JP6378653B2 - サービス影響原因推定装置、サービス影響原因推定プログラム、及びサービス影響原因推定方法 - Google Patents
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Description
しかし、二以上の故障被疑箇所のうち、どれが実際に故障している可能性がより高いのかが分からないため、例えば故障被疑箇所であるサービス構成要素のID順等で検索順序を決めることとなり、故障箇所の検索及び特定のため作業を効率化することができない。
[比較例]
(第1の比較例)
本明細書において、サービス品質に「劣化」が生じているとは、ネットワーク管理者側で異常の発生を示すアラームを確認できないような異常が発生している場合であり、サービス品質に「故障」が生じているとは、ネットワーク管理者側で当該アラームを確認できる異常が発生している場合である。
この例では、正常/異常時の通信シーケンスと観測情報との比較により、シーケンス番号1,3で一致し、これを抽出する。そして、シーケンス番号1,3の通信シーケンスにおいて、どのサービス構成要素が本来の役割を果たさないのかを判断して、異常箇所の推定を行う。
図21は、第2の比較例の技術内容を説明する説明図である。この品質劣化原因推定方法は、図21(a)に示すように、ユーザ端末301とサーバ302がネットワーク303を介して接続されている。そして、ネットワーク303に設けられた品質劣化原因推定装置304がユーザ端末301、サーバ302間のパケットP311をキャプチャし、キャプチャしたパケットP311を解析することで、ユーザの体感品質に影響を与える種々の特性値(リオーダ幅、トラヒック流量、RTT(Round-Trip Time)、パケットロス、ジッタ、セッション確立率、ウィンドウサイズ、サーバの応答時間)を算出し、その算出した値に基づいて特性値の正常性判定を行い、ユーザ端末301、サーバ302間の通信品質劣化の原因箇所を推定するものである。
図22は、第3の比較例の技術内容を説明する説明図である。この仮想化機構を含む故障診断方法は、図22(a)に示すように、ネットワーク401中に、複数台のサーバ402、複数台のスイッチ(ネットワークスイッチ)403が配置されている。検出ノード404は、ネットワーク401中のノードのひとつである。サーバ402は、データ転送を行う転送機能部(仮想スイッチに相当)411と、アプリケーションソフト412とを備えている。SFF1〜SFF3は、各転送機能部411のIDであり、SF1〜SF5は、各アプリケーションソフト412のIDである。
ここで、仮に、IDがSFF2である転送機能部411に異常が存在していると、最下段にIDのSFF2が記録されたリスト4はリプライされないので、リスト4のリプライの不存在をもって、IDがSFF2である転送機能部411に異常があると判定することになる。
次に、第1〜第3の比較例における不具合を解消した本実施形態の技術内容について説明する。
(システム構成の概要)
図1は、本実施形態の全体のシステム構成図である。インターネットなどの通信ネットワーク10上には複数のサーバ11が設置され、これらのサーバ11は、スイッチ(ネットワークスイッチ)12、リンク13を介して接続されている。各サーバ11には、いずれもソフトウェアである仮想スイッチ(vSW)21、アプリケーションソフト(APL)22が用意されている。これらの通信ネットワーク10中の各構成要素には、そのIDを、例えば「ID:sv01」のように図示している。
すなわち、サービス影響原因推定装置1は、記憶部50と、処理部60と、管理部70とを備えている。
記憶部50には、設備情報データベース(DB)51と、ソフトウェア情報データベース(DB)52とが設けられている。これら各部の詳細な機能は後述する。
処理部60は、後述のフローモデルに関する処理を行う。処理部60には、モデル生成部61と、構成要素抽出方法決定部62と、構成要素抽出部63と、抽出要素格納部64とが設けられている。構成要素抽出部63は、第1原因特定部631と、第2原因特定部632とを備えている。これら各部の詳細な機能は後述する。
(サービス影響原因推定方法の概要)
図4は、設備情報DB51(図3)に登録されているデータ構成の説明図である。設備情報DB51には、フローIDと物理設備IDとが関連付けられて登録される。フローIDは、通信ネットワーク10において、転送装置や通信ケーブル等の物理設備と、仮想マシンや仮想スイッチ等の仮想化された設備及びアプリケーションソフト等のソフトウェアとのうち(図1の例では、サーバ11、スイッチ12、リンク13、仮想スイッチ21、アプリケーションソフト22)の少なくとも1つ以上を用いて構成されるフローを識別する識別子である。物理設備IDは、通信ネットワーク10において、前記各フロー中の物理設備(図1の例では、サーバ11、スイッチ12、リンク13)を識別する識別子である。物理設備IDは、データが流れる物理設備のIDをデータが流れる順番に左から右に連結して示している。
通信ネットワーク10上での劣化、故障のようなサービス影響の原因となる物理設備又はソフトウェアを推定するために用いる試験パケットの例を説明する。
まず、リスト生成部742がソフトウェアIDを格納できる、図7(a)に示すようなリストを生成する。このリストには、対象となるフローモデルのフローIDとソフトウェアIDとが、試験パケットが当該ソフトウェアを通過した際に記載される。そして、試験パケット生成部741が、当該リストを備えた試験パケットを生成する。この試験パケットのヘッダには、該当するフローの設備情報DB51及びソフトウェア情報DB52を参照して、当該試験パケットが通過する物理設備の物理設備ID、ソフトウェアのソフトウェアIDが格納されている。
パケット送信部743は、この生成した試験パケットをフローごとに所定時間内に所定数送信する。具体的には、1フローにつき複数個の同一の試験パケットが送信される。
また、パケット送信部743は、同一回(後記するN−1回目、N回目)の試験パケット送信において、全てのフローに対して同時又は段階的に試験パケットを送信する。
この試験パケットのレスポンスタイムの実測値はレスポンスタイム格納部751に格納され、また、試験パケットのリプライパケットのカウント数はリプライカウント数格納部752に格納される。
次に、前記試験パケットの送信の結果に基づいて、各フローをグループ分けする。グループ分けは、まず、異常が存在しないフローと判断する「正常グループ」と、異常が存在するフローと判断する「異常グループ」である「性能劣化グループ」及び「故障グループ」とに分類する。グループ構成部721は、この正常グループ、異常グループ、性能劣化グループのグループ分けを行う。グループ格納部722は、このグループ分けの結果を格納する。また、設定情報管理部71には、設備情報DB51、ソフトウェア情報DB52の登録情報を設定情報として取り込む。
以上のグループ分けの結果は、グループ格納部722に格納される。
構成要素抽出部63は、第1原因特定部631と、第2原因特定部632とを備えている。構成要素抽出部63は、フローモデル同士を比較して当該比較結果から通信ネットワーク10上でのサービス影響の原因となる物理設備又は前記ソフトウェアを推定する。構成要素抽出部63の第1原因特定部631と、第2原因特定部632とは、それぞれ異なる手法で当該推定を行う。
まず、第1原因特定部631は、前記のように分類された性能劣化グループ内又は故障グループ内で各フローについて、フローモデル同士を比較し、共通する要素となる物理設備又はソフトウェアを抽出し、当該抽出した物理設備又はソフトウェアをサービス影響の原因として推定する。
図10(a)の例では、性能劣化グループ内又は故障グループ内で、フローIDがP11とP12のフローモデル同士を比較し、共通する要素となる物理設備IDがps95のスイッチ12を抽出している。
このようにして、第1原因特定部631又は第2原因特定部632により抽出された構成要素は抽出要素格納部64に格納される。
すなわち、構成要素抽出方法決定部62が図11の処理により、第1原因特定部631を用いるか、第1原因特定部631及び第2原因特定部632の両方を用いるかを選択する。この場合に後述の故障フロー数に関する閾値D1が故障フロー数閾値格納部733に格納されていて、同様に後述の性能劣化フロー数に関する閾値D2が性能劣化フロー数閾値格納部734に格納されていて、本処理では当該各閾値を用いる。
以上のように、第1原因特定部631又は第2原因特定部632が使用されて、前記のとおり構成要素となる物理設備又はソフトウェアが抽出されると、その抽出した構成要素をサービス影響の原因の可能性がある特定箇所すなわち故障被疑箇所と推定する(S28)。
図12〜図14を参照して前記したサービス影響の原因推定の処理の変形例について説明する。
このような処理において、最終的に前記のカウントの数が最大である物理設備又はソフトウェアを抽出し、その抽出した物理設備又はソフトウェアが複数個になる場合もある。
これに対して、物理設備ID及びソフトウェアIDとして、当該IDが示す物理設備又はソフトウェアと、当該物理設備又はソフトウェアと親子関係又は接続関係にある他の物理設備、ソフトウェア、又はサーバとの相関関係を示すものを用いるようにする。
このような物理設備ID及びソフトウェアIDを用いることで、当該IDから当該IDと親子関係又は接続関係にある他の物理設備、ソフトウェア、又はサーバを認識することができる。
物理設備IDが“s3(図13では、“s3:l4:l5”)”のスイッチ12の前回の結果と、今回の結果との間には、親子関係又は接続関係がないため、当該スイッチ12が単独で故障していると推定し、+1だけ優先度を上げる。
続いて、サービス影響原因推定装置1による故障被疑度の設定について説明する。以下の例では、異常フローが初めて検出される回までは、構成要素抽出部63の第1原因特定部631のみが異常フローの故障被疑箇所を推定し、それ以降の回では、構成要素抽出部63の第1原因特定部631及び第2原因特定部632の両方が異常フローの故障被疑箇所を推定する。
故障被疑度は、当該故障被疑度が高いほど、対応するサービス構成要素がサービス影響の原因である可能性が高いことを示すものである。
サービス影響原因推定装置1は、故障被疑度が高い故障被疑箇所を優先して検索することによって、サービス影響の原因をより迅速に特定することができるようになる。
試験パケット回数格納部746は、複数のフローに対して送信された試験パケットが何回目のものであるかを示す試験パケット回数を格納する。かかる試験パケット回数は、リプライ格納部745に格納されたリプライパケットとともに他の機能部へ提供され、正常又は異常と分類されたフローが何回目の試験パケットによる分類であるのかが認識可能となっている。
また、最前方位置抽出部65は、その後に新たに異常フローが発生し、かつ、新たな異常フローに以前の異常フローの故障被疑箇所が二以上含まれる場合に、新たな異常フローにおける故障被疑箇所の最前方位置を抽出する。
より詳細には、故障被疑度管理部68は、今回最前方位置が前回最前方位置よりも前方となる故障被疑箇所の故障被疑度を、今回最前方位置が前回最前方位置と同じ位置又は今回最前方位置が前回最前方位置よりも後方となる故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定する。
また、故障被疑度管理部68は、今回のパケットに関して、新たに異常フローと判定されたフローにおいて、前回の試験パケットにおいて故障被疑箇所と推定されたサービス構成要素が一つのみ含まれる場合には、当該故障被疑箇所の故障被疑度を、前回の試験パケットにおいて故障被疑箇所と推定されて新たに異常フローと判定されたフローには含まれない故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定する。
続いて、故障被疑度の設定例について、各フローは、5個のサービス構成要素(図中の○印)を同一長さのリンクで接続したものであり、同一回における試験パケットの送信時刻は全フローに対して同一である場合を例にとって説明する。
また、フローP02は、故障被疑箇所であるサービス構成要素Bを3番目、故障被疑箇所であるサービス構成要素Aを5番目に備えている。
したがって、最前方位置抽出部65は、前回の試験パケットにおいて、故障被疑箇所Aの最前方位置AN−1としてフローP01における故障被疑箇所Aの位置を抽出し、故障被疑箇所Bの最前方位置BN−1として、フローP01,P02における故障被疑箇所Bの位置を抽出する。
したがって、最前方位置抽出部65は、今回の試験パケットにおいて、新たな異常フローにおける故障被疑箇所Aの最前方位置ANとして、フローP17における故障被疑箇所Aの位置を抽出し、故障被疑箇所Bの最前方位置BNとして、フローP17における故障被疑箇所Bの位置を抽出する。
図16(a)(b)に示すように、N回目の試験パケットで新たに異常フローであると判定されたフローP17が、故障被疑箇所Aのみを備えており故障被疑箇所Bを備えていない場合には、最前方位置の比較が行われることなく、故障被疑度管理部68は、故障被疑箇所Aの故障被疑度を故障被疑箇所Bの故障被疑度よりも高く設定する。
(1)前回の異常フローにも今回の新たな異常フローにも含まれており、今回最前方位置が前回最前方位置よりも前方に位置する故障被疑箇所
(2)前回の異常フローにも今回の新たな異常フローにも含まれており、今回最前方位置が前回最前方位置と同じ位置であるか後方に位置する故障被疑箇所
(3)前回の異常フローに含まれているが今回の新たな異常フローには含まれていない故障被疑箇所
続いて、図17を参照して、サービス影響原因推定装置1による故障被疑度設定方法について説明する。
また、一以上のフローが異常フローに分類されており、かつ、故障被疑箇所であると推定されたサービス構成要素が一つである場合(ステップS33でNo、かつ、ステップS34でYes)には、本フロー処理は、終了する。
この場合には、サービス影響原因推定装置1は、故障被疑箇所であると推定された一のサービス構成要素を検索し、当該サービス構成要素がサービス影響の原因であるか否かの特定を行う。
詳細には、ステップS37において、グループ構成部721が、今回試験結果における異常フローと、グループ格納部722に格納された前回試験結果における異常フローと、を比較し、今回試験結果において新たに異常フローに分類されたフローがあるか否かを判定する。
この場合には、サービス影響原因推定装置1は、故障被疑箇所であると推定された二以上のサービス構成要素の故障被疑度を同格とみなし、これら二以上のサービス構成要素を例えばサービス構成要素のID順等で検索し、当該サービス構成要素がサービス影響の原因であるか否かの特定を行う。
ステップS40でNo→ステップS41の流れは、図16で説明した例に該当する。
新たな異常フローに含まれる故障被疑箇所の全てに関して、今回最前方位置が前回最前方位置と同じ位置か後方に位置する場合(ステップS44でNo)には、故障被疑度管理部68は、新たな異常フローの故障被疑箇所に故障被疑度を設定せず(ステップS46)、又は、新たな異常フローの故障被疑箇所の故障被疑度を全て同格に設定し、本フロー処理は終了する。
ステップS40でYes→ステップS42→ステップS44→ステップS45の流れは、図15で説明した例に該当する。
図18に示すように、最前方位置抽出部65は、異常フローのリンク長を考慮して各故障被疑箇所の最前方位置を抽出する構成であってもよい。この場合、モデル生成部61は、リンク長を考慮した各フローのモデルを生成する。
図18の例では、フローP01,P02において、2番目のサービス構成要素と3番目のサービス構成要素との間のリンク長は、通常の4倍に相当する。
また、フローP17において、4番目のサービス構成要素と5番目のサービス構成要素との間のリンク長は、通常の2倍に相当する。
なお、各設定例において、最前方位置の抽出に際して、サービス影響原因推定装置1から最初のサービス構成要素までのリンク長も考慮されている。
この場合には、故障被疑度管理部68は、故障被疑箇所A,Bの故障被疑度を同格に設定する。
図19に示すように、最前方位置抽出部65は、試験パケットの送信時刻の差分を考慮して各故障被疑箇所の最前方位置を抽出する構成であってもよい。試験パケットの送信時刻の差分は、予め設定された記憶されていてもよく、パケット送信部743が実際に送信した時刻を計時したものであってもよい。
図19の例では、パケット送信部743は、1回の試験パケット送信において、10個のフローを1単位として試験パケットを送信する。そのため、1つ目の単位に含まれるフローP01,P02の試験パケット送信時刻に対して、2つ目の単位に含まれるフローP17の試験パケット送信時刻が時刻差分だけ遅れている。
この場合には、故障被疑度管理部68は、故障被疑箇所A,Bの故障被疑度を同格に設定する。
また、サービス影響原因推定装置1は、前回の試験パケットによる異常フローに二以上の故障被疑箇所があり、かつ、今回の試験パケットで前回の故障被疑箇所を含む新たな異常フローが発生した場合であって、今回の新たな異常フローに含まれる故障被疑箇所の故障被疑度を、今回の新たな異常フローには含まれない故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定するので、二以上の故障被疑箇所間での優先度付けすなわち故障被疑度の設定を好適に行うことができる。
また、今回最前方位置が前回最前方位置よりも前にある故障被疑箇所が複数ある場合に、前方への移動量が大きいほど故障被疑度を高く設定する構成であってもよい。
また、故障被疑度の設定としては、「優先度の有無」や「高低」の2段階、「高中低」の3段階、数値化等が好適に利用可能である。
また、例えば異常フローが初めて検出された回において異常フローと分類されたフローの個数が所定個数以上である場合等には、それ以降の回においても第1原因特定部631のみが異常フローの故障被疑箇所を推定する構成であってもよい。
45 サービス影響原因推定プログラム
50 記憶部
60 処理部(推定部、故障被疑箇所推定部)
70 管理部(推定部)
721 グループ構成部
743 パケット送信部
744 パケット受信部
746 試験パケット回数格納部(故障被疑箇所推定部)
Claims (6)
- 通信ネットワーク上でデータが受け渡しされる物理設備及びソフトウェアをサービス構成要素として、一以上の前記サービス構成要素を用いて構成される複数のフローに対して試験パケットを前記フローごとに送信するパケット送信部と、
前記フローを通過する前記試験パケットのリプライパケットを受信するパケット受信部と、
受信した前記リプライパケットに基づいて、前記フローが正常フローであるか異常フローであるかを判定するグループ構成部と、
前記異常フローにおいて前記ネットワーク上でのサービス影響の原因となる故障被疑箇所を推定する故障被疑箇所推定部と、
を備え、
前記故障被疑箇所推定部は、
前回の前記試験パケットに関して、前記異常フローに共通する前記サービス構成要素を前記故障被疑箇所と推定し、
前回の前記試験パケットに関して、前記故障被疑箇所と推定された前記サービス構成要素が二以上存在するとともに、今回の前記試験パケットに関して、新たに異常フローと判定された前記フローにおいて、前回の前記試験パケットにおいて前記故障被疑箇所と推定された一以上の前記サービス構成要素が含まれる場合に、
前回の前記試験パケットにおける異常フローにおける前記故障被疑箇所の最前方位置である前回最前方位置と、今回の前記試験パケットにおける新たな異常フローにおける前記故障被疑箇所の最前方位置である今回最前方位置と、を前記故障被疑箇所ごとに比較し、
前記今回最前方位置が前記前回最前方位置よりも前方となる前記故障被疑箇所の故障被疑度を、前記今回最前方位置が前記前回最前方位置と同じ位置又は前記今回最前方位置が前記前回最前方位置よりも後方となる前記故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定する
ことを特徴とするサービス影響原因推定装置。 - 前記故障被疑箇所推定部は、前記サービス構成要素間のリンクの長さに基づいて、前記前回最前方位置と前記今回最前方位置とを比較する
ことを特徴とする請求項1に記載のサービス影響原因推定装置。 - 前記故障被疑箇所推定部は、前記試験パケットの各回における前記フローごとの送信時刻の差分に基づいて、前記前回最前方位置と前記今回最前方位置とを比較する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のサービス影響原因推定装置。 - 前記故障被疑箇所推定部は、
今回の前記試験パケットに関して、新たに異常フローと判定された前記フローにおいて、前回の前記試験パケットにおいて前記故障被疑箇所と推定された前記サービス構成要素が一つのみ含まれる場合には、
当該故障被疑箇所の故障被疑度を、前回の前記試験パケットにおいて前記故障被疑箇所と推定されて新たに異常フローと判定された前記フローには含まれない前記故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定する
ことを特徴とする請求項1に記載のサービス影響原因推定装置。 - コンピュータを、
通信ネットワーク上でデータが受け渡しされる物理設備及びソフトウェアをサービス構成要素として、一以上の前記サービス構成要素を用いて構成される複数のフローに対して試験パケットを前記フローごとに送信するパケット送信部、
前記フローを通過する前記試験パケットのリプライパケットを受信するパケット受信部、
受信した前記リプライパケットに基づいて、前記フローが正常フローであるか異常フローであるかを判定するグループ構成部、及び、
前記異常フローにおいて前記ネットワーク上でのサービス影響の原因となる故障被疑箇所を推定する故障被疑箇所推定部、
として機能させ、
前記故障被疑箇所推定部は、
前回の前記試験パケットに関して、前記異常フローに共通する前記サービス構成要素を前記故障被疑箇所と推定し、
前回の前記試験パケットに関して、前記故障被疑箇所と推定された前記サービス構成要素が二以上存在するとともに、今回の前記試験パケットに関して、新たに異常フローと判定された前記フローにおいて、前回の前記試験パケットにおいて前記故障被疑箇所と推定された一以上の前記サービス構成要素が含まれる場合に、
前回の前記試験パケットにおける異常フローにおける前記故障被疑箇所の最前方位置である前回最前方位置と、今回の前記試験パケットにおける新たな異常フローにおける前記故障被疑箇所の最前方位置である今回最前方位置と、を前記故障被疑箇所ごとに比較し、
前記今回最前方位置が前記前回最前方位置よりも前方となる前記故障被疑箇所の故障被疑度を、前記今回最前方位置が前記前回最前方位置と同じ位置又は前記今回最前方位置が前記前回最前方位置よりも後方となる前記故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定する
ことを特徴とするサービス影響原因推定プログラム。 - 通信ネットワーク上でデータが受け渡しされる物理設備及びソフトウェアをサービス構成要素として、一以上の前記サービス構成要素を用いて構成される複数のフローに対して試験パケットを前記フローごとに送信するパケット送信ステップと、
前記フローを通過する前記試験パケットのリプライパケットを受信するパケット受信ステップと、
受信した前記リプライパケットに基づいて、前記フローが正常フローであるか異常フローであるかを判定するグループ構成ステップと、
前記異常フローにおいて前記ネットワーク上でのサービス影響の原因となる故障被疑箇所を推定する故障被疑箇所推定ステップと、
を含み、
前記故障被疑箇所推定ステップにおいて、
前回の前記試験パケットに関して、前記異常フローに共通する前記サービス構成要素を前記故障被疑箇所と推定し、
前回の前記試験パケットに関して、前記故障被疑箇所と推定された前記サービス構成要素が二以上存在するとともに、今回の前記試験パケットに関して、新たに異常フローと判定された前記フローにおいて、前回の前記試験パケットにおいて前記故障被疑箇所と推定された一以上の前記サービス構成要素が含まれる場合に、
前回の前記試験パケットにおける異常フローにおける前記故障被疑箇所の最前方位置である前回最前方位置と、今回の前記試験パケットにおける新たな異常フローにおける前記故障被疑箇所の最前方位置である今回最前方位置と、を前記故障被疑箇所ごとに比較し、
前記今回最前方位置が前記前回最前方位置よりも前方となる前記故障被疑箇所の故障被疑度を、前記今回最前方位置が前記前回最前方位置と同じ位置又は前記今回最前方位置が前記前回最前方位置よりも後方となる前記故障被疑箇所の故障被疑度よりも高く設定する
ことを特徴とするサービス影響原因推定方法。
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