JP6070338B2 - 多階層システムに含まれる処理システムの分類装置及び多階層システムに含まれる処理システムの分類プログラム並びに多階層システムに含まれる処理システムの分類方法 - Google Patents
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Description
1つの側面では、本発明は、複数の多階層システムを含むコンピュータシステムにおいて、各々の多階層システムを分類できるようにすることを目的とする。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
多階層システム1は、ポートミラーリング機能を有するスイッチ2を介してクライアント端末10と、3つのWebサーバ21,22,23と、2つのアプリケーション(AP)サーバ31,32と、データベース(DB)サーバ41、及びシステム分析装置51が接続されている。
セッションは、送受信側のIP(Internet Protocol)アドレスとポート番号によって定まる通信経路上で送受信されるデータの集合である。
メッセージは、TCP(Transmission Control Protocol)セッション上で複数の機器がやりとりするデータの最小単位である。例えば、HTTPでのリクエストやそれに対するレスポンスが、メッセージに該当する。
トランザクションは、システムに対する要求によって発生するオブジェクト処理の集合である。
第1の業務システムGS1は、第1のWebサーバ21と、第2のWebサーバ22と、第1のアプリケーションサーバ31と、データベースサーバ41とで多階層システムを構築している。第1の業務システムGS1では、クライアント端末10からの指令がいずれかのWebサーバ21,22に入力される。Webサーバ21,22は、第1のアプリケーションサーバ31に対して処理要求を出力し、第1のアプリケーションサーバ31がデータベースサーバ41のデータにアクセスしながらWebサーバ21,22の要求を実行する。処理の実行結果は、いずれかのWebサーバ21,22からクライアント端末10に返信される。
記憶装置64には、OSやアプリケーションプログラム、後述する各種のデータが読み出し可能に格納される。
通信履歴記憶部72は、パケットを解析することにより取得したメッセージの情報を通信履歴として格納する。
モデル生成部73は、通信履歴記憶部72に格納されたメッセージの情報、即ち通信履歴に基づいて、サーバ21〜23,31,32,41間の処理の呼出関係の情報を有するトランザクションモデルを生成する。
分析部75は、通信履歴記憶部72に格納されたメッセージの情報と、トランザクションモデル記憶部74に格納されたトランザクションモデルとを比較して、各トランザクションの処理時間等の統計情報を分析する。さらに、分析部75は、分析結果をモデル抽出部76に出力する。
出現する
経路別出現モデル記憶部77には、経路別出現モデルテーブルが格納される。
システム分類部78は、通信経路毎のトランザクションモデルの一致度を算出することにより、一致度が高い通信経路を1つの業務システムGS1,GS2として抽出する。
最初に、ステップS101で、メッセージ解析部71が多階層システム1内で通信されるメッセージをスイッチ2を介して取得する。続くステップS102では、メッセージ解析部71が、取得したメッセージを解析し、通信履歴記憶部72に記憶する。この後、ステップS103で、モデル生成部73が、通信履歴記憶部72に格納されているメッセージの情報を参照して、トランザクションモデルを生成する。そして、モデル生成部73は、生成したトランザクションモデルをトランザクションモデル記憶部74に格納する。
まず、ステップS101のメッセージを取得する工程の詳細について説明する。
この実施の形態のシステム分析装置51における監視対象は、Webサーバ21〜23、アプリケーションサーバ31,32、データベースサーバ41である。各サーバ21〜23,31,32,41は、スイッチ2の個別のポートに接続されている。同様に、システム分析装置51もスイッチ2のポートに接続されている。そして、各サーバ21〜23,31,32,41が接続されているスイッチ2のポートのミラーリング先には、システム分析装置51が接続されたポートが指定されている。これにより、各サーバ21〜23,31,32,41宛のパケットは宛先となるサーバ21〜23,31,32,41に入力されると共に、システム分析装置51にも入力される。
最初に、クライアント端末10から第1のWebサーバ21に対して、例えば、HTTPのパケットが送信される。このとき、このパケットと同じ内容のパケットがシステム分析装置51にも入力される。同様に、第1のWebサーバ21と第1のアプリケーションサーバ31の間で通信されるパケットや、第1のアプリケーションサーバ31とデータベースサーバ41の間で通信されるパケットも、パケットがスイッチ2を通過するタイミングで、同一の内容のパケットがシステム分析装置51に入力される。
メッセージ解析部71は、パケットが入力されると、メッセージを再構成する。最初に、多数のパケットを、そのパケットが属するセッション毎に振り分け、TCP/UDP(User Datagram Protocol)セッションを再構築する。さらに、セッションに振り分けられた多数のパケットの中から所定のデータを抽出してメッセージを再構成する。
メッセージ解析部71は、1つのメッセージに対応して1つのプロトコルログを作成する。ここで、図5を参照してプロトコルログの一例を説明する。図5には、複数のプロトコルログ81(81A〜81F)がテキスト形式で形成されたプロトコルログリスト80の一例が図示されている。プロトコルログリスト80では、プロトコルログ81が、時系列に上から順番に1行ずつ配列されている。各プロトコルログ81には、メッセージ毎に、メッセージの受信時刻を示すタイムスタンプ情報82と、メッセージID情報83と、プロトコル名情報84と、メッセージ種別情報85と、処理種別情報86と、送信元IPアドレス情報87と、送信先IPアドレス情報88が関連付けられた構成を有する。
モデルを生成するときには、モデル生成部73が通信履歴記憶部72に格納されたプロトコルログ81を取得し、プロトコルログ81を用いてトランザクションモデルを生成する。ここで、プロトコルログ81は、HTTPプロトコル、IIOP(Internet Inter-ORB Protocol)プロトコル、そしてデータベースプロトコルなどのメッセージが複雑に混ざり合っている。そこで、例えば、各トランザクションが他のトランザクション(クライアントのリクエストからレスポンスまで)とオーバラップすることのない部分(すなわち非多重の部分)のみを抜き出して、モデルを構築する。これは、非多重のトランザクションであれば、そのトランザクションが実行されている時間帯内の各処理間には、呼出関係が確実に存在する(確からしさが高い)と考えられるからである。さらに、各プロトコルのリクエストとそれに対応するレスポンスのメッセージは、メッセージ解析部71において同じメッセージIDが付与されているためである。
次に、モデル生成部73は、HTTPプロトコルのメッセージペアの間に、他の識別番号を持つHTTPのメッセージが存在するかどうかをチェックする。該当するメッセージが存在しない場合、モデル生成部73は、HTTPプロトコルのリクエスト・レスポンスのペアと、その間のメッセージの中でメッセージ種別がリクエストになっている全てのプロトコルログを選択する。図5の例では、2行目のプロトコルログ81Bと、3行目のプロトコルログ81Cとがこれに相当する。これらプロトコルログ81B,81Cは、プロトコルログ81A,81Fのメッセージペアに対して、横断関係にないトランザクションである。
ほとんどの場合に複数の処理を同時並行的に処理しているシステムの場合、多重度が高い部分も利用してトランザクションモデルを生成しても良い。呼出関係の候補から、処理種別毎に、他の種別の呼出回数を計算し、各呼出候補の確率を求める。この場合、呼出関係は、生起確率の高い関係として定義できる。そこで、モデル生成部73は、生起確率が大きい処理を抽出してトランザクションモデルを生成する。
分析部75は、通信履歴記憶部72に格納されたプロトコルログ81を、トランザクションモデル記憶部74に格納されるトランザクションモデルと比較することで、各トランザクションを構成するメッセージを識別する。そして、分析部75は、トランザクション毎のメッセージの処理時間によって、システムの状態を分析する。
ステップS201では、モデル抽出部76がトランザクションモデルを分析部75から読み込む。
続いて、ステップS202で、モデル抽出部76が、トランザクションメッセージを読み込む。具体的には、モデル抽出部76が、分析部75からトランザクション毎に抽出されたプロトコルログ81を読み込む。
システム分類処理では、通信経路間で出現モデルの類似度に基づいて、クラスタリングを行い、業務システムGS1,GS2毎に通信経路と、その通信経路に属するサーバ21〜23,31,32,41を分類する。ここで、出現モデルの類似度は、集合の要素の一致度を示す指標が用いられる。出現モデルの類似度を用いるのは、出現モデルが2つ業務システムGS1,GS2で共通に登録されることもあるし、同じ業務システムGS1,GS2内でも異なる出現モデルが登録されることもあるからである。
最初のステップ301では、システム分類部78が、経路別出現モデル記憶部77から通信経路毎の経路別出現モデルを読み込む。続いて、ステップS302で、通信経路間での類似度を算出する。通信経路間の類似度は、例えば、出現モデル情報115の一致度を示す指標を用いて計算する。
さらに、ステップS303で、通信経路をクラスタリングする。通信経路のクラスタリングは、ステップS302で算出した通信経路間の類似度を用いて通信経路をクラスタリングすることによって分類する。
システム分類部78は、集合の類似度を示す指標として、例えば、Jaccard係数を使用する。Jaccard係数は0から1までの間の数値で示され、数値が大きいほど類似性が高くなる。Jaccard係数J(Si,Sj)は、以下の式に示すように、2つの集合(Si,Sj)の共通要素数を、少なくとも一方に存在する要素数で除算した値で定義される。
(付記1) 複数のサーバを含む多階層システム内での通信履歴を送信元のサーバのアドレスと、送信先のサーバのアドレスと共に格納する通信履歴記憶部と、前記通信履歴に含まれるサーバ間の処理の種別を用いて前記通信履歴を分類し、複数のサーバ間の処理の呼出関係を特定するトランザクションモデルを複数作成するモデル生成部と、前記通信履歴に含まれるサーバ間の処理の呼出関係によって関連付けられるサーバのアドレス情報によって前記多階層システムにおける通信経路を複数抽出し、抽出した各通信経路と、作成した複数のトランザクションモデルを対応付けるモデル抽出部と、前記経路別出現モデル抽出による対応付けに基づいて、前記トランザクションモデルから特定される複数のサーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出するシステム分類部と、をコンピュータに実行させることを特徴とする多階層システムに含まれる処理システムの分類装置。
(付記2) 前記システム分類部は、通信経路の組み合わせ毎の類似度と、前記類似度に基づいて算出される通信経路間の距離とを求め、前記通信経路間の距離が最短となる2つの通信経路を1つの処理システムとして抽出する処理を含むことを特徴とする付記1に記載の多階層システムに含まれる処理システムの分類装置。
(付記3) 複数のサーバを含んで構築された多階層システム内での通信履歴を送信元の前記サーバのアドレスと、送信先の前記サーバのアドレスと共に取得する処理と前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の種別を用いて前記通信履歴を分類し、複数の前記サーバ間の処理の呼出関係を特定するトランザクションモデルを複数作成する処理と、前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の呼出関係によって関連付けられる前記サーバのアドレス情報によって前記多階層システムにおける通信経路を複数抽出する処理と、前記トランザクションモデルから特定される複数の前記サーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出する処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする多階層システムに含まれる処理システムの分類プログラム。
(付記4) 複数の前記サーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出する処理は、通信経路の組み合わせ毎の類似度と、前記類似度に基づいて算出される通信経路間の距離とを算出し、前記通信経路間の距離が最短となる2つの通信経路が呼出関係の一致度が高い通信経路であると判定する処理を含むことを特徴とする付記3に記載の多階層システムに含まれる処理システムの分類プログラム。
(付記5) 複数のサーバを含んで構築された多階層システム内での通信履歴を送信元の前記サーバのアドレスと、送信先の前記サーバのアドレスと共に取得する工程と、前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の種別を用いて前記通信履歴を分類し、複数の前記サーバ間の処理の呼出関係を特定するトランザクションモデルを複数作成する工程と、前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の呼出関係によって関連付けられる前記サーバのアドレス情報によって前記多階層システムにおける通信経路を複数抽出する工程と、前記トランザクションモデルから特定される複数の前記サーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出する工程と、をコンピュータに実行させることを特徴とする多階層システムに含まれる処理システムの分類方法。
(付記6) 複数の前記サーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムして抽出する工程は、通信経路の組み合わせ毎の類似度と、前記類似度に基づいて算出される通信経路間の距離とを算出し、前記通信経路間の距離が最短となる2つの通信経路が呼出関係の一致度が高い通信経路であると判定する処理を含むことを特徴とする付記5に記載の多階層システムに含まれる処理システムの分類方法。
21,22,23 Webサーバ
31,32 アプリケーションサーバ
41 データベースサーバ
72 通信履歴記憶部
73 モデル生成部
76 モデル抽出部
78 システム分類部
81 プロトコルログ
86 処理種別情報
110 経路別出現モデルテーブル
111 通信経路情報
GS1 第1の業務システム
GS2 第2の業務システム
Claims (4)
- 複数のサーバを含む多階層システム内での通信履歴を送信元のサーバのアドレスと、送信先のサーバのアドレスと共に格納する通信履歴記憶部と、
前記通信履歴に含まれるサーバ間の処理の種別を用いて前記通信履歴を分類し、複数のサーバ間の処理の呼出関係を特定するトランザクションモデルを複数作成するモデル生成部と、
前記通信履歴に含まれるサーバ間の処理の呼出関係によって関連付けられるサーバのアドレス情報によって前記多階層システムにおける通信経路を複数抽出し、抽出した各通信経路と、
作成した複数のトランザクションモデルを対応付ける経路別出現モデル抽出部と、
前記経路別出現モデル抽出部による対応付けに基づいて、前記トランザクションモデルから特定される複数のサーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出するシステム分類部と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする多階層システムに含まれる処理システムの分類装置。 - 前記システム分類部は、通信経路の組み合わせ毎の類似度と、前記類似度に基づいて算出される通信経路間の距離とを求め、前記通信経路間の距離が最短となる2つの通信経路を1つの処理システムとして抽出する処理を含むことを特徴とする請求項1に記載の多階層システムに含まれる処理システムの分類装置。
- 複数のサーバを含んで構築された多階層システム内での通信履歴を送信元の前記サーバのアドレスと、送信先の前記サーバのアドレスと共に取得する処理と
前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の種別を用いて前記通信履歴を分類し、複数の前記サーバ間の処理の呼出関係を特定するトランザクションモデルを複数作成する処理と、
前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の呼出関係によって関連付けられる前記サーバのアドレス情報によって前記多階層システムにおける通信経路を複数抽出する処理と、
前記トランザクションモデルから特定される複数の前記サーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出する処理と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする多階層システムに含まれる処理システムの分類プログラム。 - 複数のサーバを含んで構築された多階層システム内での通信履歴を送信元の前記サーバのアドレスと、送信先の前記サーバのアドレスと共に取得する工程と、
前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の種別を用いて前記通信履歴を分類し、複数の前記サーバ間の処理の呼出関係を特定するトランザクションモデルを複数作成する工程と、
前記通信履歴に含まれる前記サーバ間の処理の呼出関係によって関連付けられる前記サーバのアドレス情報によって前記多階層システムにおける通信経路を複数抽出する工程と、
前記トランザクションモデルから特定される複数の前記サーバ間の処理の呼出関係の一致度が高い通信経路を1つの処理システムとして抽出する工程と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする多階層システムに含まれる処理システムの分類方法。
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