JP7460933B2 - TOPOLOGY ESTIMATION SYSTEM, PACKET GENERATION DEVICE, TOPOLOGY ESTIMATION DEVICE, TOPOLOGY ESTIMATION METHOD, AND PACKET GENERATION PROGRAM - Google Patents
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Description
本発明は、トポロジ推定システム、パケット生成装置、トポロジ推定装置、トポロジ推定方法、及びパケット生成プログラムに関する。 The present invention relates to a topology estimation system, a packet generation device, a topology estimation device, a topology estimation method, and a packet generation program.
ネットワークの運用業務では、ネットワーク装置による相互の接続関係を示す情報などのトポロジ情報を含む構成情報に基づいて故障発生時の迅速な故障箇所の特定や、影響を把握する必要がある。更に、ネットワークを構築する各種の構成要素の増設、減設、切り替え等により、動的に変化する構成を維持運用するためには、トポロジの正確な構成情報を認識することが必要になる。トポロジの推定方法として、特許文献1、特許文献2に開示されたものが知られている。
In network operation work, when a failure occurs, it is necessary to quickly identify the failure location and understand the impact based on configuration information including topology information such as information indicating mutual connection relationships among network devices. Furthermore, in order to maintain and operate a dynamically changing configuration due to addition, subtraction, switching, etc. of various components that construct a network, it is necessary to recognize accurate configuration information of the topology. As topology estimation methods, those disclosed in
特許文献1には、ネットワーク装置の各通信インターフェース(通信IF)より取得した送受信トラヒック量の時系列データを比較し、各通信IF間のパケット送信量、及びパケット受信量の関係に基づいて、通信IFどうしの接続関係を推定するトポロジ推定方法が提案されている。
特許文献2には、送信側の通信IFよりトラヒック量の異なるデータを送信し、受信側の通信IFで受信されるデータのトラフィック量との相関性に基づいて通信IFどうしの接続関係を推定するトポロジ推定方法が提案されている。
しかし、上述した特許文献1に開示された方法では、各通信IFのトラヒック量の差分を比較するため、予備系のように、トラヒック量が少ない通信IFどうしではトポロジを高精度に推定することが難しい。また、特許文献2に開示された方法では、帯域上限によっては正確に推定に必要なトラヒックを付与することができないことがあり、トポロジを高精度に推定できないという問題がある。
However, in the method disclosed in
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トポロジを高精度に推定することが可能なトポロジ推定システム、パケット生成装置、トポロジ推定装置、トポロジ推定方法、及びパケット生成プログラムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its objectives are to provide a topology estimation system, a packet generation device, a topology estimation device, a topology estimation method, and a topology estimation system capable of estimating topology with high accuracy. Its purpose is to provide a packet generation program.
本発明の一態様のトポロジ推定システムは、エラー情報を付加した試験パケットを生成してネットワークに出力するパケット生成装置と、前記ネットワークに接続された複数の通信部のうち、一の通信部より前記試験パケットが送信された際に、前記試験パケットの情報、及び他の通信部で受信されたパケットの情報を取得し、前記試験パケットの情報、及び前記受信されたパケットの情報を比較し、この比較結果に基づいて前記一の通信部と前記他の通信部との接続関係を推定するトポロジ推定装置と、を備えたことを特徴とする。A topology estimation system according to one embodiment of the present invention is characterized in that it comprises a packet generating device that generates a test packet to which error information is added and outputs the test packet to a network, and a topology estimation device that, when the test packet is transmitted from one of a plurality of communication units connected to the network, acquires information on the test packet and information on a packet received by another communication unit, compares the information on the test packet with the information on the received packet, and estimates the connection relationship between the one communication unit and the other communication unit based on the comparison result.
本発明の一態様のパケット生成装置は、ネットワークのトポロジを推定するトポロジ推定用のパケットを生成するパケット生成装置であって、エラー情報を付加した試験パケットを生成するパケット設定部と、前記試験パケットの送信時刻の情報を前記試験パケットに設定する送信時刻設定部と、前記試験パケットを前記ネットワークに出力する試験パケット送信部と、を備えたことを特徴とする。 A packet generation device according to one aspect of the present invention is a packet generation device that generates a topology estimation packet for estimating the topology of a network, and includes a packet setting unit that generates a test packet to which error information is added; The present invention is characterized in that it includes a transmission time setting section that sets information on a transmission time of the test packet in the test packet, and a test packet transmission section that outputs the test packet to the network.
本発明の一態様のトポロジ推定装置は、複数の通信部を有するネットワークの、トポロジを推定するトポロジ推定装置であって、エラー情報が付加された試験パケットの情報、前記試験パケットの送信元となる通信部の情報、及び、前記複数の通信部のうち少なくとも一つで受信されたパケットの受信情報を取得する入力部と、パケットが受信された通信部で取得された受信情報に基づき、エラー数が最大となるパケットを抽出し、抽出したパケットの受信時刻を算出する最大値算出部と、前記試験パケットの送信時刻と、前記エラー数が最大となるパケットの受信時刻を比較する比較部と、前記比較部の比較結果に基づいて、前記ネットワーク内の通信部の接続関係を判定する接続判定部と、を備えたことを特徴とする。 A topology estimating device according to one aspect of the present invention is a topology estimating device that estimates the topology of a network having a plurality of communication units, and the information of a test packet to which error information is added serves as a transmission source of the test packet. The number of errors is calculated based on the information of the communication unit, the input unit that acquires the reception information of the packet received by at least one of the plurality of communication units, and the reception information acquired by the communication unit that received the packet. a maximum value calculation unit that extracts a packet with the maximum number of errors and calculates the reception time of the extracted packet; a comparison unit that compares the transmission time of the test packet with the reception time of the packet with the maximum number of errors; The communication device is characterized by comprising a connection determination unit that determines a connection relationship between communication units in the network based on a comparison result of the comparison unit.
本発明の一態様のトポロジ推定方法は、エラー情報を付加した試験パケットを生成してネットワークに出力するステップと、前記ネットワークに接続された複数の通信部のうち、一の通信部より前記試験パケットが送信された際に、前記試験パケットの情報、及び他の通信部で受信されたパケットの情報を取得するステップと、前記試験パケットの情報、及び前記受信されたパケットの情報を比較し、この比較結果に基づいて前記一の通信部と前記他の通信部との接続関係を推定するステップと、を備えたことを特徴とする。A topology estimation method according to one aspect of the present invention includes the steps of generating a test packet with error information added thereto and outputting the test packet to a network; acquiring information on the test packet and information on a packet received by one of a plurality of communication units connected to the network when the test packet is transmitted from the other communication unit; and comparing the information on the test packet and the information on the received packet and estimating the connection relationship between the one communication unit and the other communication unit based on the comparison result.
本発明の一態様は、上記パケット生成装置としてコンピュータを機能させるためのパケット生成プログラムである。 One aspect of the present invention is a packet generation program for causing a computer to function as the packet generation device.
本発明によれば、ネットワークのトポロジを高精度に推定することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to estimate the network topology with high accuracy.
[本実施形態の構成]
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の実施形態に係るトポロジ推定システム100の構成を示すブロック図である。図2は、本発明の実施形態に係るトポロジ推定システムの概略構成を示す説明図である。
[Configuration of this embodiment]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a block diagram showing a configuration of a
初めに、図2を参照して本実施形態に係るトポロジ推定システム100の概略的な処理について説明する。図2に示すように本実施形態に係るトポロジ推定システム100は、2個のネットワーク装置(NW装置)4a、4bが有する通信インターフェース(通信IF)4a1、4a2、4a3と、通信IF4b1、4b2、4b3との間の接続関係を示すトポロジを推定する。なお、図2では説明を簡素化するため、2つのNW装置4a、4bを示しているが、3つ以上のNW装置間のトポロジを推定することも可能である。例えば、図1に示すように、4つのNW装置4a~4dを備えてもよい。
First, a schematic process of the
トポロジ推定システム100は、意図的にエラー情報を付加したパケット(以下、「試験パケット」という)を生成し、該試験パケットを例えば、NW装置4aの通信IF4a1より送信する。そして、通信IF4a1より試験パケットが送信された時刻とほぼ同時刻において、NW装置4bの通信IF4b2にて上記の試験パケットが受信された場合に、通信IF4a1と通信IF4b2は接続関係にあるものと判定する。
The
即ち、NW装置は正常パケットをカウントするカウンタに加えて、エラー情報の数(以下、「エラー数」という)をカウントするカウンタを備えている。定常時においては、送信されるパケットに含まれるエラー数はほとんど変動がない。本実施形態では、意図的にエラー情報を付加した試験パケットを生成する。その後、この試験パケットをトポロジの推定対象となるネットワーク内に設置されたNW装置の通信IFより送信し、他の通信IFで受信されたパケットにエラー情報が含まれているか否かを判定する。この判定結果により、通信IFどうしの接続関係を判定する。ひいては、ネットワーク全体のトポロジを推定する。 That is, the NW device includes a counter that counts the number of error information (hereinafter referred to as "number of errors") in addition to a counter that counts normal packets. During steady state, the number of errors included in transmitted packets hardly changes. In this embodiment, a test packet to which error information is intentionally added is generated. Thereafter, this test packet is transmitted from the communication IF of a NW device installed in the network whose topology is to be estimated, and it is determined whether error information is included in the packet received at another communication IF. Based on this determination result, the connection relationship between the communication IFs is determined. Furthermore, the topology of the entire network is estimated.
即ち、送信元となる通信IFより試験パケットが送信された時刻とほぼ同時刻において、他の通信IFでパケットが受信され、更に、受信したパケットに含まれるエラー数と試験パケットに含まれるエラー数が一致、或いは近似している場合に、双方の通信IFは、相互に接続関係があるものと判定する。複数の通信IFどうしの接続関係を取得することにより、NW装置のトポロジを推定する。That is, if a test packet is received by another communication IF at approximately the same time as the source communication IF sends the packet, and if the number of errors in the received packet and the number of errors in the test packet match or are close to each other, the two communication IFs are determined to be mutually connected. The topology of the network device is estimated by acquiring the connection relationships between multiple communication IFs.
以下、図1を参照して本実施形態に係るトポロジ推定システム100の構成を詳細に説明する。図1に示すように、トポロジ推定システム100は、トポロジ推定装置1と、トポロジ推定用のパケットを生成するパケット生成装置2と、を備えている。そして、本実施形態に係るトポロジ推定システム100は、設備データベース(設備DB)5に接続されており、該設備DB5に登録されている複数のネットワーク装置のそれぞれが有する複数の通信IFどうしの接続関係を示すトポロジを推定する。The configuration of the
トポロジ推定システム100はまた、装置情報収集装置3、及び、トポロジの推定対象となるネットワーク4に接続されている。
The
ネットワーク4は、複数(図では4つ)のNW装置4a、4b、4c、4dを備えている。各NW装置4a~4dは、それぞれ複数の通信IFを備えている。なお、NW装置は4つに限定されない。
The
設備DB5には、各NW装置4a~4dにおける各通信IFのリストであるIFリストが登録されている。設備DB5はまた、トポロジ推定装置1にて各通信IFのトポロジが推定された場合に、この推定結果を登録する。
An IF list, which is a list of each communication IF in each of the
装置情報収集装置3は、NW装置4a~4dが有する各通信IFにて受信された装置情報を収集し、IF情報保存部41、及びパケット設定部52に出力する。装置情報は、パケットを受信した際に、該パケットに含まれるエラー数、パケットの受信時刻など、通信に関する種々の情報を含む。The device
トポロジ推定装置1は、情報保存部10と、処理部20と、入力部31及び出力部32を含む入出力部30と、を備えている。
The
入力部31は、キーボード、タッチパネル等の入力装置(図示省略)に接続され、ユーザによる入力操作を受け付ける。例えば、入力装置により入力される複数の通信IFのリスト(以下、「IFリスト」という)を取得する。
The
入力部31はまた、装置情報収集装置3より出力される各NW装置の情報、即ち、エラー情報が付加された試験パケットの情報、試験パケットの送信元となる通信IF(通信部)の情報、複数の通信IFのうち少なくとも一つで受信されたパケットの受信情報などの各種の装置情報を取得する。取得した装置情報を後述するIFリスト保存部11、及び判定候補生成部21に出力する。
The
出力部32は、後述する接続結果保存部13に記憶されているトポロジの情報、即ち、トポロジ推定装置1で推定されたトポロジの情報を設備DB5に出力する。
The
情報保存部10は、IFリスト保存部11と、判定候補リスト保存部12と、接続結果保存部13と、を備えている。情報保存部10は、図示省略のRAM(Random Access Memory)などで構成される。The
IFリスト保存部11は、複数(図では4個)のNW装置4a~4dが有する少なくとも一つの通信IFのIFリストを記憶する。IFリストには、各NW装置4a~4dが有する各通信IFの情報、及び、各通信IFで受信されたパケットの情報が含まれる。
The IF
判定候補リスト保存部12は、接続判定の候補となる通信IFの組が判定候補として登録された判定候補リストを記憶する。The judgment candidate
接続結果保存部13は、トポロジの推定結果として得られた接続形態が登録された接続リストを記憶する。即ち、接続リストには、相互に接続されているものと判定された通信IFの組の情報が接続形態として登録される。例えば、図2に示した例では、通信IF4a1と通信IF4b2が接続され、通信IF4a2と通信IF4b3が接続され、通信IF4a3と通信IF4b1が接続されていることが登録される。
The connection
処理部20は、判定候補生成部21と、最大値算出部22と、比較部23と、接続判定部24と、を備えている。
The
判定候補生成部21は、判定候補となる通信IFの組を抽出して、判定候補リストに登録し、判定候補リスト保存部12に保存する。具体的に、判定候補生成部21は、複数の通信IFにおいて、接続関係の有無を判定する通信IFの組の情報を生成し、判定候補リスト保存部12に保存する。The determination
通信IFの組は、試験パケットの送信元となる通信IFと、その他の全ての通信IFの組み合わせとしてもよいし、任意の通信IFの組み合わせとしてもよい。判定候補生成部21は、通信IFどうしの接続関係が検出されない場合には、この組み合わせのデータを判定候補リスト保存部12から削除する。
The set of communication IFs may be a combination of the communication IF that is the transmission source of the test packet and all other communication IFs, or may be a combination of arbitrary communication IFs. If the connection relationship between the communication IFs is not detected, the determination
最大値算出部22は、装置情報収集装置3で収集された各通信IFのパケットの中で検出されるエラー情報のカウント値であるエラー数を、IFリスト保存部11から取得する。例えば、標準MIB(Management Information Base)のインターフェースグループでは、図4に示すようにトラヒック量(オクテット)の他に、正常パケット及びエラー情報に関する各種情報を取得することができる。最大値算出部22は、この手法を採用して通信IF間の通信におけるエラー数を取得する。The maximum
最大値算出部22はまた、時系列的に取得される通信IF毎のパケットから、エラー数が最大となるパケットを抽出する。例えば、図2に示したNW装置4bの、通信IF4b1で受信されたパケットが、符号t1、t2、t3のように異なる時刻に3つのパケットが受信された場合には、3つのパケットのうち、エラー数が最大である符号t3に示すパケットを抽出する。即ち、最大値算出部22は、パケットが受信された通信IFで取得されたパケット情報に基づき、エラー数が最大となるパケットを抽出する。更に、抽出したパケットの受信時刻を取得する。
The maximum
比較部23は、最大値算出部22で抽出されたパケット、即ち、エラー数が最大となるパケットが受信された時刻と、後述する送信情報保存部42に保存されている試験パケットの送信時刻とを比較する。比較部23は、この比較結果を接続判定部24に出力する。
The
接続判定部24は、比較部23において、最大のエラー数を有するパケットが、試験パケットの送信時刻から所定時間内に受信された場合に、最大のエラー数を有するパケットを受信した通信IFと、試験パケットの送信元となる通信IFとの間に接続関係があるもの判定する。この際、接続判定部24は、判定候補リスト保存部12に保存されている通信IFの組に対して接続関係にあるか否かの判定を行う。
When the
一例として図2に示したように、パケット生成装置2よりエラー情報が付加された試験パケットが送信され、NW装置4aの各通信IF4a1、4a1、4a3が、それぞれ符号q1、q2、q3に示す時刻、及びエラー数の情報を含む試験パケットを送信したものとする。そして、NW装置4bの各通信IF4b1、4b2、4b3にてそれぞれ図示のパケットが受信されたものとする。2, as an example, a test packet with error information added is transmitted from the
この場合、通信IF4b1においては、時刻10時30分00秒(図では「10:30:00」と表記)にて受信されるエラー数が最大である。一方、符号q3に示すように、時刻10時30分00秒において、通信IF4a3よりエラー情報を付加した試験パケットが送信されている。従って、通信IF4a3と通信IF4b1が相互に接続されているものと判定する。 In this case, the communication IF 4b1 receives the maximum number of errors at time 10:30:00 (denoted as "10:30:00" in the figure). On the other hand, as shown by code q3, at time 10:30:00, a test packet with error information added is transmitted from the communication IF 4a3. Therefore, it is determined that the communication IF 4a3 and the communication IF 4b1 are connected to each other.
同様に、通信IF4b2においては、時刻10時00分00秒(図では「10:00:00」と表記)にて受信されるエラー数が最大である。また、符号q1に示すように、時刻10時00分00秒において、通信IF4a1よりエラー情報を付加した試験パケットが送信されている。従って、通信IF4a1と通信IF4b2が相互に接続されているものと判定する。Similarly, in communication IF4b2, the number of errors received at time 10:00:00 (indicated as "10:00:00" in the figure) is the largest. Also, as shown by symbol q1, at time 10:00:00, a test packet with error information added is sent from communication IF4a1. Therefore, it is determined that communication IF4a1 and communication IF4b2 are connected to each other.
更に、通信IF4b3においては、時刻10時15分00秒(図では「10:15:00」と表記)にて受信されるエラー数が最大である。また、符号q2に示すように、時刻10時15分00秒において、通信IF4a2よりエラー情報を付加した試験パケットが送信されている。従って、通信IF4a2と通信IF4b3が相互に接続されているものと判定する。即ち、接続判定部24は、比較部23において、最大のエラー数を有するパケットが、試験パケットの送信時刻から所定時間内に受信された場合に、最大のエラー数を有するパケットを受信した通信IFと、試験パケットの送信元となる通信IFとの間に接続関係があるもの判定する。
Furthermore, in communication IF 4b3, the number of errors received at the time 10:15:00 (indicated as "10:15:00" in the figure) is the largest. Also, as shown by symbol q2, at the time 10:15:00, a test packet with error information added is sent from communication IF 4a2. Therefore, it is determined that communication IF 4a2 and communication IF 4b3 are connected to each other. That is, when a packet with the largest number of errors is received within a predetermined time from the transmission time of the test packet in
図1に戻って、パケット生成装置2は、情報保存部40と、処理部50と、入出力部60と、を備えている。Returning to Figure 1, the
情報保存部40は、IF情報保存部41と、送信情報保存部42と、を備えている。The
IF情報保存部41は、設備DB5より出力される設備DBに関する各種の情報を読み取る。IF情報保存部41はまた、読み取った情報に含まれる通信IFに関する情報を保存する。
The IF
送信情報保存部42は、後述する試験パケット送信部62より送信された試験パケットに含まれるエラー情報を保存する。具体的に、試験パケットを送信した通信IFの情報、送信時刻、エラー数などの情報を保存する。
The transmission
処理部50は、送信時刻設定部51と、パケット設定部52と、ポート番号設定部53と、ヘッダ情報記述部54と、を備えている。
The
送信時刻設定部51は、所定数のエラー情報を付加した試験パケットの送信時刻を設定する。また、複数の試験パケットを送信する際には、各試験パケットの送信時刻が異なるように送信時刻を設定する。 The transmission time setting unit 51 sets the transmission time of the test packet to which a predetermined number of error information is added. Furthermore, when transmitting a plurality of test packets, the transmission times are set so that the transmission times of each test packet are different.
パケット設定部52は、トポロジ推定に必要となるエラー数を含む試験パケットを設定する。パケット設定部52はまた、試験パケットの送信元となる通信IFごとに、エラー数を変化させて各試験パケットを生成する。
The
以下、エラーパケットを生成する方法について説明する。例えばIPv4(Internet Protocol version4)を採用するIPパケットは、図3Aに示すように、送信データが記述されたIPペイロードと、送信データの情報が記述されたIPヘッダを有している。更に、IPヘッダには、符号p1に示すようにプロトコル番号が設定される「プロトコル」のフィールドを有している。プロトコル番号には使用されていない空き番号が存在する。 A method for generating error packets will be described below. For example, an IP packet that adopts IPv4 (Internet Protocol version 4) has an IP payload in which transmission data is described and an IP header in which information about the transmission data is described, as shown in FIG. 3A. Furthermore, the IP header has a "protocol" field in which a protocol number is set, as indicated by p1. There are unused protocol numbers.
図3Bは、プロトコル番号と、各番号に対応するプロトコルの対応を示す説明図であり、例えば、プロトコル番号「144~252」は空き番号とされている。パケット設定部52は、プロトコルのフィールドに、意図的に空き番号を付与することで、所定数のエラー情報を生成する。
FIG. 3B is an explanatory diagram showing the correspondence between protocol numbers and protocols corresponding to each number. For example, protocol numbers "144 to 252" are empty numbers. The
図1に戻って、ポート番号設定部53は、各通信IFに含まれる複数のポート番号のうち、プロトコルが未定義のポート番号を設定する。未定義のポート番号が複数存在する場合には、このうち任意のポート番号を設定する。Returning to FIG. 1, the port
ヘッダ情報記述部54は、エラー情報が付加された試験パケットを生成する際に、ポート番号設定部53で選択されたポート番号を指定する。
The header
入出力部60は、ポート情報入力部61と、試験パケット送信部62と、を備えている。
The input/
ポート情報入力部61は、各NW装置4a~4dの各通信IFから送信されるパケットにおいて、プロトコルが未定義のポート番号の情報を取得し、前述したポート番号設定部53に出力する。
The port
試験パケット送信部62は、パケット設定部52にて生成された試験パケット、即ち、意図的にエラー情報が付加された試験パケットを、ネットワーク4内に設置された複数のNW装置4a~4dの少なくとも一つに出力する。試験パケットは、所望のNW装置の通信IFから、他のNW装置の通信IFに送信される。試験パケット送信部62はまた、上記の試験パケットを送信した通信IFの情報、送信時刻、エラー数などの情報を送信情報保存部42に送信する。
The test
[本実施形態の動作]
次に、本実施形態に係るトポロジ推定システム100の処理手順を、図5A、図5Bに示すフローチャートを参照して説明する。
[Operation of this embodiment]
Next, the processing procedure of the
初めに、図5AのステップS11において、パケット生成装置2の処理部50の制御により、設備DB5に登録されているIFリストを読み出し、IF情報保存部41に保存する。例えば、図2に示したNW装置4aの通信IF4a1、4a2、4a3の情報、及び、NW装置4bの通信IF4b1、4b2、4b3の情報をIFリストとして、IF情報保存部41に保存する。
First, in step S11 in FIG. 5A, the IF list registered in the
ステップS12において、トポロジ推定装置1の入力部31は、トポロジの推定の対象となる通信IFの情報を取得し、IFリスト保存部11に保存する。
In step S<b>12 , the
次いで、処理部50はエラー情報が付加された試験パケットを生成する。ステップS13において、送信時刻設定部51は、試験パケットの送信時刻を設定する。複数の試験パケットを生成する際には、互いの送信時刻が異なるように送信時刻を設定する。例えば、図2に示した通信IF4a1、4a2、4a3よりそれぞれ試験パケットを送信する際において、15分ずつの時間差で送信時刻を設定する。
Next, the
ステップS14において、パケット設定部52は、必要とするエラー数を設定する。例えば、図2の符号q1~q3に示すように、エラー数を「100」に設定する。更に、パケット設定部52は、100個のエラー情報が付加された試験パケットを生成する。エラー情報を付加する方法は、IPv4を採用するIPパケットにおいて、プロトコルのフィールドに、意図的に空き番号を付与する方法である「iperf」でオプション指定する方法、或いは、「hping」を利用する方法等を採用することができる。パケット設定部52はまた、所定数のエラー情報が付加された試験パケットを生成する。
In step S14, the
ステップS15において、ポート番号設定部53は、試験パケットの送信元となる通信IFに含まれる複数のポートのうち、未定義のポート番号を選択する。In step S15, the port
ステップS16において、ヘッダ情報記述部54は、S15の処理で選択されたポート番号を指定する。
In step S16, the header
ステップS17において、試験パケット送信部62は、ネットワーク4に設置されている各ネットワーク装置4a~4dのうち、所望のNW装置(送信元となるNW装置)に試験パケットを送信する。送信元となるNW装置の通信IF(例えば、図2に示した通信IF4a1)は、他のNW装置の通信IF(例えば、図2に示した通信IF4b1)に対して、試験パケットを送信する。その結果、他のNW装置の通信IFでは試験パケットが受信されることになる。各NW装置4a~4dで受信されたパケットの情報は、装置情報収集装置3にて収集される。In step S17, the test
ステップS18において、試験パケット送信部62は、エラー情報を付加した試験パケットの送信リストを生成する。「送信リスト」とは、通信IF名、試験パケットの送信時刻、試験パケットに含まれるエラー数を対応させた情報を記述したリストである。例えば、図2の符号q1~q3に示した情報を記述したリストである。生成した送信リストは、送信情報保存部42に保存される。In step S18, the test
図5Bに示すステップS19において、トポロジ推定装置1の処理部20は、送信情報保存部42に保存されている、試験パケットを送信した通信IFの情報、及び装置情報収集装置3より出力されるパケットが受信された通信IFの情報に基づき、送信側となる通信IF、及び受信側となる通信IFが、トポロジ推定装置1のIFリスト保存部11に保存されている推定対象となる通信IFのリストに含まれているか否かを判定する。In step S19 shown in FIG. 5B, the
含まれている場合には(S19;YES)、ステップS20において、最大値算出部22は、推定対象となる通信IFで受信されたパケットに含まれるエラー数が最大となる時刻を算出する。例えば、図2に示す通信IF4b1では、符号t3に示すように、時刻「10:30:00」に受信されたパケットに含まれるエラー数が最大であるものと認識する。If so (S19; YES), in step S20, the maximum
ステップS21において、比較部23は、送信情報保存部42を参照し試験パケット送信部62より送信された試験パケットの送信時刻と、最大値算出部22で算出されたパケットの受信時刻を比較する。In step S21, the
ステップS22において、接続判定部24は、判定候補リスト保存部12に、送信側となる通信IFと、受信側となる通信の組み合わせが設定されているか否かを確認し、設定されている場合には、S21の処理による比較結果に基づいて、通信IF間の接続関係を算出する。例えば、図2の符号q1に示したように、NW装置4aの通信IF4a1で時刻10時00分00秒にて試験パケットが送信され、NW装置4bの通信IF4b2で受信されたパケットに含まれるエラー数が最大であった場合には、通信IF4a1と、IF4b2が相互に接続されているものと判定する。In step S22, the
ステップS23において、接続判定部24は、S22の処理で判定された接続関係の情報を接続結果保存部13に保存する。In step S23, the
ステップS24において、出力部32は、接続結果保存部13に保存されている接続関係の情報を設備DB5に出力し、該設備DB5に反映させる。その後、本処理を終了する。In step S24, the
一方、S19の処理で、送信側、受信側の通信IFがIFリスト保存部11に設定されていないと判定された場合には(S19;NO)、ステップS25において、判定候補生成部21は、判定候補リスト保存部12に保存されている通信IFのデータから、当該通信IFを削除する。即ち、試験パケットが受信された通信IFが、推定対象の通信IFでない場合には、接続関係を算出する必要がないので、この通信IFのデータを削除する。その後、本処理を終了する。こうして、簡便な処理でネットワーク4に含まれる通信IFどうしの接続関係を取得することができるのである。On the other hand, if it is determined in the process of S19 that the communication IFs of the sending and receiving sides are not set in the IF list storage unit 11 (S19; NO), in step S25, the determination
[本実施形態の効果]
このように、本実施形態に係るトポロジ推定システムは、エラー情報を付加した試験パケットを生成してネットワークに出力するパケット生成装置と、前記ネットワークに接続された複数の通信部(通信IF)のうち、一の通信部より前記試験パケットが送信された際に、前記試験パケットの情報、及び他の通信部で受信されたパケットの情報を取得し、前記試験パケットの情報、及び前記受信されたパケットの情報を比較し、この比較結果に基づいて前記一の通信部と前記他の通信部との接続関係を推定するトポロジ推定装置と、を備える。
[Effects of this embodiment]
As described above, the topology estimation system according to the present embodiment includes a packet generation device that generates a test packet with error information added and outputs it to a network, and a plurality of communication units (communication IF) connected to the network. , when the test packet is transmitted from one communication unit, the information of the test packet and the information of the packet received by the other communication unit are acquired, and the information of the test packet and the received packet are obtained. and a topology estimating device that compares information of and estimates a connection relationship between the one communication unit and the other communication unit based on the comparison result.
本実施形態では、パケット生成装置2において、意図的に所定数のエラー情報を付加した試験パケットを生成し、この試験パケットをネットワーク4内に設置された一の通信IFより送信する。また、他の通信IFにて受信されたパケットに含まれるエラー情報に基づいて通信IFどうしの接続関係を推定する。
In this embodiment, the
即ち、一の通信IFより送信された試験パケットに付加されたエラー情報と、他の通信IFで受信されたパケットに含まれるエラー情報に基づき、双方の情報が一致或いは近似している場合に、これらは接続関係があると判定し、ネットワーク4全体のトポロジを推定する。従って、通信IFどうしの接続関係を容易に推定することが可能となり、ひいてはネットワーク全体のトポロジ推定を容易に実施することが可能となる。That is, based on the error information added to a test packet sent from one communication IF and the error information included in a packet received by another communication IF, if the two pieces of information match or are similar, it is determined that there is a connection relationship between them and the topology of the
また、通常時にはほとんど発生しないエラー情報を付加することで通信IFどうしの接続関係を推定するので、高精度なトポロジの推定が可能となる。 Furthermore, since the connection relationship between communication IFs is estimated by adding error information that rarely occurs in normal times, it is possible to estimate the topology with high accuracy.
更に、試験パケットの送信元となる通信IFに含まれるプロトコルが未定義のポート番号を設定し、このポート番号を用いて試験パケットを送信するので、試験パケットを簡便な操作で送信することが可能となる。 Furthermore, the protocol included in the communication IF from which the test packet is sent sets an undefined port number, and the test packet is sent using this port number, making it possible to send the test packet with simple operations.
また、一の通信IFにて送信した試験パケットの送信時刻と、他の通信IFで受信されたパケットの受信時刻とを比較し、試験パケットの送信時刻から一定時間内に、この試験パケットが受信された場合に、これらは接続関係があると判定するので、より高精度なトポロジの推定が可能となる。In addition, the sending time of a test packet sent by one communication IF is compared with the receiving time of the packet received by another communication IF, and if the test packet is received within a certain time from the sending time of the test packet, it is determined that there is a connection between the two, making it possible to estimate the topology with higher accuracy.
更に、任意の通信IFにて複数のパケットが受信された場合には、トポロジ推定装置1の最大値算出部22において、エラー数が最大のパケットを抽出し、抽出したパケットの受信時刻と試験パケットの送信時刻を比較して、通信IFどうしの接続関係を推定する。このため、任意の通信IFにて複数のパケットが受信された場合であっても、試験パケットに対応するパケットを抽出できるので、高精度なトポロジの推定が可能となる。
Furthermore, when multiple packets are received at any communication IF, the maximum
[変形例の説明]
次に、上述した実施形態の変形例について説明する。上述した実施形態では、一の通信IFによる試験パケットの送信時刻と、他の通信IFで受信されたパケットの受信時刻を比較することにより、通信IFどうしの接続関係を推定する例について説明した。これに対して、変形例では、試験パケットに付加するエラー数を変更することにより、一の通信IFと他の通信IFとの接続関係を推定する。
[Description of Modifications]
Next, a modified example of the above-mentioned embodiment will be described. In the above-mentioned embodiment, a connection relationship between communication IFs is estimated by comparing the transmission time of a test packet by one communication IF with the reception time of the packet received by another communication IF. In contrast, in the modified example, the connection relationship between one communication IF and another communication IF is estimated by changing the number of errors added to the test packet.
具体的に、一の通信IFより、それぞれエラー数が異なる複数の試験パケットを送信する。例えば、図2に示した通信IF4a1より送信する試験パケットに付加するエラー数を「100」とし、通信IF4a2より送信する試験パケットに付加するエラー数を「200」とする。 Specifically, a plurality of test packets each having a different number of errors are transmitted from one communication IF. For example, it is assumed that the number of errors added to the test packet transmitted from the communication IF 4a1 shown in FIG. 2 is "100", and the number of errors added to the test packet transmitted from the communication IF 4a2 is "200".
図1に示した比較部23は、他の通信IFで受信されるパケットに含まれるエラー数に基づいて、通信IFどうしの接続関係を推定する。例えば、図2に示した通信IF4b2で受信されるパケットに含まれるエラー数が「100」であった場合には、通信IF4a1と、通信IF4b2が接続関係にあるものと推定することができる。The
変形例に係るトポロジ推定装置においても前述した実施形態と同様に、通信IFどうしの接続関係を容易に推定することが可能となり、ひいてはネットワーク全体のトポロジ推定を容易に実施することが可能となる。 Similarly to the above-described embodiment, the topology estimation device according to the modified example can easily estimate the connection relationship between communication IFs, and in turn can easily estimate the topology of the entire network.
上記説明した本実施形態のパケット生成装置2及びトポロジ推定装置1には、図6に示すように例えば、CPU(Central Processing Unit、プロセッサ)901と、メモリ902と、ストレージ903(HDD:HardDisk Drive、SSD:SolidState Drive)と、通信装置904と、入力装置905と、出力装置906とを備える汎用的なコンピュータシステムを用いることができる。メモリ902およびストレージ903は、記憶装置である。このコンピュータシステムにおいて、CPU901がメモリ902上にロードされた所定のプログラムを実行することにより、パケット生成装置2及びトポロジ推定装置1の各機能が実現される。
As shown in FIG. 6, the
なお、パケット生成装置2及びトポロジ推定装置1は、1つのコンピュータで実装されてもよく、あるいは複数のコンピュータで実装されても良い。また、パケット生成装置2及びトポロジ推定装置1は、コンピュータに実装される仮想マシンであっても良い。
Note that the
なお、パケット生成装置2用のプログラム及びトポロジ推定装置1用のプログラムは、HDD、SSD、USB(Universal Serial Bus)メモリ、CD (Compact Disc)、DVD (Digital Versatile Disc)などのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶することも、ネットワークを介して配信することもできる。
Note that the program for the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and many variations are possible within the scope of the invention.
1 トポロジ推定装置
2 パケット生成装置
3 装置情報収集装置
4 ネットワーク
4a~4d NW装置
4a1~4a3 通信IF(通信部)
4b1~4b3 通信IF(通信部)
5 設備データベース(設備DB)
10 情報保存部
11 IFリスト保存部
12 判定候補リスト保存部
13 接続結果保存部
20 処理部
21 判定候補生成部
22 最大値算出部
23 比較部
24 接続判定部
30 入出力部
31 入力部
32 出力部
40 情報保存部
41 IF情報保存部
42 送信情報保存部
50 処理部
51 送信時刻設定部
52 パケット設定部
53 ポート番号設定部
54 ヘッダ情報記述部
60 入出力部
61 ポート情報入力部
62 試験パケット送信部
100 トポロジ推定システム
1
4b1 to 4b3 Communication IF (communication department)
5 Equipment database (equipment DB)
10
Claims (8)
前記ネットワークに接続された複数の通信部のうち、一の通信部より前記試験パケットが送信された際に、前記試験パケットの情報、及び他の通信部で受信されたパケットの情報を取得し、前記試験パケットの情報、及び前記受信されたパケットの情報を比較し、この比較結果に基づいて前記一の通信部と前記他の通信部との接続関係を推定するトポロジ推定装置と、
を備えたことを特徴とするトポロジ推定システム。 a packet generation device that generates a test packet with error information added and outputs it to a network;
When the test packet is transmitted from one of the plurality of communication units connected to the network, information on the test packet and information on the packet received by the other communication unit are obtained, a topology estimation device that compares information on the test packet and information on the received packet and estimates a connection relationship between the one communication unit and the other communication unit based on the comparison result;
A topology estimation system comprising:
前記エラー情報を付加した試験パケットを生成するパケット設定部と、
前記一の通信部に含まれるプロトコルが未定義のポート番号を設定するポート番号設定部と、
を有し、
前記ポート番号設定部で設定されたポート番号を指定して、前記試験パケットを前記ネットワークに接続された通信部に送信すること
を特徴とする請求項1に記載のトポロジ推定システム。 The packet generating device includes:
a packet setting unit for generating a test packet to which the error information is added;
a port number setting unit that sets a port number for which a protocol is not defined and is included in the one communication unit;
having
2. The topology inference system according to claim 1, wherein the port number set by the port number setting unit is specified when the test packet is transmitted to a communication unit connected to the network.
前記トポロジ推定装置は、前記エラー数に基づいて、前記一の通信部と前記他の通信部との接続関係を推定すること
を特徴とする請求項2に記載のトポロジ推定システム。 The packet setting unit changes the number of errors added to the test packet for each communication unit that is a transmission source of the test packet,
The topology estimation system according to claim 2, wherein the topology estimation device estimates a connection relationship between the one communication unit and the other communication unit based on the number of errors.
前記トポロジ推定装置は、前記一の通信部より前記試験パケットを送信した時刻と、前記他の通信部にて前記試験パケットが受信された時刻との比較結果に基づいて、前記通信部の接続関係を推定すること
を特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のトポロジ推定システム。 the packet generation device includes a transmission time setting unit that sets a transmission time of the test packet;
The topology estimation system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the topology estimation device estimates a connection relationship of the communication units based on a comparison result between a time when the test packet is transmitted from the one communication unit and a time when the test packet is received by the other communication unit.
エラー情報を付加した試験パケットを生成するパケット設定部と、
前記試験パケットの送信時刻の情報を前記試験パケットに設定する送信時刻設定部と、
前記試験パケットを前記ネットワークに出力する試験パケット送信部と、
を備えたことを特徴とするパケット生成装置。 A packet generating device that generates a topology estimation packet for estimating a topology of a network, comprising:
a packet setting unit for generating a test packet to which error information is added;
a transmission time setting unit that sets information on a transmission time of the test packet in the test packet;
a test packet transmitting unit that outputs the test packet to the network;
A packet generating device comprising:
エラー情報が付加された試験パケットの情報、前記試験パケットの送信元となる通信部の情報、及び、前記複数の通信部のうち少なくとも一つで受信されたパケットの受信情報を取得する入力部と、
パケットが受信された通信部で取得された受信情報に基づき、エラー数が最大となるパケットを抽出し、抽出したパケットの受信時刻を算出する最大値算出部と、
前記試験パケットの送信時刻と、前記エラー数が最大となるパケットの受信時刻を比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記ネットワーク内の通信部の接続関係を判定する接続判定部と、
を備えたことを特徴とするトポロジ推定装置。 A topology estimation device that estimates a topology of a network having a plurality of communication units, comprising:
an input unit that acquires information on a test packet to which error information has been added, information on a communication unit that is a transmission source of the test packet, and reception information on a packet received by at least one of the plurality of communication units;
a maximum value calculation unit that extracts a packet with a maximum number of errors based on reception information acquired by a communication unit that receives the packet, and calculates a reception time of the extracted packet;
a comparison unit that compares a transmission time of the test packet with a reception time of the packet with the maximum number of errors;
a connection determination unit that determines a connection relationship of communication units in the network based on a comparison result of the comparison unit;
A topology estimation device comprising:
前記ネットワークに接続された複数の通信部のうち、一の通信部より前記試験パケットが送信された際に、前記試験パケットの情報、及び他の通信部で受信されたパケットの情報を取得するステップと、
前記試験パケットの情報、及び前記受信されたパケットの情報を比較し、この比較結果に基づいて前記一の通信部と前記他の通信部との接続関係を推定するステップと、
を備えたことを特徴とするトポロジ推定方法。 generating a test packet with error information added thereto and outputting the test packet to a network;
When the test packet is transmitted from one of a plurality of communication units connected to the network, information on the test packet and information on packets received by the other communication units are acquired;
comparing information of the test packet with information of the received packet, and estimating a connection relationship between the one communication unit and the other communication unit based on a result of the comparison;
A topology estimation method comprising:
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