JP4953360B2

JP4953360B2 - 運用保守管理フレームを処理する通信装置及びプログラム

Info

Publication number: JP4953360B2
Application number: JP2006317937A
Authority: JP
Inventors: 將弘大黒; 宗文鶴沢
Original assignee: KDDI Corp
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 2006-11-27
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2026-11-27
Also published as: JP2008131614A

Description

本発明は、運用保守管理フレームを処理する通信装置及びプログラムに関する。

現在のところ、ＬＡＮ(Local Area Network)用のレイヤ２ネットワークとして、イーサネット（登録商標）技術が普及している。これに対し、近年、超高速のレイヤ２ネットワークとして、ＦＴＴＨ(Fiber To The Home)技術が用いられてきている。このＦＴＴＨ技術や他の高速アクセスライン技術によって、アクセスネットワークの通信速度が増大するに伴って、コアネットワークやメトロネットワークも含めた通信ネットワークの大容量化が必要となっている。また、ネットワーク全体の通信速度の向上と共に、レイヤ２ネットワーク装置のような通信装置のスイッチング処理容量の増大や、レイヤ２ネットワーク装置間の通信速度の増大も必要となっている。このレイヤ２ネットワーク装置間の通信速度の増大に対応する技術として、リンクアグリゲーション（Link Aggregation）技術が、ＩＥＥＥ８０２．３ａｄに規定されている。この技術は、通信事業者のネットワーク内で、実運用されている。これらネットワークのサービス事業者は、加入者に対して常に安定したサービスを提供するために、遠隔から接続線路の運用・保守・管理（ＯＡＭ：Operation Administration and Maintenance）をする必要がある。そのために、ＩＴＵ−ＴＹ．１７３１又はＩＥＥＥ８０２．１ａｇによって、イーサネットＯＡＭフレームが規定されてきている。特に、ＩＴＵ−ＴＹ．１７３１は、イーサネット網にＳＯＮＥＴ(Synchronous Optical NETwork)とほぼ同等の運用保守管理機能を実現する規格である。

表１は、一般的なイーサネットＯＡＭフレームの構成を表す。

イーサネットＯＡＭフレームは、到達性管理(CFM: Connectivity Fault Management)や、エラー通知、リンク（回線）パフォーマンスモニタ等の機能やその情報を伝達する機能を有するフレームである。イーサネットＯＡＭフレームは、宛先ＭＡＣ(Media Access Control)アドレスと、送信元ＭＡＣアドレスと、Ethernet OAM TLV(Type Length Value)と、ＦＣＳ(Frame Check Sequence)とを含む。ＭＡＣアドレスは、運用保守管理対象となるレイヤ２ネットワーク装置固有の、又はネットワークインターフェイスカード固有の、４８ビットの識別番号である。通常、レイヤ２ネットワーク装置は、ネットワークインターフェイスカードが持つ固有の識別子は用いることなく、その装置自体を特定する１つの装置ＭＡＣアドレス（ＣＰＵ−ＭＡＣアドレス）を用いて、フレーム転送時などは装置を認識する。Ethernet OAM TLVは、例えば、制御情報（要求／応答）、ステータス（電源状態、受信光状態、リンク断、故障等）、ベンダコード、モデルコード等を含む。

瀬戸康一郎、「８０２．１／８０２．３の標準化動向（３）」、 [online]、２００６年９月２５日、ＷＢＢフォーラム、[平成１８年１０月２６日検索]、インターネット＜URL:http://wbb.forum.impressrd.jp/report/list/29＞

しかしながら、一般的なイーサネットＯＡＭフレームは、装置ＭＡＣアドレスのみを対象としているために、レイヤ２ネットワーク装置のような通信装置におけるポート障害を、装置障害とを容易に切り分けて判断することができない。ＦＴＴＨを用いたレイヤ２ネットワーク装置の場合、ポート毎にリンクが接続されているために、リンク障害を装置障害として判断してしまい、イーサネットＯＡＭフレームを用いた運用保守管理では、ポート障害と容易に判断することができない。

近年、２つのレイヤ２スイッチ間のポートを、並行する複数のリンクで接続し、これら複数のリンクを統合して１本のリンクとして扱うリンクアグリゲーション(Link Aggregation)技術が検討されている。この技術を用いた場合には特に、既存のイーサネットＯＡＭフレームでは、ポート単位の到達性管理が十分になされず、ポート障害を認識することは難しい。

従って、本発明は、ポート単位の運用保守管理を可能とする通信装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明によれば、運用保守管理フレームを送受信する通信装置において、
運用保守管理フレームは、宛先／送信元装置ＭＡＣアドレスと、宛先／送信元ポートＭＡＣアドレスと、装置に対するフレームか又はポートに対するフレームかを指定する動作コードとを含んでおり、
装置に対する運用保守管理フレームを処理する装置運用保守管理手段と、
ポートに対する運用保守管理フレームを処理するポート運用保守管理手段と、
ポートから受信された運用保守管理フレームを、その動作コードに応じて、装置運用保守管理手段又はポート運用保守管理手段の一方に転送するＭＡＣ処理手段とを有することを特徴とする。

本発明の通信装置における他の実施形態によれば、運用保守管理フレームは、イーサネットＯＡＭフレームであることも好ましい。

本発明の通信装置における他の実施形態によれば、ＭＡＣ処理手段は、
装置運用保守管理手段に対しては、装置ＭＡＣアドレスと、ポートＭＡＣアドレス及び動作コードを含む運用保守管理フレームを送受信し、
ポート運用保守管理手段に対しては、ポートＭＡＣアドレス及び動作コードを含む運用保守管理フレームを送受信し、装置ＭＡＣアドレスのデカプセル化／カプセル化をすることも好ましい。

本発明の通信装置における他の実施形態によれば、運用保守管理フレームは、ポートＭＡＣアドレスに全ポート指定のコードを設定することができ、
ＭＡＣ処理手段は、当該通信装置内の全てのポート運用保守管理手段へ、運用保守管理フレームを同報的に通知することも好ましい。

本発明によれば、運用保守管理フレームを送受信する通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
運用保守管理フレームは、宛先／送信元装置ＭＡＣアドレスと、宛先／送信元ポートＭＡＣアドレスと、装置に対するフレームか又はポートに対するフレームかを指定する動作コードとを含んでおり、
装置に対する運用保守管理フレームを処理する装置運用保守管理手段と、
ポートに対する運用保守管理フレームを処理するポート運用保守管理手段と、
ポートから受信された運用保守管理フレームを、その動作コードに応じて、装置運用保守管理手段又はポート運用保守管理手段の一方に転送するＭＡＣ処理手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。

本発明の通信装置、データ構造及びプログラムによれば、ポート単位の運用保守管理を可能とする。

以下では、図面を用いて、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

表２は、本発明における運用保守管理フレーム（ＯＡＭフレーム）の構成を表す。

表２によれば、表１の従来技術のイーサネットＯＡＭフレームと比較して、動作コードと、宛先／送信元ポートＭＡＣアドレスとを更に含む。複数のポートを有するレイヤ２ネットワーク装置のような通信装置は、装置ＭＡＣアドレスとなるＣＰＵ−ＭＡＣアドレスだけなく、ポート毎にポートＭＡＣアドレスを有する。本発明によれば、イーサネットＯＡＭフレームに、ポートＭＡＣアドレスも含める。これにより、１つのレイヤ２ネットワーク装置の中で、特定のポートＭＡＣアドレスに対しても、イーサネットＯＡＭフレームによる運用保守管理が可能となる。

動作コードは、装置ＭＡＣに対するＯＡＭフレームか又はポートＭＡＣに対するＯＡＭフレームかを指定する例である。動作コードの種別を、以下に表す。
０ｘ００００：カプセル化の維持
０ｘ０００１：装置ＭＡＣのデカプセル化
０ｘ０００２：装置ＭＡＣに対する要求メッセージ
０ｘ０００３：ポートＭＡＣに対する要求メッセージ
０ｘ０００４：装置ＭＡＣに対する応答メッセージ
０ｘ０００５：ポートＭＡＣに対する応答メッセージ

送信元レイヤ２ネットワーク装置は、特定の宛先レイヤ２ネットワーク装置における装置ＭＡＣ又はポートＭＡＣに対して、要求メッセージを送信する。これに対し、宛先レイヤ２ネットワーク装置は、送信元レイヤ２ネットワーク装置に対して、応答メッセージを返信する。これにより、フレームの到達性管理が可能となる。

図１は、本発明におけるレイヤ２ネットワーク装置の機能構成図である。

図１によれば、レイヤ２ネットワーク装置１は、複数のポート１〜６と、１つの装置運用保守管理部１１と、ポート毎に備えられたポート運用保守管理部１２と、ＭＡＣ処理部１３とを有する。装置運用保守管理部１１は、装置自体のＭＡＣアドレスを保持する。また、ポート運用保守管理部１２は、ポート毎に異なるＭＡＣアドレスを保持する。ポート以外のこれら機能部は、レイヤ２ネットワーク装置１に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムによっても実現できる。

装置運用保守管理部１１は、装置に対するＯＡＭフレームを処理する。

ポート運用保守管理部１２は、ポートに対するＯＡＭフレームを処理する。

ＭＡＣ処理部１３は、ポートから受信されたＯＡＭフレームを、その動作コードに応じて、装置運用保守管理部１１又はポート運用保守管理部１２の一方に転送する。また、ＭＡＣ処理部１３は、装置運用保守管理部１１に対しては、装置ＭＡＣアドレスと、ポートＭＡＣアドレス及び動作コードを含む運用保守管理フレームを送受信する。一方で、ポート運用保守管理部１２に対しては、ポートＭＡＣアドレス及び動作コードを含む運用保守管理フレームを送受信する。即ち、ＭＡＣ処理部１３は、装置ＭＡＣアドレスのデカプセル化／カプセル化をする。

ＭＡＣ処理部１３は、ＭＡＣアドレステーブルを有し、当該レイヤ２ネットワーク装置における全てのＭＡＣアドレスを登録している。

図２は、本発明におけるＯＡＭフレームの第１のシーケンス図である。

（Ｓ２００）レイヤ２ネットワーク装置Ａが、端末又は他のレイヤ２ネットワーク装置から、ポート３によってＯＡＭフレームを受信したとする。このＯＡＭフレームの装置ＭＡＣアドレスは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂの装置ＭＡＣアドレスを示している。また、動作コードは、装置ＭＡＣに対するＯＡＭ要求フレーム（０ｘ０００２）であるとする。

（Ｓ２０１）ポート３は、ＯＡＭフレームをＭＡＣ処理部へ転送する。
（Ｓ２０２）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭフレームの動作コードが、装置ＭＡＣに対するＯＡＭ要求フレームであるために、そのＯＡＭフレームを、装置運用保守管理部へ転送する。

（Ｓ２０３）装置運用保守管理部は、ＯＡＭフレームの宛先装置ＭＡＣアドレスを確認する。ここでは、ＯＡＭフレームの宛先装置ＭＡＣアドレスは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂを示している。この場合、装置運用保守管理部は、ＯＡＭフレームのEthernet OAM TLVに、ステータス情報等の書き込みのみをする。そして、装置運用保守管理部は、そのＯＡＭフレームを、ＭＡＣ処理部へ返信する。

（Ｓ２０４）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭフレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ｂに接続されるポート５へ転送する。
（Ｓ２０５）ポート５は、ＯＡＭフレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ｂへ転送する。そのＯＡＭフレームは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂのポート２によって受信される。

（Ｓ２０６）レイヤ２ネットワーク装置Ｂのポート２は、そのＯＡＭフレームをＭＡＣ処理部へ転送する。
（Ｓ２０７）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭフレームの動作コードが、装置ＭＡＣに対するＯＡＭ要求フレームであるために、そのＯＡＭフレームを、装置運用保守管理部へ転送する。

（Ｓ２０８）装置運用保守管理部は、ＯＡＭフレームの宛先装置ＭＡＣアドレスを確認する。ここでは、ＯＡＭフレームの宛先装置ＭＡＣアドレスは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂを示している。

このとき、装置運用保守管理部は、装置ＭＡＣからのＯＡＭ応答フレームを、ＭＡＣ処理部へ返信する。ＯＡＭ応答フレームの宛先装置ＭＡＣアドレスには、ＯＡＭフレームの送信元装置ＭＡＣアドレスを含める。ＯＡＭ応答フレームの動作コードには、装置ＭＡＣからのＯＡＭ応答フレームコード（０ｘ０００４）を書き込む。また、そのEthernet OAM TLVに、ステータス情報等の書き込みをする。

（Ｓ２０９）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭ応答フレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ａに接続されるポート２へ転送する。
（Ｓ２１０）ポート２は、ＯＡＭ応答フレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ａへ転送する。そのＯＡＭ応答フレームは、レイヤ２ネットワーク装置Ａのポート５によって受信される。

（Ｓ２１１）レイヤ２ネットワーク装置Ａのポート５は、そのＯＡＭ応答フレームを、ＭＡＣ処理部へ転送する。
（Ｓ２１２）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭ応答フレームを、その宛先装置ＭＡＣアドレスに対応するポート３へ転送する。
（Ｓ２１３）レイヤ２ネットワーク装置Ａのポート３は、ＯＡＭ応答フレームを送信する。

図３は、本発明におけるＯＡＭフレームの第２のシーケンス図である。

（Ｓ３００）レイヤ２ネットワーク装置Ａが、端末又は他のレイヤ２ネットワーク装置から、ポート３によってＯＡＭフレームを受信したとする。このＯＡＭフレームの装置ＭＡＣアドレスは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂの装置ＭＡＣアドレスを示している。また、ポートＭＡＣアドレスは、レイヤ２ネットワーク装置Ｂのポート６ＭＡＣアドレスを示している。更に、動作コードは、ポートＭＡＣに対するＯＡＭ要求フレーム（０ｘ０００３）であるとする。

（Ｓ３０１〜Ｓ３０５）図２におけるＳ２０１〜Ｓ２０５と、同じように動作する。

（Ｓ３０６）レイヤ２ネットワーク装置Ｂのポート２は、そのＯＡＭフレームをＭＡＣ処理部へ転送する。
（Ｓ３０７）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭフレームの動作コードが、ポート６ＭＡＣに対するＯＡＭ要求フレームであるために、そのＯＡＭフレームを、ポート６ＯＡＭ部へ転送する。このとき、そのＯＡＭフレームは、宛先／送信元装置ＭＡＣアドレスを取り除いてデカプセル化がなされる。ポート６ＯＡＭ部は、ＯＡＭフレームの宛先ポートＭＡＣアドレスを確認する。

（Ｓ３０８）ポート６ＯＡＭ部は、ポートＭＡＣからのＯＡＭ応答フレームを、ＭＡＣ処理部へ返信する。ＯＡＭ応答フレームの宛先装置ＭＡＣアドレスには、ＯＡＭフレームの送信元装置ＭＡＣアドレスを含める。ＯＡＭ応答フレームの動作コードには、ポートＭＡＣからのＯＡＭ応答フレームコード（０ｘ０００５）を書き込む。また、そのEthernet OAM TLVに、ステータス情報等の書き込みをする。

（Ｓ３０９）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭ応答フレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ａに接続されるポート２へ転送する。
（Ｓ３１０）ポート２は、ＯＡＭ応答フレームを、レイヤ２ネットワーク装置Ａへ転送する。そのＯＡＭ応答フレームは、レイヤ２ネットワーク装置Ａのポート５によって受信される。

（Ｓ３１１）レイヤ２ネットワーク装置Ａのポート２は、そのＯＡＭ応答フレームを、ＭＡＣ処理部へ転送する。
（Ｓ３１２）ＭＡＣ処理部は、ＯＡＭ応答フレームを、その宛先装置ＭＡＣアドレスに対応するポート３へ転送する。
（Ｓ３１３）レイヤ２ネットワーク装置Ａのポート３は、ＯＡＭ応答フレームを送信する。

図４は、レイヤ２ネットワーク装置におけるＯＡＭフレームのブロードキャストのシーケンス図である。

図４のＯＡＭフレームは、動作コードが、ポートＭＡＣに対する要求メッセージを表し、宛先ポートＭＡＣアドレスが、全ポート指定のコード（０ｘｆｆｆｆｆｆ）が設定されている。全ポート指定のコードは、当該レイヤ２ネットワーク装置の全てのポートＭＡＣのヘルスチェックを意味する。

図４によれば、ポート３によって、全ポートのヘルスチェックコードを含むＯＡＭフレームが受信されている。ポート３は、このＯＡＭフレームをＭＡＣ処理部へ転送する。ＭＡＣ処理部は、当該レイヤ２ネットワーク装置内の全てのポートＭＡＣへ、動作コードを要求メッセージとするそのＯＡＭフレームをブロードキャストする。これに対し、各ポートＯＡＭ部は、動作コードを応答メッセージとするＯＡＭ応答フレームを、ＭＡＣ処理部へ返信する。ＭＡＣ処理部は、全てのＯＡＭ応答フレームをポート３へ返信する。ポート３は、全てのＯＡＭ応答フレームを送信する。これにより、レイヤ２ネットワーク装置における全てのポートＭＡＣの到達性管理を、容易にすることができる。

図５は、レイヤ２ネットワーク装置内でＯＡＭフレームによって確認できる接続性の説明図である。

本発明によれば、ＯＡＭフレームに装置ＭＡＣアドレス及びポートＭＡＣアドレスを含めて運用保守管理をすることができるので、結局、図５のように、各ポート間、及び装置ＯＡＭ部と各ポートとの間との障害確認をすることができる。

以上、詳細に説明したように、本発明の通信装置及びプログラムによれば、ＯＡＭフレームが、装置ＭＡＣアドレスとポートＭＡＣアドレスとを有することにより、ポート単位の運用保守管理を可能とする。従来技術のＯＡＭによれば、装置ＭＡＣアドレスは考慮されているものの、ポートＭＡＣアドレスまでは考慮されていない。

前述した本発明における種々の実施形態によれば、当業者は、本発明の技術思想及び見地の範囲における種々の変更、修正及び省略を容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。

本発明におけるレイヤ２ネットワーク装置の機能構成図である。本発明におけるＯＡＭフレームの第１のシーケンス図である。本発明におけるＯＡＭフレームの第２のシーケンス図である。レイヤ２ネットワーク装置におけるＯＡＭフレームのブロードキャストのシーケンス図である。レイヤ２ネットワーク装置内でＯＡＭフレームによって確認できる接続性の説明図である。

符号の説明

１レイヤ２ネットワーク装置
１１装置運用保守管理部
１２ポート運用保守管理部
１３ＭＡＣ処理部

Claims

運用保守管理フレームを送受信する通信装置において、
前記運用保守管理フレームは、宛先／送信元装置ＭＡＣ(Media Access Control)アドレスと、宛先／送信元ポートＭＡＣアドレスと、装置に対するフレームか又はポートに対するフレームかを指定する動作コードとを含んでおり、
装置に対する前記運用保守管理フレームを処理する装置運用保守管理手段と、
ポートに対する前記運用保守管理フレームを処理するポート運用保守管理手段と、
前記ポートから受信された前記運用保守管理フレームを、その動作コードに応じて、前記装置運用保守管理手段又は前記ポート運用保守管理手段の一方に転送するＭＡＣ処理手段と
を有することを特徴とする通信装置。
前記運用保守管理フレームは、イーサネットＯＡＭ(Operation Administration and Maintenance)フレームであることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記ＭＡＣ処理手段は、
前記装置運用保守管理手段に対しては、前記装置ＭＡＣアドレスと、前記ポートＭＡＣアドレス及び前記動作コードを含む前記運用保守管理フレームを送受信し、
前記ポート運用保守管理手段に対しては、前記ポートＭＡＣアドレス及び前記動作コードを含む運用保守管理フレームを送受信し、前記装置ＭＡＣアドレスのデカプセル化／カプセル化をする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
前記運用保守管理フレームは、前記ポートＭＡＣアドレスに全ポート指定のコードを設定することができ、
前記ＭＡＣ処理手段は、当該通信装置内の全ての前記ポート運用保守管理手段へ、前記運用保守管理フレームを同報的に通知する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の通信装置。
運用保守管理フレームを送受信する通信装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
前記運用保守管理フレームは、宛先／送信元装置ＭＡＣアドレスと、宛先／送信元ポートＭＡＣアドレスと、装置に対するフレームか又はポートに対するフレームかを指定する動作コードとを含んでおり、
装置に対する前記運用保守管理フレームを処理する装置運用保守管理手段と、
ポートに対する前記運用保守管理フレームを処理するポート運用保守管理手段と、
前記ポートから受信された前記運用保守管理フレームを、その動作コードに応じて、前記装置運用保守管理手段又は前記ポート運用保守管理手段の一方に転送するＭＡＣ処理手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする通信装置用プログラム。