(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データパケット用のネットワーク通信リンク（１００）上のトラフィックフローを分析するための分散型トラフィック分析システム（１０）であって、前記ネットワーク通信リンクは、ターミナル（１０ａ−１０ｎ）、アクセスポイント（２０ａ−２０ｎ）、集信装置（３０）、およびデータネットワーク（４０）を含み、前記アクセスポイントは、前記ターミナルと各前記ターミナル向けの前記集信装置との間のインターフェイスとして提供され、
ａ）ネットワーク・トラフィックの分類と分析とを実施するために、少なくともいくつかの前記アクセスポイント内で提供される組み込み型の分類用コンポーネント（２００ａ−２００ｎ）と、
ｂ）前記組み込み型の分類用コンポーネントによって送信される前記分類の結果を処理するように構成される管理サーバ（３００）と、
ｃ）前記トラフィックの包括的分析を生成するために、前記管理サーバで処理された前記トラフィックの前記分類に付随する分類情報を使用するのに適した、少なくとも１つのネットワーク処理システム（４００ａ−４００ｎ）と、を備え、
前記組み込み型の分類用コンポーネントと前記管理サーバとの間の通信手段を提供するために、前記組み込み型の分類用コンポーネントによって管理される通信プロトコル（６００）を、さらに備え、
前記通信プロトコルは、オプション情報を伝達することを目的とするパケット内のコンテンツを修正することで、前記トラフィックフロー内の情報をカプセル化するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記通信プロトコルは、前記組み込み型の分類用コンポーネントと前記管理サーバとの間で、トンネルを生成するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記管理サーバは、前記分類されたトラフィックを一元化して格納化することで、前記トラフィックフローの分類に付随する分類情報を処理するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記管理サーバは、前記分類されたトラフィックをカウントすることで、前記トラフィックフローの分類に付随する分類情報を処理するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記管理サーバは、統計情報を確定させることで、前記トラフィックフローの分類に付随する分類情報を処理するように構成されている請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
連続する異なる分析層において異なったレベルの分析を連続して実施するのに適した分析器を含む階層分析システムであって、所定レベルで分析されたパケットは、さらなる分析のために次の連続層に転送され、前記次の連続層で実施される前記さらなる分析は、前記所定レベルでの前回の分析によって実施された分析から利益を得るような階層分析システムを、さらに含む請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
データパケット用のネットワーク通信リンク（１００）上のトラフィックフローを分析するための方法であって、ネットワーク情報が、集信装置（３０）によって受信されるデータネットワーク（４０）から提供され、アクセスポイント（２０ａ−２０ｎ）が、ターミナルと各ターミナル向けの前記集信装置との間のインターフェイスとして提供され、
前記トラフィックフローの分類および分析を実施するために、前記アクセスポイント内で、組み込み型の分類用コンポーネント（２００ａ−２００ｎ）を提供することと、
管理サーバ（３００）を使用して、前記組み込み型の分類用コンポーネントによって送信される前記分類の結果を処理することと、
少なくとも１つのネットワーク処理システム（４００ａ−４００ｎ）を使用して、前記管理サーバで処理された前記トラフィックの前記分類に付随する分類情報を使用することと、
前記トラフィックフローの包括的分析を生成することと、を有し、
前記組み込み型の分類用コンポーネントによって管理される通信プロトコル（６００）を介して、前記組み込み型の分類用コンポーネントと前記管理サーバとの間の通信手段を提供することをさらに有し、
前記通信プロトコルは、パケットを含む前記トラフィックフロー内の情報をカプセル化し、オプション情報を伝達する目的の前記パケット内のコンテンツを修正する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々のタイプのネットワーク上のデータトラフィックに関するもので、特に数あるネットワークの中でも、ＤＳＬ、ケーブル、又はＦＴＴＨ（Fiber to the Home 又は、Fiber to the Premises）の通信伝送、携帯電話ネットワーク（ＧＳＭ，ＣＤＭＡ，ＵＭＴＳ，他）及びＷiＦi又はＷiＭaxのネットワークを基礎とするデータトラフィックに関する。
【背景技術】
【０００２】
データネットワーク上のトラフィックフローの分析において、請求書作成、セキュリティ、ＱｏＳ（サービス品質）、使用データなどの種々の理由のために、送信元計算機（サーバ、ルータ、個人用計算機、等）と送信先計算機（最終ユーザターミナル、ターミナル、サーバ、ルータ、等）との間を伝送するデジタル通信ネットワーク（例えば、インターネット）内のトラフィック分類に関して、明解で正確な情報を有することは、絶対に必要である。
【０００３】
トラフィックフローを調査することは、多大な処理時間並びに監視及び分類のために多大なパワーを費やすことになる。また、トラフィックデータの量及び伝送速度の両方が、特にインターネットのトラフィックデータにおいて、猛烈に増加し続けている。トラフィックフロー分析のためのシステムは、しばしば種々の障害に遭遇する。この障害は、トラフィックフローのパッセージ・レベルにおいて、意味の明確性、信頼性、及び有用性のある分類及びネットワーク・トラフィックの処理を得るために必要な、種々のタイプの厳しい処理のために発生する。
【０００４】
通信ネットワーク上を往復するトラフィックの分類は、各々のトラフィックフローに適用できる形態に基づいて、分類方法を決定することが可能である。すなわち、データパケットを適切に処理する前に、トラフィックフローの分類は、ネットワーク・コンポーネントに、データパケットの種々の特性及びデータパケット内に含まれる情報に従って、データパケットを分類させることを可能にする。したがって、適切で効果あるデータ処理は、パケット分類に関して信頼できる方法に、大きく依存することになる。パケットが分類された後、ネットワーク・コンポーネントは、このパケットを適切に取り扱い及び処理する方法を決定することができる。
【０００５】
例えば、ファイアウォール内において、セキュリティ・システムの設定は、一般に、特定の伝送を阻止するために、プロトコル特性の認識に依存している。また、サービスの品質を管理する装置において、このような装置は、種々のシナリオを記載した複雑な規則に応じてデータに優先順位を配分する。上記シナリオと、接続間で搬送されるデータパケットとの対応は、これらの接続を分類するための技術を使用する。
【０００６】
さらに、パケットの分析及び分類は、しばしばプロトコル属性を構築する複雑なタスク、すなわち、プロトコルによって伝達される、データ及びパラメータ名称の意味上のストリーム内で使用されるプロトコル名称の指名順番を決定するタスクを含むことになる。異なるプロトコルを識別するために、グラフベース又は知識ベースを構築することは、非常に厳しいタスクである。何故なら、パケット通信ネットワーク内で使用される新規プロトコルの数は増加しており、同様にプロトコル修正の数及び新規の従属リンクの数も増加しているからである。
【０００７】
一般的に、上記のようなネットワーク上のトラフィックフローの分析は、通信リンクの特定箇所にトラフィック用分析器を挿入することで支援される。すなわち、データパケット観測用タスクは、例えば、接続情報が通過する際に、通過するデータパケットを生成する代理サーバのようなネットワークのノードに割り当てられる。したがって、トラフィックフロー分析を存在させることを、計算機ネットワークシステム内で実施することができ、この計算機ネットワークシステムにおいて、一般的に通信リンクは、以下の装置と接続する。すなわち、（１）アプリケーションを走らせ、かつユーザ要求を処理するターミナル、（２）ワークステーション及びネットワークとインターフェイスするアクセスポイントであって、上記ネットワークは通常、「セットトップボックス」タイプの処理エンティティ（entity）に付随のモデムである、アクセスポイント、（３）多くのユーザからのアクセスリンクを集約する集信装置、（４）データ伝送サービスを提供する伝送ネットワーク、及び（５）ユーザにデータを提供するサーバ、と接続する。さらなる問題は、トラフィックが暗号化されたとき、アクセスポイントでのパケットの分類が、暗号化前のいずれかのステップで実施されていないと、パケットの査察は不可能となることである。
【０００８】
上記タイプのアーキテクチャ及びフレームワークは、ＤＳＬ、ケーブル、又はＦＴＴＨのような利用頻度の高い通信システムに使用できる。他の既存の伝送ネットワークとして、携帯電話ネットワークのようなアーキテクチャに類似のタイプを、含めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３３３０６０号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の配置は、ネットワーク内において、広範囲のトラフィックを代表するものとして選択することができる。しかしながら、正確性と効率性の問題を提示することに加えて、このアプローチは、トラフィックの絶え間のない増加を支援するために、処理能力の増加を有するシステムを必要とする。換言すれば、処理能力は、単一のユーザ又は単一のワークステーションの要求に基づいて調整することはできない。何故なら、分析器を有するネットワーク構成は、大量でかつ非効率な処理を、処理する能力を必要としているからである。さらに、トラフィックの暗号化の取扱いも解決しなければならない。
【００１１】
したがって、新規の方法とシステムは、分析器の機能を分散化したトラフィック分析システム内におかれた数種のコンポーネントの間に分散させることで、測定の不正確性と効率化の問題とを解決するように実施することが望まれる。これは、分析機能を数種のコンポーネントに分散することで、能力問題も解決させることになる。これらのコンポーネントは、伝送速度とは無関係にトラフィック分析の品質を向上させ、システムの柔軟性や拡張性を提供し、さらにネットワークの性能及び形態を正確に記録する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
したがって、本発明の目的は、ターミナルと各ターミナル向けの集信装置との間でインターフェイスとして機能するアクセスポイントを備える通信システム内でのトラフィックを分析するために、向上した分散型トラフィック分析システム及び方法を提示することである。この分散型トラフィック分析システムは、ネットワーク・トラフィックの分類と分析とを実施するために、少なくともいくつかのアクセスポイント内で提供（host）される組み込み型の分類用コンポーネントと、上記組み込み型の分類用コンポーネントによって送信される分類結果を処理するように構成される管理サーバと、上記トラフィックの包括的分析を生成するために、上記管理サーバで処理された上記トラフィックに付随する分類情報を使用するのに適した、少なくとも１つのネットワーク処理システムと、を含む。
【００１３】
また、下記特徴を１つ以上含めることができる。
【００１４】
本発明の一態様において、上記システムは、また上記組み込み型の分類用コンポーネントと上記管理サーバとの間の通信手段を提供するために、上記組み込み型の分類用コンポーネントによって管理される通信プロトコルを含む。
【００１５】
さらに、上記通信プロトコルは、オプション情報の伝達を目的とするパケット内のコンテンツを修正することで、トラフィックフロー内の情報をカプセル化するように構成され、また上記組み込み型の分類用コンポーネントと上記管理サーバとの間で、専用及び／又は標準の信号伝達を使用するように構成される。
【００１６】
また、他の態様において、上記管理サーバは、上記分類されたトラフィックを一元化して格納化すること、さらに前記分類されたトラフィックをカウントすること、又は統計情報を確定させることで、トラフィックフローの分類に付随する分類情報を処理するように構成される。
【００１７】
さらに、上記システムは、連続する異なる分析層において異なったレベルの分析を連続して実施するのに適した分析器を含む階層分析システムを備える。このシステムで、所定レベルで分析されたパケットは、さらなる分析のために次の連続層に転送され、次の層で実施されるさらなる分析は、上記所定レベルでの前回の分析によって実施された分析から利益を得ることになる。
【００１８】
また、本発明は、通信リンク上のトラフィックフローを分析するための方法を提示する。上記方法において、ネットワーク情報は、集信装置によって受信されるデータネットワークから提供され、アクセスポイントは、ターミナルと各ターミナル向けの集信装置との間でインターフェイスとして動作する。上記方法は、前記トラフィックフローの分類及び分析を実施するために、前記アクセスポイント内で組み込み型の分類用コンポーネントを提供すること、管理サーバを使用して前記組み込み型の分類用コンポーネントによって送信される分類の結果を処理すること、少なくとも１つのネットワーク処理システムを使用して上記管理サーバで処理された上記トラフィックの上記分類に付随する分類情報を使用すること、及び上記トラフィックフローの包括的分析を生成すること、を備える。
【００１９】
本発明の他の特徴は、さらに従属クレームの中に列挙してある。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】通信システム及び通信用コンポーネントの概略図である。
【図２】図１の通信チェーンに追加した、分散型トラフィック分析システムの概略図である。
【図３】図２のシステムに使用される通信プロトコルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
分散型トラフィック分析システムの態様又は別の態様、及びこれらの方法が、以下の説明等から明解になるであろう。
【００２２】
図１に関連して、通信システム５は、ネットワークサーバ５０を含み、このネットワークサーバは、データネットワーク４０上のトラフィックフローに付随する情報を提供する。上記情報は、通信リンク１００を使用して集信装置３０によって受信され、集信装置は、サーバ５０と最終ユーザのターミナル１０ａ−１０ｎとの間にブリッジを提供する。ターミナル１０ａ−１０ｎと集信装置３０との間のインターフェイスは、多数のアクセスポイント２０ａ−２０ｎを介して提供される。これらアクセスポイントの各々は、ターミナル１０ａ−１０ｎに対応する。
【００２３】
図１の構成の目的として、通信システム５は、ＤＳＬ又は他のタイプのケーブル、ＦＴＴＨ（Fiber to the Home 又は、Fiber to the Premises）の通信伝送、携帯電話ネットワーク（ＧＳＭ，ＣＤＭＡ，ＵＭＴＳ，等）及びＷiＦi又はＷiＭaxのネットワークのような、いかなるタイプのネットワーク構造にすることができる。さらに、通信リンク１００は、無線リンクと同様な物理的リンクのいかなるタイプにもすることができる。
【００２４】
図２に関連して、分散型トラフィック分析システム１０は、パケットの分類とパケットの分析とを実施するために、通信システム５に追加される。トラフィック分析タスクの分散化は、ターミナル１０ａ−１０ｎを往復するトラフィックフローを分析及び分類する機能を、アクセスポイント２０ａ−２０ｎ内に組み込むことにより実施され、さらにパケットの分析及び分類の結果を管理サーバ３００に送信することにより実施される。この管理サーバ３００は、アクセスポイント２０ａ−２０ｎのすべてから受信した結果を処理するように構成される集信装置３０と結合している。
【００２５】
換言すれば、追加コンポーネントすなわち分散型トラフィック分析システム１０のブロックは、通信リンク１００上のトラフィック分析を提供するために、図１の通信システム５内に実装される。特に、分散ネットワークシステム１０のコンポーネントは、
分類データを処理する管理サーバ３００であって、処理内容は、例えばフィルタ処理、会計処理、データの統計処理である管理サーバと、
アクセスポイント２０ａ−２０ｎの各々に追加される、組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎと、
管理サーバ３００によって処理されるデータを使用する、１つ又は複数のネットワーク処理システム４００ａ−４００ｎと、を含む。
【００２６】
組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎは、パケットの分析を実施し、ターミナル１０ａ−１０ｎを往復するパケットの分類を実施する。また、組み込み型の分類用コンポーネントは、特定の通信プロトコル６００を使用して、管理サーバ３００と共に通信手段を管理する。
【００２７】
管理サーバ３００は、すべての組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎから分類情報を受信し、数々の処理、例えばフィルタ処理、会計処理、請求書作成、又は動作中のネットワーク統計計算のような処理を適用しながら、受信情報の処理に着手する。また、管理サーバ３００も、トラフィックのタイプによって分類されたデータトラフィックを、収集することができる。
【００２８】
例えば、図２で示すように、ネットワーク処理システム４００ａ−４００ｎは、管理サーバ３００によって生成されたログ（log）を収集することができる。この結果、上記システムは、使用に基づくトラフィック請求書の作成、並びに、ネットワーク・ユーザ、ネットワーク・アプリケーション、使用ピーク時間、トラフィック・ルーティング、及び同様な情報についての有効な情報を提供することが可能となる。
【００２９】
分散ネットワークシステム１０は、単一のネットワーク処理システム４００ａ又は多数のネットワーク処理システム４００ａ−４００ｎを含むことができ、これらのネットワーク処理システムは、生データを包括的な形に計算するために、管理サーバ３００によって処理された情報を収集することになるであろう。実際、ネットワーク処理システム４００ａは、管理サーバ３００上でトラフィック・タイプによってグループ分けされた、使用量を収集する請求システムにすることができた。既に説明したように、単一又は複数のネットワーク処理システム４００ａ−４００ｎを実装することができる。したがって、管理サーバ３００によって処理された情報の結果は、単一システムで処理することもできるし、いくつかのシステムに分散することもできる。分散した場合は、各々のシステムが、個別の計算を実施することになる。この情報は、動作中のネットワーク・トラフィック情報から構成され、この情報には、ネットワーク・トラフィックの課金、使用に基づくネットワーク請求書、ネットワーク計画、セキュリティ、サービス拒否監視能力、サービス品質、ネットワーク監視、ネットワーク管理、又は通信リンク１００を介して伝送される広域のデータトラフィックの統計的監視が付随する。
【００３０】
換言すれば、分散ネットワークシステム１０の中で、ネットワーク処理システム４００ａ−４００ｎは、実装された構造基盤を変更することなく、管理サーバ３００によって提供される情報を使用する。
【００３１】
一般的に、通信リンク１００上のトラフィック分析を実施するとき、アクセスポイント２０ａ−２０ｎと集信装置３０との間のトラフィックは、オペレータのネットワークのコア内速度の数十Ｇｐｂｓと等しくなるような、相当に高速（例えば、１０Ｇｐｂｓ）なトラフィックにすることができる。したがって、負荷の重いトラフィックのネットワーク内において、この時点で回線速度で実施できるパケットの分類分析は、分析するパケットの複雑性、パケット通信ネットワークで使用される新規プロトコルの増加量、プロトコルの修正数及び従属リンクの新規数、さらにパケットの暗号化に、等しく拘束される可能性がある。
【００３２】
この問題は、管理サーバ３００によって提供される分析の別レベルによって、軽減することができる。組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎによって実施される分析を処理することに加えて、管理サーバ３００は、また階層レベルの分析を実施することができる。この階層レベルの分析は、組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎによって実施される当初の分析の上に構築される。
【００３３】
例えば、データネットワーク内で通信されるパケットを正確に分析するために、このネットワークのトラフィックフローのパケットを、適切に分析し、分類する必要がある。このことを遂行するために、通信システム５は、この取り組みを支援するために、分散ネットワークシステム１０を実装する。組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎが、検出、分析、及び分類を実施するだけでなく、これらパケットの各々のために、ネットワーク・コンポーネント、すなわち分散ネットワークシステム１０のコンポーネントが、プロトコル（例えば、ＨＴＴＰ，ＦＴＰ，Ｈ.323，ＶＰＮ，ＩＰｖ4，ＩＰｖ6）、アプリケーション／プロトコル（例えば、音声、ビデオ、データ、実時間データ、等）内での使用、及び各アプリケーション又はアプリケーション・コンテクスト（例えば、選択オプション、要求サービス、配給サービス、持続期間、時刻、要求データ、等）内で使用する最終ユーザのパターンを決定しなければならない。このことが、ネットワーク活動について客観的に測定し分析する方法を、広範囲にわたって確実にし、この結果、実時間分析に着手することができ、いくつかのネットワーク問題を知ることができる。
【００３４】
パケットの分析及び分類は、しばしばプロトコル属性を構築する複雑なタスク、すなわち、プロトコルによって伝達される、データ及びパラメータ名称の意味上のストリームで使用されるプロトコル名称の指名順番を、決定するタスクを含む。したがって、分析の第１レベルは、より詳細でかつ複雑な、後続の管理サーバ３００での分析レベルと共に、アクセスポイント２０ａ−２０ｎの組み込み型の分類用コンポーネントのレベルにおいて実施することができる。
【００３５】
さらに、組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎと管理サーバ３００との間の通信メカニズムは、組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎ自身によって管理される。例えば、通信メカニズムのためのいくつかの実装が可能である。
【００３６】
図２及び図３に関連して、管理サーバ３００と組み込み型の分類用コンポーネント２００ａとの間の通信メカニズムは、通信プロトコル６００を使用することで実施される。この通信プロトコルは、通信リンク１００でのデータパケット５００の修正に基づいている。
【００３７】
例えば、ＩＰｖ6の環境において、ＩＰパケットは、ブロック５１０とブロック５３０とを両側におくブロック５２０を含む。これは、上記目的の専用のブロックである。管理サーバ３００とアクセスポイント２０ａ−２０ｎとの間のトラフィックフローが、ＩＰタイプのとき、組み込み型の分類用コンポーネント２００ａ−２００ｎと管理サーバ３００との間の通信は、データブロック５２０内に通信情報を含むことで実施することができる。結果として、通信システム５は、この目的に利用できるタグ領域を使用することで、パケットを修正することができる。このアプローチは、ＩＰｖ6の環境において直接実装することができ、このタイプの領域は、上記目的のために、満足できるサイズでＩＰｖ6の環境内に提供されている。
【００３８】
他の実施例は、アクセスポイント２０ａ−２０ｎと管理サーバ３００との間の専用の信号伝達を使用する通信の実施を含むことができる。プロトコルは、トラフィック認識方法に付随する分類情報を、例えばハッシュ・キー（hash key）を使用して、アクセスポイント２０ａ−２０ｎから管理サーバ３００に送信することができる。同一のプロトコルは、コマンド、管理情報、及びポリシー情報を、管理サーバ３００からアクセスポイント２０ａ−２０ｎに送信することができる。加えて、別の実施は、ネットフローのような存在する標準のプロトコルを基礎にして、標準化された通信メカニズムを使用することができる。すなわち、標準のプロトコルは、ＩＰアプリケーションのための重要なセット・サービスを提供し、このセット・サービスには、ネットワーク・トラフィック課金、及び別のタイプの種々のデータ収集方法が含まれる。
【００３９】
さらに、別の実施は、アクセスポイント２０ａ−２０ｎと管理サーバ３００との間のトンネルを使用することができる。この実施は、アクセスポイント２０ａ−２０ｎ上で実施される処理の妥当性を認証する利便性を有している。このトンネル内に含まれていないデータトラフィックの全部が、管理サーバ３００によって拒絶される。トンネルが他の使用のためにアクセスポイント２０ａ−２０ｎ内に存在するときは、しばしば、存在するトンネルへの補足的信号伝達が提供される。この場合、アクセスポイント２０ａ−２０ｎ上で必要とされる付加機能は限られる。
【００４０】
最後に、上述した図２の分散ネットワークシステム１０は、特定のネットワーク構成を用いて説明したが、ネットワーク構成のいかなるタイプのアーキテクチャ上にも実装することができる。換言すれば、最も普通又は普及している通信システムは、ＤＳＬ、ケーブル、又はＦＴＴＨ通信ネットワーク内に見られるようなシステムと述べてきたが、本発明のシステム及び方法は、電話ネットワーク（２Ｇ、２．５Ｇ、３Ｇ）又は無線通信ネットワーク（ＷiＦi、ＷiＭax）内のデータ通信の分析支援にも容易に適用することができる。結論として、本発明のシステム又は方法を他のタイプのネットワークに実装することは、ネットワークの計画、監視、課金、その他のための包括的な解決方法を提供することができる。
【図１】
0005475744.tif 000002
【図２】
0005475744.tif 000003
【図３】
0005475744.tif 000004