特開 2024-124144 パケット転送装置及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024124144

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】パケット転送装置及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 43/02 20220101AFI20240905BHJP

【ＦＩ】

H04L43/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023032112

(22)【出願日】2023-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】桜庭 皆人

(57)【要約】

【課題】複数のパケット転送装置で構成される通信ネットワークの異常を早期に検知させるためのパケット転送装置を提供する。
【解決手段】パケット転送装置は、１つ以上の他のパケット転送装置と経路情報を交換するために使用する１つ以上のコネクションに関する第１情報と、ルーティングテーブルの更新に関する第２情報と、他の２つのパケット転送装置間で経路情報を交換するために当該他の２つのパケット転送装置間で送受信されるパケットの処理に関する第３情報と、の内の少なくとも１つの種別の情報を取得する取得手段と、前記取得手段が前記情報を取得すると、前記情報を監視装置に送信する、或いは、前記取得手段が取得した前記情報の統計情報を所定期間毎に前記監視装置に送信する処理を行う処理手段と、を備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パケット転送装置であって、
１つ以上の他のパケット転送装置と経路情報を交換するために使用する１つ以上のコネクションに関する第１情報と、ルーティングテーブルの更新に関する第２情報と、他の２つのパケット転送装置間で経路情報を交換するために当該他の２つのパケット転送装置間で送受信されるパケットの処理に関する第３情報と、の内の少なくとも１つの種別の情報を取得する取得手段と、
前記取得手段が前記情報を取得すると、前記情報を監視装置に送信する、或いは、前記取得手段が取得した前記情報の統計情報を所定期間毎に前記監視装置に送信する処理を行う処理手段と、
を備えている、パケット転送装置。

【請求項2】

前記処理手段は、前記取得手段が取得した前記第１情報の統計情報を前記監視装置に送信する、請求項１に記載のパケット転送装置。

【請求項3】

前記第１情報は、前記１つ以上のコネクションの確立が生じたことを示す情報、前記１つ以上のコネクションでのパケットの再送が生じたことを示す情報、前記１つ以上のコネクションにおいてパケットの廃棄が生じたことを示す情報、前記１つ以上のコネクションのウインドウサイズを示す情報、及び、前記１つ以上のコネクションのラウンドトリップ遅延を示す情報の内の少なくとも１つを含む、請求項２に記載のパケット転送装置。

【請求項4】

前記第１情報の統計情報は、前記所定期間において前記１つ以上のコネクションが確立された回数を示す情報、前記１つ以上のコネクションでのパケットの再送回数を示す情報、前記１つ以上のコネクションにおいて廃棄したパケットの数を示す情報、前記１つ以上のコネクションのウインドウサイズの平均値を示す情報、及び、前記１つ以上のコネクションのラウンドトリップ遅延の平均値を示す情報の内の少なくとも１つを含む、請求項３に記載のパケット転送装置。

【請求項5】

前記処理手段は、前記取得手段がした前記第２情報を前記監視装置に送信する、請求項１に記載のパケット転送装置。

【請求項6】

前記第２情報は、前記ルーティングテーブルにエントリが追加されことを示す情報、又は、前記ルーティングテーブルのエントリが削除されたことを示す情報を含む、請求項５に記載のパケット転送装置。

【請求項7】

前記第２情報は、追加又は削除された前記エントリの内容を示す情報を含む、請求項６に記載のパケット転送装置。

【請求項8】

前記処理手段は、前記取得手段が取得した前記第３情報の統計情報を前記監視装置に送信する、請求項１に記載のパケット転送装置。

【請求項9】

前記第３情報は、前記他の２つのパケット転送装置間で送受信される前記パケットを廃棄したことを示す情報を含む、請求項２に記載のパケット転送装置。

【請求項10】

前記第３情報の統計情報は、前記所定期間において前記他の２つのパケット転送装置間で送受信された前記パケットを廃棄した回数を示す情報を含む、請求項９に記載のパケット転送装置。

【請求項11】

前記第３情報は、前記他の２つのパケット転送装置間で前記経路情報を交換するために使用されているルーティングプロトコルに関する情報を含み、
前記第３情報の統計情報は、前記ルーティングプロトコル毎に前記パケットを廃棄した回数を示す、請求項１０に記載のパケット転送装置。

【請求項12】

１つ以上のプロセッサを有する装置の前記１つ以上のプロセッサで実行されると、前記装置を請求項１から１１のいずれか１項に記載のパケット転送装置として機能させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、パケット転送装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

通信ネットワークは、パケットを転送する複数のパケット転送装置を有する。パケット転送装置は、ボーダゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ）や、オープンショーテストパスファースト（ＯＳＰＦ）等のルーティングプロトコルに従い経路情報を交換し、受信したパケットの転送先を判定するためのルーティングテーブルを作成する。特許文献１は、ＢＧＰによって広告されている経路情報を収集する構成を開示している。特許文献２は、ＯＳＰＦパケットを監視することでネットワークの異常を検知する構成を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６－２４５６６２号公報

【特許文献2】特開２０１０－１０９７２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

複数のパケット転送装置で構成される通信ネットワークの異常を早期に検知するためには、複数のパケット転送装置それぞれから様々な情報を取得する必要がある。また、ネットワークの監視装置が各パケット転送装置にアクセスして情報を取得する構成では通信ネットワークの異常を早期に検知することはできない。

【0005】

本開示は、複数のパケット転送装置で構成される通信ネットワークの異常を早期に検知させるためのパケット転送装置及びプログラムを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によると、パケット転送装置は、１つ以上の他のパケット転送装置と経路情報を交換するために使用する１つ以上のコネクションに関する第１情報と、ルーティングテーブルの更新に関する第２情報と、他の２つのパケット転送装置間で経路情報を交換するために当該他の２つのパケット転送装置間で送受信されるパケットの処理に関する第３情報と、の内の少なくとも１つの種別の情報を取得する取得手段と、前記取得手段が前記情報を取得すると、前記情報を監視装置に送信する、或いは、前記取得手段が取得した前記情報の統計情報を所定期間毎に前記監視装置に送信する処理を行う処理手段と、を備えている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によると、複数のパケット転送装置で構成される通信ネットワークの異常を早期に検知させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態による、パケット転送装置の構成図。

【図2】監視装置に送信する監視情報例を示す図。

【図3】監視装置に送信する監視情報例を示す図。

【図4】監視装置に送信する監視情報例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0010】

図１は、本実施形態によるパケット転送装置１の構成図である。ルーティングプロトコル制御部１０は、ルーティングプロトコルに従い他のパケット転送装置１と経路情報を交換する。ルーティングプロトコル制御部１０が使用するルーティングプロトコルの種別は１つに限定されず、ＢＧＰ、ＯＳＰＦ、ＩＳ－ＩＳ（Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＶＲＲＰ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｏｕｔｅｒ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等の複数の種別を使用し得る。経路情報管理部１１は、ルーティングプロトコル制御部１０が取得した経路情報を管理すると共に、経路情報に基づきルーティングテーブルを作成する。転送部１２は、ルーティングテーブルに従いパケットの転送を行う。

【0011】

取得部１３は、ルーティング制御部１０、経路情報管理部１１及び転送部１２から監視対象の監視情報を取得して処理部１００に出力する。監視情報は、第１タイプの監視情報と、第２タイプの監視情報に分類され得る。処理部１００の送信部１５は、取得部１３から入力される第１タイプの監視情報を、そのまま、図示しない監視装置に送信する。なお、監視装置とは、複数のパケット転送装置１から様々な種別の監視情報を収集して、複数のパケット転送装置１で構成される通信ネットワークに異常があるか否かを判定する処理を行う装置である。

【0012】

一方、取得部１３から入力される第２タイプの監視情報は、処理部１００において集約部１４に入力される。集約部１４は、所定期間を単位として第２タイプの監視情報の統計情報を求める。送信部１５は、所定期間毎の統計情報を所定タイミングで繰り返し監視装置に送信する。例えば、所定期間を１秒間とすると、集約部１４は、１秒間の統計情報を求め、送信部１５は、１秒毎に統計情報を監視装置に送信する。

【0013】

図２は、取得部１３がルーティングプロトコル制御部１０から取得する監視情報（第１情報）の例を示している。図２に示す様に、取得部１３がルーティングプロトコル制御部１０から取得する監視情報は総て第２タイプである。"ＴＣＰコネクション"は、経路情報を交換するためのＴＣＰコネクションの確立が生じたことを示す情報である。"ＴＣＰ再送"は、確立したＴＣＰコネクションにおけるＴＣＰパケットの再送が生じたことを示す情報である。"ＴＣＰドロップ"は、確立したＴＣＰコネクションにおけるＴＣＰパケットの廃棄が生じたことを示す情報である。"ＴＣＰラウンドトリップ遅延"は、確立したＴＣＰコネクションのラウンドトリップ遅延を示す情報である。"ＴＣＰウインドウサイズ"は、確立したＴＣＰコネクションのウインドウサイズを示す情報である。

【0014】

集約部１４は、"ＴＣＰコネクション"、"ＴＣＰ再送"及び"ＴＣＰドロップ"については１秒間における積算値、つまり、イベントの発生回数を統計情報として求める。つまり、集約部１４は、パケット転送装置１において１秒間に確立されたＴＣＰコネクションの数を示す情報、パケット転送装置１において１秒間に生じたＴＣＰパケットの再送回数を示す情報及びパケット転送装置１において１秒間に廃棄されたＴＣＰパケットの数を示す情報を統計情報として求める。送信装置１５は、これら情報を監視装置に送信する。なお、例えば、１秒間に生じたＴＣＰパケットの再送回数を示す情報や、１秒間に廃棄されたＴＣＰパケットの数を示す情報は、特定のＴＣＰコネクションではなく、パケット転送装置１に確立されている１つ以上のＴＣＰコネクションの全体に渡る積算値とし得る。

【0015】

また、集約部１４は、"ＴＣＰラウンドトリップ遅延"及び"ＴＣＰウインドウサイズ"については１秒間における平均値を統計情報として求める。つまり、集約部１４は、取得部１３が１秒間の間にルーティングプロトコル制御部１０から取得したＴＣＰコネクションのラウンドトリップ遅延の平均値や、ウインドウサイズの平均値を統計情報として監視装置に送信する。なお、取得部１３は、１秒間の間に複数回、ルーティングプロトコル制御部１０から"ＴＣＰラウンドトリップ遅延"や"ＴＣＰウインドウサイズ"を取得する。また、"ＴＣＰラウンドトリップ遅延"や"ＴＣＰウインドウサイズ"の平均値は、特定のＴＣＰコネクションでの平均値ではなく、パケット転送装置１に確立されている１つ以上のＴＣＰコネクションの全体に渡る平均値とし得る。

【0016】

ネットワークに輻輳や異常が生じると、経路情報を交換するためのＴＣＰコネクションの品質も劣化する。この劣化により、ＴＣＰパケットの再送イベントや廃棄イベントが増加し、ＴＣＰラウンドトリップ遅延の平均値が増加し、ＴＣＰウインドウサイズの平均値が低下する。また、経路情報を交換するためのＴＣＰコネクションが劣化すると、正しく経路情報を交換することができず、通信ネットワークのさらなる異常に繋がる。したがって、図２に示す情報を監視装置に送信することで、監視装置は、通信ネットワークの異常を早期に検知することができる。

【0017】

なお、図２に示すＴＣＰコネクションに関する情報は、例えば、オペレーティングシステム（ＯＳ）のカーネル空間で管理されている場合がある。この様な場合、例えば、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）におけるｅＢＰＦ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｐａｃｋｅｔ Ｆｉｌｔｅｒ）技術等、ＯＳのカーネル空間で管理されている情報を取得する任意の技術を使用する。

【0018】

図３は、取得部１３が経路情報管理部１１から取得する監視情報（第２情報）の例を示している。図３に示す様に、取得部１３が経路情報管理部１１から取得する監視情報は総て第１タイプである。"エントリ追加"は、ルーティングテーブルへの新しいエントリの追加が生じたことを示す情報であり、"エントリ削除"は、ルーティングテーブルからのエントリの削除が生じたことを示す情報である。これら情報は、追加又は削除されたエントリの内容を示す情報をさらに含む。例えば、エントリの内容を示す情報は、プレフィクス（Ｐｒｅｆｉｘ）や、ネクストホップ（Ｎｅｘｔ－Ｈｏｐ）を示す情報である。

【0019】

通信ネットワークに障害が発生すると、それに伴い、ルーティングテーブルも頻繁に変更される。したがって、図３に示す情報を発生の都度、監視装置に送信することで、監視装置は、通信ネットワークの異常を早期に検知することができる。

【0020】

図４は、取得部１３が転送部１２から取得する監視情報（第３情報）の例を示している。図２に示す様に、取得部１３が転送部１２から取得する監視情報は、総て第２タイプである。本実施形態において、転送部１２での監視対象は、他の２つのパケット転送装置１間での経路情報の交換のために送受信されるＩＰパケットの転送部１２による廃棄イベントである。つまり、監視対象は、ヘッダのプロトコルフィールドに各ルーティングプロトコルに対応する値が設定されているＩＰパケットの廃棄イベントである。"ＢＧＰ廃棄"、"ＯＳＰＦ廃棄"、"ＩＳ－ＩＳ廃棄"及び"ＶＲＲＰ廃棄"は、それぞれ、ＢＧＰ、ＯＳＰＦ、ＩＳ－ＩＳ及びＶＲＲＰのパケットを廃棄したことを示す情報である。集約部１４は、例えば、ルーティングプロトコル毎に、１秒間に廃棄したパケットの数を統計情報として求める。

【0021】

図２に示す情報と同様に、ルーティングプロトコルに関するパケットの廃棄状態を監視装置に通知することで、監視装置は、通信ネットワークの異常を早期に検知することができる。なお、本実施形態では、所定期間において廃棄したパケットの数を、ルーティングプロトコル毎に集計したが、ルーティングプロトコルに拘わらず全体の廃棄パケット数を統計情報とする構成であっても良い。

【0022】

また、パケット転送装置１は、図２から図４に示す情報を、自律的に、つまり、監視装置による読出しアクセスを待つことなく監視装置に送信するため、監視装置は、通信ネットワークの異常を早期に検知することができる。

【0023】

なお、監視装置に送信する監視情報は、図２から図４に示すものに限定されない。また、監視装置に送信する監視情報をユーザが指定できるようにパケット転送装置１を構成することができる。また、図２及び図４に示す情報については、ユーザ設定により第１タイプに変更する様に構成することもできる。例えば、図２の"ＴＣＰ再送"が第１タイプに変更されると、処理部１００は、ＴＣＰパケットの再送イベントが生じると、直ちに、監視装置にイベントを通知する構成とし得る。或いは、"ＴＣＰ再送"が第１タイプに変更されると、処理部１００は、ＴＣＰパケットの再送イベントが生じると、直ちに、監視装置にイベントを通知すると共に、ＴＣＰパケットの再送に関する統計情報も求めて監視装置に通知する構成とし得る。

【0024】

なお、本開示によると、１つ以上のプロセッサを有する装置の当該１つ以上のプロセッサで実行されると、当該装置を上記のパケット転送装置１として機能させるプログラム命令を含むコンピュータプログラムが提供される。コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。

【0025】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【0026】

以上の構成により、複数のパケット転送装置で構成される通信ネットワークの異常を早期に検知させることができる。したがって、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

【符号の説明】

【0027】

１３：取得部、１００：処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】