が第１の閾値以上であれば（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１９に処理を進め、そうでなければ（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１５に処理を進める。
　即ち、運用系では通常ギガ［bps］のオーダで、帯域の上限に達する程度にトラヒックが流れる（上限に張り付いてトラヒックが流れる）ので、平均トラヒック量が多くなる。これに対して、予備系では運用系に対して相対的に平均トラヒック量が小さくなる。従って、トラヒック量についての第１の閾値を設定し、対象ポートにおけるトラヒック量が第１の閾値以上である場合には、ステップＳ１９において運用系であると判定する。
　ステップＳ１５において変動係数算出部１４は、上述した（１）式により第１の変動係数ＣＶ１を算出し、（２）式により第２の変動係数ＣＶ２を算出する。
　ステップＳ１６において変動係数比較部１５は、第１の変動係数ＣＶ１と第２の変動係数ＣＶ２の差分の絶対値（｜ＣＶ１－ＣＶ２｜）を算出する。
　ステップＳ１７において判定部１６は、上記した差分の絶対値が所定の閾値（第２の閾値）以上であるか否かを判定する。差分の絶対値が第２の閾値以上である場合には（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１９に処理を進め、そうでなければ（Ｓ１７：ＮＯ）、ステップＳ１８に処理を進める。
　図４Ａは、予備系ポートにおけるトラヒック量の変動を示すグラフ、図４Ｂは、運用系ポートにおけるトラヒック量の変動を示すグラフである。図４Ａに示すように予備系のポートにおいては、所定期間におけるトラヒック量の平均値は、中央値「｛（最大値）＋（最小値）｝／２」とほぼ等しくなる。
　一方、図４Ｂに示すように運用系のポートにおいては、予備系のような傾向は見られず、所定期間におけるトラヒック量の平均値と中央値は基本的に異なる数値となる。従って、トラヒック量の平均値に基づく第１の変動係数ＣＶ１と、トラヒック量の中央値に基づく第２の変動係数ＣＶ２を算出し、第１、第２の変動係数ＣＶ１、ＣＶ２の差分の絶対値が第２の閾値以上である場合には、当該ポートは運用系であると判定し、そうでなければ当該ポートは予備系であると判定する。
　ステップＳ１８において判定部１６は、当該ポートは予備系であると判定し、この判定結果を判定結果記憶部２２に記憶する。
　ステップＳ１９において判定部１６は、当該ポートは運用系であると判定し、この判定結果を判定結果記憶部２２に記憶する。
　ステップＳ２０において出力部３２は、判定部１６における判定結果を外部へ出力する。こうして、各ＮＷ装置５１のポートが運用系であるか或いは予備系であるかを高精度に判定することが可能になる。また、各ＮＷ装置５１のポートが運用系であるか予備系であるかのデータを判定結果記憶部２２に記憶して保存することができる。
　次に、各ポートにおけるトラヒックデータの統計値、第１の変動係数、第２の変動係数について、具体的な数値を例に挙げて説明する。
　図５は、ＮＷ装置（１）のポート（１／１）、及びポート（１／２）における統計値を示す説明図である。図５に示す統計値は、統計値算出部１２にて算出される。図５に示すように、ポート（１／１）のトラヒック量の最小値は「250［Mbps］」、最大値は「800［Mbps］」、平均値は「400［Mbps］」、標準偏差は「100」である。ポート（１／２）のトラヒック量の最小値は「40［Kbps］」、最大値は「200［Kbps］」、平均値は「50［Kbps］」、標準偏差は「0.025」である。
　図６は、トラヒック量比較部１３における判定結果を示す説明図である。図５に示したように、ポート（１／１）のトラヒック量の平均値は「400［Mbps］」である。一方、ポート（１／２）のトラヒック量の平均値は「50［Kbps］」であり、ポート（１／１）に対して相対的に小さい。ポート（１／１）のトラヒック量の平均値は、第１の基準値以上となり、図３の「Ｓ１４：ＹＥＳ」、「Ｓ１９」の処理にて、ポート（１／１）は運用系であると判定される。一方、ポート（１／２）のトラヒック量の平均値は、第１の基準値未満となり、図３の「Ｓ１４：ＮＯ」の処理が実行される。この時点において、運用系、予備系は判定されない。
　図７は、ＮＷ装置（１）のポート（１／２）、及びＮＷ装置（２）のポート（１／１）における変動係数を示す説明図である。ＮＷ装置（１）のポート（１／２）における第１の変動係数ＣＶ１は「0.3」、第２の変動係数ＣＶ２は「0.4」である。ＮＷ装置（２）のポート（１／１）における第１の変動係数ＣＶ１は「0.6」、第２の変動係数ＣＶ２は「0.1」である。
　図８は、変動係数比較部１５において算出される、ＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値を示す説明図である。図８に示すように、ＮＷ装置（１）のポート（１／２）では、ＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値は「0.1」である。ＮＷ装置（２）のポート（１／１）では、ＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値は「0.5」である。
　ＮＷ装置（１）のポート（１／２）では、判定部１６においてＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値は第２の閾値未満である（即ち、0.1＜第２の閾値）と判定され、図３の「Ｓ１７：ＮＯ」、「Ｓ１８」の処理にて予備系であると判定される。
　ＮＷ装置（２）のポート（１／１）では、判定部１６においてＣＶ１とＣＶ２の差分の絶対値は第２の閾値以上である（即ち、0.5≧第２の閾値）と判定され、図３の「Ｓ１７：ＹＥＳ」、「Ｓ１９」の処理にて運用系であると判定される。
　このように、本実施形態に係る系判定装置１００は、ネットワーク装置（ＮＷ装置５１）における各ポートのトラヒック量を取得し、所ラヒック量の統計値を算出する統計値算出部１２と、トラヒック量が第１の閾値未満であるか否かを判定するトラヒック量比較部１３と、トラヒック量が第１の閾値未満であると判定された際に、統計値に基づいてトラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数ＣＶ１、及び第２の変動係数ＣＶ２を算出する変動係数算出部１４と、第１の変動係数ＣＶ１と第２の変動係数ＣＶ２の差分（例えば、差分の絶対値）を算出する変動係数比較部１５と、差分に基づいて、各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定する判定部１６とを備える。
　本実施形態では、対象ポートのトラヒック量が第１の閾値以上である場合には、この対象ポートを運用系と判定する。更に、トラヒック量が第１の閾値未満である場合には、トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数、及び第２の変動係数を算出し、これらの差分が第２の閾値未満である場合に、この対象ポートを予備系と判定する。従って、トラヒック量が数ｂｐｓなどのように非常に少ない場合においても、各ＮＷ装置５１のポートの系を高精度に判定することが可能になる。
　また、第１の変動係数ＣＶ１を、所定期間におけるトラヒック量の標準偏差を平均値で除した数値「（標準偏差）／（平均値）」とし、第２の変動係数ＣＶ２を、所定期間におけるトラヒック量の標準偏差を中央値で除した数値「（標準偏差）／（中央値）」としている。このため、予備系では中央値と平均値がほぼ等しくなるという特性を利用することができ、各ＮＷ装置５１のポートの系を高精度に判定することが可能になる。
　また、判定部１６は、差分の絶対値が第２の閾値未満であるときに前記ポートが予備系であると判定するので、運用系、予備系の判定を高精度に判定することが可能になる。
　所定の期間を２４時間とすることにより、一日ごとのトラヒック量の変化に基づいて系を判定することができ、各ポートが運用系であるか予備系であるかを高精度に判定することが可能になる。
　また、ＮＷ装置５１へのリモートログイン等による通信状況の確認による系状態の確認作業を実施することなく、各ポートの系の状態を取得可能になる。
　なお、上述した実施形態では、トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数を「標準偏差/平均値」、第２の変動係数を「標準偏差/中央値」とする例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばトラヒック量の平均値を第１の変動係数とし、トラヒック量の中央値を第２の変動係数としてもよい。或いは、その他の統計値を第１、第２の変動係数としてもよい。
　上記説明した本実施形態の系判定装置１００には、図９に示すように例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit、プロセッサ）９０１と、メモリ９０２と、ストレージ９０３（ＨＤＤ：Hard Disk Drive、ＳＳＤ：Solid StateDrive）と、通信装置９０４と、入力装置９０５と、出力装置９０６とを備える汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。メモリ９０２およびストレージ９０３は、記憶装置である。このコンピュータシステムにおいて、ＣＰＵ９０１がメモリ９０２上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、系判定装置１００の各機能が実現される。
　なお、系判定装置１００は、１つのコンピュータで実装されてもよく、あるいは複数のコンピュータで実装されても良い。また、系判定装置１００は、コンピュータに実装される仮想マシンであっても良い。
　なお、系判定装置１００用のプログラムは、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ (Compact Disc)、ＤＶＤ (Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。
　なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。
　１　演算部
　２　記憶部
　３　入出力部
　１１　データ取得部
　１２　統計値算出部
　１３　トラヒック量比較部
　１４　変動係数算出部
　１５　変動係数比較部
　１６　判定部
　２１　トラヒックデータ記憶部
　２２　判定結果記憶部
　３１　ＨＭＩ端末
　３２　出力部
　５０　ネットワーク
　５１　ＮＷ装置
　１００　系判定装置
　ＣＶ１　第１の変動係数
　ＣＶ２　第２の変動係数

Claims (6)

  1. 　ネットワーク装置における各ポートのトラヒック量を取得し、前記トラヒック量の統計値を算出する統計値算出部と、
    　前記トラヒック量が第１の閾値未満であるか否かを判定するトラヒック量比較部と、
    　前記トラヒック量が前記第１の閾値未満であると判定された際に、前記統計値に基づいて前記トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数、及び第２の変動係数を算出する変動係数算出部と、
    　前記第１の変動係数と第２の変動係数の差分を算出する変動係数比較部と、
    　前記差分に基づいて、前記各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定する判定部と、
    　を備えた系判定装置。
  2. 　前記判定部は、前記トラヒック量が前記第１の閾値以上である場合には、前記ポートが運用系であると判定する
    　請求項１に記載の系判定装置。
  3. 　前記統計値算出部は、所定期間における前記トラヒック量の平均値、中央値、及び標準偏差を算出し、
    　前記変動係数算出部は、前記標準偏差を前記平均値で除した数値を前記第１の変動係数とし、前記標準偏差を前記中央値で除した数値を前記第２の変動係数とする
    　請求項１または２に記載の系判定装置。
  4. 　前記判定部は、前記差分が第２の閾値未満であるときに前記ポートが予備系であると判定する
    　請求項３に記載の系判定装置。
  5. 　ネットワーク装置における各ポートのトラヒック量を取得し、前記トラヒック量の統計値を算出するステップと、
    　前記トラヒック量が第１の閾値未満であるか否かを判定するステップと、
    　前記トラヒック量が前記第１の閾値未満であると判定された際に、前記統計値に基づいて前記トラヒック量の変動の度合いを示す第１の変動係数、及び第２の変動係数を算出するステップと、
    　前記第１の変動係数と第２の変動係数の差分を算出するステップと、
    　前記差分に基づいて、前記各ポートが運用系であるか予備系であるかを判定するステップと、
    　を備えた系判定方法。
  6. 　請求項１または２に記載の系判定装置としてコンピュータを機能させる系判定プログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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MIZUHITO NAKAMURA, NAOKI HAYASHI, NAOYUKI TANJI, ATSUSHI TAKADA, TOSHIHIKO SEKI, KYOKO YAMAKOSHI: "B-14-6 Study of operational equipment identification method using traffic time fluctuations", PROCEEDINGS OF THE 2020 IEICE GENERAL CONFERENCE (COMMUNICATION 2); 2020.03.17-20, IEICE, JP, 3 March 2020 (2020-03-03) - 20 March 2020 (2020-03-20), JP, pages 331, XP009552164 *

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