JP6585133B2 - Communication path control system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の自律システム(Autonomous System:AS)が相互に接続されて構成される通信ネットワークシステムにおける通信経路制御システムに関する。 The present invention relates to a communication path control system in a communication network system configured by connecting a plurality of autonomous systems (ASs) to each other.
ネットワークは、一般的に、共通のポリシーや、同じ環境下で運用される通信機器の集合体であるASを、相互に接続して構成されている。相互に接続されたASには、それぞれ識別番号(AS番号)が付与されている。また、複数のAS間で利用する経路制御プロトコルとして、BGP(Border Gateway Protocol)が利用されている。 In general, a network is configured by mutually connecting AS, which is a collection of communication devices that operate under a common policy and the same environment. An identification number (AS number) is assigned to each AS connected to each other. Further, BGP (Border Gateway Protocol) is used as a route control protocol used between a plurality of ASs.
BGPによって通信する通信機器では、通信を始める際にTCPを用いた1対1のコネクションを確立する。送信元の通信機器は、SYNパケットを送信し、送信先の通信機器からSYN/ACKパケットを受信した後、ACKパケットを送信することでTCPコネクションが確立する。 A communication device that communicates with BGP establishes a one-to-one connection using TCP when communication is started. A transmission source communication device transmits a SYN packet, receives a SYN / ACK packet from a transmission destination communication device, and then transmits an ACK packet to establish a TCP connection.
TCPコネクションが確立すると、送信元の通信機器と送信先の通信機器は互いに、BGPの基本情報(OPENメッセージ)を交換する。この時点で、BGPのセッションが確立される。BGPセッションが確立された後は、送信元の通信機器と送信先の通信機器は互いに、ルーティングテーブルを交換する。その後、送信元の通信機器は、KEEPALIVEメッセージを送信し、送信先の通信機器の生存確認を行う。 When the TCP connection is established, the source communication device and the destination communication device exchange BGP basic information (OPEN message) with each other. At this point, a BGP session is established. After the BGP session is established, the transmission source communication device and the transmission destination communication device exchange the routing tables with each other. Thereafter, the transmission source communication device transmits a KEEPALIVE message to confirm the existence of the transmission destination communication device.
ネットワークにおける通信の障害の発生に対応する方式として、代替経路を形成して、トラフィックを伝送する方法が提案されている。特許文献1には、予備ルート専用の自律システムを、追加ネットワークとして付加して冗長化し、既存のネットワークのパケットを、追加ネットワークを使用して伝送する方法が開示されている。 As a method corresponding to the occurrence of a communication failure in a network, a method of forming an alternative route and transmitting traffic has been proposed. Patent Document 1 discloses a method in which an autonomous system dedicated to a backup route is added as an additional network for redundancy, and packets of the existing network are transmitted using the additional network.
特許文献1に記載の通信障害の発生に対応する方法では、予備ルート専用の自律システムを追加ネットワークとして付加するため、通信装置の数が増加する。また、通信機器の通信機能が完全に停止していれば、上記のように予備ルートに切り替えることができる。しかしながら、通信機器の通信機能が完全に停止していない場合などの一時的な通信性能の劣化に対しての対処が何らなされていない。 In the method corresponding to the occurrence of a communication failure described in Patent Document 1, the number of communication devices increases because an autonomous system dedicated to a backup route is added as an additional network. Further, if the communication function of the communication device is completely stopped, it can be switched to the backup route as described above. However, no measures are taken against temporary deterioration of communication performance such as when the communication function of the communication device is not completely stopped.
通信機器の通信機能が完全に停止していない場合であっても、当該通信機器に対して、通常通りパケットが送信され続ける。その結果、当該通信機器が、パケットを破棄してしまったり、パケットを壊してしまうという問題が生じる。 Even when the communication function of the communication device is not completely stopped, packets are continuously transmitted to the communication device as usual. As a result, there arises a problem that the communication device discards the packet or destroys the packet.
そこで、本発明は、通信機器の通信性能の障害又は通信性能の劣化が検知された場合に、迂回経路へと切り替えることが可能な通信経路制御システムを提供することを目的の一つとする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a communication path control system that can switch to a detour path when a communication performance failure or deterioration in communication performance of a communication device is detected.
本発明の一実施形態に係る通信経路制御システムは、第1通信機器が第2通信機器に送信するSYNパケットの個数に基づいてネットワークの通信性能を評価する通信性能評価部と、第2通信機器の通信性能の劣化を検知した場合に、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更する経路制御部と、を有するものである。 A communication path control system according to an embodiment of the present invention includes a communication performance evaluation unit that evaluates communication performance of a network based on the number of SYN packets transmitted from a first communication device to a second communication device, and a second communication device. And a path control unit that changes the communication path of the first communication device from the second communication device to the third communication device when the deterioration of the communication performance is detected.
上記通信経路制御システムにおいて、通信性能評価部は、SYNパケットの個数を計測する計測部をさらに有することを含んでいてもよい。 In the communication path control system, the communication performance evaluation unit may further include a measurement unit that measures the number of SYN packets.
上記通信経路制御システムにおいて、通信性能評価部は、SYNパケットの個数に基づいて変化の割合を算出する算出部をさらに有していてもよい。 In the communication path control system, the communication performance evaluation unit may further include a calculation unit that calculates the rate of change based on the number of SYN packets.
上記通信経路制御システムにおいて、通信性能評価部は、変化の割合が所定の閾値を超えたか否かを判定する判定部をさらに有していてもよい。 In the communication path control system, the communication performance evaluation unit may further include a determination unit that determines whether the rate of change exceeds a predetermined threshold.
上記通信経路制御システムにおいて、第3通信機器のパス属性を変更するパス属性変更部を有していてもよい。 The communication path control system may include a path attribute changing unit that changes a path attribute of the third communication device.
上記通信経路制御システムにおいて、パス属性は、WEIGHT属性であってもよい。 In the communication path control system, the path attribute may be a WEIGHT attribute.
上記通信経路制御システムにおいて、通信性能の劣化が永続的なものか一時的なものかを評価する性能劣化判定部をさらに有していてもよい。 The communication path control system may further include a performance deterioration determination unit that evaluates whether the communication performance deterioration is permanent or temporary.
上記通信経路制御システムにおいて、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更した後に、通信性能評価部において、通信性能の劣化が回復したと判定した場合に、第1通信機器の通信経路を、第3通信機器から第2通信機器に変更することを含んでいてもよい。 In the above communication path control system, after changing the communication path of the first communication device from the second communication device to the third communication device, the communication performance evaluation unit determines that the deterioration of the communication performance has been recovered. Changing the communication path of one communication device from the third communication device to the second communication device may be included.
本発明の一実施形態に係る通信経路制御システムは、第1通信機器の第2通信機器に対するSYNパケットの比率に基づいてネットワークの通信性能を評価する通信性能評価部と、SYNパケットの比率の変化を検知した場合に、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更する経路制御部と、を有するものである。 A communication path control system according to an embodiment of the present invention includes a communication performance evaluation unit that evaluates communication performance of a network based on a ratio of SYN packets to a second communication device of a first communication device, and a change in the ratio of SYN packets. And a path control unit that changes the communication path of the first communication device from the second communication device to the third communication device when the first communication device is detected.
上記通信経路制御システムにおいて、SYNパケットの比率とは、第1通信機器から第2通信機器に送信するSYNパケットと、第2通信機器から第1通信機器に送信するSYN/ACKパケットとの比率であってもよい。 In the communication path control system, the SYN packet ratio is a ratio of a SYN packet transmitted from the first communication device to the second communication device and a SYN / ACK packet transmitted from the second communication device to the first communication device. There may be.
上記通信経路制御システムにおいて、経路制御部は、第3通信機器のパス属性を変更するパス属性変更部を有していてもよい。 In the communication path control system, the path control unit may include a path attribute change unit that changes a path attribute of the third communication device.
上記通信経路制御システムにおいて、パス属性は、WEIGHT属性であってもよい。 In the communication path control system, the path attribute may be a WEIGHT attribute.
上記通信経路制御システムにおいて、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更した後も、第1通信機器の第2通信機器に対するSYNパケットの比率を観測してもよい。 In the communication path control system, even if the communication path of the first communication device is changed from the second communication device to the third communication device, the SYN packet ratio of the first communication device to the second communication device is observed. Good.
上記通信経路制御システムにおいて、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更した後に、通信性能評価部において、通信性能の劣化が回復したと判定した場合に、第1通信機器の通信経路を、第3通信機器から第2通信機器に変更してもよい。 In the above communication path control system, after changing the communication path of the first communication device from the second communication device to the third communication device, the communication performance evaluation unit determines that the deterioration of the communication performance has been recovered. The communication path of one communication device may be changed from the third communication device to the second communication device.
本発明は、ネットワークにおいて、通信機器の通信性能の障害又は通信性能の劣化が検知された場合に、迂回経路へと切り替えることが可能な通信経路制御システムを提供することができる。 The present invention can provide a communication path control system capable of switching to a detour path when a communication performance failure or communication performance degradation of a communication device is detected in a network.
以下、本発明の実施の形態を、図面等を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、以下に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。図面は説明をより明確にするため、模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、各要素に対する「第1」、「第2」と付記された文字は、各要素を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限りそれ以上の意味を有さない。なお、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、構成の一部が図面から省略されたりする場合がある。その他、本発明の属する分野における通常に知識を有する者であれば認識できるものである場合、特段の説明を行わないものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes and should not be construed as being limited to the description of the embodiments exemplified below. The drawings may be schematically shown for clarity of explanation, but are merely examples and do not limit the interpretation of the present invention. Furthermore, the letters “first” and “second” attached to each element are convenient signs used to distinguish each element, and have more meaning unless otherwise specified. Absent. Note that in the drawings referred to in this embodiment, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference symbols or similar symbols, and repeated description thereof may be omitted. In addition, part of the configuration may be omitted from the drawing. In addition, if it can be recognized by a person who has ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs, no special explanation will be given.
(第1実施形態)
本実施形態に係る通信経路制御システムについて、図1乃至図4を参照して説明する。
(First embodiment)
A communication path control system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
図1に、本実施形態に係るネットワーク100の構成例を示すブロック図を示す。本実施形態に係るネットワーク100は、自律システムAS1〜AS5によって構成される。ネットワークを構成する各自律システムAS1〜AS5は、出入口に相当する通信機器によって相互に接続されている。本実施形態では、自律システムAS1の通信機器111aが、自律システムAS3の通信機器113a及び通信機器113bを経由して、自律システムAS5の通信機器115aと通信する経路を、第1通信経路とする。また、自律システムAS1の通信機器111aが、自律システムAS4の通信機器114a及び通信機器114bを経由して、自律システムAS5の通信機器115aと通信する経路を、第2通信経路とする場合について説明する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a
自律システムAS1〜AS5のそれぞれが有する通信機器111a、111b、113a〜113d、115a、115bは、各々BGP通信機能を持っている。BGPでは、異なる自律システムAS間で用いるBGPを、eBGP(external BGP)と呼び、自律システムAS内で用いるBGPを、iBGP(internal BGP)と呼んで区別している。例えば、自律システムAS1の通信機器111aと、自律システムAS3の通信機器113aとは、eBGPが用いられており、自律システムAS3の通信機器113aと、通信機器113bとは、iBGPが用いられている。
Each of the
BGPでは、通信を始める際にTCPを用いた1対1のセッションを確立する。例えば、送信元の通信機器111aは、SYNパケットを送信し、送信先の通信機器113aからSYN/ACKパケットを受信した後、ACKパケットを送信することでセッションが確立する。
In BGP, a one-to-one session using TCP is established when communication is started. For example, the
TCPに用いられるSYNパケットは、ネットワークの通常状態における一連のデータ通信で必ず存在する。例えば、通信機器111aから送信された通信機器113aとの通信性能に劣化が生じた場合、単位時間当たりのSYNパケットの個数が一気に増加する傾向がある。なお、本明細書等において、通信性能の劣化とは、通信の障害だけでなく、通信の速度が低下することも含む。
The SYN packet used for TCP always exists in a series of data communication in the normal state of the network. For example, when the communication performance with the
そこで、本実施形態に係る通信経路制御システムでは、第1通信機器が第2通信機器に送信するSYNパケットの個数に基づいてネットワークの通信性能を評価し、通信性能評価部において、第2通信機器の通信性能の劣化を検知した場合に、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更する処理を行う。つまり、通信機器111aにおいて、通信機器114aを経由する第2通信経路の優先度を、通信機器113aを経由する第1通信経路よりも高くする処理を行う。以下、第1通信機器、第2通信機器、及び第3通信機器を、図1に示す通信機器111a、通信機器113a、通信機器114aとして説明する。
Therefore, in the communication path control system according to the present embodiment, the communication performance of the network is evaluated based on the number of SYN packets transmitted from the first communication device to the second communication device, and the second communication device is evaluated by the communication performance evaluation unit. When the deterioration of the communication performance is detected, a process of changing the communication path of the first communication device from the second communication device to the third communication device is performed. That is, the
図2に、本実施形態に係る通信経路制御システム200の構成図を示す。本実施形態に係る通信経路制御システム200は、例えば、eBGPを使用して通信する自律システムの境界エッジルータなどの通信機器に搭載することができる。また、本実施形態では、通信経路制御システム200が、図1に示す通信機器111aに搭載されている例について説明する。なお、本実施形態に係る通信経路制御システム200は、他の通信機器と、BGPにより接続する通信機器であればよいため、図1に示す通信機器111b、111b、113a〜113d、115a、115bの各々に搭載することもできる。また、通信機器111aは、通信経路制御システム200の他、インターフェース203を有している。
FIG. 2 shows a configuration diagram of a communication
通信経路制御システム200は、少なくとも通信性能評価部201と、経路制御部202と、を有する。また、通信経路制御システム200は、さらにパケット制御部204と、経路制御メッセージ制御部205と、経路表206と、を有する。
The communication
通信性能評価部201は、計測部211と、算出部212と、判定部213と、を含む。また、経路制御部202は、パス属性変更部221と、経路計算部222と、を含む。
The communication
インターフェース203は、隣接する通信機器との間の接続を確立し、隣接する通信機器とのパケットの送受信を行う。また、パケット制御部204は、インターフェース203を介して、隣接する通信機器にSYNパケットの送信、SYN/ACKパケットの受信、ACKパケットの送信、を行う。なお、SYNとは、TCP接続の確立を要求する最初のパケットに付与されるフラグである。また、ACKとは、応答確認のためのフラグであり、接続要求以外の全てのパケットに付与されるフラグである。また、SYN/ACKとは、SYNフラグとACKフラグをともに1にしたものである。正常な通信時には、SYNパケットを受け取ったときのみ、SYN/ACKパケットを送信する。なお、通信性能に劣化又は障害が生じている場合には、隣接する通信機器からSYN/ACKパケットが送信されないことがある。
The
経路制御メッセージ制御部205は、インターフェース203を介して、隣接する通信機器と経路制御メッセージを送受信する。BGP機能を有する通信機器は、異なる自律システムASにある通信機器との間でピアを確立するために、メッセージと呼ばれる形式で機能情報を交換する。経路制御メッセージとしては、例えば、OPENメッセージ、KEEPALIVEメッセージ、UPDATEメッセージなどがある。
The route control
ここで、OPENメッセージとは、BGPセッション開始時に交換されるメッセージである。KEEPALIVEメッセージとは、ピアが確立されていることを確認するために定期的に交換するメッセージである。UPDATEメッセージとは、BGPの経路情報の交換に使用されるメッセージである。経路の追加や削除が発生した場合に送信される。 Here, the OPEN message is a message exchanged at the start of the BGP session. A KEEPALIVE message is a message that is periodically exchanged to confirm that a peer has been established. The UPDATE message is a message used for exchanging BGP route information. Sent when a route is added or deleted.
経路表206は、経路制御メッセージによって取得された経路又は更新された経路、経路制御部202によって変更された経路などの全経路情報を保持している。
The route table 206 holds all route information such as the route acquired by the route control message or the updated route, and the route changed by the
通信性能評価部201において、計測部211は、通信機器111aが通信機器113aに送信するSYNパケットの個数を計測している。図3に、各時刻におけるSYNパケットの個数の変動を表すグラフを示す。図3では、SYNパケットの個数を計測する時間は、時刻T1から時刻T5までとする。計測されたSYNパケットの個数は、算出部212に送信される。
In the communication
算出部212は、計測されたSYNパケットの個数に基づいて、時刻ごとに、SYNパケットの変化の割合を算出する。例えば、図3では、時刻T1及び時刻T2のSYNパケットの計測結果に基づいて、SYNパケットの個数の変化の割合を算出する。算出されたSYNパケットの変化の割合は、判定部213に送信される。
The
判定部213は、SYNパケットの変化の割合が、予め設定された所定の閾値を超えたか否かを判定する。閾値を超えていないと判定された場合には、通信機器113aにおいて、通信性能が劣化していないとして、そのまま通信が維持される。
The
SYNパケットの変化の割合が、予め設定された所定の閾値を超えたと判定された場合は、通信機器113aの通信性能が劣化したとして、経路制御部202に通知される。
When it is determined that the rate of change of the SYN packet exceeds a predetermined threshold value set in advance, the
経路制御部202が、通信性能の劣化の検知した場合には、第1通信経路から第2通信経路(迂回経路)に変更する処理を行う。本実施形態では、通信機器111aの通信経路を、通信機器113aから通信機器114aに変更する処理を行う。つまり、通信機器111aにおいて、通信機器114aを経由する第2通信経路の優先度を、通信機器113aを経由する第1通信経路よりも高くする処理を行う。
When the
通信機器111aの通信経路を通信機器113aから通信機器114aに変更する処理は、BGPのパス属性を変更することによって行う。BGPにおいては、パス属性に基づいて、全ての通信経路が比較され、ルーティングに使用される最適経路を選択する。よって、同一の宛先に対して、複数の通信経路が存在する場合には、全ての通信経路のパス属性を比較して、トラフィックを転送するために最も適した経路を決定する。BGPでは、以下の優先順位に基づいて、順番に通信経路を比較していく。
The process of changing the communication path of the
1.ネクストホップへのIGPルートを持っていない経路は無視される。
2.WEIGHT属性を持つルータはWEIGHT属性が最大の経路を選択する。(WEIGHT属性は、Cisco社独自のパス属性)
3.LOCAL_PREF属性の値の最も高い経路を選択する。
4.AS_PATH属性のリストの長さが最も短い経路を選択する。
5.ORIGIN属性のタイプが最も低い経路を選択する。
6.ルートが同じASから取得し、複数存在する時にはMULTI_EXIT_DISC属性の低い経路を優先する。
7.iBGPよりもeBGPで取得した経路を優先する。
8.ネクストホップへIGPで最も近い経路を優先する。
9.ルータIDが最も低いピアから学習した経路を優先する。
1. Routes that do not have an IGP route to the next hop are ignored.
2. A router having the WEIGHT attribute selects a route having the maximum WEIGHT attribute. (WEIGHT attribute is a path attribute unique to Cisco)
3. Select the route with the highest LOCAL_PREF attribute value.
4). Select the route with the shortest list length in the AS_PATH attribute.
5. Select the route with the lowest ORIGIN attribute type.
6). When there are multiple routes acquired from the same AS, priority is given to the route with the low MULTI_EXIT_DISC attribute.
7. Give priority to routes acquired by eBGP over iBGP.
8). Prefer the route closest to the next hop by IGP.
9. Priority is given to the route learned from the peer with the lowest router ID.
したがって、WEIGHT属性、LOCAL_PREF属性、AS_PATH属性、ORIGIN属性などのパス属性を変更することで、通信機器111aから通信機器115aに向かう通信経路を変更することができる。ここでは、パス属性として、WEIGHT属性を変更する場合について説明する。
Therefore, by changing path attributes such as the WEIGHT attribute, LOCAL_PREF attribute, AS_PATH attribute, and ORIGIN attribute, the communication path from the
WEIGHT属性は、ベンダ定義(Cisco社独自)のパス属性であり、対象の通信機器(通信機器111a)でのみ使用される属性であって、他の通信機器に伝達されることはない。通信機器111aが接続している通信経路には、デフォルトで“32768”の値が割り当てられ、それ以外のルートの値は、“0”となる。WEIGHT属性は、大きい数字のパスが優先される。
The WEIGHT attribute is a vendor-defined (Cisco original) path attribute that is used only by the target communication device (
ここでは、通信機器111aにおいて、通信機器114aに対するWEIGHT属性の値を、通信機器113aに対するWEIGHT属性の値よりも大きくする設定を行う。なおWEIGHT値は、通信機器111a内だけで使用され、UPDATEメッセージには付与されず、また、隣接する自律システムASにも通知されない。
Here, in the
パス属性変更部221によって、BGPのパス属性が変更されると、経路計算部222によって、最適経路が計算される。計算の結果として、通信機器111aの通信経路を、通信機器113aから通信機器114aに変更することができる。つまり、通信機器111aにおいて、通信機器114aを経由する第2通信経路の優先度を、通信機器113aを経由する第1通信経路よりも高くする処理を行う。このようにして、変更された通信経路は、経路表206に保存される。
When the path attribute changing
次に、本実施形態に係る通信経路制御システム200により実行される処理について、図2及び図4を参照して説明する。図4は、通信経路制御システムの処理についてのフローチャートである。
Next, processing executed by the communication
まず、図4に示すように、計測部211において、まず第1通信機器が、第2通信機器に送信するSYNパケットの数を計測する(ステップS401)。次に、算出部212において、SYNパケットの計測の結果に基づいて、時刻に対応するSYNパケットの変化の割合を算出する(ステップS402)。
First, as shown in FIG. 4, in the
次に、算出されたSYNパケットの変化の割合を、判定部213に送信する(ステップS403)。次に、判定部213では、変化の割合が、予め設定された所定の閾値よりを超えたか否かを判定する(ステップS404)。変化の割合が、予め設定された所定の閾値を超えていない場合(ステップS404;No)は、ステップS401に戻る。変化の割合が、予め設定された所定の閾値を超えた場合(ステップS404;Yes)は、第1通信機器の第3通信機器に対するパス属性を変更する(ステップS405)。
Next, the calculated change rate of the SYN packet is transmitted to the determination unit 213 (step S403). Next, the
パス属性を変更することで、経路計算部222によって、最適経路が計算される。計算の結果として、通信機器111aにおいて、通信機器316aを経由する第2通信経路の優先度が、通信機器312aを経由する第1通信経路の優先度よりも高くなった場合に、第1通信機器の通信経路を、第2通信機器から第3通信機器に変更することができる。つまり、第1通信機器において、第2通信機器を経由する第1通信経路から、第3通信機器を経由する第2通信経路へと変更することができる。このようにして、変更された通信経路は、経路表206に保存される(ステップS407)。
By changing the path attribute, the
本実施形態に係る通信経路制御システムによれば、ネットワークの通信性能の劣化を検知することができる。これにより、通信機器111aから、通信機器113aを経由して通信機器115aに向かう第1通信経路において通信性能の劣化を検知した場合に、直ちに通信機器114aを経由する第2通信経路(迂回経路)に切り替えることができる。これにより、ネットワークの通信性能の安定化を図ることができる。
According to the communication path control system according to the present embodiment, it is possible to detect deterioration in the communication performance of the network. Thereby, when the deterioration of the communication performance is detected in the first communication path from the
(第2実施形態)
第1実施形態では、通信機器113aの第1通信経路において通信性能の劣化を検知した場合に、直ちに迂回経路である第2通信経路に切り替える処理について説明した。本実施形態では、通信機器113aの通信性能の劣化が一時的だった場合に、通信機器114aを経由する迂回経路である第2通信経路に変更した後、元の通信経路である第1通信経路に戻す場合について、図1及び図5を参照して説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the process of immediately switching to the second communication path, which is a detour path, is described when communication performance degradation is detected in the first communication path of the
本実施形態に係る通信経路制御システムは、通信性能評価部201に、計測部211、算出部212、判定部213に加えて、性能劣化判定部214を有する。
The communication path control system according to the present embodiment includes a performance
性能劣化判定部214は、判定部213で判定された通信機器113aの通信性能の劣化が一時的なものであるか、永続的なものであるかを判定する。性能劣化判定部214は、判定した通信性能の劣化について、経路制御部202に送信する。
The performance
ここで、性能劣化判定部214における通信機器113aの通信性能の劣化の判定は、例えば、算出部212において、SYNパケットの変化の割合が、所定の閾値を超えた回数が所定の回数連続したのち、所定の閾値を下回った場合、一時的な通信性能の劣化と判定する。または、算出部212において、SYNパケットの変化の割合が、所定の閾値を超えた回数が所定の回数を超えて連続した場合、永続的な通信性能の劣化として判定する。または、算出部212において、SYNパケットの変化の割合が、爆発的に増加した場合、一時的な通信の劣化でなく、例えば、Dos攻撃によるものとして、永続的な通信性能の劣化として判定する。
Here, the determination of the deterioration of the communication performance of the
経路制御部202は、通信機器113aの通信性能の劣化の判定の結果によって、通信経路の変更の方法を変える。SYNパケットの変化の割合が、所定の閾値を超えた場合、通信機器111aにおいて、通信機器113aに対するパス属性、及び通信機器114aに対するパス属性を変更する。例えば、第1実施形態で説明したWEIGHT値を、通信機器113aよりも通信機器114aの方を高くする。その後、経路計算部222によって、最適経路を計算する。計算の結果として、通信機器111aの通信経路を、通信機器113aから通信機器114aに変更することができる。つまり、通信機器111aにおいて、通信機器113aを経由する第1通信経路から、通信機器114aを経由する第2通信経路へと変更することができる。このようにして、変更された通信経路を、経路表206に保存する。
The
その後、SYNパケットの変化の割合が、所定の閾値を超えた回数が所定の回数連続したのち、所定の閾値を下回った場合、性能劣化判定部214は、一時的な通信性能の劣化として判定し、判定結果を経路制御部202に送信する。経路制御部202において、通信機器113aに対するパス属性、及び通信機器114aに対するパス属性を再度変更する。例えば、通信機器111aの通信機器113aに対するWEIGHT属性と、通信機器114aに対するWEIGHT属性の値を、迂回経路変更前の値に戻す。これにより、通信機器114aを経由する迂回経路から、通信機器113aを経由する通信経路に戻すことができる。また、通信経路を元に戻した場合にも、経路表206に保存される。なお、変更するパス属性は、WEIGHT属性に限定されず、他のパス属性を変更してもよい。
Thereafter, when the rate of change of the SYN packet falls below the predetermined threshold after the predetermined number of times that the predetermined threshold is exceeded, the performance
本実施形態に示す通信経路制御システムにおいては、通信性能の劣化が一時的なものであるか、永続的なものであるかを判定する。通信性能の劣化が一時的なものであれば、迂回経路を使用し、通信性能の劣化が回復した後、元の通信経路に戻すことができる。これにより、ネットワークの通信性能の安定化を図ることができる。 In the communication path control system shown in the present embodiment, it is determined whether the deterioration in communication performance is temporary or permanent. If the communication performance is temporarily deteriorated, the detour path can be used, and after the deterioration of the communication performance is recovered, the communication path can be returned to the original communication path. As a result, the communication performance of the network can be stabilized.
(第3実施形態)
本実施形態では、先の実施形態とは異なる通信経路制御システムについて、図6乃至図8を参照して説明する。本実施形態では、第1通信経路上において通信性能の劣化又は障害が生じたが、障害発生箇所が特定できない場合に、直ちに迂回経路である第2通信経路に変更する方法について説明する。また、第1通信経路における通信性能の劣化が解消した場合に、第2通信経路から元の第1通信経路へ戻す方法について説明する。
(Third embodiment)
In this embodiment, a communication path control system different from the previous embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a method of immediately changing to a second communication path that is a detour path when a communication performance degradation or a fault has occurred on the first communication path but the location where the fault has occurred cannot be identified will be described. In addition, a method for returning from the second communication path to the original first communication path when the deterioration of the communication performance in the first communication path is resolved will be described.
図6は、本実施形態に係るネットワーク300の構成例を示す図である。図7は、本実施形態に係る通信経路制御システムのフローチャートである。図8は、本実施形態に係る通信経路制御システムのブロック図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the
図6に示すように、本実施形態に係るネットワーク300は、自律システムAS11〜自律システムAS18によって構成される。図6において、自律システムAS11の通信機器311に、本発明に係る通信経路制御システム200が搭載されている。
As illustrated in FIG. 6, the
本実施形態において、自律システムAS11から目的の自律システムAS15までの通信経路は、2通りあるとする。また、2通りの通信経路のうち、自律システムAS11から、自律システムAS12、自律システムAS13、及び自律システムAS14を経由して、目的の自律システムAS15に向かう経路を、第1通信経路とする。また、自律システムAS11から、自律システムAS16、自律システムAS13、及び自律システムAS14を経由して、目的の自律システムAS15に向かう経路を、第2通信経路とする。 In the present embodiment, it is assumed that there are two communication paths from the autonomous system AS11 to the target autonomous system AS15. Of the two communication paths, the path from the autonomous system AS11 to the target autonomous system AS15 via the autonomous system AS12, autonomous system AS13, and autonomous system AS14 is defined as a first communication path. Further, a route from the autonomous system AS11 to the target autonomous system AS15 via the autonomous system AS16, autonomous system AS13, and autonomous system AS14 is defined as a second communication route.
第1通信経路において、機能が完全に停止してしまった通信機器が存在する場合には、UPDATEメッセージにより、新しい経路について更新される。そのため、通信性能に劣化や障害が生じることはない。しかしながら、第1通信経路において、半分壊れた状態の通信機器が存在する場合、KEEPALIVEメッセージやUPDATEメッセージを交換できているが、通信性能に劣化や障害が生じてしまう。半分壊れた状態の通信機器に、パケットを送信しても、破棄されてしまったり、壊されてしまうため、正常に通信できなくなるからである。 If there is a communication device whose function has completely stopped in the first communication path, the new path is updated by the UPDATE message. Therefore, there is no deterioration or failure in communication performance. However, when there is a communication device that is in a half-broken state in the first communication path, the KEEPALIVE message and the UPDATE message can be exchanged, but the communication performance is deteriorated or failed. This is because even if a packet is transmitted to a half-broken communication device, it is discarded or broken, and communication cannot be performed normally.
そして、半分壊れた状態の通信機器は、KEEPALIVEメッセージやUPDATEメッセージ等の通信制御メッセージのやり取りは行われるため、障害の発生箇所が特定しにくい。また、障害の発生箇所を特定する際に、通信機器に対して、pingコマンドを打つことにより、障害発生箇所を特定することができるが、通信機器によっては、pingに応答しない設定になっている場合もある。このような場合においては、障害の発生箇所が特定できないため、障害の解消までに時間がかかる場合がある。そのため、安定した通信を提供することができなくなる。 Since the communication device in a half-broken state exchanges communication control messages such as KEEPALIVE message and UPDATE message, it is difficult to identify the location where the failure has occurred. Also, when specifying the location where a failure has occurred, the location where the failure has occurred can be specified by issuing a ping command to the communication device. However, some communication devices are configured not to respond to ping. In some cases. In such a case, since the location where the failure has occurred cannot be identified, it may take time to resolve the failure. Therefore, it becomes impossible to provide stable communication.
そこで、本実施形態では、通信経路における障害の発生箇所が特定できない場合であっても、迅速に迂回経路に変更する処理を行う方法について説明する。また、通信経路における障害が解消された場合に、元の通信経路に戻す処理について説明する。 Therefore, in the present embodiment, a method for performing a process of quickly changing to a bypass route even when a failure occurrence location in the communication route cannot be specified will be described. In addition, a process for returning to the original communication path when a failure in the communication path is resolved will be described.
本実施形態に係る通信経路制御システム200により実行される処理について、図7に示すフローチャートを参照して説明する。以下の説明において、通常の通信経路は、第1通信経路を使用するものとする。
Processing executed by the communication
本実施形態に係る通信経路制御システム200では、第1通信経路におけるSYNパケットの比率を観測している(ステップS401)。ここで、SYNパケットの比率とは、第1通信機器から第2通信機器に送信するSYNパケットと、第2通信機器から第1通信機器に送信するSYN/ACKパケットの比率である。SYNパケットの個数及びSYN/ACKパケットの個数を計測して、SYNパケットの比率を算出することを、SYNパケットの比率の観測と呼ぶ。第1通信経路において、通信性能の劣化や障害なく、通常の場合においては、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率は、1となる。
In the communication
第1通信経路において、半分壊れた状態の通信機器が存在すると、第1通信経路において、SYNパケットの比率が変化する(ステップS402)。SYNパケットとSYN/ACKパケットのとの比率が、1を超えた場合、例えば、第1通信経路において半分壊れた状態の通信機器が存在することになる。 If there is a half-broken communication device in the first communication path, the SYN packet ratio changes in the first communication path (step S402). When the ratio of the SYN packet to the SYN / ACK packet exceeds 1, for example, there is a communication device that is half broken in the first communication path.
次に、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率の変化を検知した場合、第1通信経路から迂回経路である第2通信経路へと変更する処理を行う(ステップS403)。通信経路の変更は、自律システムAS11から目的の自律システムAS15に到達するまでの経由する自律システムを指定するのではなく、通信機器311の通信機器316aに対するパス属性を変更することによって行う。パス属性の変更は、例えば、通信機器311において、通信機器316aに対するWEIGHT属性を高める処理を行う。WEIGHT属性を高める処理を行うことで、通信機器316aを経由する第2通信経路の優先度が、通信機器312aを経由する第1通信経路の優先度よりも高くなった場合に、第1通信経路から第2通信経路へと変更される。
Next, when a change in the ratio between the SYN packet and the SYN / ACK packet is detected, a process of changing from the first communication path to the second communication path, which is a detour path, is performed (step S403). The change of the communication path is performed by changing the path attribute for the
次に、第1通信経路における障害発生箇所を特定する(ステップS404)。第1通経経路における自律システムAS12、自律システムAS13及び自律システムAS14において、どの通信機器に異常が生じているかを特定する。通信性能に障害が発生した第1通信経路上の各々の通信機器に対して、pingコマンドを打つことにより、障害発生箇所を特定することができる。第1通信経路上の各々の通信機器に対して、エコー要求を送信し、エコー応答を受信できれば、pingコマンドが成功したことになる。これに対し、エコー応答が受信できなかった場合は、当該通信機器に異常があることがわかるため、障害発生箇所を特定することができる。 Next, the failure location in the first communication path is specified (step S404). In the autonomous system AS12, autonomous system AS13, and autonomous system AS14 in the first route, it is specified which communication device has an abnormality. The failure location can be identified by issuing a ping command to each communication device on the first communication path where a failure has occurred in communication performance. If the echo request is transmitted to each communication device on the first communication path and the echo response is received, the ping command is successful. On the other hand, when the echo response cannot be received, it is known that the communication device has an abnormality, and therefore the failure occurrence location can be specified.
これに対し、第1通信経路上に、pingに応答しない通信機器がある場合や、半分壊れた状態の通信機器がある場合には、障害発生箇所を特定できない。このような場合(ステップS404;NO)には、ステップS405に進む。 On the other hand, when there is a communication device that does not respond to ping on the first communication path, or when there is a communication device in a half-broken state, the location of the failure cannot be specified. In such a case (step S404; NO), the process proceeds to step S405.
なお、本実施形態では、通信性能の障害又は通信性能の劣化の発生を検知し、第1通信経路から第2通信経路へ変更を行う際に、通信機器311の通信機器316aに対するWEIGHT属性の変更を行っている。WEIGHT属性は、通信経路決定のプロセスで重視される値であるが、経路選択の優先度を上げる値であって、経由する自律システムを指定して通信するための値ではない。よって、経由する自律システムを指定して通信することはできない。
In the present embodiment, when the occurrence of communication performance failure or communication performance deterioration is detected and the change is made from the first communication path to the second communication path, the change of the WEIGHT attribute for the
よって、通信機器316aを経由する第2通信経路の優先度を高める処理を行った場合であっても、第1通信経路と同じ自律システムを経由する場合がある。例えば、図6に示すように、第1通信経路では、自律システムAS11から自律システムAS12、自律システムAS13、及び自律システムAS14を経由して、目的のAS15に到達する。また、第2通信経路では、自律システムAS11から自律システムAS16、自律システムAS13、及び自律システムAS14を経由して、目的のASに到達する。よって、第1通信経路と第2通信経路とでは、同じ自律システムAS13及び自律システムAS14を経由して、目的のAS15に到達する。
Therefore, even when the process of increasing the priority of the second communication path that passes through the
そこで、第1通信経路から第2通信経路へと経路の変更を行った後においても、第1通信経路におけるSYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率を観測し続ける(ステップS405)。 Therefore, even after changing the route from the first communication route to the second communication route, the ratio of the SYN packet to the SYN / ACK packet in the first communication route is continuously observed (step S405).
第1通信経路におけるSYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率を観測し続け、一定期間、正常なSYNパケットとSYN/ACKパケットとの観測が行えた場合には、ステップS407に進む。正常なSYNパケットの観測とは、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率が、1となる状態である。なお、第1通信経路から第2通信経路に変更した直後では、第1通信経路におけるSYNパケットの個数が大幅に減少する。そのため、第1通信経路に障害が発生しているかを判定する正確性が低下する。また、第2通信経路から第1通信経路に戻しても、すぐに第1通信経路に異常が検知された場合、再び第2通信経路に変更しなければならなくなる。よって、第1通信経路において、一定期間、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率が1であることを確認する必要がある。ここで、一定の時間とは、1時間から2時間程度である。 If the ratio between the SYN packet and the SYN / ACK packet in the first communication path is continuously observed, and the normal SYN packet and the SYN / ACK packet can be observed for a certain period, the process proceeds to step S407. Normal observation of a SYN packet is a state in which the ratio of a SYN packet to a SYN / ACK packet is 1. Note that immediately after changing from the first communication path to the second communication path, the number of SYN packets in the first communication path is significantly reduced. Therefore, the accuracy of determining whether a failure has occurred in the first communication path is reduced. Even if the second communication path is returned to the first communication path, if an abnormality is immediately detected in the first communication path, the second communication path must be changed again. Therefore, it is necessary to confirm that the ratio of the SYN packet to the SYN / ACK packet is 1 for a certain period in the first communication path. Here, the fixed time is about 1 to 2 hours.
次に、第1通信経路において、ピアダウンの発生や、通信機器の障害の特定、外部からインターネット障害について報告がないことを確認する(ステップS407)。ピアダウンの発生、通信機器の障害の特定、外部からインターネットの障害については、経路制御メッセージ(UPDATEメッセージ)によって確認する。 Next, in the first communication path, it is confirmed that there is no report about the occurrence of a peer down, the identification of a failure of the communication device, and the Internet failure from the outside (step S407). Occurrence of peer down, identification of communication device failure, and external Internet failure are confirmed by a route control message (UPDATE message).
最後に、第1通信経路において、ピアダウンの発生等について報告がないことを確認したら、第2通信経路から第1通信経路へ戻す処理を行う(ステップS408)。第2通信経路から第1通信経路へと戻す処理とは、変更したパス属性を元に戻す処理である。例えば、WEIGHT属性の値を変更した場合には、WEGHT属性の値を元に戻す。 Finally, when it is confirmed that there is no report about the occurrence of peer down in the first communication path, a process of returning from the second communication path to the first communication path is performed (step S408). The process of returning from the second communication path to the first communication path is a process of restoring the changed path attribute. For example, when the value of the WEIGHT attribute is changed, the value of the WEGHT attribute is restored.
その後も、第1通信経路における、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率の観測を続ける(ステップS401)。 Thereafter, the observation of the ratio of the SYN packet to the SYN / ACK packet in the first communication path is continued (step S401).
再度、第1通信経路において、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率の変化を検知した場合(ステップS402)は、ステップS403からステップS408の処理を行う。 When the change in the ratio between the SYN packet and the SYN / ACK packet is detected again in the first communication path (step S402), the processing from step S403 to step S408 is performed.
なお、ステップS404において、第1通信経路において、障害発生箇所の特定ができた場合(ステップS404;YES)は、その後、障害発生箇所の復旧を確認する(ステップS409)。障害発生箇所の復旧は、UPDATEメッセージにより確認することができる。その後、第1通信経路から第2通信経路へと、戻す処理を行う(ステップS408)。 In step S404, when the failure location can be identified in the first communication path (step S404; YES), the recovery of the failure location is confirmed thereafter (step S409). The restoration of the fault occurrence location can be confirmed by the UPDATE message. Thereafter, a process of returning from the first communication path to the second communication path is performed (step S408).
また、ステップS405において、SYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率が観測できない場合は、そのまま、一定期間待機する(ステップS410)。一定期間とは、例えば、1時間から2時間程度である。一定期間経過後、ステップS407に進む。その後、ピアダウンの発生等について報告がなければ、一時的な不具合であったと判定し、第2通信経路から第1通信経路へ戻す処理を行う(ステップS408)。 If the ratio of the SYN packet to the SYN / ACK packet cannot be observed in step S405, the process waits for a certain period (step S410). The fixed period is, for example, about 1 to 2 hours. After a certain period of time, the process proceeds to step S407. After that, if there is no report on the occurrence of peer down, it is determined that the problem is a temporary malfunction, and a process of returning from the second communication path to the first communication path is performed (step S408).
その後、再びSYNパケットとSYN/ACKパケットとの比率を一定期間観測(ステップS401)し、SYNパケットの比率が、1に収まっていれば、第1通信経路における通信を続ける。 Thereafter, the ratio of the SYN packet to the SYN / ACK packet is again observed for a certain period (step S401). If the ratio of the SYN packet is within 1, communication on the first communication path is continued.
以上の処理によれば、通信機器311が第1通信経路における通信性能の劣化を検知した場合に、直ちに迂回経路である第2通信経路に変更することができる。また、第1通信経路において、通信性能の劣化が解消した場合に、迂回経路である第2通信経路から元の第1通信経路に戻すことができる。以上の処理を行うことによって、安定した通信を提供することができる。
According to the above processing, when the
次に、本実施形態に係る通信経路制御システム200のブロック図について、図8を参照して説明する。なお、本実施形態に係る通信経路制御システム200は、通信機器311に搭載されている場合について説明する。
Next, a block diagram of the communication
通信性能評価部201は、計測部211と、算出部212と、判定部213と、を含む。
The communication
本実施形態において、通信性能評価部201において、計測部211は、通信機器311から通信機器312aに送信するSYNパケットの個数を計測している。また、通信機器312aから通信機器311に送信するSYN/ACKパケットの個数を計測している。
In the present embodiment, in the communication
また、算出部212は、計測されたSYNパケットとSYN/ACKパケットの比率を算出している。算出されたSYNパケットの比率は、判定部213に送信される。
Further, the
判定部213において、SYNパケットの比率の変化を検知する。SYNパケットの比率が1の場合には、通信性能に劣化がないと判定する。これに対し、SYNパケットの比率が1を超えた場合には、通信性能に劣化があると判定する。
The
SYNパケットの比率に変化があると判定された場合は、通信機器311の通信性能が劣化したとして、経路制御部202及び通信部207に通知される。
When it is determined that there is a change in the SYN packet ratio, the communication performance of the
経路制御部202が、通信性能の劣化を検知した場合には、第1通信経路から迂回経路である第2通信経路に変更する処理を行う。本実施形態では、通信機器311の通信経路を、通信機器312aから通信機器316aに変更する処理を行う。
When the
また、通信部207は、通信性能の劣化を検知した場合には、通信経路における障害発生箇所を特定する。障害発生箇所を特定する方法としては、通信性能に障害が発生した通信経路上の全ての通信機器に対して、pingコマンドを実行し、通信機器の生存確認を行う。pingコマンドとは、ICMPプロトコルを使用し、ネットワークを介して繋がっている機器への応答要求と、その要求に対する応答の確認を行うコマンドである。通信経路上の通信機器に対して、エコー要求を送信し、エコー応答を受信できれば、通信機器に異常がないことがわかる。しかしながら、エコー応答が受信できなかった場合は、通信機器に異常があるとして、障害発生箇所を特定することができる。ここで、障害発生箇所が特定できなかった場合は、通信性能評価部201にて、第1通信経路におけるSYNパケットの比率の観測を行う。
In addition, when the
経路制御メッセージ制御部205は、ピアダウンの発生や、第1通信経路上における障害が発生した通信機器の特定、インターネット障害などの、ネットワークにおいて、BGPの経路情報に関する経路制御メッセージを受信する。ネットワークにおいて、BGPの経路情報に変更があった場合、経路表206に送信される。
The route control
経路表206には、経路制御部202によって変更された通信経路や、経路制御メッセージ(UPDATEメッセージ)によって受信した経路情報が保存される。
The route table 206 stores the communication route changed by the
本実施形態に係る通信経路制御システムによれば、第1通信経路において、障害の発生箇所が特定しにくい通信機器が存在したとしても、通信性能の劣化又は障害として検知し、直ちに迂回経路である第2通信経路に変更することができる。また、第2通信経路に変更した後、第1通信経路における通信性能の劣化又は障害が解消された場合は、第2通信経路から、元の第1通信経路に戻すことができる。これにより、安定した通信を提供することができる。 According to the communication path control system according to the present embodiment, even if there is a communication device in which the location of the failure is difficult to identify in the first communication path, it is detected as a deterioration in communication performance or a failure and is immediately a detour path. The second communication path can be changed. In addition, after the change to the second communication path, when the deterioration or failure of the communication performance in the first communication path is resolved, the original communication path can be returned from the second communication path. Thereby, stable communication can be provided.
上述した実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素やプロセスの追加、削除もしくは設計変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。 Based on the above-described embodiments, those in which those skilled in the art appropriately added, deleted, or changed the design of components and processes are also included in the scope of the present invention as long as they have the gist of the present invention.
100:ネットワーク、111a:通信機器、113a:通信機器、113b:通信機器、114a:通信機器、115a:通信機器、200:通信経路制御システム、201:通信性能評価部、202:経路制御部、203:インターフェース、204:パケット制御部、205:経路制御メッセージ制御部、206:経路表、211:計測部、212:算出部、213:判定部、214:性能劣化判定部、221:パス属性変更部、222:経路計算部
100: Network, 111a: Communication device, 113a: Communication device, 113b: Communication device, 114a: Communication device, 115a: Communication device, 200: Communication route control system, 201: Communication performance evaluation unit, 202: Route control unit, 203 : Interface, 204: packet control unit, 205: route control message control unit, 206: route table, 211: measurement unit, 212: calculation unit, 213: determination unit, 214: performance degradation determination unit, 221: path attribute change unit 222: Route calculation unit
Claims (8)
前記通信性能評価部が前記第2通信機器の通信性能の劣化を検知した場合に、前記第1通信機器の通信経路を、前記第2通信機器から第3通信機器に変更する経路制御部と、を有する、通信経路制御システム。 A communication performance evaluation unit that evaluates the communication performance of the network based on the number of SYN packets transmitted from the first communication device to the second communication device;
A path control unit that changes a communication path of the first communication device from the second communication device to a third communication device when the communication performance evaluation unit detects a deterioration in communication performance of the second communication device; A communication path control system.
前記通信性能評価部において、前記通信性能の劣化が回復したと判定した場合に、前記第1通信機器の前記通信経路を、前記第3通信機器から前記第2通信機器に変更する、請求項7に記載の通信経路制御システム。
After changing the communication path of the first communication device from the second communication device to the third communication device,
The communication performance evaluation unit changes the communication path of the first communication device from the third communication device to the second communication device when it is determined that the deterioration of the communication performance has been recovered. The communication path control system described in 1.
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