Linux 環境での Java ネットワーク監視とログ解析：通信障害とパケットロスを検知して対応する

はじめに
1. ネットワーク障害検知の基本概念
2. Javaでネットワーク状態を定期監視する
1. 2.1 ICMP（ping）を利用した接続チェック
3. パケットロスを検出する方法
1. 3.1 Linuxコマンドでの確認
2. 3.2 Javaでの自動解析
4. Javaアプリでのログ解析と異常検知
1. 4.1 Linuxのネットワークログを解析する
2. 4.2 アラート通知との連携
5. 継続的な監視とトラブルシューティング
まとめ

はじめに

Javaで動作するネットワークアプリケーションをLinuxサーバ上で運用していると、通信遅延・パケットロス・接続切断といったトラブルに直面することがあります。
これらの問題を迅速に検知・分析し、再発防止策を講じるには、監視・ログ解析の自動化が不可欠です。

本記事では、

Linux標準ツールとJavaコードを組み合わせたネットワーク監視
パケットロス検出の実装例
Javaでのログ解析とアラート通知設計
を中心に、実践的なアプローチを解説します。

1. ネットワーク障害検知の基本概念

ネットワーク障害には大きく分けて以下の3つがあります。

障害種別	主な原因	主な影響
パケットロス	帯域不足・NICエラー・ルータ負荷	レイテンシ上昇、通信途絶
DNS解決失敗	ネームサーバ障害	接続試行の遅延
TCP再送多発	混雑・バッファ不足	スループット低下

Linuxでは、pingやss、netstatコマンドで基本的な通信状態を確認できますが、
Javaアプリケーション内でも定期的な監視を行うことで、リアルタイムな異常検知が可能になります。

2. Javaでネットワーク状態を定期監視する

2.1 ICMP（ping）を利用した接続チェック

LinuxではpingコマンドをJavaから呼び出して監視を行う方法が簡単です。

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public class NetworkMonitor {
    public static boolean isHostReachable(String host) {
        try {
            Process process = new ProcessBuilder("ping", "-c", "3", host).start();
            int exitCode = process.waitFor();
            return exitCode == 0;
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        String target = "8.8.8.8";
        if (isHostReachable(target)) {
            System.out.println("正常: " + target + " に到達しました。");
        } else {
            System.out.println("異常: " + target + " に到達できません。");
        }
    }
}

このコードでは、ping -c 3で3回のICMP試行を行い、応答の有無で障害を判断します。
実運用では、監視対象を複数設定し、定期的にスケジュール実行（例：cronやScheduledExecutorService）するのが一般的です。

3. パケットロスを検出する方法

3.1 Linuxコマンドでの確認

ping -c 10 8.8.8.8

出力内の packet loss 値を監視します。
たとえば「10% packet loss」と表示された場合、通信品質の低下を意味します。

3.2 Javaでの自動解析

Java側でこの出力を読み取り、パケットロスを自動検知することも可能です。

public static double getPacketLoss(String host) {
    try {
        Process process = new ProcessBuilder("ping", "-c", "5", host).start();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
        String line;
        while ((line = reader.readLine()) != null) {
            if (line.contains("packet loss")) {
                String lossStr = line.split(",")[2].trim();
                return Double.parseDouble(lossStr.replace("% packet loss", "").trim());
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return -1;
}

一定以上のパケットロス（例：5%以上）を検知した際に、アラートを出す設計が有効です。

4. Javaアプリでのログ解析と異常検知

4.1 Linuxのネットワークログを解析する

Linuxでは、ネットワーク関連のログが /var/log/syslog や /var/log/messages に出力されます。
Javaでこれらを解析し、異常ワード（timeout, unreachable, refused など）を検出できます。

import java.nio.file.*;
import java.io.IOException;
import java.util.stream.Stream;

public class LogAnalyzer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Path logPath = Paths.get("/var/log/syslog");
        try (Stream<String> lines = Files.lines(logPath)) {
            lines.filter(line -> line.contains("unreachable") || line.contains("timeout"))
                 .forEach(System.out::println);
        }
    }
}

4.2 アラート通知との連携

検出結果をSlackやメール通知へ連携することで、障害の早期発見が可能です。
例：Slack Webhookを使用した通知

import java.net.*;
import java.io.*;

public class SlackNotifier {
    public static void sendAlert(String message) throws IOException {
        URL url = new URL("https://hooks.slack.com/services/XXXX/XXXX/XXXX");
        HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) url.openConnection();
        conn.setRequestMethod("POST");
        conn.setRequestProperty("Content-Type", "application/json");
        conn.setDoOutput(true);

        String payload = "{\"text\": \"" + message + "\"}";
        try (OutputStream os = conn.getOutputStream()) {
            os.write(payload.getBytes());
        }
        conn.getResponseCode();
    }
}