本技术介绍参考了以下链接
English
2016年4月5日
以世界最快速200Gbps同时进行通信监视和质量分析的软件
分析性能高于原来的10倍，实现低成本提供舒适稳定的基础设施服务
株式会社富士通研究所（注1）（以下简称，富士通研究所）开发出了在监视通信数据包的同时，以世界最快速200Gbps实时分析通信质量的软件。
开发背景
随着智能手机、平板电脑等终端的普及以及数据利用场景的扩大等，云服务范围得到了扩展，使用通信网络的服务质量也备受重视，但实际上由于网络数据流量的增加以及网络结构的复杂等，有时会发生意想不到的服务故障。为了及早发现服务故障并进行修复，需要实时对故障原因进行分析并切割，区分是网络质量问题，还是诸如响应时间等应用程序的质量问题。这需要分析每个通信数据包的详细情况，以便对这些网络质量以及应用程序的质量进行分析。
课题
网络通信速度在逐年加快，通信运营商骨干网已导入通信速度为100Gbps，上下行共计为200Gbps的以太网，数据中心也构建了多数使用通信速度为10Gbps，上下行共计为20Gbps的以太网系统。通信速度越快，数据包数量就会增加，对处理性能的要求也就越高。
但由于单位时间可收发的最大数据包数量取决于CPU及其他硬件的性能，以及数据包采集、网络质量分析和应用程序质量分析等取决于内存访问性能，导致在各处理之间可能存在内存拷贝延迟，这些问题使得性能很难得到提高。
开发的技术
富士通研究所本次开发的技术，不使用昂贵的专用硬件，而靠软件即可实现200Gbps的高速数据包采集，网络与应用程序的质量分析（图1）。网络质量分析可以计算网络的通信流量以及检测丢包和网络延迟，而应用程序质量分析则可以算出每个服务的通信量以及检测提供服务的应用程序的响应延迟。通过集成这些质量分析，即可确定服务的延迟原因以及位置。
图1 200Gbps服务质量分析架构
开发的技术具有以下特征（图2，图3）。
1. 数据包采集高速化
采集数据包时，对每次数据包到达时发生的中断进行聚集使得处理次数减少，同时将CPU停止其他处理而接受新处理的中断分散到多个CPU使得负荷减少，从而提高了数据包采集的处理性能。
2. 内存访问高速化
在数据包采集与质量分析的处理之间优化数据查询方法和时间，使得无需拷贝数据包和分析数据即可查询，而且不会发生同时写入以及对查询中的领域进行写入，因此不再需要拷贝以及处理的互斥控制。
3. 处理并行化
通过多个CPU上运行的多个分析程序，无需互斥控制即可访问同一环形缓冲区，即使使用多个CPU也不会冲突，因此随着CPU数量的增加，分析处理性能也会得到线性改善。
图2 数据包采集高速化技术，内存访问高速化技术
图3 有效利用多个CPU的并行化技术
效果
通过新开发技术可以比以往高出10倍的性能，监视200Gbps高速网络上传输的大量数据包，而且无需使用高昂的专用硬件，只需通用硬件和软件即可实现网络质量以及应用程序质量的实时分析，从而实现了以低成本方式确定服务质量恶化的原因和位置。
另外，由于日志里保存了发送者等的历史记录，可以知道网络攻击的发送者以及受害服务器。而且，由于能够掌握每个应用程序所需通信量，所以可按需搭建合理的基础设施。
利用该技术可及早解决故障，增强安全性，提供快速服务等，从而能够更好地提供支持服务的稳定运行的网络基础设施。
今后
富士通研究所将继续进行质量分析的开发研究与验证，目标于2015年度将其应用于相应的通信产品中。
