(57)【要約】【課題】通信品質を監視するためのトラフィック量を抑制しつつ、アプリケーションを考慮した通信品質の解析を行うための手段を提供する。【解決手段】第１の転送装置及び第２の転送装置を有するネットワークシステムであって、前記第１の転送装置は、受信したデータパケットの転送処理に関する第１の付加情報を生成して、前記第１の付加情報を含むパケットを送信し、前記第２の転送装置は、受信した前記データパケットの転送処理に関する第２の付加情報を生成し、前記第１の転送装置が生成した前記第１の付加情報を含むパケットに前記第２の付加情報を追加し、前記第２の付加情報が追加されたパケットを送信する。【選択図】図１
2018078468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の転送装置及び第２の転送装置を有するネットワークシステムであって、
前記第１の転送装置は、受信したデータパケットの転送処理に関する第１の付加情報を生成して、前記第１の付加情報を含むパケットを送信し、
前記第２の転送装置は、
受信した前記データパケットの転送処理に関する第２の付加情報を生成し、
前記第１の転送装置が生成した前記第１の付加情報を含むパケットに前記第２の付加情報を追加し、
前記第２の付加情報が追加されたパケットを送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
監視装置をさらに有し、
前記第１の転送装置は、
前記データパケットを送信し、
前記第１の付加情報を含み、前記監視装置を宛先とするパケットを送信し、
前記第２の転送装置は、
前記第１の転送装置が送信した前記データパケットを受信すると、受信した前記データパケットに基づいて、前記第２の付加情報を生成し、
受信した前記データパケットを送信し、
前記第１の転送装置が生成した前記第１の付加情報を含むパケットを受信すると、受信した前記第１の付加情報を含むパケットに前記第２の付加情報を追加することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のネットワークシステムであって、
前記第１の転送装置は、
前記データパケットのハッシュ値を計算し、
前記第１の付加情報及び前記ハッシュ値を含み、前記監視装置を宛先とするパケットを送信し、
前記第２の転送装置は、
前記第１の転送装置が送信した前記データパケットを受信すると、受信した前記データパケットのハッシュ値を計算し、
前記データパケットを受信した後に受信したパケットに含まれるハッシュ値と、前記第２の転送装置が計算したハッシュ値とが一致する場合、前記データパケットを受信した後に受信したパケットが、前記第１の転送装置が生成した前記第１の付加情報を含むパケットであると判定することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項４】
請求項３に記載のネットワークシステムであって、
前記第２の転送装置は、
前記データパケットを受信した後に受信したパケットに含まれるハッシュ値と、前記第２の転送装置が計算したハッシュ値とが一致しない場合、前記データパケットを受信した後に受信したパケットを送信し、
所定の時間内に、前記第２の転送装置が計算したハッシュ値と一致するハッシュ値を含むパケットを受信しなかった場合、前記第２の付加情報及び前記第２の転送装置が計算したハッシュ値を含み、前記監視装置を宛先とするパケットを送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項５】
請求項２に記載のネットワークシステムであって、
前記第１の転送装置が送信する、前記第１の付加情報を含み、前記監視装置を宛先とするパケットは、さらに、前記データパケットの複製を含むことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項６】
請求項２に記載のネットワークシステムであって、
前記第１の転送装置が送信する、前記第１の付加情報を含み、前記監視装置を宛先とするパケットは、さらに、前記データパケットの内容を識別する情報を含むことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項７】
請求項６に記載のネットワークシステムであって、
前記データパケットの内容を識別する情報は、前記データパケットのＴＣＰヘッダまたはＵＤＰヘッダの情報及びＩＰヘッダの情報の少なくとも一部を含むことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項８】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
前記第１の転送装置は、前記データパケットと、前記第１の付加情報と、を含むパケットを送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のネットワークシステムであって、
監視装置をさらに有し、
前記第２の転送装置は、
前記データパケットと、前記第１の付加情報と、を含むパケットを受信すると、前記データパケットの次の転送先が、監視対象のネットワークの外部であるか否かを判定し、
前記データパケットの次の転送先が、前記監視対象のネットワークの内部である場合、受信した前記パケットに前記第２の付加情報を追加し、前記データパケットと、前記第１の付加情報と、前記第２の付加情報と、を含むパケットを前記次の転送先に送信し、
前記データパケットの次の転送先が、前記監視対象のネットワークの外部である場合、受信した前記パケットから前記データパケットを分離して前記次の転送先に送信し、前記第１の付加情報及び前記第２の付加情報を前記監視装置に送信することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のネットワークシステムであって、
前記第１の付加情報及び前記第２の付加情報は、それぞれ、前記第１の転送装置及び前記第２の転送装置を識別する情報、並びに、前記第１の転送装置及び前記第２の転送装置が前記データパケットを受信した時刻を示す情報の少なくとも一方を含むことを特徴とするネットワークシステム。
【請求項１１】
パケットの転送を制御する転送処理部を有する転送装置であって、
前記転送処理部は、
転送元から受信したデータパケットの転送処理に関する第１の付加情報を生成し、
前記データパケットの転送元の転送装置によって生成された前記データパケットの転送処理に関する第２の付加情報を含むパケットに前記第１の付加情報を追加し、
前記第１の付加情報が追加されたパケットを送信することを特徴とする転送装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の転送装置であって、
前記転送処理部は、
前記転送元から受信したデータパケットを転送し、
前記データパケットの転送元の転送装置によって生成された前記データパケットの転送処理に関する第２の付加情報を含むパケットを受信すると、前記第１の付加情報を前記第２の付加情報を含むパケットに追加することを特徴とする転送装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の転送装置であって、
前記転送処理部は、
前記第２の付加情報及び前記データパケットを含むパケットを受信し、
前記受信したパケットに前記第１の付加情報を追加し、
前記データパケット、前記第１の付加情報及び前記第２の付加情報を含むパケットを送信することを特徴とする転送装置。
【請求項１４】
転送装置によるパケットの転送方法であって、
転送元から受信したデータパケットの転送処理に関する第１の付加情報を生成する手順と、
前記データパケットの転送元の転送装置によって生成された前記データパケットの転送処理に関する第２の付加情報を含むパケットに前記第１の付加情報を追加する手順と、
前記第１の付加情報が追加されたパケットを送信する手順と、を含むことを特徴とする転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおけるパケット通信監視技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モバイルネットワークを用いてサービスを提供するアプリケーションサーバは、端末及びモバイル基地局から見て、モバイルネットワーク制御を行うパケットコアネットワーク及びインターネットを挟んだ対向側に設置されている。
【０００３】
ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  ｏｆ  Ｔｈｉｎｇｓ）端末を用いた遠隔制御等のサービスでは、端末とアプリケーションサーバとの間で低遅延時間でのデータ転送が求められる。モバイルエッジコンピューティング技術では、アプリケーションサーバを、パケットコアネットワークとモバイル基地局との間に設置することによって、通信遅延時間の短縮を図る。
【０００４】
第５世代モバイルネットワークにおいては、超低遅延時間要求のアプリケーションをサポートすることを想定して、モバイル端末とモバイル基地局間の無線アクセス区間の遅延時間を１ミリ秒以下にすることを目標としている。
【０００５】
モバイルエッジコンピューティング技術を提供するためには、モバイル基地局とアプリケーションサーバとの間を接続するネットワーク部分の通信遅延時間を小さくすることが必要である。このため、ネットワーク部分の品質監視を行うことによって、通信遅延時間が規定時間内に収まっていることを確認する手段が求められる。
【０００６】
本技術分野の背景技術として、特開２００９−７７２０５（特許文献１）と特開２００８−９２５２０（特許文献２）がある。
【０００７】
特許文献１には、パケット到着時刻とハッシュ値の対の情報をスイッチに接続するプローブ装置が収集し、パケット到着時刻とハッシュ値の対の情報をコレクタ装置へ送出すること、コレクタ装置は、プローブ装置から受け取ったパケット到着時刻とハッシュ値の対の情報を、ハッシュ値で検索することによって、スイッチの通過順序を得ること、さらに、パケット到着時刻でソートすることにより、パケットの到着時刻の差から遅延時間を得る技術が記載されている（特許文献１の［０００８］〜［００１０］）。
【０００８】
特許文献２には、ルータのミラーリング技術を用い、特定条件に合致したパケットのみをミラーリングする選択的ミラーリング機能によってパケットの品質を監視する技術が記載されている（特許文献２の［０００８］〜［０００９］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−７７２０５号公報
【特許文献２】特開２００８−９２５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載された技術では、コレクタ装置が参照できるパケットに関する情報はハッシュ値のみであり、パケットのアプリケーションに関する情報はコレクタ装置に到達しない。このため、アプリケーション毎の通信品質の監視を行うことができない。
【００１１】
特許文献２に記載された技術では、複数の監視対象装置でミラーリングを行う際、ミラーリングパケットによって、ネットワーク内のトラフィック量の増大を招く。このため、ネットワーク内のデータ通信の品質低下を招く恐れがある。
【００１２】
本発明は、通信品質を監視するためのトラフィック量を抑制しつつ、アプリケーションを考慮した通信品質の監視手段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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の代表的な一例を示せば、第１の転送装置及び第２の転送装置を有するネットワークシステムであって、前記第１の転送装置は、受信したデータパケットの転送処理に関する第１の付加情報を生成して、前記第１の付加情報を含むパケットを送信し、前記第２の転送装置は、受信した前記データパケットの転送処理に関する第２の付加情報を生成し、前記第１の転送装置が生成した前記第１の付加情報を含むパケットに前記第２の付加情報を追加し、前記第２の付加情報が追加されたパケットを送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、通信品質を監視するためのパケット通信量を削減しつつ、アプリケーションを特定して、遅延時間およびパケット廃棄などの通信品質の解析を行うための手段を提供できる。また、ネットワーク内でのパケットの転送経路の確認することが可能になる。上記した以外の課題、構成、及び効果は、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１による、ミラーリングパケットの転送形態の説明図である。
【図２】本発明の実施例１のネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１のパケットスイッチの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例１のパケットスイッチに設けられるラインカードの構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１のパケットスイッチにおけるミラーリングテーブルの説明図である。
【図６】本発明の実施例１のパケットスイッチにおけるミラーリングバッファの説明図である。
【図７】本発明の実施例１のパケットスイッチにおけるフォワーディングテーブルの説明図である。
【図８】本発明の実施例１のミラーリングパケットのフォーマットの説明図である。
【図９】本発明の実施例１においてパケットスイッチがパケットを受信した時に行う処理の手順を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施例１においてパケットスイッチがバッファリングしたミラーリングパケットに対して行う処理の手順を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施例２のミラーリングパケットのフォーマットの説明図である。
【図１２】本発明の実施例３の監視対象ネットワークで転送されるパケットのフォーマットの説明図である。
【図１３】本発明の実施例３においてパケットスイッチがパケットを受信した時に行う処理の手順を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１６】
実施例１について図１〜図１０を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例１による、ミラーリングパケットの転送形態の説明図である。
【００１８】
パケットスイッチ１−１は、データパケット２０を受信すると、ミラーリングパケット１０−１を生成する。ミラーリングパケット１０−１は、パケットスイッチ１−１が受信したデータパケット２０、スイッチ１−１を特定する情報およびスイッチ１−１がデータパケット２０を受信した時刻の情報等を含む付加情報１０１−１、データパケット２０のハッシュ値１０２、ならびに、ミラーリングパケットを転送するためのヘッダ１０３によって構成される。パケットスイッチ１−１は、受信したデータパケット２０をパケットスイッチ１−２へ転送する。また、パケットスイッチ１−１は、ミラーリングパケット１０−１を、所定の時間、バッファリングした後、パケットスイッチ１−２へ送信する。
【００１９】
パケットスイッチ１−２はデータパケット２０を受信すると、ミラーリングパケット１０−２を生成する。ミラーリングパケット１０−２は、パケットスイッチ１−１が受信したデータパケット２０、スイッチ１−１を特定する情報およびスイッチ１−１がデータパケット２０を受信した時刻の情報等を含む付加情報１０１−２、データパケット２０のハッシュ値１０２、ならびに、ミラーリングパケットを転送するためのヘッダ１０３−２によって構成される。
【００２０】
パケットスイッチ１−２は、データパケット２０をパケットスイッチ１−３へ転送する。また、パケットスイッチ１−２は、ミラーリングパケット１０−２をバッファリングする。
【００２１】
パケットスイッチ１−２は、ミラーリングパケット１０−１を受信すると、ミラーリングパケット１０−１に付与されたハッシュ値１０２を参照する。ここで、ミラーリングパケット１０−１と、ミラーリングパケット１０−２は、いずれも同一のデータパケット２０を受信した際に生成されたミラーリングパケットであるため、ミラーリングパケット１０−１に付与されたハッシュ値１０２と、ミラーリングパケット１０−２に付与されたハッシュ値１０２−２は、同一の値を取る。そこで、パケットスイッチ１−２は、ミラーリングパケット１０−２に付与したものと同一の付加情報１０１−２を、ミラーリングパケット１０−１に挿入することによって、ミラーリングパケット１０−１２を生成する。パケットスイッチ１−２は、ミラーリングパケット１０−１２をパケットスイッチ１−３へ送信する。
【００２２】
パケットスイッチ１−３は、データパケット２０を受信すると、ミラーリングパケット１０−３を生成する。ミラーリングパケット１０−３は、パケットスイッチ１−３が受信したデータパケット２０、スイッチ１−３を特定する情報およびスイッチ１−３がデータパケット２０を受信した時刻の情報等を含む付加情報１０１−３、データパケット２０のハッシュ値１０２−３、ならびに、ミラーリングパケットを転送するためのヘッダ１０３−３によって構成される。
【００２３】
パケットスイッチ１−３は、データパケット２０をパケットスイッチ１−４へ転送する。また、パケットスイッチ１−３は、ミラーリングパケット１０−３をバッファリングする。
【００２４】
パケットスイッチ１−３は、ミラーリングパケット１０−１２を受信すると、ミラーリングパケット１０−１２に付与されたハッシュ値１０２を参照する。ここで、ミラーリングパケット１０−１２と、ミラーリングパケット１０−３は、いずれも同一のデータパケット２０を受信した際に生成されたミラーリングパケットであるため、ミラーリングパケット１０−１２に付与されたハッシュ値１０２と、ミラーリングパケット１０−３に付与されたハッシュ値１０２−３は、同一の値を取る。そこで、パケットスイッチ１−３は、ミラーリングパケット１０−３に付与したものと同一の付加情報１０１−３を、ミラーリングパケット１０−１２に挿入することによって、ミラーリングパケット１０−１２３を生成する。パケットスイッチ１−３は、ミラーリングパケット１０−１２３をパケットスイッチ１−４へ送信する。
【００２５】
図２は、本発明の実施例１のネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【００２６】
実施例１では、モバイル基地局４を収容するアクセスネットワークである、モバイルバックホール５を示す。本実施例のモバイルバックホール５は、パケットスイッチ（ＳＷ）による２階層のリングネットワーク５−１、５−２および５−３によって構成される。
【００２７】
図２の例では、リングネットワーク５−１がパケットスイッチ１−１−１、１−１−２および１−２−１によって構成され、リングネットワーク５−２がパケットスイッチ１−１−３、１−１−４および１−２−２によって構成され、リングネットワーク５−３がパケットスイッチ１−２−１、１−２−２および１−３−１によって構成される。これらのパケットスイッチが図１に示したパケットスイッチに対応する。なお、以下の説明において、図１に示したパケットスイッチ１−１〜１−４および図２に示したパケットスイッチ１−１−１〜１−３−１のいずれにも共通する説明をする場合、これらを総称してパケットスイッチ１とも記載する。
【００２８】
モバイルバックホール５のパケットコア側のエッジのパケットスイッチ１−３−１には、モバイルエッジコンピューティング装置（ＭＥＣ）３、および、パケットの解析を行う監視装置２が設置される。また、エッジ側のパケットスイッチ１−３−１には、モバイルネットワーク制御を行うパケットコア６が接続し、パケットコア６にはインターネット７が接続する。
【００２９】
なお、図２に示すネットワークシステムの構成は一例であり、本発明は任意の構成のネットワークシステムで実施することができる。例えば、ネットワークシステムを構成するリングネットワークの数及びそれぞれのリングネットワークを構成するパケットスイッチの数は任意である。また、ネットワークシステムがリングネットワーク以外の形態であってもよい。
【００３０】
図３は、本発明の実施例１のパケットスイッチ１の構成を示すブロック図である。
【００３１】
パケットスイッチ１は、物理回線とのインタフェースに相当する複数のラインカード１１−１〜１１−ｎ、外部の管理装置とのインタフェースに相当する管理カード１２、および、複数のラインカード１１−１〜１１−ｎと管理カード１２との間を相互に接続する内部スイッチ１３によって構成される。以下の説明において、複数のラインカード１１−１〜１１−ｎのいずれにも共通する説明をする場合、これらを総称してラインカード１１とも記載する。
【００３２】
図４は、本発明の実施例１のパケットスイッチ１に設けられるラインカード１１の構成を示すブロック図である。
【００３３】
ラインカード１１は、物理回線に接続する物理レイヤ／ＭＡＣ処理部１１１、送受信パケットをバッファリングするパケットバッファ１１２、ミラーリングパケットのバッファリングを行うミラーリングバッファ１１３、パケットの転送先の決定およびミラーリングパケットの生成処理を行うパケット転送処理部１１４、内部スイッチ１３と接続する装置内インタフェース１１５、パケット転送処理部１１４がパケットの転送先を検索するためのフォワーディングテーブル１１６、ならびに、ミラーリングパケットを管理するためのミラーリングテーブル１１７によって構成される。
【００３４】
パケット転送処理部１１４は、フォワーディングテーブル１１６およびミラーリングテーブル１１７の検索処理を行うテーブル検索部１１４１、ミラーリングパケットを生成するミラーリングパケット生成部１１４２、ならびに、転送するパケットに付与するカプセル化ヘッダを生成するカプセル化ヘッダ生成部１１４３によって構成される。
【００３５】
ミラーリングパケット生成部は、データパケットのハッシュ値を計算するハッシュ値計算部１１４２１、付加情報生成部１１４２２、および、ミラーリングパケット管理部１１４２３によって構成される。
【００３６】
ハッシュ値計算部１１４２１は、データパケットのハッシュ値を計算するためのハッシュ関数として、例えばＭＤ５（Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｄｉｇｅｓｔ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ５）およびＳＨＡ−２（Ｓｅｃｕｒｅ  Ｈａｓｈ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ２）などの関数のいずれかを用いるが、必ずしもこれらの関数に限定されない。
【００３７】
図５は、本発明の実施例１のパケットスイッチ１におけるミラーリングテーブル１１７の説明図である。
【００３８】
ミラーリングテーブル１１７は、パケットスイッチ１が受信したデータパケットに対して生成したミラーリングパケットを管理するためのテーブルである。
【００３９】
ミラーリングテーブル１１７には、受信データパケットのハッシュ値１１７１、生成したミラーリングパケットをバッファリングするミラーリングバッファ１１３へのアドレスポインタ１１７２、および、ミラーリングパケットを生成した時刻を記録する時刻１１７３が設定される。
【００４０】
図６は、本発明の実施例１のパケットスイッチ１におけるミラーリングバッファ１１３の説明図である。
【００４１】
ミラーリングバッファ１１３は、パケットスイッチ１のパケット転送処理部１１４におけるミラーリングパケット生成部１１４２が生成したミラーリングパケットをバッファリングする。ミラーリングバッファ１１３上のアドレス値は、ミラーリングパケット生成部１１４２がミラーリングテーブル１１７のアドレスポインタ１１７２に設定される。
【００４２】
図７は、本発明の実施例１のパケットスイッチ１におけるフォワーディングテーブル１１６の説明図である。
【００４３】
フォワーディングテーブル１１６は、パケット転送処理部１１４が受信パケットの転送先を検索するために用いる。
【００４４】
フォワーディングテーブル１１６には、受信パケットに対する処理を検索するための検索キー１１６１、受信パケットの種別を設定するパケットタイプ１１６２、受信パケットに対してミラーリングパケットを生成する必要の有無を設定するフィールド１１６３、および、受信パケットの転送先に関する情報１１６４が設定される。
【００４５】
図８は、本発明の実施例１のミラーリングパケット１０のフォーマットの説明図である。
【００４６】
ミラーリングパケット１０は、パケットスイッチが受信したデータパケット２０、付加情報１０１−１〜１０１−ｎ、受信したデータパケットのハッシュ値１０２、および、ミラーリングパケットを転送するためのヘッダ１０３によって構成される。ヘッダ１０３の宛先アドレスには監視装置２のアドレスが、送信元アドレスには当該ミラーリングパケット１０を生成したパケットスイッチのアドレスが、それぞれ設定される。ミラーリングパケット１０に含まれるデータパケット２０は、そのミラーリングパケット１０を生成したパケットスイッチが受信したデータパケット２０の複製であり、受信したデータパケットと同様に、ペイロード２０１およびヘッダ２０２によって構成される。
【００４７】
付加情報１０１−１には、データパケット２０を受信したパケットスイッチを識別する情報１０１２、および、タイムスタンプ（データパケット２０の受信時刻）１０１１が設定される。付加情報１０１−２〜１０１−ｎの内容も同様であるため、図示を省略する。以下の説明において付加情報１０１−１〜１０１−ｎのいずれにも共通する説明をする場合、これらを総称して付加情報１０１とも記載する。
【００４８】
付加情報１０１−１〜１０１−ｎは、データパケット２０が複数のパケットスイッチ１を順次経由して転送されるときに、それぞれのパケットスイッチ１によって生成され、生成された順に追加される。例えば、データパケット２０が最初に経由したパケットスイッチ１が付加情報１０１−１を生成し、データパケット２０が２番目に経由したパケットスイッチ１が付加情報１０１−２を生成し、データパケット２０がｎ番目に経由したパケットスイッチ１が付加情報１０１−ｎを生成する。
【００４９】
なお、本実施例ではタイムスタンプ１０１１及びパケットスイッチの識別情報１０１２を含む付加情報１０１を示した。これらは、データパケット２０の転送に関する情報であって、監視装置２によるネットワークの監視に利用できる情報の一例である。例えば、タイムスタンプに基づいて遅延時間等の通信品質を監視することができ、パケットスイッチの識別情報に基づいてデータパケット２０の転送経路を確認することができる。付加情報１０１は、監視装置２がネットワークを監視する目的等に応じて、タイムスタンプ１０１１およびパケットスイッチの識別情報１０１２の一方のみを含んでもよいし、その他の情報を含んでもよい。
【００５０】
図９は、本発明の実施例１においてパケットスイッチ１がパケットを受信した時に行う処理の手順を説明するフローチャートである。
【００５１】
パケットスイッチ１は、パケットを受信する（Ｓ１００１）と、フォワーディングテーブルを検索し、受信したパケットがミラーリングパケットであるか否かを確認する（Ｓ１００２）。受信したパケットがミラーリングパケットである場合は、パケットスイッチ１は、ミラーリングバッファ１１３におけるバッファリングしたミラーリングパケットの有無を確認する（Ｓ１００３）。ミラーリングバッファ１１３にバッファリングしたミラーリングパケットがある場合は、パケットスイッチ１は、受信したミラーリングパケットに付与されたハッシュ値をキーにしてミラーリングテーブル１１７を検索し、ミラーリングバッファ１１３内に、受信したミラーリングパケットに付与されたものと同一のハッシュ値が付与されたミラーリングパケットが存在するか否かを確認する（Ｓ１００４）。
【００５２】
同一ハッシュ値が付与されたミラーリングパケットがミラーリングバッファ１１３に存在する場合は、当該同一ハッシュ値が付与されたミラーリングパケットは、受信したミラーリングパケットに含まれるデータパケット２０と同一のデータパケット２０について、当該パケットスイッチ１が生成した付加情報を含む。言い換えると、受信したミラーリングパケットに含まれる付加情報と当該同一ハッシュ値が付与されたミラーリングパケットに含まれる付加情報とは、それぞれ異なるパケットスイッチが同一のデータパケットについて生成したものである。このため、当該パケットスイッチ１は、ミラーリングバッファ１１３から、当該パケットスイッチ１が生成した付加情報を読み出し（Ｓ１００５）、読み出した付加情報を受信したミラーリングパケットに結合し（Ｓ１００６）、そのミラーリングパケットを送信する（Ｓ１００７）。この場合、ミラーリングバッファ１１３に格納されている、同一ハッシュ値が付与されたミラーリングパケットは、送信する必要がなくなるため、ミラーリングバッファ１１３から削除される。
【００５３】
ステップＳ１００３において、ミラーリングバッファ１１３にバッファリングしたミラーリングパケットが無い場合は、パケットスイッチ１は、受信したミラーリングパケットを、フォワーディングテーブル１１６に設定された情報に基づいて転送する（Ｓ１００８）。これによって、当該パケットスイッチ１が転送していないデータパケットに関するミラーリングパケットを受信した場合には、それを妨げることなく転送することができる。
【００５４】
ステップＳ１００２において、受信したパケットがミラーリングパケットでは無い場合は、パケットスイッチ１は、受信したパケットがデータパケットであるか否かを確認する（Ｓ１００９）。受信したパケットがデータパケットである場合は、パケットスイッチ１は、フォワーディングテーブル１１６を参照して、受信したデータパケットがミラーリングの対象であるか否かを確認する（Ｓ１０１０）。受信したデータパケットがミラーリング対象である場合には、ミラーリングパケット生成部１１４２が、データパケットのハッシュ値を計算し、付加情報を生成する（Ｓ１０１１）。さらに、ミラーリングパケット生成部１１４２は、ミラーリングテーブル１１７に、生成するミラーリングパケットに関する情報を登録し（Ｓ１０１２）、Ｓ１０１１で生成したハッシュ値及び付加情報を含むミラーリングパケットをミラーリングバッファ１１３にバッファリングする（Ｓ１０１３）。続いて、パケットスイッチ１は、受信したデータパケットの転送処理を行い（Ｓ１０１４）、処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ１００９において、受信したパケットがデータパケットでは無い場合には、パケットスイッチ１は、受信したパケットの転送処理を行い（Ｓ１０１４）、処理を終了する。また、ステップＳ１０１０において、受信したデータパケットがミラーリング対象のデータパケットでは無い場合は、パケットスイッチ１は、受信したデータパケットの転送処理を行い（Ｓ１０１４）、処理を終了する。
【００５６】
ここで、図１を参照して、図９の処理の具体例を説明する。パケットスイッチ１−２は、パケットスイッチ１−１からデータパケット２０を受信する（Ｓ１００１）。当該データパケット２０がミラーリングパケットではなく（Ｓ１００２：Ｎｏ）、データパケットであり（Ｓ１００９：Ｙｅｓ）、ミラーリング対象であるため（Ｓ１０１０：Ｙｅｓ）、パケットスイッチ１−２は、ハッシュ値１０２−２の計算および付加情報１０１−２の生成を行い（ＳＳ１０１１）、それらを含むミラーリングパケット１０−２に関する情報をミラーリングテーブル１１７に登録し（Ｓ１０１２）、当該ミラーリングパケット１０−２をミラーリングバッファ１１３にバッファリングする（Ｓ１０１３）。
【００５７】
その後、パケットスイッチ１−２は、パケットスイッチ１−１からパケット１０−１を受信する（Ｓ１００１）。当該パケット１０−１はミラーリングパケットであり（Ｓ１００２：Ｙｅｓ）、ミラーリングバッファ１１３にはミラーリングパケット１０−２がバッファリングされており（Ｓ１００３：Ｙｅｓ）、ミラーリングパケット１０−１のハッシュ値１０２とミラーリングパケット１０−２のハッシュ値１０２−２とは同一である（Ｓ１００４：Ｙｅｓ）。このため、パケットスイッチ１−２は、ミラーリングバッファ１１３にバッファリングされているミラーリングパケット１０−２の付加情報１０１−２を読み出して（Ｓ１００５）、それをミラーリングパケット１０−１に結合することで、ミラーリングパケット１０−１２を生成し（Ｓ１００６）、それを送信する（Ｓ１００７）。
【００５８】
図１０は、本発明の実施例１においてパケットスイッチ１がバッファリングしたミラーリングパケットに対して行う処理の手順を説明するフローチャートである。
【００５９】
ミラーリングパケット生成部１１４２におけるミラーリングパケット管理部１１４２３は、定期的にエージング処理の指示をミラーリングテーブル１１７に発出する（Ｓ２００１）。ミラーリングテーブル１１７は、各エントリーに設定された、ミラーリングパケットの生成時刻を参照する（Ｓ２００２）。ミラーリングパケット管理部１１４２３は、各エントリーに設定されているミラーリングパケットの生成時刻と現在時刻の差を計算し（Ｓ２００３）、その計算結果の値とあらかじめ決められたタイマー値とを比較する（Ｓ２００４）。あるエントリーについて、Ｓ２００３の計算結果の値があらかじめ決められたタイマー値よりも大きいと判定された場合、パケットスイッチ１は、タイマー値満了と判定し、当該エントリーに設定されたポインタのミラーリングバッファにバッファリングされているミラーリングパケットを送信する（Ｓ２００５）。
【００６０】
例えば、当該パケットスイッチ１が、監視対象ネットワーク内で最初にデータパケットを転送したパケットスイッチであるか、又は、データパケットの転送経路とそれに対応するミラーリングパケットの転送経路とが異なるなどの原因によって、パケットスイッチ１が転送したデータパケットについて他のパケットスイッチ１が先に生成したミラーリングパケットを受信しない場合があるが、その場合にも、上記のＳ２００４及びＳ２００５の処理によって、当該パケットスイッチ１が生成した付加情報を含むミラーリングパケットを確実に監視装置２に送信することができる。
【００６１】
Ｓ２００４において、ステップ２００３の計算結果の値があらかじめ決められたタイマー値よりも小さいエントリーに関しては、パケットスイッチ１はミラーリングパケットのバッファリングを継続し（Ｓ２００６）、処理を終了する。
【００６２】
以上の本発明の実施例１によれば、監視対象のネットワーク内でデータパケットが複数のパケットスイッチ（転送装置）によって順次転送される場合に、それらの複数のパケットスイッチがそれぞれデータパケットの複製と当該データパケットの転送に関する付加情報とを含むミラーリングパケットを生成して監視装置に送信するのではなく、データパケットの複製と複数のパケットスイッチが生成した付加情報とを一つのミラーリングパケットにまとめて監視装置に送信する。これによって、パケット通信量を抑制しながら、例えばアプリケーションを特定して遅延時間およびパケット廃棄などの通信品質の解析、ならびに、ネットワーク内でのパケットの転送経路の確認等を行うことができる。
【実施例２】
【００６３】
実施例１では、ミラーリングパケットにはデータパケットが含まれる形態の例を説明した。
【００６４】
実施例２では、ミラーリングパケットに、データパケットの替わりに、データパケットの内容を識別する情報が含まれる形態の例を説明する。以下に説明する相違点を除き、実施例２のシステムの各部は、図１〜図１０に示された実施例１の同一の符号を付された各部と同一の機能を有するため、それらの説明は省略する。
【００６５】
図１１は、本発明の実施例２のミラーリングパケットのフォーマットの説明図である。
【００６６】
実施例２のミラーリングパケット３０は、付加情報３０１−１〜３０１−ｎ、受信したデータパケットのハッシュ値３０２、ミラーリングパケットを転送するためのヘッダ３０３、および、ミラーリングを行うデータパケットの内容を識別する情報（データパケット情報）３０４によって構成される。ヘッダ３０３は、実施例１のヘッダ１０３と同様である。付加情報３０１−１には、データパケット（例えば図１等に示すデータパケット２０であってもよい）を受信したパケットスイッチを識別する情報３０１２、および、タイムスタンプ（データパケットの受信時刻）３０１１が設定される。付加情報３０１−２〜３０１−ｎの内容も同様であるため、図示を省略する。以下の説明において付加情報３０１−１〜３０１−ｎのいずれにも共通する説明をする場合、これらを総称して付加情報３０１とも記載する。
【００６７】
付加情報３０１−１〜３０１−ｎは、一つのデータパケットが複数のパケットスイッチ１を順次経由して転送されるときに、それぞれのパケットスイッチ１によって生成され、生成された順に追加される。例えば、データパケットが最初に経由したパケットスイッチ１が付加情報３０１−１を生成し、そのデータパケットが２番目に経由したパケットスイッチ１が付加情報３０１−２を生成し、そのデータパケットがｎ番目に経由したパケットスイッチ１が付加情報３０１−ｎを生成する。
【００６８】
データパケット情報３０４には、例えば、データパケットに付与されているＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダおよびＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ（またはＵＤＰ（Ｕｓｅｒ  Ｄａｔａｇｒａｍ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ）等の少なくともいずれかが設定されてもよい。データパケット情報３０４には、上記のＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダ（またはＵＤＰヘッダ）等の情報をそのまま含めてもよいし、ＩＰヘッダに含まれる宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、およびＴＣＰヘッダ（またはＵＤＰヘッダ）に含まれるポート番号の情報など、ＩＰヘッダおよびＴＣＰヘッダ（またはＵＤＰヘッダ）の一部分のみを取り出して設定してもよい。
【００６９】
上記の通り、実施例２のネットワークシステムは、生成されるミラーリングパケットがデータパケット２０を含まず、代わりにデータパケット情報３０４を含むことを除いて、実施例１と同様である。実施例２のミラーリングパケット３０は、データパケット２０を含んでいないが、実施例１のミラーリングパケット１０と同様に扱われるため、便宜上ミラーリングパケットと記載している。
【００７０】
以上のように、本発明の実施例２によれば、データパケット情報３０４にはＩＰヘッダ及びＴＣＰヘッダのような監視装置２による監視のために必要な情報を含めることができるが、そのデータ量はデータパケット２０そのものよりずっと小さい。このため、ミラーリングパケット３０がデータパケット２０を含まずにデータパケット情報３０４を含むことによって、監視のために必要な情報を監視装置２に提供しながら、ミラーリングパケットを転送するために必要な帯域を圧縮することができる。
【実施例３】
【００７１】
実施例１、および、実施例２では、データパケットからミラーリングパケットを生成する形態の例を説明した。
【００７２】
実施例３では、ミラーリングパケットを転送する替わりに、データパケット自身に付加情報を付与し、監視対象ネットワークをパケット転送する形態の例を説明する。以下に説明する相違点を除き、実施例３のシステムの各部は、図１〜図１１に示された実施例１および２の同一の符号を付された各部と同一の機能を有するため、それらの説明は省略する。
【００７３】
図１２は、本発明の実施例３の監視対象ネットワークで転送されるパケットのフォーマットの説明図である。
【００７４】
実施例３のミラーリングパケット４０は、パケットスイッチが受信したデータパケット２０、付加情報４０１−１〜４０１−ｎ、受信したデータパケットのハッシュ値４０２、および、ミラーリングパケットを転送するためのヘッダ４０３によって構成される。データパケット２０は、ペイロード２０１およびヘッダ２０２によって構成される。付加情報４０１−１には、データパケット２０（図１２に示すようにミラーリングパケット４０に含まれるデータパケット２０であってもよい。以下同様）を受信したパケットスイッチを識別する情報４０１２、および、タイムスタンプ（データパケット２０の受信時刻）４０１１が設定される。付加情報４０１−２〜４０１−ｎの内容も同様であるため、図示を省略する。以下の説明において付加情報４０１−１〜４０１−ｎのいずれにも共通する説明をする場合、これらを総称して付加情報４０１とも記載する。
【００７５】
なお、実施例３において、監視対象ネットワーク内のパケットスイッチ１間で転送されるミラーリングパケット４０に含まれるデータパケット２０は、実施例１と異なり、複製されたものではない。しかし、後述するように、監視対象ネットワークの出口でミラーリングパケット４０からデータパケット２０が分離し、残りの部分のうち少なくとも付加情報４０１が監視装置２に転送されるため、便宜上、ミラーリングパケットという名称を使用する。
【００７６】
付加情報４０１−１〜４０１−ｎは、データパケット２０が複数のパケットスイッチ１を順次経由して転送されるときに、それぞれのパケットスイッチ１によって生成され、生成された順に追加される。例えば、データパケット２０が最初に経由したパケットスイッチ１が付加情報４０１−１を生成して、データパケット２０および付加情報４０１−１を含むミラーリングパケット４０を生成し、そのミラーリングパケット４０が次に経由したパケットスイッチ１が付加情報４０１−２を生成して、データパケット２０、付加情報４０１−１および付加情報４０１−２を含むミラーリングパケット４０を生成し、そのミラーリングパケット４０がｎ番目に経由したパケットスイッチ１が付加情報４０１−ｎを生成し、データパケット２０及び付加情報４０１−１〜４０１−ｎを含むミラーリングパケット４０を生成する。
【００７７】
図１３は、本発明の実施例３においてパケットスイッチ１がパケットを受信した時に行う処理の手順を説明するフローチャートである。
【００７８】
パケット転送処理部１１４は、パケットを受信すると（Ｓ３００１）、フォワーディングテーブル１１６を検索することによって、受信したパケットがミラーリング対象フローのパケットであるかを確認する（Ｓ３００２）。受信パケットがミラーリング対象フローのパケットである場合、パケット転送処理部１１４は、自パケットスイッチ１（すなわちこの処理を実行しているパケット転送処理部１１４を含むパケットスイッチ１）が監視対象ネットワークの出口のパケットスイッチであるか否かを確認する（Ｓ３００３）。例えば、パケット転送処理部１１４は、フォワーディングテーブル１１６を検索して、受信したパケットに含まれるデータパケット２０の次の転送先が監視対象ネットワークの外部である場合に、自パケットスイッチ１が監視対象ネットワークの出口のパケットスイッチであると判定する。
【００７９】
自パケットスイッチ１が監視対象ネットワークの出口のパケットスイッチである場合、パケット転送処理部１１４は、受信パケットの付加情報部分を取り外し、データパケット２０と、付加情報４０１の部分を分離し（Ｓ３００４）、データパケット２０を次の転送先に送信する（Ｓ３００５）。ステップＳ３００４で受信パケットから分離した付加情報４０１の部分は、パケットスイッチ１がミラーリングパケットとして監視装置２に送信する（Ｓ３００６）。
【００８０】
ステップＳ３００２において、受信したパケットがミラーリング対象フローのパケットでは無い場合には、受信したパケット（データパケット）を送信する（Ｓ３００８）。
【００８１】
ステップＳ３００３において、自パケットスイッチ１が監視対象ネットワークの出口のパケットスイッチではない場合には、付加情報４０１を生成して、受信したパケットに結合し（Ｓ３００７）、結合した付加情報４０１およびデータパケット２０を含むミラーリングパケットを送信する（Ｓ３００８）。
【００８２】
なお、ステップＳ３００６でパケットスイッチが監視装置２に送信するミラーリングパケットのフォーマットは、実施例１のミラーリングパケット（図８）、あるいは、実施例２のミラーリングパケット（図１１）のいずれでもよい。すなわち、監視対象ネットワークの出口のパケットスイッチは、Ｓ３００４で分離されたデータパケット２０の複製を含むミラーリングパケット４０（図１２）を監視装置２に送信してもよいし、そのデータパケット２０の複製の代わりに、データパケット２０に基づいて生成したデータパケット情報３０４を含むミラーリングパケットを監視装置２に送信してもよい。
【００８３】
以上の本発明の実施例３によれば、データパケットが監視対象のネットワーク内で転送されている間は、そのデータパケット自体にそれぞれのパケットスイッチが付加情報を追加しながら転送するため、データパケットとは別のミラーリングパケットを管理する必要がなく、また、監視対象のネットワーク内のパケット通信量を抑制することができる。監視対象のネットワークの出口のパケットスイッチで付加情報等が分離されて監視装置に転送されるため、実施例１及び２と同様の監視を行うことができる。
【００８４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【００８５】
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によってハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによってソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、不揮発性半導体メモリ、ハードディスクドライブ、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶デバイス、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の計算機読み取り可能な非一時的データ記憶媒体に格納することができる。
【００８６】
また、制御線及び情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線及び情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  パケットスイッチ
２  監視装置
３  モバイルエッジコンピューティング装置
４  モバイル基地局
５  モバイルバックホール
６  パケットコア
７  インターネット
１０  ミラーリングパケット
１１  ラインカード
１２  管理カード
１３  内部スイッチ
２０  データパケット
１０１  受信データパケットに関する内部情報
１０２  受信データパケットに関するハッシュ値
１０３  ミラーリングパケットのヘッダ
１１１  物理レイヤ／ＭＡＣ処理部
１１２  パケットバッファ
１１３  ミラーリングバッファ
１１４  パケット転送処理部
１１５  装置内インタフェース
１１６  フォワーディングテーブル
１１７  ミラーリングテーブル
２０１  データパケットのペイロード
２０２  データパケットのヘッダ
１０１１  ミラーリングパケットに付与する内部情報に設定するタイムスタンプ
１０１２  ミラーリングパケットに付与する内部情報のスイッチ情報
【図１】
2018078468.tif 000003
【図２】
2018078468.tif 000004
【図３】
2018078468.tif 000005
【図４】
2018078468.tif 000006
【図５】
2018078468.tif 000007
【図６】
2018078468.tif 000008
【図７】
2018078468.tif 000009
【図８】
2018078468.tif 000010
【図９】
2018078468.tif 000011
【図１０】
2018078468.tif 000012
【図１１】
2018078468.tif 000013
【図１２】
2018078468.tif 000014
【図１３】
2018078468.tif 000015