(57)【要約】【課題】  ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを構成するチャネル上の通信トラフィック量を解析により求める通信トラフィック量解析装置を提供する。【解決手段】  設定情報取得部１１は、ネットワーク設定情報Ｄ１にアクセスして解析用の情報を抽出して解析部１３に渡す。設定情報取得部１２は、ネットワーク変数メッセージの送信頻度を示す設定情報Ｄ２を取得して解析部１３に渡す。解析部１３は、それらの情報を用いた解析を行い、チャネル毎に、通信トラフィック量を示す情報としてパケット量を算出する。【選択図】図１
2006108857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを対象に、該ネットワークシステムを構成する通信ネットワーク上の通信トラフィック量を解析により求める装置であって、
前記ネットワークシステムの設計に係わる設計情報を取得する設計情報取得手段と、
前記設計情報取得手段が取得した設計情報を用いた解析を行い、前記通信ネットワーク上の通信トラフィック量を算出する解析手段と、
を具備することを特徴とする通信トラフィック量解析装置。
【請求項２】
前記解析手段は、前記設計情報から、前記ネットワーク変数に関する情報、及びルータに関する情報を抽出して解析を行うことにより、前記ネットワークシステムを構成する、該ルータによって接続される通信ネットワーク毎に、前記トラフィック量を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の通信トラフィック量解析装置。
【請求項３】
前記解析手段は、ユーザにより指定された、前記ネットワーク変数が表現するデータの送信頻度を示す情報を参照して、前記解析を行う、
ことを特徴とする請求項１、または２記載の通信トラフィック量解析装置。
【請求項４】
ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを対象に、該ネットワークシステムを構成する通信ネットワーク上の通信トラフィック量を解析により求める通信トラフィック量解析装置に実行させるプログラムであって、
前記ネットワークシステムの設計に係わる設計情報を取得する機能と、
前記取得する機能により取得した設計情報を用いた解析を行い、前記通信ネットワーク上の通信トラフィック量を算出する機能と、
を実現させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを構成する通信ネットワーク上の通信トラフィック量を解析により求めるための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビルディングオートメーション、ホームオートメーション、輸送機関、インダストリーオートメーションなどの様々な分野でネットワークシステムの構築にＬＯＮＷＯＲＫＳ（米国エシェロン社の登録商標）技術が採用されている。その技術が採用されるＬＯＮＷＯＲＫＳネットワークシステムでは、デバイス（機器：ノード）が持つネットワーク変数を論理的にバインドすることで、必要な情報をデバイス間でやり取りするようになっている。
【０００３】
ネットワークシステムを構成するチャネル（通信媒体：ルータで接続される通信ネットワーク）には許容量があり、許容量を超える通信が行われる場合には通信エラーが発生するので、通信発生頻度を抑えるか、チャネルの分割などの対策が必要となる。従来、そのトラフィック量の推定は、インテグレータ（設計者）がスキルやノウハウに頼って行っていた。
【０００４】
ネットワークシステムの設計段階では、ノード数の制限、配線長、トポロジーなどはチェックすることは比較的に容易である。しかし、通信トラフィック量を正確に推定することは容易ではない。なぜなら、通信トラフィック量は、バインドやアプリケーション・プログラム（以下「アプリケーション」と略記）の組み方に大きく依存するだけでなく、システムの置かれている状況（定常状態、特殊的状況（立ち上がり時、停電からの復電時、緊急事態発生など）など）で異なるからである。通信エラーや通信トラフィック量の確認は、プロトコルアナライザを使って通信状態を実際にチェックすることにより行うことができる。
【０００５】
たとえトラフィック量の推定が正確に行えるスキルやノウハウがあっても、毎回手作業による計算で推定を行うのでは作業効率が悪い。そのようなスキルやノウハウを持っていないインテグレータでは、推定結果に大きな誤差があることが多いだけでなく、計算作業に時間が掛かり過ぎて作業効率が更に悪くなったりする。このようなことから、適切なネットワークシステムの構築をより迅速に行えるようにインテグレータの作業を支援できるように、チャネルの推定される通信トラフィック量を解析により自動的に提示することは重要であると考えられる。
【０００６】
同じ変数間のバインドを行っても、専用ツールであるバインダーによる資源の割り当て方によってネットワーク変数メッセージ（ネットワーク変数（で表現されるデータ）の値が更新されたことをバインド（送信）先のノードに通知するためのメッセージ）のアドレッシングモードが異なってくる。そのネットワーク変数メッセージがマルチキャストで送信されるのか、或いはユニキャストで複数個、送信されるのかといったことが異なってくる。これによってパケット量も変わってくる。このことから、インテグレータの想定と実際の通信形態との間の不一致は、推定するトラフィック量に生じる誤差の要因となる。
【特許文献１】特開２００１−３２６６３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを構成するチャネル上の通信トラフィック量を解析により求める通信トラフィック量解析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の通信トラフィック量解析装置は、ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを対象に、該ネットワークシステムを構成する通信ネットワーク上の通信トラフィック量を解析により求めることを前提とし、ネットワークシステムの設計に係わる設計情報を取得する設計情報取得手段と、設計情報取得手段が取得した設計情報を用いた解析を行い、通信ネットワーク上の通信トラフィック量を算出する解析手段と、を具備する。
【０００９】
なお、上記解析手段は、設計情報から、ネットワーク変数に関する情報、及びルータに関する情報を抽出して解析を行うことにより、ネットワークシステムを構成する、該ルータによって接続される通信ネットワーク毎に、トラフィック量を算出する、ことが望ましい。また、解析手段は、ユーザにより指定された、ネットワーク変数が表現するデータの送信頻度を示す情報を参照して、解析を行う、ことが望ましい。
【００１０】
本発明のプログラムは、ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムを対象に、該ネットワークシステムを構成する通信ネットワーク上の通信トラフィック量を解析により求める通信トラフィック量解析装置に実行させるプログラムであって、ネットワークシステムの設計に係わる設計情報を取得する機能と、取得する機能により取得した設計情報を用いた解析を行い、通信ネットワーク上の通信トラフィック量を算出する機能と、を実現させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ノード間で送受信するデータがネットワーク変数として表現されるネットワークシステムの設計に係わる設計情報を取得して、その設計情報を用いた解析を行い、通信ネットワーク上の通信トラフィック量を算出する。そのようにして算出されるトラフィック量からユーザ（インテグレータ、など）は、不適切な、或いは不適切である可能性を持つチャネルを容易、且つ迅速に確認できるようになる。このため、適切なネットワークシステムの設計、或いはより適切となるような設計変更もより容易、且つ迅速に行えることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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１は、本実施の形態による通信トラフィック量解析装置の機能構成を説明する図である。
【００１３】
その通信トラフィック量解析装置（以降「解析装置」と略記）１は、ネットワーク変数がバインドされたＬＯＮＷＯＲＫＳネットワークシステムを対象にして、そのシステムを構成する通信ネットワーク（チャネル）上の通信トラフィック量を解析して算出するものである。図１に示すように、ネットワーク設計情報（以下「設計情報」と略記）Ｄ１を取得する設計情報取得部１１と、設定情報Ｄ２を取得する設定情報取得部１２と、各取得部１１、１２がそれぞれ取得した情報の解析を行い、チャネルの通信トラフィック量を算出する解析部１３と、を備えた構成となっている。解析部１３は、アドレッシングモード解析部２１、送信頻度計算部２２、経路解析部２３、及びパケット量集計部２４、を備えた構成となっている。以降、ＬＯＮＷＯＲＫＳネットワークシステムは「ネットワークシステム」と略記する。
【００１４】
そのネットワークシステムは複数のチャネル（通信ネットワーク）を用いて構築されることが多い。チャネルの許容量はチャネルによって異なるのが普通である。このようなことから本実施の形態では、チャネル毎に、通信トラフィック量として単位時間当たりに送信されるパケット量（総データ量）を求めるようにしている。
【００１５】
上記解析装置１は、各部１１〜１３を後述するように動作させるための機能を搭載させた、ＬＯＮＷＯＲＫＳネットワークに対し基本的管理サービス機能を提供するＬＯＮＷＯＲＫＳネットワークオペレーティングシステムであるＬＮＳ（LONWORKSNetwork Service）を例えば１台のデータ処理装置（コンピュータ）に実行させることで実現される。２台以上のデータ処理装置を用いて構築することもできる。
【００１６】
図５は、その解析装置１を実現できるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。図１についての詳細な説明の前に、解析装置１を実現できるコンピュータの構成について具体的に説明する。混乱を避けるために以降、解析装置１は図５に構成を示す１台のコンピュータによって実現されていることを前提として説明することとする。
【００１７】
図５に示すコンピュータは、ＣＰＵ６１、メモリ６２、入力装置６３、出力装置６４、外部記憶装置６５、媒体駆動装置６６、及びネットワーク接続装置６７を有し、これらがバス６８によって互いに接続された構成となっている。同図に示す構成は一例であり、これに限定されるものではない。
【００１８】
ＣＰＵ６１は、当該コンピュータ全体を制御する中央処理装置である。
メモリ６２は、プログラム実行、データ更新等の際に、外部記憶装置６５（あるいは可搬型の記録媒体６９）に記憶されているプログラムあるいはデータを一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＰＵ６１は、プログラムをメモリ６２に読み出して実行することにより、全体の制御を行う。
【００１９】
入力装置６３は、例えば、キーボード、マウス等の入力装置と接続されているか、或いはそれらを有するものである。そのような入力装置に対するユーザの操作を検出し、その検出結果をＣＰＵ６１に通知する。
【００２０】
出力装置６４は、例えばディスプレイと接続されているか、或いはそれを有するものである。ＣＰＵ６１の制御によって送られてくるデータをディスプレイ上に出力させる。
ネットワーク接続装置６７は、例えばイントラネットやインターネット等のネットワークを介して、他の装置と通信を行うためのものである。外部記憶装置６５は、例えばハードディスク装置である。主に各種データやプログラムの保存に用いられる。
【００２１】
記憶媒体駆動装置６６は、ＣＤ（ここではＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ等を含む）、ＤＶＤ、光磁気ディスク等の可搬型の記録媒体６９にアクセスするものである。
上記ＬＮＳは、ネットワーク接続装置６７、或いは媒体駆動部６６を介して取得され、例えば外部記憶装置６５に格納される。設計情報Ｄ１は、ネットワーク接続装置６７、或いは媒体駆動部６６を介して取得される。設定情報Ｄ２は、ネットワーク接続装置６７、若しくは媒体駆動部６６を介して取得されるか、或いは入力装置６３を介して入力される。
【００２２】
上記設計情報Ｄ１は、設計されたネットワークシステムの設計に係わる各種情報を格納したデータベースである。その情報としては、バインドされているネットワーク変数、その通信形態、ネットワークシステムを構成するチャネル間を接続するルータに関する情報、などが含まれる。
【００２３】
ネットワーク変数メッセージは、その変数が表現するデータが更新された場合に送信される。そのメッセージの送信頻度は設計情報Ｄ１から正確に推定することはできない。このことから、本実施の形態では、その送信頻度を示す情報を設定情報Ｄ２としてユーザに指定させるようにしている。それにより、その設定情報Ｄ２は、ネットワーク接続装置６７、若しくは媒体駆動部６６を介して取得されるか、或いは入力装置６３を介して入力されるようになっている。ここでは、その内容は、例えばネットワーク変数単位で送信頻度として、その送信間隔（の平均時間）を示すものとする。
【００２４】
図５に構成を示すコンピュータは、ＣＰＵ６１が、ＬＮＳをメモリ６２に読み出して実行することにより、本実施の形態による解析装置１として機能する。その解析装置１は、図３に示す解析処理を実行することで実現される。このことから以降、図３に示す解析処理を参照しつつ、解析装置１を構成する各部１１〜１３の動作（機能）について詳細に説明することとする。その解析処理は、例えばＬＮＳを起動させた状態で通信トラフィック量の解析を指示することで実行される。設計情報Ｄ１、及び設定情報Ｄ２は共に、その実行時、或いは実行前にユーザに指定させるようになっている。
【００２５】
先ず、ステップＳ１では、設計情報Ｄ１にアクセスして、その情報Ｄ１から解析に必要な情報、つまりバインドしているネットワーク変数と通信形態、ルータについての情報等を抽出する。その情報とは、より具体的には例えば以下のようなものである。
【００２６】
・  バインドしている全ネットワーク変数とセレクタ（エイリアスネットワーク変数も含めて）
・  サービスタイプ（確認応答、非確認応答繰返し、非確認応答）
・  通信パラメータ（リピート数、リピートタイマ、リトライ数、トランザクションタイマ）
・  送信ノードと受信ノードが接続しているチャネル
・  ルータが接続している２つのチャネルとルータタイプ
図１に示す設計情報取得部１１は、設計情報Ｄ１にアクセスして、上述したような情報を解析用情報として抽出し、解析部１３に渡す。その抽出は、ネットワーク変数、或いはチャネルに着目してまとめる形で行っている。
【００２７】
ステップＳ１に続くステップＳ２では、アドレッシングモード解析処理を実行する。その解析処理は、解析部１３のアドレッシング解析部２１によって実現される。
エイリアスネットワーク変数は、もとは同じ変数であるが擬似的に分割された変数であり、ネットワーク変数メッセージは各エイリアスに対して送信される。また、エイリアスは独自のセレクタを持つ。このことから、本実施の形態では、エイリアスネットワーク変数を別の変数として扱うために、変数名は「ノード名＋変数名＋セレクタ」と連結してユニークにする。ノード名は、サブシステムの階層を表すパスも含めたものとする。第１キーは出力ネットワーク変数名、第２キーは入力ネットワーク変数名でソートする。このソートによって、一つの出力ネットワーク変数による接続に区分できるので、ネットワーク変数メッセージ毎に、出力ネットワーク変数単位でアドレッシングモードを決定する。そのモードとしては、ユニキャスト（１対１）、マルチキャスト（１対Ｎ）、及びターンアラウンド（自ノード内でのバインド）、の３種類が存在する。
【００２８】
図４は、アドレッシングモード決定処理のフローチャートである。その決定処理は、ネットワーク変数（メッセージ）毎に、出力ネットワーク変数単位でアドレッシングモードを決定するためにアドレッシングモード解析処理内で実行されるサブルーチン処理である。ここで、その決定処理について、図４を参照して詳細に説明する。
【００２９】
先ず、ステップＳ１１では、バインド数（メッセージの受信ノード数）が１か否か判定する。その数が１でない場合、判定はＮＯとなってステップＳ１５に移行する。そうでない場合には、判定はＹＥＳとなってステップＳ１２に移行し、受信ノードが自ノード（送信ノード）であるか否か判定する。受信ノードが自ノードであった場合、判定はＹＥＳとなり、ステップＳ１３でアドレッシングモードはターンアラウンドであると決定した後、一連の処理を終了する。そうでない場合には、判定はＮＯとなり、ステップＳ１４でそのモードはユニキャストであると決定した後、一連の処理を終了する。
【００３０】
ステップＳ１５では、バインド数が２か否か判定する。その数が２でない場合、つまりその数が３以上である場合、判定はＮＯとなってステップＳ１９に移行する。そうでない場合には、判定はＹＥＳとなってステップＳ１６に移行し、受信ノードとして自ノード（送信ノード）が含まれているか否か判定する。受信ノードとして自ノードが含まれていた場合、判定はＹＥＳとなり、ステップＳ１７でアドレッシングモードは自ノード分ではターンアラウンド、他の１ノードではユニキャストであるとそれぞれ決定した後、一連の処理を終了する。そうでない場合には、判定はＮＯとなり、ステップＳ１８でそのモードはマルチキャストであると決定した後、一連の処理を終了する。
【００３１】
ステップＳ１９では、受信ノードとして自ノードが含まれているか否か判定する。受信ノードとして自ノードが含まれていた場合、判定はＹＥＳとなり、ステップＳ２０でアドレッシングモードは自ノード分ではターンアラウンド、他のノードではマルチキャストであるとそれぞれ決定した後、一連の処理を終了する。そうでない場合には、判定はＮＯとなり、ステップＳ２１でそのモードは何れもマルチキャストであると決定した後、一連の処理を終了する。
【００３２】
図２は、アドレッシングモードの解析結果例を説明する図である。
上述したようにして決定したアドレッシングモードは、第１キーは出力ネットワーク変数名、第２キーは入力ネットワーク変数名でソートされる。それにより、図２に示すように、出力ネットワーク変数名毎にまとめた形で、入力ネットワーク変数名別に、決定したアドレッシングモードが設定される。
【００３３】
図３を参照しての説明に戻る。
上記ステップＳ２でアドレッシングモード解析処理を実行した後はステップＳ３に移行する。そのステップＳ３では、ネットワーク変数メッセージがノードからチャネルに送信される頻度を一つずつ計算する。その計算は、送信頻度計算部２２により、設定情報取得部１２が取得して渡す設定情報Ｄ２を参照して行われる。
【００３４】
アドレッシングモードがターンアラウンドの場合は、ネットワーク変数メッセージはチャネルに出ないので、パケット量は０になる。データが変化する送信周期（変化間隔）はシステムにより異なるため、ユーザ（設計者）が用意した設定情報Ｄ２を用いる。その設定情報Ｄ２で設定された送信間隔と、設計情報Ｄ２から抽出されたサービスタイプ、及び通信パラメータをもとにして、各送信頻度は次のように計算する。ここでは、送信間隔は「Ｔ」で表現する。
【００３５】
・  確認応答頻度：１／Ｔ
・  非確認応答繰返し頻度：（１＋リピート数）／Ｔ
（リピートタイマ×リピート数）は、送信間隔Ｔ内に含まれる。
【００３６】
・  非確認応答：１／Ｔ
応答も同じ送信間隔Ｔとして計算する。
・  確認応答頻度：マルチキャスト接続の場合に各受信先から応答が１／Ｔ
：ユニキャスト接続なら受信先から応答が１／Ｔ
ただし、リトライなしとする。
【００３７】
・  非確認応答繰返し頻度：応答なし
・  非確認応答頻度：応答なし
上述したようにして行う送信頻度の計算が終了した後はステップＳ４に移行して、経路の決定を行う。その経路とは、送信元のノードから受信先のノードまでネットワーク変数メッセージが送信されていく経路のことである。
【００３８】
送信元、受信先の各ノードが同じチャネルに接続している場合は、そのチャネルだけにネットワーク変数メッセージが流れる。そうでない場合には、ネットワーク変数メッセージは１つ以上のルータを経由して受信先ノードが接続しているチャネルに流れることになる。このことから、ルータが接続している両方のチャネルの情報を参照して、送信元ノードが接続されたチャネルから受信先ノードが接続されたチャネルまでメッセージが流れていく際のチャネルで表される経路を特定し決定する。確認応答サービスであれば、受信先ノードによる応答が送信元ノードに受信されるまでに流れる経路も併せて特定し決定する。そのような経路の決定をネットワーク変数単位で行うのが経路解析部２３である。
【００３９】
アドレッシングモード、送信頻度、及び経路を決定することにより、各ネットワーク変数毎にそのメッセージが流れるチャネル、その頻度が判明する。このことから、ステップＳ４に続くステップＳ５では、チャネル毎に、そのチャネルを流れるパケット量を集計する。その集計を行うのがパケット量集計部２４である。図３に示す解析処理は、その集計を行った後、一連の処理を終了する。
【００４０】
チャネル毎に集計したパケット量は、外部記憶装置６５、或いは媒体駆動装置６６がアクセス可能な記録媒体６９に格納されるか、ネットワーク接続装置６７を介して外部装置に送信されるか、或いは出力装置６４によりディスプレイに出力される。それにより、ユーザは、チャネル毎に集計されたパケット量から、通信トラフィックが許容範囲を越える、或いは越える可能性のあるチャネルを容易、且つ迅速に確認できるようになる。このため、適切なネットワークシステムの構築をより迅速に行えるようにインテグレータの作業を支援することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、ネットワーク変数メッセージの送信頻度を設定情報Ｄ２によりユーザに指定させるようにしているが、その送信頻度は自動的に決定させるようにしても良い。その場合、チャネルのなかでボトルネックとなるものを容易に特定できるように、送信頻度を変えたパケット量の集計を複数回、自動的に行わせるようにしても良い。通信トラフィック量を示す情報としては、パケット量以外のもの、例えば全体のなかでメッセージの送信が行われる時間の割合といったものを求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施の形態による通信トラフィック量解析装置の機能構成を説明する図である。
【図２】アドレッシングモードの解析結果例を説明する図である。
【図３】解析処理のフローチャートである。
【図４】アドレッシングモード決定処理のフローチャートである。
【図５】本実施の形態による通信トラフィック量解析装置を実現できるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    通信トラフィック量解析装置
１１    設計情報取得部
１２    設定情報取得部
１３    解析部
２１    アドレッシングモード解析部
２２    送信頻度計算部
２３    経路解析部
２４    パケット量集計部
６１    ＣＰＵ
６２    メモリ
６３    入力装置
６５    外部記憶装置
６６    媒体駆動装置
６７    ネットワーク接続部
６９    記録媒体
Ｄ１    ネットワーク設計情報
Ｄ２    設定情報
【図１】
2006108857.tif 000003
【図２】
2006108857.tif 000004
【図３】
2006108857.tif 000005
【図４】
2006108857.tif 000006
【図５】
2006108857.tif 000007