(57)【要約】      （修正有）【課題】各ネットワーク装置の性能にばらつきがあるようなネットワークシステムでも、ネットワークのサービス品質を保ちつつ、適切に計測値を収集すること。【解決手段】ネットワーク計測システムのネットワーク管理サーバ１は、複数のネットワーク装置２それぞれについての性能を元に、実測値の収集方法をプル型またはプッシュ型のいずれかとして、各ネットワーク装置２に設定する。プル型の収集方法が設定された第１のネットワーク装置２は、ネットワーク管理サーバ１からの問合せを受け、問合せごとに指定されたパラメータを計測した結果をネットワーク管理サーバ１に応答する。プッシュ型の収集方法が設定された第２のネットワーク装置２は、所定契機ごとに設定で指定されたパラメータを計測した結果をネットワーク管理サーバ１に応答する。【選択図】図１
2019021982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク管理サーバにそれぞれ計測した実測値を通知する複数のネットワーク装置から構成され、
前記ネットワーク管理サーバは、前記複数のネットワーク装置それぞれについての性能を元に、実測値の収集方法をプル型またはプッシュ型のいずれかとして、各ネットワーク装置に設定し、
プル型の収集方法が設定された第１のネットワーク装置は、前記ネットワーク管理サーバからの問合せを受け、前記問合せごとに指定されたパラメータを計測した結果を前記ネットワーク管理サーバに応答し、
プッシュ型の収集方法が設定された第２のネットワーク装置は、前記ネットワーク管理サーバからの設定に従い、所定契機ごとに設定で指定されたパラメータを計測した結果を前記ネットワーク管理サーバに応答することを特徴とする
ネットワーク計測システム。
【請求項２】
前記ネットワーク管理サーバは、ネットワーク装置から通知された実測値の大小関係を元に、通知元のネットワーク装置が高負荷状態か低負荷状態かを判定し、
前記第１のネットワーク装置が前記高負荷状態の場合、収集方法をプル型からプッシュ型に変更することを特徴とする
請求項１に記載のネットワーク計測システム。
【請求項３】
前記第２のネットワーク装置は、測定した現在の実測値の大小関係を元に、自身のネットワーク装置が高負荷状態か低負荷状態かを判定し、前記高負荷状態と判定した場合には、前記ネットワーク管理サーバに応答するパラメータ集合のうちの第１パラメータは応答するものの第２パラメータの応答を省略し、
前記ネットワーク管理サーバは、前記第２のネットワーク装置から応答があった前記第１パラメータを元に、応答が省略された前記第２パラメータの推定値を計算することを特徴とする
請求項１に記載のネットワーク計測システム。
【請求項４】
前記ネットワーク管理サーバは、前記第１パラメータとして前記第２のネットワーク装置のＮＰＵ（Network Processing Unit）使用率を用い、前記第２パラメータとして前記第２のネットワーク装置が処理するパケットの帯域についての推定値を計算することを特徴とする
請求項３に記載のネットワーク計測システム。
【請求項５】
前記第２のネットワーク装置は、前記第１パラメータの実測値が前記低負荷状態の水準に低下したときには、前記高負荷状態から前記低負荷状態に遷移し、前記ネットワーク管理サーバに応答するパラメータ集合として、前記第１パラメータに加えて前記第２パラメータの応答も再開することを特徴とする
請求項３または請求項４に記載のネットワーク計測システム。
【請求項６】
前記ネットワーク管理サーバは、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を用いて前記第１のネットワーク装置から実測値を収集し、かつ、NetFlow、sFlow、および、Telemetryのうちのいずれかを用いて前記第２のネットワーク装置から実測値を収集することを特徴とする
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のネットワーク計測システム。
【請求項７】
ネットワーク管理サーバにそれぞれ計測した実測値を通知する複数のネットワーク装置から構成されるネットワーク計測システムにより実行されるネットワーク計測方法であって、
前記ネットワーク管理サーバは、前記複数のネットワーク装置それぞれについての性能を元に、実測値の収集方法をプル型またはプッシュ型のいずれかとして、各ネットワーク装置に設定し、
プル型の収集方法が設定された第１のネットワーク装置は、前記ネットワーク管理サーバからの問合せを受け、前記問合せごとに指定されたパラメータを計測した結果を前記ネットワーク管理サーバに応答し、
プッシュ型の収集方法が設定された第２のネットワーク装置は、前記ネットワーク管理サーバからの設定に従い、所定契機ごとに設定で指定されたパラメータを計測した結果を前記ネットワーク管理サーバに応答することを特徴とする
ネットワーク計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク計測システム、および、ネットワーク計測方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークシステムの現状把握などの管理業務を目的として、ネットワーク装置を通過するパケットの利用帯域などの各種パラメータを計測するツールが存在する。各ネットワーク装置がそれぞれ計測した実測値をネットワーク管理サーバが収集する方法は、プル型（Pull：情報を引き出す）とプッシュ型（Push：情報を押し出す）とに分類できる。
【０００３】
図１２は、プル型の情報収集方法を示す模式図である。プル型の収集ツールとしては、例えば、非特許文献１に記載のＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）が知られている。
ネットワーク管理サーバ１ｚは、問合せ（ポーリング）をネットワーク装置２ｚに送信し、その応答としてネットワーク装置２ｚから問合せで指定したパラメータの計測結果を受信する。つまり、１回の問合せと１回の応答（送信）とが対応する。
【０００４】
図１３は、プッシュ型の情報収集方法を示す模式図である。プッシュ型の収集ツールとしては、例えば、非特許文献２に記載のNetFlow、非特許文献３に記載のTelemetry、sFlowが知られている。
ネットワーク管理サーバ１ｚは、「定期的に計測結果を送信する」旨のスケジュール設定を、最初に１回ネットワーク装置２ｚに設定しておく。その後は、この設定に従い、ネットワーク装置２ｚが定期的に、または、内部バッファ量が閾値を超えたときなどの設定した条件を満たした場合に計測結果を送信する。
このように、プル型またはプッシュ型で収集された計測値は、様々な用途に使用される。例えば、非特許文献４には、不正侵入を検知するためのＩＤＳ（Intrusion Detection System）が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】大鐘久夫、「TCP/IPとOSIネットワーク管理 : SNMPとCMIP」、ソフト・リサーチ・センター、pp. 125 - pp. 194、1993年
【非特許文献２】Michael Collins、「データ分析によるネットワークセキュリティ」、オライリー・ジャパン、pp. 35 - pp. 38、2016年
【非特許文献３】P. Lapukhov他、「Data-plane probe for in-band telemetry collection draft-lapukhov-dataplane-probe-01」、［online］、2016年6月10日、特許学会、［2017年7月3日検索］、インターネット〈URL：https://tools.ietf.org/html/draft-lapukhov-dataplane-probe-01〉
【非特許文献４】Michael Collins、「データ分析によるネットワークセキュリティ」、オライリー・ジャパン、pp. 137 - pp. 153、2016年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、各ネットワーク装置は、同性能の装置が新品で一括に導入されることもある。しかし多くの場合は、必要に応じて既存システムを増強するように拡張されるので、各ネットワーク装置の導入時期や導入価格により、通信速度や内部処理速度などの装置性能にばらつきが発生してしまう。
【０００７】
よって、どのネットワーク装置に対しても、常時一律に同じ計測負荷をかけてしまうと、低性能なネットワーク装置がボトルネックとなってしまう。そのときには、ネットワーク装置の本来の目的であるパケット転送処理が計測負荷に阻害されてしまい、パケット転送処理の遅延やパケットロスの発生により、ネットワークのサービス品質が低下してしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、各ネットワーク装置の性能にばらつきがあるようなネットワークシステムでも、ネットワークのサービス品質を保ちつつ、適切に計測値を収集することを、主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、本発明のネットワーク計測システムは、以下の特徴を有する。
本発明は、ネットワーク管理サーバにそれぞれ計測した実測値を通知する複数のネットワーク装置から構成され、
前記ネットワーク管理サーバが、前記複数のネットワーク装置それぞれについての性能を元に、実測値の収集方法をプル型またはプッシュ型のいずれかとして、各ネットワーク装置に設定し、
プル型の収集方法が設定された第１のネットワーク装置が、前記ネットワーク管理サーバからの問合せを受け、前記問合せごとに指定されたパラメータを計測した結果を前記ネットワーク管理サーバに応答し、
プッシュ型の収集方法が設定された第２のネットワーク装置が、前記ネットワーク管理サーバからの設定に従い、所定契機ごとに設定で指定されたパラメータを計測した結果を前記ネットワーク管理サーバに応答することを特徴とする。
【００１０】
これにより、各ネットワーク装置の性能にばらつきがあるようなネットワークシステムでも、低性能なネットワーク装置には計測負荷を下げるようにすることで、ネットワークのサービス品質を保つことができる。さらに、高性能なネットワーク装置には計測負荷を上げるようにすることで、専用のパケットカウント装置をわざわざ導入しなくても、システム全体での計測処理を平準化して実現できる。
【００１１】
本発明は、前記ネットワーク管理サーバが、ネットワーク装置から通知された実測値の大小関係を元に、通知元のネットワーク装置が高負荷状態か低負荷状態かを判定し、
前記第１のネットワーク装置が前記高負荷状態の場合、収集方法をプル型からプッシュ型に変更することを特徴とする。
【００１２】
これにより、高負荷状態になったネットワーク装置についてはプッシュ型に切り換えて計測負荷を下げることで、高負荷状態のネットワーク装置によるパケット転送処理を安定させることができる。
【００１３】
本発明は、前記第２のネットワーク装置が、測定した現在の実測値の大小関係を元に、自身のネットワーク装置が高負荷状態か低負荷状態かを判定し、前記高負荷状態と判定した場合には、前記ネットワーク管理サーバに応答するパラメータ集合のうちの第１パラメータは応答するものの第２パラメータの応答を省略し、
前記ネットワーク管理サーバが、前記第２のネットワーク装置から応答があった前記第１パラメータを元に、応答が省略された前記第２パラメータの推定値を計算することを特徴とする。
【００１４】
これにより、第２のネットワーク装置に発生した突発的なパケット処理の負荷上昇に対しても、第２パラメータの計測を省略してパケット処理を優先させることで、ネットワークのサービス品質を保つことができる。
【００１５】
本発明は、前記ネットワーク管理サーバが、前記第１パラメータとして前記第２のネットワーク装置のＮＰＵ（Network Processing Unit）使用率を用い、前記第２パラメータとして前記第２のネットワーク装置が処理するパケットの帯域についての推定値を計算することを特徴とする。
【００１６】
これにより、ＮＰＵ使用率とパケットの帯域という相関が高い２つのパラメータ間で、高精度に帯域の推定値を求めることができる。
【００１７】
本発明は、前記第２のネットワーク装置が、前記第１パラメータの実測値が前記低負荷状態の水準に低下したときには、前記高負荷状態から前記低負荷状態に遷移し、前記ネットワーク管理サーバに応答するパラメータ集合として、前記第１パラメータに加えて前記第２パラメータの応答も再開することを特徴とする。
【００１８】
これにより、パケット処理の負荷に対して無理なく、パケットの帯域を計測することができる。
【００１９】
本発明は、前記ネットワーク管理サーバが、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を用いて前記第１のネットワーク装置から実測値を収集し、かつ、NetFlow、sFlow、および、Telemetryのうちのいずれかを用いて前記第２のネットワーク装置から実測値を収集することを特徴とする。
【００２０】
これにより、既存の標準ツールを活用することで、ネットワーク装置がマルチベンダで構成される場合でも、システム全体での計測処理を効率的に実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、各ネットワーク装置の性能にばらつきがあるようなネットワークシステムでも、ネットワークのサービス品質を保ちつつ、適切に計測値を収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係わるネットワーク計測システムの構成図である。
【図２】本実施形態に係わる図１のネットワーク計測システムに対して、収集方法を個別に設定した構成図である。
【図３】本実施形態に係わるネットワーク計測システムの各装置の詳細を示す構成図である。
【図４】本実施形態に係わる汎用ＮＰＵの詳細を示す構成図である。
【図５】本実施形態に係わるパケット計測処理判定部の処理内容の詳細を示す時系列グラフである。
【図６】本実施形態に係わるパケット計測処理判定部が実行する高負荷状態／低負荷状態の計測切り替え処理のフローチャートである。
【図７】本実施形態に係わる計測情報合成部が実行するパケット計測の推定値b(t)の計算方法の第１例を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係わる計測情報合成部が実行するパケット計測の推定値b(t)の計算方法の第２例を示すグラフである。
【図９】本実施形態に係わる今回の管理対象のネットワーク計測システムを示す構成図である。
【図１０】本実施形態に係わる図９のネットワーク計測システムにおけるネットワーク情報ＤＢのデータ内容を示すテーブルである。
【図１１】本実施形態に係わるネットワーク情報管理部が図１０のネットワーク情報ＤＢを可視化した画面図である。
【図１２】プル型の情報収集方法を示す模式図である。
【図１３】プッシュ型の情報収集方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、ネットワーク計測システムの構成図である。
ネットワーク計測システムは、ネットワーク管理サーバ１がネットワークを流れるパケット量の計測値を各ネットワーク装置２から収集し、その収集結果を画面表示することで、管理者にネットワーク全体の使用状況を把握させる。
ネットワーク管理サーバ１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。
このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その略のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。
【００２５】
本実施形態では、性能が異なる複数のネットワーク装置２が混在するようなネットワーク計測システムにおいても、ネットワーク装置２の性能に応じた無理のない計測負荷を個別に与えることを主な特徴とする。計測負荷は、以下の２種類の観点で決定される。
（観点１）処理能力に応じた収集方法の設定：高性能なネットワーク装置２（第１のネットワーク装置）には高負荷のプル型を設定し、低性能なネットワーク装置２（第２のネットワーク装置）には低負荷のプッシュ型を設定する。これにより、ネットワーク装置２の処理能力に応じて計測負荷を最適化できる。
【００２６】
なお、プル型は、一般的には高負荷の情報収集方法である。ネットワーク装置２にとっては、ネットワーク管理サーバ１からの問合せに伴う割り込み処理が不定期に発生するからである。
一方、プッシュ型は、一般的には低負荷の情報収集方法である。事前に設定された定期的な間隔で（または、内部バッファ量が閾値を超えたときなどの設定した条件を満たした場合に）計測を行うだけでよく、その計測に要するリソースを事前に用意できる上、問合せに伴う割り込み処理は発生しないためである。さらに、「問合せ→応答」という往復処理を要するプル型に加え、片方向の計測値の送信だけで済むので、メッセージ数が少ないためである。
【００２７】
（観点２）高負荷状態時の計測パラメータの一部省略：ネットワーク装置２の低負荷状態時には、ネットワーク装置２の内部負荷（ＮＰＵ使用率）と、ネットワーク装置２を流れるパケット量（帯域）との両方の実測値を計測対象とする。高負荷状態時には、ＮＰＵ使用率の計測を続行するものの、帯域の計測は省略する。これにより、輻輳発生時など突発的な高負荷状態時にはパケット転送を優先させることで、ネットワークサービスの品質を維持できる。なお、高負荷状態／低負荷状態は、後記する図５で説明する。
なお、（観点１）だけを用いたり、（観点２）だけを用いたり、（観点１）と（観点２）とを併用したりしてもよい。
【００２８】
図２は、図１のネットワーク計測システムに対して、（観点１）の収集方法をネットワーク装置２ごとに個別に設定した構成図である。
左右２台に位置する太枠の専用装置２ａは、高性能なネットワーク装置２であるので、プル型が設定される。中央に位置する細枠の汎用スイッチ２ｂは、低性能なネットワーク装置２であるので、プッシュ型が設定される。
【００２９】
なお、プル型／プッシュ型の具体的な割当方法は、例えば、以下の（ａ）〜（ｄ）のように設定される。
（ａ）ネットワーク装置２の種別、および、ネットワーク装置２に使用されているＣＰＵ、ＮＰＵなどの各種部品の種別などのカタログスペックを参照して、例えば高性能な部品を備えるネットワーク装置２をプル型に設定する。
（ｂ）ネットワーク計測システムのネットワークトポロジを参照し、ネットワーク装置２が収容するユーザ端末の数が多いネットワーク装置２を、プル型に設定する。
（ｃ）過去に大量の（所定閾値以上の）パケットを転送した実績があるネットワーク装置２を、プル型に設定する。
（ｄ）現在の状態として高負荷状態になっているネットワーク装置２を、プッシュ型に設定する。逆に低負荷状態になっているネットワーク装置２を、プル型に設定する。つまり、現在負荷に応じて動的にプル型／プッシュ型を切り換える方式である。ここでも、高負荷状態／低負荷状態は、後記する図５で説明する。
【００３０】
図３は、ネットワーク計測システムの各装置の詳細を示す構成図である。ここでは、計測対象のネットワーク装置２として、汎用スイッチ２ｂを例示する。
なお、計測対象のネットワーク装置２として、専用装置２ａを用いてもよい。図中の汎用ＣＰＵ５２や汎用ＮＰＵ５４に代えて、専用装置２ａには、装置メーカ等が独自に開発した専用ＣＰＵや専用ＮＰＵが使われる。
ネットワーク管理サーバ１は、計測情報入出力部１１と、プル型計測制御部１２と、プッシュ型計測制御部１３と、装置毎計測情報ＤＢ１４と、計測情報合成部１５と、ネットワーク情報管理部１６と、ネットワーク情報ＤＢ１７とを有する。
【００３１】
計測情報入出力部１１は、汎用スイッチ２ｂの内部負荷（汎用ＮＰＵ５４のＮＰＵ使用率）と、汎用スイッチ２ｂの汎用ＮＰＵ５４が転送するパケット量（帯域）との実測値を計測情報として、汎用スイッチ２ｂから受信する。
プル型計測制御部１２は、プル型に設定されたネットワーク装置２（専用装置２ａ）に対して、図１２に示したように問合せ（ポーリング）を送信することで、その都度計測情報を送信させる。そのため、プル型計測制御部１２は、例えば、ＳＮＭＰなどのプル型のプロトコルを動作させる。
【００３２】
プッシュ型計測制御部１３は、プッシュ型に設定されたネットワーク装置２（汎用スイッチ２ｂ）に対して、図１３に示したように初回設定を送信することで、計測情報を所定間隔で送信させるスケジュールを設定する。そのため、プッシュ型計測制御部１３は、例えば、NetFlow、Telemetry、sFlowなどのプッシュ型のプロトコルを動作させる。なお、NetFlow、sFlowの場合、計測対象のパケットの割合を決めるサンプリング率を処理能力に応じて変化させることができる。また、Telemetryの場合、ＳＮＭＰによる計測結果に近い情報が取得できる。
【００３３】
装置毎計測情報ＤＢ１４は、ネットワーク装置２ごとの計測設定として、（観点１）の収集方法をプル型／プッシュ型のどちらにするか、および、（観点２）の高負荷状態時の帯域計測の省略を許可するか否かの情報を格納する。
計測情報合成部１５は、プル型計測制御部１２からのプル型の計測情報と、プッシュ型計測制御部１３からのプッシュ型の計測情報とを同じフォーマットに合成するとともに、高負荷状態時に計測が省略された帯域値の推測値を補完して整合化した計測情報を生成する。
ネットワーク情報管理部１６は、装置毎計測情報ＤＢ１４に登録された収集方法に従って、プル型計測制御部１２およびプッシュ型計測制御部１３を介して、ネットワーク装置２に計測を指示する。そして、ネットワーク情報管理部１６は、計測情報合成部１５が生成した計測情報をネットワーク情報ＤＢ１７に格納するとともに、その計測情報を画面表示することで可視化する。
【００３４】
ネットワーク装置２は、電源ファン部５１と、汎用ＣＰＵ５２と、メモリ５３と、汎用ＮＰＵ５４と、複数のネットワークインタフェース（ＩＦ）とを有する。
ネットワーク装置２は、汎用ＣＰＵ５２が、メモリ５３上に読み込んだプログラムを実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させるコンピュータである。電源ファン部５１はネットワーク装置２の各部品に電力を供給する。
汎用ＮＰＵ５４は、パケット処理に特化したプロセッサであり、ルータなどの通信機器に使用されている。汎用ＮＰＵ５４は、パケット処理として、パケット転送処理だけでなく、処理したパケットを計測するパケット計測処理も実行する。
【００３５】
図４は、汎用ＮＰＵ５４の詳細を示す構成図である。
汎用ＮＰＵ５４は、パケット計測部２１と、パケット処理部２２と、情報入出力部２３と、装置情報計測部２４とを有する。なお、専用装置２ａの専用ＮＰＵにも、パケット計測部２１と、パケット処理部２２と、情報入出力部２３と、装置情報計測部２４とを備えることとしてもよい。
パケット処理部２２は、各パケット（図示では「Ｐ」）の転送先を決定し、その転送先へと向かうＩＦにパケットを転送する。この転送処理は、具体的には、通過するパケット毎にヘッダを参照して、ヘッダ情報を元に予め指定された処理（キューイング、優先処理、廃棄処理などのＱｏＳ（Quality of Service）制御、パケットフィルタ、ヘッダ情報書き換えなどのパケットフォワーディング処理や経路制御処理）である。
装置情報計測部２４は、汎用ＮＰＵ５４のＮＰＵ使用率などのネットワーク装置２の情報を計測する。
情報入出力部２３は、パケット計測部２１の計測結果と、装置情報計測部２４の計測結果とをネットワーク管理サーバ１に送信する。
【００３６】
パケット計測部２１は、パケット計測処理部２１ａと、パケット計測処理判定部２１ｂと、閾値情報管理部２１ｃとを有する。
パケット計測処理部２１ａは、パケット処理部２２が転送するパケットを計測した結果をパケット計測情報とする。
パケット計測処理判定部２１ｂは、パケット計測処理部２１ａのパケット計測情報と、閾値情報管理部２１ｃが管理する閾値情報とを比較することで、現在の汎用ＮＰＵ５４の負荷状態が高負荷状態（計測値＞閾値）か低負荷状態（計測値≦閾値）かを決定する。パケット計測処理判定部２１ｂは、（観点２）に従って、高負荷状態時には計測を一部省略する。
【００３７】
図５は、パケット計測処理判定部２１ｂの処理内容の詳細を示す時系列グラフである。上下２つのグラフは同時刻に揃えて記載した。上のグラフの縦軸は汎用ＮＰＵ５４が処理するパケットの帯域（第２パラメータ）であり、下のグラフの縦軸は汎用ＮＰＵ５４のＮＰＵ使用率（第１パラメータ）を示す。
パケット計測処理判定部２１ｂは、以下に示すように、パケット計測の実測値B(t)の大小関係を元に、各時間帯で「高負荷状態」、「低負荷状態」を判断する。これにより、汎用ＮＰＵ５４のパケット転送処理と、汎用ＮＰＵ５４のパケット計測処理とをバランス良く切り換えることができる。
【００３８】
［時間帯t0〜t1］パケット計測の実測値B(t)＜閾値BTなので、低負荷状態である。実測値B(t)は、例えば、インタフェースを通過するパケット数や、通過するパケットの長さなどから計算される利用帯域である。よって、ＮＰＵ使用率の実測値N(t)と、パケット計測の実測値B(t)とをネットワーク管理サーバ１に通知する。
【００３９】
［時間帯t1〜t2］パケット計測の実測値B(t)＞閾値BTなので、高負荷状態である。よって、ＮＰＵ使用率の実測値N(t)をネットワーク管理サーバ１に通知することで、パケット計測の推定値b(t)をネットワーク管理サーバ１に計算させる。つまり、高負荷状態の汎用ＮＰＵ５４はパケット計測の実測値B(t)を計測する必要がなくなり、パケット転送処理に多くの計算資源を利用できる。ここで、実測値B(t)が閾値BTを超過した時刻t1における実測値N(t1)を、新たに閾値NTとして記憶しておく。
ここで、実測値N(t)の高負荷状態における送信間隔を、低負荷状態における送信間隔よりも長くすることで、実測値N(t)の値がばたつく（乱高下する）場合でも、高負荷状態／低負荷状態の切り替えを過剰に行うことを防止できる。
【００４０】
［時間帯t2〜t3］ＮＰＵ使用率の実測値N(t)＜閾値NTなので、汎用ＮＰＵ５４のパケット処理負荷が減少したことで、低負荷状態に戻る。［時間帯t0〜t1］と同様に、ＮＰＵ使用率の実測値N(t)と、パケット計測の実測値B(t)とをネットワーク管理サーバ１に通知する。
【００４１】
なお、高負荷状態／低負荷状態の判断をネットワーク装置２で行う代わりに、ネットワーク管理サーバ１が行ってもよい。その場合、ネットワーク管理サーバ１は、ネットワーク装置２の収集方法をプル型に変更した後、ＳＮＭＰのsyslog、ＭＩＢ（Management Information Base）による定期取得、コマンドによる取得（show processes cpu）などの機能を利用して、ＮＰＵ使用率の実測値N(t)を取得する。
【００４２】
以下、パケット計測の実測値B(t)と推定値b(t)について、計算精度と計算量との両面において評価する。
まず、推定値b(t)の計算精度は、実測値B(t)と同等である。図５に示したように、パケット計測の実測値B(t)と、ＮＰＵ使用率の実測値N(t)とは類似傾向（相関関係）があるためである。
【００４３】
次に、推定値b(t)の計算量は、実測値B(t)の計算量より少なくて済む。ネットワーク装置２の側では、もちろん、高負荷状態では、低負荷状態で計測していた実測値B(t)を計測する必要がなくなるために、計測負荷が削減される。ネットワーク管理サーバ１の側では、実測値N(t)から推定値b(t)を新たに計算するための負荷が増えてしまうが、推定値b(t)の計算ロジックが平易なため（詳細は図７，図８で後記）、計算量の増加量は少なくて済む。
さらに、ネットワーク管理サーバ１自身はパケット転送処理をしなくて済むため、ネットワーク管理サーバ１として汎用の計算機を用いることができる。よって、ネットワーク管理サーバ１の計算能力の拡張は、低コストで容易に実現できる。
【００４４】
図６は、パケット計測処理判定部２１ｂが実行する高負荷状態／低負荷状態の計測切り替え処理のフローチャートである。このフローチャートの開始時は、低負荷状態とする。
Ｓ１１として、汎用ＮＰＵ５４は、自身が処理する帯域とＮＰＵ使用率とを計測する。
Ｓ１２として、パケット計測処理判定部２１ｂは、Ｓ１１の帯域と、閾値情報管理部２１ｃの閾値ＢＴとを比較し、「帯域＞閾値ＢＴ」か否かを判定する。Ｓ１２でＹｅｓなら高負荷状態に遷移するためにＳ２１に進み、Ｎｏなら低負荷状態のままＳ１３に進む。
Ｓ１３として、情報入出力部２３は、Ｓ１１の計測結果として、帯域の実測値と、ＮＰＵ使用率の実測値とをネットワーク管理サーバ１に通知する。
【００４５】
Ｓ２１として、装置情報計測部２４は、高負荷状態に遷移したときのＮＰＵ使用率を、閾値ＮＴとして閾値情報管理部２１ｃに記憶する。
Ｓ２２として、パケット計測部２１は、Ｓ１１のうちの帯域の計測処理を停止する。
Ｓ２３として、装置情報計測部２４は、Ｓ１１のうちのＮＰＵ使用率の計測処理について、その計測間隔を延長する。
Ｓ２４として、情報入出力部２３は、装置情報計測部２４がＳ２３の計測間隔で計測したＮＰＵ使用率の実測値をネットワーク管理サーバ１に通知する。一方、Ｓ２２で帯域の計測処理は停止中なので、帯域の実測値は送信対象外である。このとき、計測情報合成部１５は、送信されなかった帯域の実測値の代わりに、送信されたＮＰＵ使用率の実測値から帯域の推測値を計算する（詳細は図７，図８）。
【００４６】
Ｓ２５として、パケット計測処理判定部２１ｂは、Ｓ２４で通知したＮＰＵ使用率と、Ｓ２１で記憶した閾値ＮＴとを比較し、「ＮＰＵ使用率＞閾値ＮＴ」か否かを判定する。Ｓ２５でＹｅｓならＳ２４に戻って高負荷状態を継続し、Ｎｏなら低負荷状態に遷移するためにＳ２６に進む。
Ｓ２６として、装置情報計測部２４は、Ｓ２３で延長されていたＮＰＵ使用率の計測間隔を元の計測間隔に戻す。そして、Ｓ２２で停止していた帯域の計測処理を再開するため、Ｓ１１に戻る。
【００４７】
図７は、計測情報合成部１５が実行するパケット計測の推定値b(t)の計算方法の第１例を示す。この第１例は、実測値N(t)と実測値B(t)との相関関係から近似線を外挿する方法である。
（手順１）ネットワーク情報ＤＢ１７から過去の実測値B(t)を実測点として読み出す（P11,P12,P13）。
（手順２）３つの実測点（P11,P12,P13）の近傍を通過するような近似線L11を、例えば最小二乗法で計算する。
（手順３）近似線L11をそのまま直線上に延長した推定線L12を求める。
（手順４）入力されたＮＰＵ使用率の実測値N1の推定線L12上の交点P14に対応する縦軸値b1が、パケット計測の推定値b(t)である。同様に、実測値N2の推定線L12上の交点P15に対応するパケット計測の推定値b2も、求めることができる。
【００４８】
図８は、計測情報合成部１５が実行するパケット計測の推定値b(t)の計算方法の第２例を示す。この第２例は、過去の実測値B(t)を元にした統計的情報を用いる方法である。
３つの実測点（P21,P22,P23）から近似線L21を求める方法は、図７の（手順１，２）と同じである。
（手順３ｂ）ネットワーク情報ＤＢ１７から過去の実測値B(t)を実測点として読み出す（P24,P25）。実測点P24,P25は、例えば先週の同時間帯の計測データである。
（手順４ｂ）２つの実測点（P24,P25）を通過する直線を推定線L22として計算する。
（手順５ｂ）入力されたＮＰＵ使用率の実測値N3の推定線L22上の交点P26に対応する縦軸値b3が、パケット計測の推定値b(t)である。
【００４９】
なお、図７，図８で示したパケット計測の推定値b(t)は、１台のネットワーク装置２が処理する（装置単位の）パケット帯域を示す。また、１台のネットワーク装置２にはＮ個のネットワークインタフェース（ＩＦ）が備えられており、１つのＩＦは、Ｍ個のフローを扱うとする。
ＩＦ単位のパケット帯域は、装置単位のパケット帯域を配分することで求められる。例えば、装置単位で90[Gbps]を扱い、３つのＩＦを備えるネットワーク装置２の場合、ＩＦ単位のパケット帯域は、90[Gbps]÷３＝30[Gbps]となる。
フロー単位のパケット帯域は、ＩＦ単位のパケット帯域を比例配分することで求められる。例えば、ＩＦ単位で30[Gbps]を扱い、１０個のフロー流れるＩＦの場合、フロー単位のパケット帯域は、30[Gbps]÷10＝3[Gbps]となる。
【００５０】
以上は、複数のＩＦ，フローに流れるパケット帯域を等配分した一例を示したが、過去の実測値を元に、比例配分してもよい。例えば、３つのＩＦ（IF1,IF2,IF3）を備えるネットワーク装置２の場合、過去の実測値として「IF1:IF2:IF3＝1:3:5」の比率でパケットが計測されたときには、IF1=10[Gbps],IF2=30[Gbps],IF3=50[Gbps]のように、過去の比率に沿って今回のパケット帯域が比例配分される。
【００５１】
以下、図９〜図１１を参照して、ネットワーク情報管理部１６がネットワーク情報ＤＢ１７に格納されたパケット計測値を、表示画面に表示するまでの一例を説明する。
図９は、今回の管理対象のネットワーク計測システムを示す。このネットワーク計測システムは、５台のネットワーク装置２（NA,NB,NC,ND,NE）がノードNCを中心としたスター型に接続される。ノードNCは、さらに、外部網との接続インタフェースを有する。なお、各ノード間のリンク容量（通信可能なパケット帯域の上限値）も、図９に併せて記載している。例えば、NC,ND間は「30G[bps]」なので、往復で30+30=60[Gbps]のパケットを一度に送信できる。
【００５２】
図１０は、図９のネットワーク計測システムにおけるネットワーク情報ＤＢ１７のデータ内容を示すテーブルである。このテーブルは、ネットワーク装置２のノードごとに、ノードのＩＰアドレス（図示省略）と、その接続情報（行先情報）と、自ノードから出力される出側帯域値と、自ノードに入力される入側帯域値と、汎用ＮＰＵ５４のＮＰＵ使用率と、計測値の収集方法とを対応付けている。
【００５３】
３台のノード（NA,NB,NC）は、高性能なネットワーク装置２なので、事前にプル型が設定されている。ノードNCの出側帯域値と、入側帯域値とは、外部網との通信の成分だけをテーブルに記載しているが、実際は周辺のノードNA,NB,ND,NEの成分も加算される。
つまり、ノードNAはノードNCとだけ40Gのリンクで接続されているので、ノードNAの出側帯域値＝ノードNCの40Gのリンクの入側帯域値とみなせる。このように、ノードNCが高負荷状態であるときには、周辺に位置するノードNAの計測結果を流用できるので、ノードNCの計測負荷を削減することができる。
【００５４】
図１１は、ネットワーク情報管理部１６が図１０のネットワーク情報ＤＢ１７を可視化した画面図である。
ネットワーク情報管理部１６は、図９のネットワークトポロジに対して、各ノード間のリンク情報を示す双方向の矢印を、各ノード間のリンクを流れる帯域値（出側帯域値＋入側帯域値）に応じた太さのアイコン（円柱）に置き換えて表示する。例えば、ノードNB,NC間の帯域値＝70+80=150[Gbps]は、ノードNC,外部網間の帯域値＝20+50=70[Gbps]の約２倍なので、ノードNB,NC間のアイコンを、ノードNC,外部網間のアイコンの約２倍の太さで表示する。
この図１１の表示画面により、ネットワーク管理サーバ１（管理者）は、管理対象のネットワーク計測システムの各箇所の負荷状態を直観的に把握できる。よって、管理者は、経路制御の変更や、ネットワークインタフェースの追加などのネットワーク計測システムの負荷分散を行うための適切な管理を実行できる。
【００５５】
以上説明した本実施形態では、性能が異なる複数のネットワーク装置２が混在するようなネットワーク計測システムにおいても、ネットワーク装置２の性能に応じた計測負荷を個別に与える。これにより、ネットワーク装置２のパケット転送処理を阻害しない範囲で、適切に管理に役立つ計測データをネットワーク管理サーバ１に集めることができる。
【００５６】
計測負荷を大まかに調整する方法としては、高性能なネットワーク装置２には高負荷のプル型を設定し、低性能なネットワーク装置２には低負荷のプッシュ型を設定することとする。これにより、高性能なネットワーク装置２が主要な計測処理を行い、その計測処理の補完処理として低性能なネットワーク装置２に計測処理を実行させることができ、システム全体での計測負荷の平準化が可能になる。
【００５７】
さらに、ネットワークを流れるパケット量は変動することが多いので、ネットワーク装置２の負荷も大きく変動する。そのときに、高負荷状態のネットワーク装置２の計測負荷をきめ細かく調整する方法としては、低負荷状態では計測対象としていた帯域の実測値を、高負荷状態では計測の対象外とする。その代わりに、別の計測対象である汎用ＮＰＵ５４のＮＰＵ使用率を元に、ネットワーク管理サーバ１が帯域の推定値を計算する。これにより、輻輳が発生して汎用ＮＰＵ５４が高負荷状態になっても、パケット転送処理を計測処理で中断させずに済む。
【００５８】
以上説明した本実施形態では、（観点１）で高性能なネットワーク装置２には高負荷のプル型を設定し、低性能なネットワーク装置２には低負荷のプッシュ型を設定することとする。これにより、高性能なネットワーク装置２が主要な計測処理を行い、その計測処理の補完処理として低性能なネットワーク装置２に計測処理を実行させることができ、システム全体での計測負荷の平準化が可能になる。
また、（観点２）で低負荷状態では計測対象としていた帯域の実測値を、高負荷状態では計測の対象外とする。その代わりに、別の計測対象である汎用ＮＰＵ５４のＮＰＵ使用率を元に、ネットワーク管理サーバ１が帯域の推定値を計算する。これにより、輻輳が発生して汎用ＮＰＵ５４が高負荷状態になっても、パケット転送処理を計測処理で中断させずに済む。
【００５９】
なお、本実施形態においては、本発明に係るネットワーク計測システムを、図２に示すように１台のネットワーク管理サーバ１と、３台のネットワーク装置２として説明したが、これに限定されない。例えば、本発明では、一般的なコンピュータのハードウェア資源を、ネットワーク計測システムの各手段として動作させるプログラムによって実現することができる。また、このプログラムは、通信回線を介して配布したり、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録して配布したりすることも可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１      ネットワーク管理サーバ
２      ネットワーク装置
２ａ    専用装置
２ｂ    汎用スイッチ
１１    計測情報入出力部
１２    プル型計測制御部
１３    プッシュ型計測制御部
１４    装置毎計測情報ＤＢ
１５    計測情報合成部
１６    ネットワーク情報管理部
１７    ネットワーク情報ＤＢ
２１    パケット計測部
２１ａ  パケット計測処理部
２１ｂ  パケット計測処理判定部
２１ｃ  閾値情報管理部
２２    パケット処理部
２３    情報入出力部
２４    装置情報計測部
５１    電源ファン部
５２    汎用ＣＰＵ
５３    メモリ
５４    汎用ＮＰＵ
【図１】
2019021982.tif 000003
【図２】
2019021982.tif 000004
【図３】
2019021982.tif 000005
【図４】
2019021982.tif 000006
【図５】
2019021982.tif 000007
【図６】
2019021982.tif 000008
【図７】
2019021982.tif 000009
【図８】
2019021982.tif 000010
【図９】
2019021982.tif 000011
【図１０】
2019021982.tif 000012
【図１１】
2019021982.tif 000013
【図１２】
2019021982.tif 000014
【図１３】
2019021982.tif 000015