JPH02209051A - Method for detecting faulty protocol - Google Patents
Method for detecting faulty protocolInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、通信回線上の信号をモニタし、通信中に発生
する故障を検出する装置によるプロトコル故障検出方法
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a protocol failure detection method using a device that monitors signals on a communication line and detects failures that occur during communication.
従来、加入者系のプロトコル試験装置については、ＤＤ
Ｘ網試験システム（ＤＮＴＳ）の構成（日本電信電話株
式会社・通研実報第３６巻第６号Ｐ、７３３〜７４１．
１９８７）及びＩＮＳ伝達システムの運用保守システム
（日本電信電話株式％式％
０１０．１９８７）において論じられている。Conventionally, for subscriber-based protocol testing equipment, DD
Configuration of the X-Network Test System (DNTS) (Nippon Telegraph and Telephone Corporation/Tsuken Jitsuho Vol. 36 No. 6 P, 733-741.
1987) and INS Transmission System Operation and Maintenance System (Nippon Telegraph and Telephone Corporation % Formula % 010.1987).
これらの装置においては、端末または網の機能を代行し
て、被試験装置との対向試験を行なうことが試験の主体
となっており、試験可能な通信シーケンスも、例えば発
呼して応答を受は切断するような一般的なシーケンスの
みに限定され、プロトコル仕様に規定された全てのシー
ケンスを網羅してはいない、このため通信機器のソフト
バグ等に起因し、一般的な通信シーケンスでない場合に
発生するプロトコル故障を検出するのに適しておらず、
このような故障の検出は、プロトコルモニタを用いて収
集した観測情報の信号シーケンスや信号のパラメータを
人手により解析することにより行なっていたため、多大
の労力がかかるという問題があった。For these devices, the main purpose of the test is to perform face-to-face testing with the device under test by acting on behalf of the terminal or network functions, and the communication sequences that can be tested include, for example, making a call and receiving a response. is limited to general sequences such as disconnection, and does not cover all sequences stipulated in the protocol specifications. Therefore, due to soft bugs in communication equipment, etc., when the sequence is not a general communication sequence, It is not suitable for detecting protocol failures that occur;
Detection of such failures has been carried out by manually analyzing signal sequences and signal parameters of observation information collected using a protocol monitor, which poses the problem of requiring a great deal of effort.
この問題を解決するため、故障検出の自動化を可能とす
るプロトコルモニタ方式が、湊らによって提案されてい
る（昭和６２年電子情報通信学会情報・システム部門全
国大会３１４−４）、この提案における故障検出のメカ
ニズムを第４図に示す。In order to solve this problem, a protocol monitor method that makes it possible to automate failure detection has been proposed by Minato et al. The detection mechanism is shown in Figure 4.
第４図は、次の各ステップの説明と併せて参照されたい
。Please refer to FIG. 4 together with the explanation of each of the following steps.
（１） の ＳＯの
：ｎは０から始まる。(1) SO's
:n starts from 0.
〔ステップ■〕
時系列的にｎ番目にくる観測情報（Ｍｎ）が次にとり得
る状ＬＱ （Ｓ’ ｎ＋１ ）を−意に決める。[Step ■] The next possible state LQ (S' n+1 ) of the nth observation information (Mn) in time series is arbitrarily determined.
ここで、ｉは状態Ｓムｎ＋１の数を表す。この場合、ｉ
−１である。Here, i represents the number of states Smu n+1. In this case, i
-1.
時系列的に（ｎ ＋ １）番目にきた観測情報（Ｍ ｎ
＋１）の送信条件が、Ｍ ｎ ＋ １の送信元と想定
される状態（Ｓ’ ｎ＋１ ）の組を限定する。ここで
ｊは組の数を表す。Observation information (M n
+1) limits the set of states (S' n+1 ) that are assumed to be the source of M n +1. Here, j represents the number of pairs.
（Ｓ’ ｎ＋１ ）△（Ｓ’ ｎ＋１ ）＝ １ならば
、状態Ｓｎ＋１に関する通信は正常であり、ステップ■
へ進む。If (S' n+1 )△(S' n+1 )=1, communication regarding state Sn+1 is normal, and step ■
Proceed to.
（Ｓ’ ｎ＋１ ）△（Ｓ’ ｎ＋１ ）＞１ならば、
さらに状態を切り分けるため、観測情報（Ｍ ｎ −１
、Ｍｎ＋１ ）を用いた解析が必要となるが、ここでは
省略する。If (S' n+1 )△(S' n+1 )>1, then
In order to further isolate the state, observation information (M n −1
, Mn+1) is required, but will be omitted here.
（Ｓ’ ｎ＋１ ）△（Ｓ’ ｎ＋１ ）＝Ｏならば、
通信は異常であり、Ｍｎ 、Ｍｎ＋１ 、Ｓｎ＋１のい
づれかが故障である。（Ｓ）は状態Ｓの種類を表す。If (S' n+1 )△(S' n+1 )=O, then
The communication is abnormal, and one of Mn, Mn+1, and Sn+1 is out of order. (S) represents the type of state S.
ｎ＝ｎ＋ｌ としてステップ■へ進む。 Set n=n+l and proceed to step (2).
（２） の Ｓ口
のｎは任意の値から始まる。(2) S mouth
n starts from an arbitrary value.
観測情報（Ｍｎ）の受信条件が次にとり得る状態（Ｓ’
ｎ＋１ ）の組を限定する。The next possible state (S') of the reception condition of the observation information (Mn) is
n+1).
前記ステップ■〜■と同様である。 This is the same as steps ① to ② above.
すなわち、この方式は、プロトコル仕様に規定された状
態遷移規則を知識ベースシステムに組み込み、通信機器
の状態の候補を、モニタされた入力イベントから限定し
、ある入力イベントから予想される次の状態候補の集合
と、次の入力イベントから予想される前状態の候補の集
合と照合し、もし両方の候補集合の共通集合の要素が１
つの場合は正常とみなし、１つもなければプロトコル故
障が発生したとみなし、複数あれば、その次の信号等の
状態遷移規則を用いて故障検出を行なうとしている。In other words, this method incorporates the state transition rules defined in the protocol specifications into the knowledge-based system, limits the candidate state of communication equipment from the monitored input event, and selects the next state candidate expected from a certain input event. and the set of previous state candidates expected from the next input event, and if the common set of both candidate sets has an element of 1
If there is one, it is considered normal; if there is none, it is considered that a protocol failure has occurred; if there are more than one, failure detection is performed using state transition rules such as the next signal.
（発明が解決しようとする課題）
この方式に残された課題として以下の２点が挙げられる
。(Problems to be Solved by the Invention) The following two problems remain with this system.
（１）状態特定のためのメカニズムが、２つの信号（例
えば上述のＭｎとＭｎ＋１ ）の対から推定する仕組み
となっており、信号発生間隔が長いシーケンスでは迅速
に実行できない。(1) The mechanism for determining the state is estimated from a pair of two signals (for example, Mn and Mn+1 described above), and cannot be quickly executed in a sequence in which the signal generation interval is long.
（２）状態を特定できない間は、人力イベントの受信毎
に、入力イベント、発生前の状態候補をパターンマツチ
ングにより選定し、この選定された状態候補と、１回前
の入力イベントからパターンマツチングにより選定され
ていた次状態の候補とのパターンマツチングを行なわな
ければならず、状態及び入力イベントの種類の多いプロ
トコルでは、パターンマツチングの回数が膨大になると
いう問題があった。(2) While the state cannot be identified, each time a human-powered event is received, a candidate state is selected from the input event and the state before the occurrence, and pattern matching is performed from the selected state candidate and the previous input event. Pattern matching must be performed with candidates for the next state selected by matching, and in protocols with many types of states and input events, there is a problem in that the number of pattern matchings becomes enormous.
例えば、状態数＝１４．入力イベント数＝１７のプロト
コルで状態推定を開始した場合、入力イベント発生後の
次状態候補選定のためのパターンマツチング回数は、状
態遷移規則の総数１４Ｘ１７＝２３８回となり、次の入
力イベント発生時に、その入力イベント発生前の状態候
補選定のためのパターンマツチング回数も２３８回とな
り、更に両方の状態候補に共通の状態候補を選定するた
めのパターンマツチングが必要となる。For example, number of states = 14. When state estimation is started using a protocol with the number of input events = 17, the number of pattern matchings for selecting next state candidates after the occurrence of an input event is 238 times (total number of state transition rules = 14 x 17), and when the next input event occurs, , the number of pattern matchings to select a state candidate before the input event occurs is 238 times, and further pattern matching is required to select a state candidate common to both state candidates.
本発明の目的は、上記課題を解決するため、プロトコル
仕様に規定された状態遷移規則を網羅し、−船釣な通信
シーケンス以外のシーケンスも含めて、単独の信号から
少ないパターンマツチング回数での状態特定を行い、プ
ロトコル仕様の変更にも対応が容易なプロトコル故障検
出方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems by covering the state transition rules stipulated in the protocol specifications, and - including sequences other than normal communication sequences, by performing pattern matching from a single signal with a small number of times. It is an object of the present invention to provide a protocol failure detection method that can identify the state and easily respond to changes in protocol specifications.
上記目的達成のため、本発明は、プロトコル仕様に規定
された状態遷移規則をｙｔｎして格納する状態遷移ルー
ルデータベース部を設け、それとは独立に通信中の信号
をモニタして、受信１回毎に、状態推定を行い、通信の
正常性を監視する状態解析部を設け、状態解析部が状態
遷移ルールデータベース部の情報とモニタ信号とのパタ
ーンマツチングにより通信中のプロトコル故障を検出で
きるようにしており、このことを最も主要な特徴とする
。In order to achieve the above object, the present invention provides a state transition rule database unit that stores state transition rules stipulated in the protocol specifications as ytn, and independently monitors the signals being communicated and The system is equipped with a state analysis section that estimates the state and monitors the normality of communication, and allows the state analysis section to detect protocol failures during communication by pattern matching the information in the state transition rule database section and the monitor signal. This is the most important feature.
信号の送受信等の入力イベントが起こると、本装置の状
態解析部においてその内容を解析し、状態遷移ルールデ
ータベース部の状態遷移規則の内、現在適用可能なルー
ルの集合の中から一致する入力イベントを持つルールを
検索し、次状態の候補集合を作り、適用可能なルールの
集合を更新する。When an input event such as signal transmission/reception occurs, the state analysis section of this device analyzes its contents and selects a matching input event from among the set of currently applicable rules among the state transition rules in the state transition rule database section. Search for rules with , create a candidate set for the next state, and update the set of applicable rules.
この次状態の候補がただ１つであれば状態が特定され、
以後の入力イベントにより、状態の追従または故障の検
出が行なわれる。故障検出は、入力イベントと状態遷移
規則とのパターンマツチングによって行なわれ、どの状
態遷移規則も入力イベントと一致しなかった場合に、故
障として保守者に通知される。If there is only one candidate for this next state, the state is identified,
Subsequent input events result in status tracking or fault detection. Failure detection is performed by pattern matching between input events and state transition rules, and if no state transition rules match the input event, a maintenance person is notified as a failure.
第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であっ
て、ｌ５ＤＮユーザ・網インタフエースレイヤ３プロト
コルについて、ユーザ側の故障監視を目的として本方法
を１点モニタに適用した場合を示している。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, in which the present method is applied to a one-point monitor for the purpose of failure monitoring on the user side for the 15DN user/network interface layer 3 protocol. It shows.
同図において、１は状態遷移ルールデータベース部で、
ユーザ側の状態遷移規則が第１Ａ図に例示するレコード
形式に従って格納されている。２は状態解析部、２ａは
デコード処理部、２ｂは状態推定処理部、２ｃは状態追
従・故障検出処理部、３は端末装置（被試験装置）、４
は通信回線、５はモニタ回線、６は網終端装置、７は端
局装置、８は交換機、９はマン・マシン・インタフェー
ス装置である。In the figure, 1 is a state transition rule database section;
State transition rules on the user side are stored according to the record format illustrated in FIG. 1A. 2 is a state analysis section, 2a is a decoding processing section, 2b is a state estimation processing section, 2c is a state tracking/failure detection processing section, 3 is a terminal device (device under test), 4
5 is a communication line, 5 is a monitor line, 6 is a network termination device, 7 is a terminal station device, 8 is a switch, and 9 is a man-machine interface device.
通信回線４からモニタ回線５を介してモニタ信号（入力
イベントの１つ）が状態解析部２に送られると、状態解
析部内のデコード処理部２ａによって信号内容が解析さ
れる。When a monitor signal (one of the input events) is sent from the communication line 4 to the monitor line 5 to the state analysis section 2, the signal content is analyzed by the decode processing section 2a in the state analysis section.
この解析された信号は、被試験装置３の現状態がまだ特
定されていない場合（以下状態未定フェーズと呼ぶ）に
は、状態解析部２内の状態推定処理部２ｂに送られる。This analyzed signal is sent to the state estimation processing section 2b in the state analysis section 2 when the current state of the device under test 3 has not yet been specified (hereinafter referred to as the state undetermined phase).
一方、現状態が特定されている場合（以下状態特定フェ
ーズと呼ぶ）には、状態解析部２内の状態追従・故障検
出処理部２Ｃに送られる。On the other hand, if the current state has been specified (hereinafter referred to as the state identification phase), the signal is sent to the state tracking/failure detection processing section 2C in the state analysis section 2.
状態未定フェーズにおいて、状態推定処理部２ｂでは、
あらかじめ現在可能性のある状態を記憶しており、デコ
ード処理部２ａから送られた解析済み信号の内容と前記
可能性のある状態の情報とを、状態遷移ルールデータベ
ース部１に格納された状態遷移規則とパターンマツチン
グさせること、によって、次に可能な状態の集合を洗い
出して記憶する。もし、次に可能な状態がただ１つに絞
られていたなら、状態が特定されたとして状態特定フェ
ーズに移行する。In the state undetermined phase, the state estimation processing unit 2b:
The current possible states are stored in advance, and the contents of the analyzed signal sent from the decoding processing unit 2a and information on the possible states are stored in the state transition rule database unit 1. By matching rules and patterns, the next set of possible states is identified and stored. If the next possible state has been narrowed down to only one, it is assumed that the state has been identified and the process moves to the state identification phase.
状態特定フェーズにおいて、状態追従・故障検出処理部
２Ｃでは、あらかじめ特定された現状態を記憶している
ので、デコード処理部２ａから送られた解析済み信号の
内容と前記現状態とを、状態遷移ルールデータベース部
１に格納された状態遷移規則とパターンマツチングさせ
ることによって、ただ１つの状態遷移規則が選択でき、
次状態を特定する（状態追従処理）、もし、どの状態遷
移規則にも当てはまらない入力イベントが来ていた場合
には、故障が検出されたとして保守者に通知する（故障
検出処理）。In the state identification phase, the state tracking/failure detection processing unit 2C stores the current state specified in advance, so the content of the analyzed signal sent from the decoding processing unit 2a and the current state are used as state transitions. Only one state transition rule can be selected by pattern matching with the state transition rules stored in the rule database section 1.
The next state is specified (state tracking process). If an input event that does not apply to any state transition rule has arrived, a maintenance person is notified that a failure has been detected (failure detection process).
第２図は、本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
って、前記プロトコルについて、網側の故障監視を目的
として、本方法を７点モニタに適用した場合を示してい
る。同図において各装置の説明は第１図に示した前記第
１の実施例のそれと同様であるが、この場合被試験装置
は端末装置３ではなく交換機８である。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and shows a case in which the method is applied to a seven-point monitor for the purpose of fault monitoring on the network side regarding the protocol. In this figure, the explanation of each device is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but in this case, the device under test is not the terminal device 3 but the exchange 8.
前記第１の実施例との違いは、状態遷移ルールデータベ
ース部ｌに前記プロトコル仕様に規定された全ての網側
状態遷移規則が、第２Ａ図に例示するレコード形式に従
って格納されている点である。The difference from the first embodiment is that all the network side state transition rules specified in the protocol specifications are stored in the state transition rule database section l according to the record format illustrated in FIG. 2A. .
前記第１・第２の実施例を組み合わせることによって、
ユーザ・網両側を同時に故障監視することも可能である
。その一実施例を第３図に示す。By combining the first and second embodiments,
It is also possible to simultaneously monitor both the user and the network for failures. One embodiment is shown in FIG.
第３図については改めて説明するまでもないであろう。There is no need to explain Fig. 3 again.
（発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、通信をモニタして、そ
のシーケンスに含まれる故障を入力イベントの受信毎に
検出できる仕組みとなっており、従来方式よりも効率の
よい状態推定が可能である。(Effects of the Invention) As explained above, the present invention has a mechanism that monitors communication and detects failures included in the sequence every time an input event is received, which is more efficient than the conventional method. Estimation is possible.
−例として、ｌ５ＤＮユーザ・網インタフエースレイヤ
３プロトコルにおいてユーザ側の状態推定時に必要なパ
ターンマツチングの回数を比較する。まず、プロトコル
仕様の状態数＝１４、入力イベント数−１７、−回のパ
ターンマツチングにより候補集合に選ばれる平均の状態
候補数＝７である。本発明では、最初入力イベントと全
状態遷移規則とのパターンマツチングが必要であり、そ
の比較回数は２３８回である。この結果、候補として残
る状態数は平均７個であるから、次のパターンマツチン
グに必要な比較回数は１１９回である。- As an example, compare the number of pattern matchings required when estimating the state on the user side in the I5DN user-network interface layer 3 protocol. First, the number of states in the protocol specification = 14, the number of input events -17, and the average number of state candidates selected for the candidate set by - times of pattern matching = 7. In the present invention, pattern matching between the first input event and all state transition rules is required, and the number of comparisons is 238 times. As a result, the average number of states remaining as candidates is 7, so the number of comparisons required for the next pattern matching is 119.
一方、従来方式では、２つの信号から別々に候補集合を
作るので、それぞれのパターンマツチングに必要な比較
回数は２３８回ずつである。そして候補集合には７個ず
つの状態が残るので、その共通集合を作るのに必要な比
較回数は４９回である０両者の差分を取ると、従来方式
の方が、本発明より１６８回余分にパターンマツチング
を行なっていることになる。On the other hand, in the conventional method, candidate sets are created separately from the two signals, so the number of comparisons required for each pattern matching is 238 times. Since 7 states each remain in the candidate set, the number of comparisons required to create the common set is 49 times.If we take the difference between the two, the conventional method is 168 times more compared to the present invention. This means that pattern matching is performed on the
また、本発明においては、状態遷移ルールデータベース
部１に、プロトコル仕様に規定された状態遷移に関する
情報を全て格納し、状態解析部２と独立な構成をとった
ために、プロトコル仕様に変更があった場合、状態遷移
ルールデータベース部１のみの変更で対応できるという
利点がある。In addition, in the present invention, the state transition rule database section 1 stores all the information regarding state transitions specified in the protocol specifications, and is configured independently of the state analysis section 2, so that there are no changes in the protocol specifications. In this case, there is an advantage that it can be handled by changing only the state transition rule database section 1.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第１Ａ図
は状態遷移規則の例を示す説明図、第２図は本発明の他
の実施例を示すブロック図、第２Ａ図は状態遷移規則の
他の例を示す説明図、第３図は本発明の更に別の実施例
を示すブロック図、第４図は故障検出の従来のメカニズ
ムを示す説明図、である。
符号の説明
１・・・状態遷移ルールデータベース部、２・・・状態
解析部、２ａ・・・デコード処理部、２ｂ・・・状態推
定処理部、２ｃ・・・状態追従・故障検出処理部、３・
・・端末装置、４・・・通信回線、５・・・モニタ回線
、６・・・網終端装置、７・・・端局装置、８・・・交
換機、９・・・マン・マシン・インタフェース−装置
代理人 弁理士 並 木 昭 夫FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention, FIG. 1A is an explanatory diagram showing an example of state transition rules, FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a state FIG. 3 is a block diagram showing yet another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram showing a conventional failure detection mechanism. Explanation of symbols 1... State transition rule database section, 2... State analysis section, 2a... Decoding processing section, 2b... State estimation processing section, 2c... State tracking/failure detection processing section, 3.
...Terminal device, 4...Communication line, 5...Monitor line, 6...Network termination device, 7...Terminal device, 8...Switching equipment, 9...Man-machine interface −Equipment agent Patent attorney Akio Namiki
Claims (1)
する故障を検出する装置において、プロトコル仕様に定
められたプロトコル状態遷移規則（現状態・入力イベン
ト・動作・出力イベント・次状態の組）を格納する状態
遷移ルールデータベース部を持ち、入力イベント即ち信
号の送受信等の状態遷移を引き起こす要因となる現象を
検出すると、検出した入力イベントと状態遷移ルールデ
ータベース部の入力イベントとのパターンマッチングを
行い、一致する状態遷移規則の次状態の集合を実際の次
状態の候補として記憶し、以下順次、次状態の候補が１
つになるまでこの処理を繰り返し、その結果、状態が特
定された後は、入力イベント毎に、状態遷移ルールデー
タベースの入力イベントとパターンマッチングを行い、
一致する状態遷移規則がない場合に故障と判断すること
を特徴とするプロトコル故障検出方法。1) In a device that detects failures that occur during communication by monitoring communication lines, the protocol state transition rules (set of current state, input event, operation, output event, and next state) specified in the protocol specifications are used. It has a state transition rule database section for storing, and when it detects an input event, that is, a phenomenon that causes a state transition such as the transmission and reception of a signal, pattern matching is performed between the detected input event and the input event of the state transition rule database section, The set of next states of matching state transition rules is stored as actual next state candidates, and the next state candidates are sequentially reduced to 1.
After repeating this process until the state is identified, pattern matching is performed for each input event with the input event in the state transition rule database.
A protocol failure detection method characterized by determining a failure when there is no matching state transition rule.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1028631A JPH0734562B2 (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Protocol failure detection method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP1028631A JPH0734562B2 (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Protocol failure detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02209051A true JPH02209051A (en) | 1990-08-20 |
| JPH0734562B2 JPH0734562B2 (en) | 1995-04-12 |
Family
ID=12253895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1028631A Expired - Fee Related JPH0734562B2 (en) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | Protocol failure detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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1989
- 1989-02-09 JP JP1028631A patent/JPH0734562B2/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0734562B2 (en) | 1995-04-12 |
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