(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＰ網のサービスリソース情報を生成するに当たり、管理されるべきＩＰ網に接続された複数のＩＰパケット転送装置から、前記IP網に接続されている各IPパケット転送装置の固有の物理的リソース情報を収集する工程と、
収集した各パケット転送装置固有の物理的リソース情報を用いてインタフェースに付与されたＩＰアドレスとネットワークマスク情報からネットワークアドレスを計算する工程と、同一のネットワークアドレスを有するインタフェースをまとめてリンク情報として結合する工程とを含む当該IP網の論理トポロジを構築する工程と、
構築された論理トポロジに各物理トポロジをマッピングして、前記物理的なリソース情報をIPアドレスの属性として含むサービスリソース情報を生成する工程とを具えることを特徴とするＩＰ網のサービスリソース情報生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＰ網のサービスリソース情報生成方法において、
前記物理的リソース情報として、インタフェースの帯域情報、キュー長、バッファ容量、リソースの実行速度、又はコスト情報を含むことを特徴とするＩＰ網のサービスリソース情報生成方法。
【請求項３】
請求項２に記載のＩＰ網のサービスリソース情報生成方法において、前記リンク情報と、インタフェースに付与されたコスト情報とを用いて最短経路を求めることを特徴とするＩＰ網のサービスリソース情報生成方法。
【請求項４】
ＩＰ網のサービスリソース情報を生成するサービスリソース情報生成システムであって、
管理すべきＩＰ網に接続されている複数のＩＰパケット転送装置から、前記IP網に接続されている各IPパケット転送装置の固有の物理的リソース情報を収集する手段と、
収集した各パケット転送装置の固有の物理的リソース情報を用いてインタフェースに付与されたＩＰアドレスとネットワークマスク情報からネットワークアドレスを計算し、同一のネットワークアドレスを有するインタフェースをまとめてリンク情報として結合する手段を含む当該ＩＰ網の論理トポロジを構築する手段と、
構築された論理トポロジに各物理トポロジをマッピングして、前記物理的なリソース情報をIPアドレスの属性として含むサービスリソース情報を生成する手段とを具えることを特徴とするサービスリソース情報生成システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＩＰ網においてトラヒックが流れる経路を特定して管理するために必要なサービスリソース情報を生成する方法及びサービスリソース情報を生成する装置に関するものである。
さらに、本発明は、論理的なトポロジ構成管理されているＩＰ網において、空き容量の残量を算出することができ、輻輳が発生しないようにネットワーク管理することができるＩＰ網の経路管理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットに代表されるＩＰ網の発展に伴い、ＩＰ網のネットワーク管理方法ないし経路管理システムの開発が強く要請されている。現在、ＩＰ網のネットワーク管理に関する方法ないし手法として以下のもの挙げられる。
１．ICMP pingおよびSNMPによるポーリングをＩＰ網上のルータやノード等のネットワークエレメント（NE）に定期的に行うことで、自動的に網に接続されているNEを検出し、IPアドレスによる接続関係を構築することでIPアドレスによる論理的なトポロジ構成管理を行う。（例えば、非特許文献１参照）
２．NEに接続することでネットワークに接続されているNEのトラヒック流量を計測することが出来るハードウェアまたはNEに組み込まれているソフトウェアは存在する（例えば、非特許文献２参照）。
３．NEには帯域制御を行う機能を持つ機器が存在する。また、NEに対して遠隔から帯域制御などの制御を実行する機能を持つネットワーク管理システム（NMS）が存在する。（例えば、非特許文献３又は４参照）。
【０００３】
【非特許文献１】
日立製作所（株）：JP1 Version6統合ネットワーク管理システム  ネットワークノードマネージャ  ネットワーク管理ガイド：手引・操作書  共通マニュアル、pp.31-34、リビジョン番号3020-3-C39-10.
【非特許文献２】
「Sniffer Pro ターンキーバージョン（提供するソリューション）（４．Gigabit Ethernet(登録商標) Solution）」、東陽テクニカ株式会社、［online］、２００３年４月２１日検索、インターネット、＜http://www.toyo.co.jp/sniffer/toyotcpr11_6.html＞、＜http://www.toyo.co.jp/sniffer/toyotcprll_6_4.html＞
【非特許文献３】
Packetter PacketShaper-製品概要、日商エレクトロニクス株式会社、［online］、２００３年４月２１日検索、インターネット、
＜http://www.nf.nissho-ele.co.jp/PACKETEER/＞
【非特許文献４】
PacketShaper Step３トラヒックのコントロール、Packetter社、［online］、２００３年４月２１日検索、インターネット、
＜http://www.packeteer.co.jp/products/packetshaper/index.html＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＰ網の管理方法として、以下の課題が指摘されている。
１．従来の技術で述べたようなシステムにおいて、インターネットに代表されるＩＰ網のトポロジ構成管理はＩＰアドレスの接続関係を管理する論理的なトポロジ構成管理が行われているにすぎない。このため、物理的な網構成の管理が行われていないため回線容量など物理的なリソースを管理することができず、NW設計を行う場合など実際のリソースの構成を把握することが困難である。
２．トラヒック流量を計測しても、物理的なリソース情報を管理していなければ、空き容量の残量が計算できない。
３．空き容量の残量が計算できないため、どれだけのサービストラヒックの流入を防ぐかといったNWに対する制御ができず、NWの輻輳やサービス品質の低下が起こる危険性が生じる。
【０００５】
従って、本発明の目的は、ＩＰ網のトポロジ構成、トラヒック経路、各IF間の使用帯域及び残帯域を常時把握することができ、ネットワークへのアクセスおよびトラヒック流入を適切に制御することができるＩＰ網のサービスリソース情報生成方法を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、ＩＰ網の各リンクの空き容量の残量を算出することができるＩＰ網のサービスリソース生成方法を提供することにある。
さらに、本発明の別の目的は、不所望なサービストラックの流入を適正に防止することができ、呼制御処理の判定が可能で輻輳の発生を有効に防止できるＩＰ網のサービスリソース情報生成方法ないし経路管理方法を提供することにある。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明によるＩＰ網のサービスリソース生成方法は、ＩＰ網のサービスリソース情報を生成するに当たり、管理されるべきＩＰ網に接続された複数のＩＰパケット転送装置から、前記IP網に接続されている各IPパケット転送装置の固有の物理的リソース情報を収集する工程と、収集した各パケット転送装置固有のリソース情報を用いてインタフェースに付与されたＩＰアドレスとネットワークマスク情報からネットワークアドレスを計算する工程と、同一のネットワークアドレスを有するインタフェースをまとめてリンク情報として結合する工程とを含む当該ＩＰ網の論理トポロジを構築する工程と、構築された論理トポロジに各物理トポロジをマッピングして、前記物理的なリソース情報をIPアドレスの属性として含むサービスリソース情報を生成する工程とを具えることを特徴とする。
【０００７】
一般のＩＰ網のネットワーク管理システムでは、ＩＰの論理的なトポロジ構成管理を行うため、実際の物理的リソースの接続性及びリソース容量を把握することは困難である。そこで、本発明では、ＩＰ網に接続されているＩＰパケット転送装置から直接収集できる情報を組み合わせて論理トポロジと物理トポロジとをマッピングし、物理的なリソース情報をIPアドレスの属性として付加されたサービスリソース情報を生成する。このように構成することにより、各リソースの回線容量が管理され、トラヒック流量から残リソースを計算し、経路情報と組み合わせて任意の2点間の使用可能トラック量を算出することができる。この結果、ＩＰパケット転送装置から直接収集できる情報を用いて物理トラック情報を簡易に把握するシステムを構築でき、輻輳の発生等の不具合を未然に防止することができる。
【０００８】
上記課題２を解決するため、物理的なリソース情報の容量から計測されたトラヒック流量を減算し、空き容量の残量を計算することができる。
上記課題３を解決するため、空き容量の残量を計算することで、空き容量の残量以上のトラヒックを網端のNEを制御して遮断する。これによりNWの輻輳を未然に防ぐことが可能となる。
【０００９】
図１は、本発明によるサービスリソース情報生成システムを含むネットワーク構成の一例を示す線図である。符号１はインターネットで代表される管理すべきＩＰ網を示す。ＩＰ網１には、複数のＩＰパケット転送装置２が接続され、これらＩＰパケット転送装置を介してパケット転送が行われる。ＩＰパケット転送装置２は、ユーザの端末装置３や各種サーバ４収容するノードとして機能すると共にルータやスイッチとして機能する。各ＩＰパケット転送装置２は経路管理システム５にそれぞれ接続され、経路管理システムは、各パケット転送装置２のノード情報及びインタフェース情報等を含む固有の各種リソース情報を収集する。経路管理システム５は、ＩＰパケット転送装置２から収集したリソース情報を用いてＩＰ網１のサービスリソース情報を生成し、サービスリソース情報を用いて当該ＩＰ網の経路管理を行うと共に外部システム６及びオペレータ用の画面端末７にサービスリソース情報をそれぞれ供給することができる。尚、ＩＰ網１にネットワーク管理システム８が接続されている場合、ネットワーク管理システム８からリソース情報を収集することもできる。
【００１０】
図２は、サービスリソース情報を生成すると共に生成したサービスリソース情報を用いて当該ＩＰ網の経路管理を行う経路管理システムの一例を示す線図である。経路管理システムは、ネットワーク情報収集部１１を有し、このネットワーク情報収集部１１は、SNMPやTelnet等の汎用プロトコルにより管理すべきＩＰ網に接続されている各ＩＰパケット転送装置２の固有のリソース情報を収集する。尚、トポロジ管理に用いる情報は、例えばノード情報及びインタフェース情報とすることができ、ノード情報の一例を図３に示し、インタフェース情報の一例を図４に示す。
【００１１】
ネットワーク情報収集部１１により収集された各パケット転送装置２の固有のリソース情報はネットワークトポロジ構成部１２に送られ、このネットワークトポロジ構成部において当該ＩＰ網１の論理トポロジが構築されてリンク情報が生成される。リンク情報のフォーマットの一例を図５に示す。
【００１２】
生成された論理トポロジはネットワークリソースデータベース１３に送られると共にネットワークリソース構成部１４に供給する。ネットワークリソース構成部１４は、生成された論理トポロジに物理トポロジをマッピングして当該ＩＰ網１のサービスリソース情報を生成する。生成されたサービスリソース情報は、リンク情報にＩＰパケット転送装置のノード情報及びインタフェース情報がＩＰアドレスの属性としてマッピングされたサービスリソース情報となる。
【００１３】
ネットワークリソース構成部１４により生成されたサービスリソース情報は、ネットワークリソースデータベース１３及び経路特定部１５にそれぞれ送られる。経路特定部１５では、経路情報を生成し、例えばネットワークトポロジ情報と各リンクに付与されたコスト値とを用いて最短経路を求めることができる。
【００１４】
生成された経路情報は、サービスリソース構築部１６に送られ、経路に関するサービスリソース情報が生成され、このサービスリソース情報は経路情報としてサービスリソースデータベース１７に格納する。
【００１５】
サービスリソース構築部１６にＡＰインタフェース１７を接続し、このインタフェースには例えば外部システム６及びオペレータ用の画面端末７を接続する。例えば、外部システム６からＩＰアドレスを入力すると、サービスリソース構築部１６は、このＩＰアドレスにより規定される2点間の最短経路情報を出力することができる。
【００１６】
次に、本発明によるサービスリソース情報生成方法及び経路管理方法の各工程について説明する。
経路管理システム５は、NW情報収集部１１によりネットワーク管理を行うための情報を各ＩＰパケット転送装置から収集する。NW情報収集部１１は、SNMPやTelnetなどの汎用プロトコルによって各当該ＩＰ網に接続されているパケット転送装置のリソース情報を収集するものとする。トポロジ管理に用いる情報は、例えばノード情報とIF情報である。
【００１７】
ネットワーク情報収集部は各パケット転送装置に対しSNMPで以下のMIBオブジェクトを取得しているものとする。（項目についての説明はRFC1213を参照のこと）
・  sysDescr（パケット転送装置の概要）
・  sysObjectID（オブジェクトの特有のＩＤ）
・  sysContact（管理者名）
・  sysName（パケット転送装置の名称）
・  sysLocation（パケット転送装置の配置位置）
・  ifIndex（インタフェースのインデックス値）
・  ifDescr（インデックス値の説明）
・  ifType（ＩＰ網の形式）
・  ifSpeed（帯域）
・  ifPhysAddr（パケット転送装置の物理的アドレス）
【００１８】
ネットワーク情報収集部１１は、ＩＰパケット転送装置２から以下のオブジェクトを収集する。（詳細についてはRFC1213，RFC1850を参照のこと）
・  ipAdEntAddr（エントリのＩＰアドレス）
・  ipAdEntIfIndex（ＩＰアドレス値及びＩＰインデックス値）
・  ipAdEntNetMask（ＩＰアドレスのマスク値）
・  ospfIfMetricValue（コスト情報）
【００１９】
ノード情報は各ＩＰパケット転送装置毎に以下の情報を含む。
▲１▼  エントリ番号，
▲２▼  オブジェクトの管理ID，
▲３▼  ノードに接続するための代表IPアドレス，
▲４▼  ノードに一意につけられた名前，
▲５▼  保持しているIFの数，
▲６▼  ノードの参考情報
このときの情報入手手段は以下のようになる
▲１▼  エントリ番号はシステムがエントリごとに昇順で付与する。
▲２▼  オブジェクトIDは全てのオブジェクトがユニークになるようにシ
ステムが付与する。
▲３▼  代表ＩＰアドレスはNMSがノードにアクセスする際に用いるもの
とする。通常はパケット転送装置の仮想IF（インタフェース）として定義されたIFに付与されたループバックアドレスを用いるがループバックアドレスがない場合はパケット転送装置に属するIFに付与されたＩＰアドレスをパケット転送装置の代表ＩＰアドレスとみなすこととする。
▲４▼  名前はSNMPによって取得するMIB-IIのSystemグループのsysDescrやsysNameオブジェクトから得られた情報を用いる。
▲５▼  保持しているIFの数はMIB-IIのIFグループのifIndexオブジェクトの値を取得する。
▲６▼  ノードの参考情報は手動で入力したText情報またはMIB-IIのSystemグループのsysDescrオブジェクトなどの値を取得するものとする。
【００２０】
IF情報はIF毎に以下の情報を含む。
▲１▼  エントリ番号、
▲２▼  オブジェクトの管理ID、
▲３▼IFが属するノードのID、
▲４▼IFの属するノードの中でのIndex値、
▲５▼IFの帯域容量、
▲６▼IFに付与されたIPアドレス、
▲７▼IFに付与されたIPアドレスのサブネットマスク値、
▲８▼IFに付与された物理アドレス、
▲９▼OSPFのコスト値
このときの情報の入手手段は以下のようになる。
▲１▼  エントリ番号はシステムがエントリごとに昇順で付与する。
▲２▼  オブジェクトIDは全てのオブジェクトが一意にＩDを得られるようにシステムが付与する。
▲３▼  インタフェースが属するノードのＩＤを検索し、IFとNEの関連付けを行うことでIFからNEのオブジェクトIDを特定する。
▲４▼IfIndex値はSNMPでInterfaceグループのifIndexから取得する。
▲５▼IFの帯域容量はSNMPでInterfaceグループのifSpeedから取得する。
▲６▼IFに付与されたIPアドレスはSNMPでInterfaceグループのipAdEntIfIndexによってIFのIndex値を特定し、IPグループのipAdEntAddrから取得する。
▲７▼IFに付与されたIPアドレスのサブネットマスク値はSNMPでInterfaceグループのipAdEntIfIndexによってIFのIndex値を特定し、IPグループのipAdEntNetMaskから値を取得する。
▲８▼IFに付与された物理アドレスはInterfaceグループのifPhysAddrから値を取得する。
▲９▼  OSPFのコスト値はospfIfMetricValueにより取得する。
【００２１】
以上の処理で収集した情報を用い、経路管理システム５はNWトポロジ構成部１２によってNW接続関係を生成する。このNW接続関係をリンク情報と呼ぶ。リンク情報の生成手順を以下に示す。
（ア）接続関係を生成するIFに付与されたＩＰアドレスとネットマスク情報からネットワークアドレスを計算する。（例：129.60.12.116/24ならばネットワークアドレスは129.60.12.0）
（イ）全てのIFについて以上の処理を行う。
（ウ）同じネットワークアドレスを持つIFをまとめ，直接接続されているものと判断し、両IFオブジェクトを一つのリンク情報として結合する。ただし、本手法はNE同士の接続に用いられるものとし，LAN上の端末などでは同じネットワークアドレスを持つIFは三つ以上存在することがあるため用いることはできない。
【００２２】
インタフェースが属するノードのＩＤからノードに属するリンクが特定される。またリンク情報は属性としてノード情報を持つため、ネットワークのトポロジ情報の生成が可能となる。
【００２３】
ネットワークリソース構成部１２において、リンク情報生成の際IF情報の属性として付与されていたOSPFのコスト値、IFの帯域、物理アドレスといった情報をリンク情報の属性として付与する。
【００２４】
経路特定部１４において、ネットワークトポロジ情報とリンクに付与されたコスト値によって、最短経路を求めることができる。最短経路はOSPFと同様にダイクストラ法などを用いる。詳細は非特許文献４などを参照のこと。
【００２５】
生成されたリンク情報と最短経路情報は以下のように用いられる。
（ア）新規にユーザがIP網上のサービスの利用のためにアクセスする。このときサービスの利用帯域が申告されるものとする。
（イ）提供サービスからサーバ側のエッジNEが特定される。またあらかじめサービスオーダされたユーザの情報からユーザが収容されるエッジNEが特定される。
（ウ）両エッジルータから最短経路を検索する。
（エ）最短経路を構成する各リンクを検索する。
（オ）リンクごとに、他のユーザのトラヒックによって利用されている量を検索する。
（カ）リンクごとに残帯域を計算し、新規ユーザが申告した帯域より多いことを確認する。
（キ）多かった場合ユーザにアクセスを許可する。少なかった場合ユーザにアクセスを拒否する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば以下のような優れた効果を発揮する。
１．論理的なトポロジ構成を有するＩＰ網においてもIFごとの回線容量など物理的なリソースを管理することができ、実際のリソースの残容量を把握することが可能となる。
２．トラヒック流量を計測し、物理的なリソース情報と突合することで、各リンクの残帯域が計算できる。
３．各リンクの残帯域を把握することでどれだけのサービストラヒックの流入を許すかといった呼制御処理の判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるサービスリソース生成方法が適用されるネットワーク構成の一例を示す線図である。
【図２】  本発明による経路管理システムの一例を示す線図である。
【図３】  ノード情報のフォーマット例を示す図である。
【図４】  IF情報の一例を示す線図である。
【図５】  リンク情報フォーマットの一例を示す図である。
【符号の説明】
１  ＩＰ網
２  ＩＰパケット転送装置
３  端末装置
４  サーバ
５  経路管理システム
６  外部システム
７  ネットワーク管理システム
１１  ネットワーク情報収集部
１２  ネットワークトポロジ構成部
１３  ネットワークリソースデータベース
１４  ネットワークリソース構成部
１５  経路特定部
１６  サービスリソース構成部
１７  サービスリソースデータベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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