JP7280849B2 - ログ統合装置、ログ統合システムおよびログ統合方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数機器で取得されたログの統合手法に関する。

人工知能（ＡＩ）などにより自律的に動作する機器（ロボット、自動運転車、端末等）が登場しており、相互に影響を与える環境下で、系として動作するシステムが増加すると見込まれている。

自律的に動作する複数の機器が相互に影響を与える環境下においては、単一の機器の動作ログ（以下単に「ログ」という）を個別に見ても、系としての振舞い(事象)の因果関係がわからない。すなわち、単一の機器のログだけでは、複数の機器がどのような因果関係で動作し、どのように連携しているかを知ることが難しい。

系として効率的に運用するためには、系全体の振舞いの把握・解析・検証等のため、系として時間順(時系列)に統合されたログ（以下「統合ログ」という）が必要である。

特開２００５－２３５０５４号公報

各機器のログを統合して、全体を俯瞰する統合ログを生成しようとした場合でも、系がヘテロジニアスな環境である場合には、単純なログ収集だけでは機能しない。ここで、ヘテロジニアスな環境とは、機器が均一でなく、異なる種類の機器が混在することを許容する系をいうものとする。ヘテロジニアスな環境では、各機器に導入できる機能やプログラムに制約がある。ある機器はプログラミングによるカスタマイズが可能でも、他の機器では不可能かもしれない。したがって、異なる種類の機器が混在してもログを収集できる仕組みを構築する必要がある。

また、各機器が独立の時計に依存して動作している場合には、各機器のログの時間軸は必ずしも一致していない。ネットワークに接続されたコンピュータや各種機器の時刻同期に用いられるプロトコルであるＮＴＰ(Network Time Protocol)を適用したとしても、各機器のログ相互には１０msec程度のずれが発生してしまう。

特許文献１では、複数の計算機間で送受信される通信に関するイベントデータに基づいて、各計算機の内部時計の差を時刻オフセットとして算出し、収集したイベントトレースデータにそのオフセット値を加算することにより、複数の計算機間で生じるイベントトレースデータの相対的な時刻ずれを補正することについて開示されている。

しかし、特許文献１の技術では、各送受信ペアの時刻オフセットに基づき補正を行うため、統合ログにおける、送受信において無関係なペアの順序関係の正確性は担保されていなかった。
そこで本発明は、系として時間順に統合されたログを生成することを目的とする。

本発明の好ましい一側面は、それぞれがログを生成する複数の機器を含む系において、ログを統合するログ統合装置である。この装置は、ログ取得部と、メッセージＩＤタイムスタンプ処理部と、タイムスタンプ調整処理部と、タイムスタンプ送受順序確認処理部と、を備える。ログ取得部は、複数の機器から複数のログを収集する。メッセージＩＤタイムスタンプ処理部は、複数のログにおいて、同一のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアの一つで、タイムスタンプの時刻を一致させる。タイムスタンプ調整処理部は、一致させたタイムスタンプの時刻を基準として、ログの時間軸を調整する。タイムスタンプ送受順序確認処理部は、時間軸を調整した複数のログにおいて、同一のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がないかを確認する。タイムスタンプ調整処理部は、ブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がある場合には、時刻の逆転を解消するようにログの時間軸を調整する。

本発明のさらに好ましいログ統合装置は、さらに、パターン抽出処理部を備える。パターン抽出処理部は、複数のログにおいて、複数の送信側機器のログのユニキャストメッセージの送信パターンを示す送信ブロックと、一つの受信側機器のログの送信パターンに対応する受信パターンを示す受信ブロックを抽出する。そして、タイムスタンプ調整処理部は、送信ブロックと受信ブロックのペアにおいて、時間差が最小のユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプの時刻が一致するように、受信側機器のログのタイムスタンプを調整する。

本発明の好ましい他の一側面は、系が上記のログ統合装置と、第１種の機器と、第２種の機器を含み、ログ統合装置が、第１種の機器が生成する第１のログと第２種の機器が生成する第２のログを統合するログ統合システムである。このシステムは、第１種の機器はブロードキャストメッセージの送信および解釈を可能とするブロードキャストメッセージ生成部を備え、第２種の機器はブロードキャストメッセージ生成部を備えない、ヘテロジニアスなシステムである。

本発明の好ましい他の一側面は、ログ統合装置と、複数の第１種の機器と、第２種の機器を含み、第１種の機器はメッセージＩＤを含むブロードキャストメッセージの送信および解釈が可能であり、第２種の機器はメッセージＩＤを含むブロードキャストメッセージの送信および解釈が不可能である系において、１種の機器が生成する第１種のログと第２種の機器が生成する第２種のログを統合するログ統合方法である。

このログ統合方法では、一つの第１種の機器が、メッセージＩＤを含むブロードキャストメッセージを送信するとともに、第２種の機器に対してログに出力されるユニキャストメッセージを送信し、それらの送信のイベントをタイムスタンプとともに第１種のログに記録する第１のステップ、送信されたブロードキャストメッセージを受信した他の第１種の機器が、第２種の機器に対してログに出力されるユニキャストメッセージを送信し、それらの送信および受信のイベントをタイムスタンプとともに第１種のログに記録する第２のステップ、第１種の機器から送信されたユニキャストメッセージを受信した第２の機器が、それらの受信のイベントをタイムスタンプとともに第２種のログに記録する第３のステップ、ログ統合装置が、第１種のログと第２種のログを収集する第４のステップ、を実行する。

系として時間順に統合されたログを生成することができる。

ログ統合システムの全体構成を示すブロック図。 第１種の機器の基本構成を示すブロック図。 第１種の機器の送信処理を示すフロー図。 第１種の機器の受信処理を示すフロー図。 ログ統合装置の基本構成を示すブロック図。 ログ統合装置のログ統合処理を示すフロー図。 第１種の機器から収集されたログの例を示す表図。 第２種の機器から収集されたログの例を示す表図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。 ログ統合処理の一部を説明する概念図。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下に示す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。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。

以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。

同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。

本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。

図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。

本明細書で引用した刊行物、特許および特許出願は、そのまま本明細書の説明の一部を構成する。

本明細書において単数形で表される構成要素は、特段文脈で明らかに示されない限り、複数形を含むものとする。

＜１．ログ統合システムの全体構成＞
図１は、実施例のログ統合システム１００の全体構成を示す図である。ログ統合システム１００は、ログ統合装置１１０、第1種の機器１２０、第２種の機器１３０、ネットワーク１４０を含む。

ログ統合装置１１０は、第1種の機器１２０および第２種の機器１３０のログを収集し、時系列順の統合ログを生成する装置である。ログ統合装置１１０の構成及び機能については、後に詳細に説明する。

第１種の機器１２０および第２種の機器１３０は、系に含まれる機器であって、それぞれが時間情報を含むログを生成するものとする。ここで、この系はヘテロジニアスな系を想定しており、第１種の機器１２０は仕組み可能な機器、すなわちソフトウェア等の導入により機能のカスタマイズが可能なものとする。一方、第２種の機器１３０は仕組み不可能な機器、すなわち当初の機能のカスタマイズができないものとする。想定される第２種の機器１３０は、公知の一般的な通信機能を備える装置である。機器の種類はロボット、各種端末等でよく、機能や用途に特に制限はない。

ログ統合装置１１０、第1種の機器１２０、第２種の機器１３０は、ネットワーク１４０により相互接続されているものとする。ネットワーク１４０は、有線ネットワークでもよいし、無線ネットワークでもよいし、これらの組み合わせであってもよい。

＜２．第１種の機器の構成および動作＞
図２は、第１種の機器１２０の基本構成を示すブロック図である。第１種の機器１２０はロボット、自動運転車、端末等でよいが、基本的な情報処理装置の構成を備えているものとする。通常の情報処理装置と同様に、入力装置１２１、出力装置１２２、処理装置１２３、および記憶装置１２４を備える。

図２では、第１種の機器１２０のうち、情報処理装置の部分を表している。図示されていないロボット、自動運転車、端末等に必要な機能は、入力装置１２１および出力装置１２２を介して処理装置１２３により制御されるものとする。また、入力装置１２１および出力装置１２２は、ネットワーク１４０に対する送信および受信を行うためのハードウェアを含むものとする。

本実施例では、計算や送受信の制御等の機能は、記憶装置１２４に格納されたプログラムが処理装置１２３によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して実現される。情報処理装置が実行するプログラム、その機能、あるいはその機能を実現する手段を、「機能」、「手段」、「部」、「ユニット」、「モジュール」等と呼ぶ場合がある。これは、ログ統合装置１１０や第２種の機器１３０でも同様である。

本実施例では、記憶装置１２４には、プログラムとして送受信管理部１２６、ブロードキャストメッセージ生成部１２７、ユニキャストメッセージ生成部１２８、ネットワーク送受信部１２９、ログ管理部１３１が格納される。また、データとして、宛先管理部１２５、ログデータベース１３２が格納される。

宛先管理部１２５は系に属する第２種の機器１３０の宛先のデータ（アドレス）を管理するデータベースである。また、第１種の機器１２０のアドレスは、ブロードキャスト送信を行うため、必ずしも予め知っている必要はないが、第２種の機器と同様に管理してもよい。必要な宛先データは予め記憶されているものとする。

送受信管理部１２６は、宛先管理部１２５に格納されたアドレスを用いて、ネットワーク送受信部１２９を介して、ネットワーク１４０に接続された他の機器へ所定のメッセージを送受信するソフトウェアである。

ネットワーク送受信部１２９は、入力装置１２１および出力装置１２２を介したネットワーク１４０との送受信を制御するソフトウェアである。

ログ管理部１３１は、自機器のイベントを時系列のログとして生成し、ログデータベース１３２に記録するソフトウェアである。

ログデータベース１３２は、ログを記録管理するデータベースである。

以上の構成は、系の中で通信を行う一般的な機器が公知の構成として備えているものであり、第２種の機器１３０も同様にこれらを備えている。

一方、ブロードキャストメッセージ生成部１２７とユニキャストメッセージ生成部１２８は、第２種の機器１３０には存在せず、第１種の機器１２０に特別に組み込まれた機能である。すなわち、第２種の機器１３０の構成は、図２の構成からブロードキャストメッセージ生成部１２７とユニキャストメッセージ生成部１２８を省略したものと考えてよい。ブロードキャストメッセージ生成部１２７とユニキャストメッセージ生成部１２８の機能については、後に詳細に説明する。

以上の構成は、図２のように単体の情報処理装置で構成してもよいし、あるいは、入力装置１２１、出力装置１２２、処理装置１２３、および記憶装置１２４の任意の部分が、ネットワークで接続された他の装置で構成されてもよい。

本実施例中、ソフトウェアで構成した機能と同等の機能は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアでも実現できる。そのような態様も本願発明の範囲に含まれる。

図３は、第１種の機器１２０の動作のうち、統合ログ作成のためのブロードキャスト送信処理Ｓ３００のフローを示す図である。このような処理を行うためのソフトウェアは、先に述べたように第１種の機器１２０にインストールされているものとする。各処理はログ管理部１３１により各機器のタイムスタンプ（以下ＴＳと略すことがある）と共にログとして記録され、各機器個別のログデータベース１３２に記録されるものとする。ここで、各機器のタイムスタンプは、相互に一致することが保証されていないことに留意すべきである。

処理Ｓ３０１では、第１種の機器１２０は、ブロードキャストメッセージ生成部１２７でユニークなメッセージＩＤ付のメッセージを生成する。生成したメッセージＩＤ付のメッセージは、送受信管理部１２６とネットワーク送受信部１２９により、ブロードキャスト送信される。これらのメッセージは、同じくブロードキャストメッセージ生成部１２７を有している第1種の機器１２０で、受信および解釈が可能である。

処理Ｓ３０２では、第１種の機器１２０は、ユニキャストメッセージ生成部１２８で第２の機器１３０宛てに個別のメッセージを生成する。生成した個別のメッセージは、送受信管理部１２６とネットワーク送受信部１２９により、第２種の機器１３０に宛ててユニキャスト送信される。ここで、送信される個別のメッセージは、第２種の機器１３０でログ出力されることが予めわかっているメッセージとする。

なお、第２種の機器１３０は、それぞれが備える宛先管理部１２５のデータによって、系の中の他の機器の宛先（アドレス）は知っているものとする。他の第１種の機器の宛先は、ブロードキャスト送信に対するユニキャスト応答により、結果的に知ることができる。

処理Ｓ３０３では、他の第１種の機器１２０から、ネットワーク送受信部１２９と送受信管理部１２６を経て、処理Ｓ３０１で発信したメッセージへの応答を受信する。応答を受信した場合、ログ管理部１３１は、ログを生成して自身のログデータベース１３２に記録する。

処理Ｓ３０４では、処理Ｓ３０１～処理Ｓ３０３を任意の回数(例えば、２～３回)、所定間隔で再実行するように繰り返す。これは、一般にブロードキャストはコリジョンが発生した場合でも再送しないため、受信漏れを防ぐためである。

処理Ｓ３０５では、所定の間隔を空け、処理Ｓ３０１～処理Ｓ３０４を繰り返す。所定の間隔は、一定ではなくランダムな間隔にするとよい。例えば、システム内の全機器が同じタイミングで再起動するような場合、複数機器の動作タイミングが同期するおそれがある。同じタイミングでブロードキャストを行う機器が複数存在する場合、一定間隔にすると、ブロードキャストを行う複数の機器が存在することが常態化し、ネットワーク上で頻繁にメッセージ衝突が起きる。インターバルをランダムにすることで、この問題を回避することができる。

図４は、第１種の機器１２０の動作のうち、ブロードキャストメッセージの受信処理Ｓ４００のフローを示す図である。このような処理を行うためのソフトウェアは、第１種の機器１２０にインストールされているものとする。各処理はログ管理部１３１により各機器のタイムスタンプと共にログとして記録され、各機器個別のログデータベース１３２に記録されるものとする。

処理Ｓ４０１では、ネットワーク送受信部１２９と送受信管理部１２６を経て、他の第１種の機器１２０から送信されてくるブロードキャストメッセージを受信する。このメッセージは、他の第１種の機器１２０が処理Ｓ３０１で送信したものであり、ブロードキャストメッセージ生成部１２７の情報により解釈可能である。なお、第２種の機器１３０には、ブロードキャストメッセージ生成部１２７が実装されておらず、ブロードキャストメッセージを解釈することができないので、第２種の機器１３０ではブロードキャストメッセージは無視される。

処理Ｓ４０２では、処理Ｓ４０１のブロードキャストメッセージの受信を契機にして、ユニキャストメッセージ生成部１２８で、第２の機器１３０宛てに個別のメッセージを生成する。メッセージは第２種の機器１３０でログ出力されることが予めわかっているメッセージである。そして、送受信管理部１２６とネットワーク送受信部１２９により、直ちにあるいは所定の時間後に第２種の機器１３０に対しユニキャスト送信する。

処理Ｓ４０３では、ユニキャストメッセージ生成部１２８が、処理Ｓ４０１で受信したブロードキャストメッセージに対する応答メッセージを、受信したブロードキャストメッセージ中のメッセージＩＤを含めて生成する。そして、送受信管理部１２６とネットワーク送受信部１２９により、ブロードキャストメッセージ送信元となる第１種の機器１２０に対しユニキャスト送信する。この応答は、他の第１種の機器１２０が処理Ｓ３０３で受信するものである。

＜３．第２種の機器の構成および動作＞
本実施例では、第２種の機器１３０はカスタマイズできない（仕組み適用不可）機器を想定している。従って、通常のネットワーク機器として基本的な送受信機能、および基本的なログ生成機能を備えていればよい。先に述べたように、第２種の機器１３０の構成は、図２の構成からブロードキャストメッセージ生成部１２７とユニキャストメッセージ生成部１２８を省略したものと考えてよい。

＜４．ログ統合装置の構成および動作＞
図５は、ログ統合装置１１０の基本構成を示すブロック図である。ログ統合装置１１０は基本的な情報処理装置の構成を備えているものとする。通常の情報処理装置と同様に、入力装置１１１、出力装置１１２、処理装置１１３、および記憶装置１１４を備える。入力装置１１１および出力装置１１２は、ネットワーク１４０に対する送信および受信を行うためのハードウェアを含むものとする。

本実施例では、計算や送受信の制御等の機能は、記憶装置１１４に格納されたプログラムが処理装置１１３によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェアと協働して実現される。この構成は、図５のように単体の情報処理装置で構成してもよいし、あるいは任意の部分が、ネットワークで接続された他の装置で構成されてもよい。ソフトウェアで構成した機能と同等の機能は、ハードウェアでも実現できる。これらは、先に第１種の機器１２０の説明で述べたことと同様である。

記憶装置１１４には、統合ログ生成部１８１、機器リスト保存部１８２、タイムスタンプ送受順序確認処理部１８３、メッセージＩＤタイムスタンプ処理部１８４、ログ取得部１８５、統合ログ保存部１８６、調整ログ一時保存部１８７、タイムスタンプ調整処理部１８８、パターン抽出処理部１８９、ログ保存部１９０、ネットワーク送受信部１９１が、ソフトウェアあるいはデータベースとして保存されている。以上の各部の機能について、ログ統合装置１１０による処理フローを参照しながら説明する。

図６は、ログ統合装置１１０における、ログ統合処理Ｓ６００の流れを示すフロー図である。この処理は、ログ統合装置１１０の統合ログ生成部１８１の全体制御によって、任意のタイミングで、あるいは定期的に実行されるものとする。

処理Ｓ６０１では、ログ取得部１８５は、第１種の機器１２０と第２種の機器１３０から、定期的にあるいは指定したタイミングで、機器毎にログを収集する。ログ統合装置１１０は、系に存在する第１種の機器と１２０と第２種の機器１３０の宛先その他のスペックについて、機器リスト保存部１８２に予め記憶しているものとする。ネットワーク送受信部１９１は、機器リスト保存部１８２の情報に基づいて、任意の機器からログを呼び出すことができる。収集したログは、ログ保存部１９０に機器毎に格納される。ログの収集は、以上のようにネットワーク１４０を介して行うことができる。あるいは、各機器に具備された可搬性記録媒体などにログを記録し、ネットワーク１４０を用いずに物理的な搬送手段によって可搬性記録媒体を収集し、入力装置１１１から入力することも可能である。

図７は、第１種の機器１２０から収集されたログの例である。タイムスタンプ（ＴＳ）７０１は、イベントが生じた時刻を示す。ここでは送受信７０２がイベントとなる。ここで、「Send」は送信を示し、「Recv」は受信を示す。ＩＰアドレス７０３は、イベントが「Send」の場合は送信先，「Recv」の場合は送信元のアドレスを示している。

この例では、ＩＰアドレス７０３が「Ａ」の第１種の機器のログを示すものとする。系にはその他ＩＰアドレス７０３が「Ｃ」および「Ｄ」の第１種の機器１２０と、ＩＰアドレス７０３が「Ｂ」の第２種の機器１３０が存在しているとする。

このとき例えば、ＴＳ「12:23:13:000」の送信は、ブロードキャスト送信を示し、処理Ｓ３０１に対応する。ＴＳ「12:23:13:010」の送信は、ＩＰアドレス「Ｂ」の第２種の機器へのユニキャスト送信を示し、処理Ｓ３０２に対応する。ＴＳ「12:23:13:040」と「12:23:13:050」の受信は、それぞれＩＰアドレス「Ｃ」および「Ｄ」の第１種の機器からのユニキャスト送信を示し、処理Ｓ３０３に対応する。

ポート７０４は、送受信メッセージを受けるポートのＩＤを示す。例えば、ＩＰアドレス７０３が「Ｂ」の第２種の機器１３０は仕組み適用不可の機器であるため、その機器の仕様であるメッセージを受け付けるポート番号「8080」が割り当てられている。メッセージＩＤ７０５はメッセージを一意に特定するＩＤである。

図８は、ＩＰアドレス７０３が「Ｂ」の第２種の機器１３０から収集されたログの例である。タイムスタンプ（ＴＳ）８０１は、イベントが生じた時刻を示す。ここでは送受信８０２がイベントとなる。ＩＰアドレス７０３とポート７０４の意味は、図７と同様である。

このとき例えば、ＴＳ「12:25:13:015」、「12:25:13:030」、「12:25:13:040」の３つの受信は、それぞれＩＰアドレス８０３が「Ａ」「Ｃ」および「Ｄ」の第１種の機器１２０から処理Ｓ３０２あるいは処理Ｓ４０２で送信されたユニキャストメッセージの受信を示している。

図９Ａは、処理Ｓ６０１で収集された各機器のログの関係を説明するための模式図である。ここでは系は機器Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４つを含み、機器Ａ，Ｃ，Ｄは第１種の機器１２０、機器Ｂは第２種の機器１３０とする。図９Ａでは、処理Ｓ６０１でログ統合装置１１０が収集したログを模式的に示している。機器ＡのログがＡ、機器ＢのログがＢ，機器ＣのログがＣ，機器ＤのログがＤで示されている。縦方向が時間軸であり、時間軸に沿って各機器で生成されたログ中のイベントをマークで示している。各機器のログの時間軸の一致は保証されていない。

図９Ａ以降では、例としてブロードキャストの送受信を円形のマークで示しており、ユニキャストの送受信を三角マークで示している。なお、煩雑になることを避けるために、全ての送受信イベントのうち一部のみを示しており、ユニキャストやマルチキャストの一部を省略している。

処理Ｓ６０２以降では、収集した各機器のログを統合する。統合処理は、統合ログ生成部１８１が全体を制御する。処理Ｓ６０２では、メッセージＩＤタイムスタンプ処理部１８４は、第１種の機器から収集したログにおいて、任意のメッセージＩＤを含む、送信側と受信側のログのタイムスタンプを一方(例えば、送信側)に合わせる。そして、タイムスタンプ調整処理部１８８は、その差分に基づき、他方(例えば、受信側)のログのタイムスタンプを全て更新する。

図９Ａに示すように、処理Ｓ６０２では、メッセージＩＤタイムスタンプ処理部１８４は、まず、第１種の機器Ａ，Ｃ，Ｄから収集したログにおいて、任意のメッセージＩＤを含む、送信側と受信側のログのＴＳを一方に合わせる。図９Ａでは丸マークで示されるＴＳのイベントが、処理Ｓ３０１でブロードキャストされたユニークなメッセージの送受信を示している。送受信の方向は点線の矢印で示される。ここで、機器ＡのＴＳ９０１が所定のメッセージＩＤを含む送信ログであり、機器ＣのＴＳ９０２と機器ＤのＴＳ９０３が同一のメッセージＩＤを含む受信ログであったとしよう。メッセージの伝播遅れや、処理遅延を無視すれば、これらのタイムスタンプは一致するはずである。そこで、メッセージＩＤタイムスタンプ処理部１８４は、例えばＴＳ９０１の時刻にＴＳ９０２とＴＳ９０３の時刻を合わせる。次に、タイムスタンプ調整処理部１８８は、ＴＳ９０２とＴＳ９０３の変更分、ログＣ，Ｄの他のタイムスタンプを変更する。このようにして、ＴＳ９０１，ＴＳ９０２，ＴＳ９０３の時刻が一致するようにログＡ，Ｃ，Ｄの時間軸を相対的にシフトさせる。

図９Ｂは、処理Ｓ６０２後のログＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関係を示す図である。ＴＳ９０１，ＴＳ９０２，ＴＳ９０３の時刻が一致するように、ログＡ，Ｃ，Ｄの時間軸がシフトしている。タイムスタンプ等の修正を行ったログは、適宜調整ログ一時保存部１８７に記憶する（以下同様）。

処理Ｓ６０３では、タイムスタンプ送受順序確認処理部１８３は、全ての同一メッセージＩＤの送受信のペアにおいて、送信と受信のタイムスタンプの時間的逆転が発生しているか確認する。送信時間と受信時間の逆転は現実的にあり得ないので、逆転が発生した場合には処理Ｓ６０４で、タイムスタンプ調整処理部１８８が受信側の時間軸を調整する。発生していない場合、処理Ｓ６０５へ進む。

処理Ｓ６０４では、同一メッセージＩＤの送受信のペアにおいて、送信と受信のタイムスタンプの逆転があった場合、タイムスタンプ調整処理部１８８が、受信側のログに送信と受信の差分＋αを加算する。αは例えば事前にマージンとして定めた定数である。逆転のある送受信ペアが複数ある場合には、逆転があるペアのうち、最大の差分＋αをタイムスタンプに加算し、処理Ｓ６０３に戻る。

図９Ｂの例では、ログＡのＴＳ９０４の送信時間に比べてログＣのＴＳ９０５の受信時間が０.３秒早く、ログＡのＴＳ９０７の送信時間に比べてログＣのＴＳ９０８の受信時間が０.１秒早いとしよう。この場合には、処理Ｓ６０４では、タイムスタンプ調整処理部１８８が、ログＣの全てのＴＳに最大の差分である０.３秒にマージンのαを加算して時間軸をシフトさせる。

処理Ｓ６０４の処理は、処理Ｓ６０３でログ間の同一メッセージＩＤの送受信ペアでタイムスタンプの逆転がなくなるまで行われる。この処理は、機器間の１対１での調整であり、受信が送信より早く発生することは常にないため、適切なαを選択し、かつ、各機器の時計が途中でずれるような特殊な状況でない限り、ログ間の時間的な矛盾を解消できると考えられる。なお、処理Ｓ６０４の処理の後、送受信ペアの時刻が不必要に大きくずれることを避けるために、タイムスタンプ調整処理部１８８が、送受信の逆転が起こらない範囲で送受信ペアのタイムスタンプの時刻を近づける処理を行ってもよい。

図９Ｃは、処理Ｓ６０３で全ての同一メッセージＩＤの送受信ペアでＴＳの逆転が解消された後の、ログＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関係を示す図である。

以上で第1種の機器のログＡ，Ｃ，Ｄに基づいた時間軸調整が完了する。ただし、同一メッセージＩＤの送受信ペアを持たない第２種の機器のログＢについては、まだ調整が行われていない。本実施例では、以上のように仕組み導入可能な第１種の機器のログ同士で、ブロードキャストメッセージの送受信タイミングに基づいて時間軸を調整する。その後、以下のように、第１種の機器のログと仕組み導入不可能な第２種の機器のログとのユニキャストメッセージの送受信タイミングの関係に基づいて、第２種のログの時間軸を調整する。

処理Ｓ６０５では、パターン抽出処理部１８９は、第２種の機器のログにおける複数のユニキャストメッセージ受信のログに対応する、同一または類似パターンとなる送信ログを少なくとも一つ探索する。探索は、送受信のアドレスの組合せとその順番、間隔等を用いて行うことができる。以下、受信側ログのパターンを受信ブロック、送信側ログのパターンを送信ブロックという。

処理Ｓ６０５では、基本的に全ての第２種の機器に対して行うが、送信ブロックを構成する第１種の機器は全てではなく、任意の数の機器(代表機器ｎ台)の組合せでも良い。

図９Ｄは、図９Ｃと同じ状況において、ログＢにおける受信ブロック９１０の例を示したものである。受信ブロック９１０では、複数の機器Ａ，Ｃ，Ｄからのユニキャストメッセージが、一つの機器Ｂでこの順番で受信されている。そこで、パターン抽出処理部１８９は、受信したユニキャストメッセージの送信元アドレスとその順番、間隔等を用いて、複数の機器のＴＳ９１１，９１２，９１３で示される送信ログからなる送信ブロックを特定する。すなわち、パターン抽出処理部１８９は、複数の機器からのユニキャストの送信パターンを示す送信ブロックと、一つの機器において前記送信ブロックに対応する受信パターンを示す受信ブロックを抽出する。抽出するためには、基本的には想定される時間ずれの範囲内で、受信順と同じ送信順を持つ送信ログを特定すればよい。

なお、処理Ｓ３０２で第２種の機器にユニキャスト送信するメッセージの種類を、機器あるいはタイミングに応じて複数種設けておくと、パターン抽出が容易になる。

処理Ｓ６０６では、タイムスタンプ調整処理部１８８は、受信ブロック内の受信ログと、対応する送信ブロック内の送信ログの中で、タイムスタンプの差分が最小となる送受信ペアの、送信側のログのタイムスタンプに、受信側のログのタイムスタンプを合わせる。また、この差分に基づき、タイムスタンプ調整処理部１８８は、第２種の機器(受信側)のログのタイムスタンプを全て更新する。

図９Ｅは、タイムスタンプ調整処理部１８８が、ログＢのタイムスタンプを更新して時間軸をシフトさせた後の状態を示している。ここではログＣの送信ＴＳ９１２とログＢの受信ＴＳ９１４の時間差が最小であるため、ＴＳ９１２とＴＳ９１４の時刻を合わせるようにログＢのタイムスタンプを補正している。

処理Ｓ６０７では、タイムスタンプ送受順序確認処理部１８３は、第２種の機器の受信メッセージのログとそれに対応する送信メッセージのログとの間で、タイムスタンプの時間的逆転が発生していないかを確認する。無い場合、処理Ｓ６０９へ進む。

処理Ｓ６０８では、送受信ペアのタイムスタンプに逆転があった場合、タイムスタンプ調整処理部１８８は、第２種の機器のログにて、逆転がある送受信ペアのうち、最大の差分＋βをタイムスタンプに加算し、処理Ｓ６０７に戻る。

図９Ｆは、図９Ｅのブロック９１０近傍の時間軸を拡大した図である。先に述べたように、処理Ｓ６０６でＴＳ９１２と９１４の時刻を一致させている。その後、処理Ｓ６０７で、タイムスタンプ送受順序確認処理部１８３は、機器Ａ，Ｃ，Ｄの送信タイミングとログＢの受信タイミングが逆転していないか確認する。図９Ｆの例では、ログＤの送信タイミングＴＳ９１３とログＢの受信タイミングＴＳ９１５が逆転している。そこで、タイムスタンプ調整処理部１８８は、送受信の差分＋βをログＢのタイムスタンプに加算して時間軸をシフトし、逆転を解消するように調整する。もし、複数の送受信ペアでタイミングが逆転している場合には、最大の差分にβを加算する。βは例えば事前にマージンとして定めた定数である。

図９Ｇは、処理Ｓ６０６でＴＳ９１３と９１５の時刻の逆転を解消した状態を示している。

処理Ｓ６０９では、引き続きタイムスタンプ調整処理部１８８は、タイムスタンプの差分が最小となる送受信ペアで、タイムスタンプが逆転しないγを、受信側ログ内のタイムスタンプから減算する。γは調整可能な変数であり、送受信ペアのタイムスタンプの時刻を基に定めることができる。この処理により、送受信ペアのタイムスタンプの時間差を縮小し、送受信ペアの時刻が不必要に大きくずれることを避けることができる。ただし、この処理を省略することも可能である。

図９Ｈは、処理Ｓ６０９後のログの状態を示す。図９Ｇの状態でタイムスタンプの差分が最小となる送受信ペアが、ＴＳ９１３と９１５だったため、これが逆転しない範囲でγをログＢのタイムスタンプから減算する。

処理Ｓ６１０では、他の第２種の機器１３０がある場合、その機器において処理Ｓ６０５以降を同様に実施する。無い場合は処理Ｓ６１１へ進む。

処理Ｓ６１１では、統合ログ生成部１８１が全ての機器のログをタイムスタンプを基に統合し、統合ログを生成する。生成した統合ログは、統合ログ保存部１８６に記憶する。統合ログの形式は任意であるが、例えば図７と図８に示した各機器のログのタイムスタンプを上記処理により補正したものを、タイムスタンプを基準に統合したものでよい。

以上の処理により、統合ログ保存部１８６には、系全体として時間順に統合されたログが格納される。これにより、自律的に動作する複数の機器が相互に影響を与える環境下において、必ずしも時刻が同期されていない、仕組みを導入可能な機器と導入不可な機器のログを、系全体のログとして時系列に正しく統合することができる。

本実施例では、仕組み導入が不可能な機器を含むヘテロジニアスな系においても動作が可能である。すなわち、全ての機器への仕組みの導入が不要であり、また、機器全体での時刻同期が不要であるという前提で、系としての動作が把握できる。このため、障害発生時の分析・解析データとしてのみならず、正常動作時の系の動作レシピとして、プロセスマイニングのための分析対象にすることが可能となる。

ログ統合システム１００、ログ統合装置１１０、第1種の機器１２０、第２種の機器１３０、ネットワーク１４０

Claims (15)

1. それぞれがログを生成する複数の機器を含む系において、前記ログを統合するログ統合装置であって、
   ログ取得部と、メッセージＩＤタイムスタンプ処理部と、タイムスタンプ調整処理部と、タイムスタンプ送受順序確認処理部と、を備え、
   前記ログ取得部は、前記複数の機器から複数のログを収集し、
   前記メッセージＩＤタイムスタンプ処理部は、前記複数のログにおいて、同一のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアの一つで、タイムスタンプの時刻を一致させ、
   前記タイムスタンプ調整処理部は、前記一致させたタイムスタンプの時刻を基準として、前記ログの時間軸を調整し、
   前記タイムスタンプ送受順序確認処理部は、前記時間軸を調整した複数のログにおいて、同一のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がないかを確認し、
   前記タイムスタンプ調整処理部は、ブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がある場合には、時刻の逆転を解消するように前記ログの時間軸を調整する、
   ログ統合装置。
2. さらに、パターン抽出処理部を備え、
   前記パターン抽出処理部は、前記複数のログにおいて、複数の送信側機器のログのユニキャストメッセージの送信パターンを示す送信ブロックと、一つの受信側機器のログの前記送信パターンに対応する受信パターンを示す受信ブロックを抽出し、
   前記タイムスタンプ調整処理部は、前記送信ブロックと前記受信ブロックのペアにおいて、時間差が最小のユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプの時刻が一致するように、前記受信側機器のログのタイムスタンプを調整する、
   請求項１記載のログ統合装置。
3. 前記タイムスタンプ送受順序確認処理部は、前記送信ブロックと前記受信ブロックのペアにおいて、ユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がないかを確認し、
   前記タイムスタンプ調整処理部は、ユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がある場合には、時刻の逆転を解消するように前記ログの時間軸を調整する、
   請求項２記載のログ統合装置。
4. 前記タイムスタンプ調整処理部は、ユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに時刻の逆転がおこらない範囲で、送受信ペアのタイムスタンプの時間差を縮小する、
   請求項３記載のログ統合装置。
5. 前記系が、請求項２記載のログ統合装置と、第１種の機器と、第２種の機器を含み、前記ログ統合装置が、前記第１種の機器が生成する第１のログと前記第２種の機器が生成する第２のログを統合するログ統合システムであって、
   前記第１種の機器は前記ブロードキャストメッセージの送信および解釈を可能とするブロードキャストメッセージ生成部を備え、前記第２種の機器は前記ブロードキャストメッセージ生成部を備えない、
   ログ統合システム。
6. 前記第１種の機器は、前記メッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージを送信する、
   請求項５記載のログ統合システム。
7. 前記第１種の機器は、前記メッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージを受信すると、送信元に対して同じメッセージＩＤを持つ応答を送信する、
   請求項６記載のログ統合システム。
8. 前記第１種の機器は、前記第２種の機器に向けてログに出力されるユニキャストメッセージを送信する、
   請求項６記載のログ統合システム。
9. 前記第１種の機器は、前記ブロードキャストメッセージを送信することを契機に、前記第２種の機器に向けてログに出力されるユニキャストメッセージを送信する、
   請求項８記載のログ統合システム。
10. 前記第１種の機器は、前記ブロードキャストメッセージを受信することを契機に、前記第２種の機器に向けてログに出力されるユニキャストメッセージを送信する、
    請求項８記載のログ統合システム。
11. ログ統合装置と、複数の第１種の機器と、第２種の機器を含み、前記第１種の機器はメッセージＩＤを含むブロードキャストメッセージの送信および解釈が可能であり、前記第２種の機器は前記メッセージＩＤを含むブロードキャストメッセージの送信および解釈が不可能である系において、前記第１種の機器が生成する第１種のログと前記第２種の機器が生成する第２種のログを統合するログ統合方法であって、
    一つの前記第１種の機器が、前記メッセージＩＤを含むブロードキャストメッセージを送信するとともに、前記第２種の機器に対してログに出力されるユニキャストメッセージを送信し、それらの送信のイベントをタイムスタンプとともに前記第１種のログに記録する第１のステップ、
    送信された前記ブロードキャストメッセージを受信した他の前記第１種の機器が、前記第２種の機器に対してログに出力されるユニキャストメッセージを送信し、それらの送信および受信のイベントをタイムスタンプとともに前記第１種のログに記録する第２のステップ、
    前記第１種の機器から送信されたユニキャストメッセージを受信した前記第２種の機器が、それらの受信のイベントをタイムスタンプとともに前記第２種のログに記録する第３のステップ、
    前記ログ統合装置が、前記第１種のログと前記第２種のログを収集する第４のステップ、
    を実行するログ統合方法。
12. 前記ログ統合装置が、前記第１種のログ中の同一のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプに基づいて、前記第１種のログの時間軸を調整する第５のステップ、
    を実行する請求項１１記載のログ統合方法。
13. 前記第５のステップは、同一のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプの一つが一致するように前記第１種のログの時間軸を調整するステップと、調整後に他のメッセージＩＤを持つブロードキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプの送受信時刻が逆転した場合に逆転を解消するように前記第１種のログの時間軸を補正するステップとを含む、
    を実行する請求項１２記載のログ統合方法。
14. 前記第５のステップの後に、
    前記ログ統合装置が、前記第１種のログ中のユニキャストメッセージの送信ログのタイムスタンプと、前記第２種のログ中のユニキャストメッセージの受信ログのタイムスタンプに基づいて、前記第２種のログの時間軸を調整する第６のステップ、
    を実行する請求項１３記載のログ統合方法。
15. 前記第６のステップは、前記第１種のログのユニキャストメッセージの送信パターンを示す送信ブロックと、前記第２種のログの前記送信パターンに対応する受信パターンを示す受信ブロックを抽出するステップと、前記送信ブロックと前記受信ブロックのペアにおいて、時間差が最小のユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプの時刻が一致するように、前記第２種のログの時間軸を調整するステップと、調整後に他のユニキャストメッセージの送受信ペアのタイムスタンプの送受信時刻が逆転した場合に逆転を解消するように前記第２種のログの時間軸を補正するステップ、
    を実行する請求項１４記載のログ統合方法。

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