WO2010098300A1 - 通信ネットワーク管理システム、方法、及び管理計算機 - Google Patents
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- H04L47/10—Flow control; Congestion control
- H04L47/34—Flow control; Congestion control ensuring sequence integrity, e.g. using sequence numbers
Definitions
- the present invention relates to a communication network management technique for centrally managing a communication network with a management computer.
- Patent Document 1 discloses a technique for detecting a failure in a communication network by using a keep-alive frame. Specifically, in a communication system in which a plurality of base nodes communicate via one or more relay nodes, each base node transmits a keep-alive frame broadcast by the relay nodes. At this time, the plurality of base nodes transmit and receive keep-alive frames to each other, and detect a failure by monitoring the arrival state of the keep-alive frame transmitted from the counterpart node. In this case, in order to monitor the life and death of all physical links in the communication network, it is necessary to set a plurality of communication paths so that all the physical links are covered and to transmit / receive keep-alive frames for each communication path. is there. That is, it is necessary to transmit and receive many keep alive frames. This causes an increase in transmission / reception load on each base node.
- Non-Patent Document 1 (S. Shah and M. Yip, "Extreme Networks Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Version 1", The Internet Society, October 2003; (http://tools.ietf.org/html/rfc3619) ) Discloses a life and death monitoring technique in a communication network configured in a ring shape.
- a plurality of switches are connected in a ring shape via a communication line, and one alive monitoring frame is sequentially transmitted along the ring.
- a master switch on the ring transmits an alive monitoring frame from the first port.
- the other switch forwards the received alive monitoring frame to the next switch.
- the master switch can confirm that no failure has occurred by receiving the alive monitoring frame transmitted by itself at the second port.
- This technique is based on a ring network structure and is not general purpose.
- Patent Document 2 Japanese Patent No. 3740982 discloses a technique in which a management host computer monitors the aliveness of a plurality of host computers. First, the management host computer determines the order of alive monitoring regarding a plurality of host computers. Next, the management host computer generates an alive monitoring packet in which the alive monitoring table is incorporated. This alive monitoring table has a plurality of entries associated with each of a plurality of host computers, and the plurality of entries are arranged in the determined order. Each entry includes the address of the corresponding host computer and a check flag. Then, the management host computer transmits the alive monitoring packet to the first host computer. The host computer that has received the alive monitoring packet searches for its own entry in the alive monitoring table and checks the check flag of the corresponding entry.
- the host computer refers to the address of the next entry and transmits the alive monitoring packet to the next host computer. By repeating this process, one alive monitoring packet goes around the host computer.
- the management host computer finally receives the alive monitoring packet that circulates in this way. Then, the management host computer determines that a failure has occurred in the host computer whose check flag is not checked.
- one life / death monitoring packet circulates a plurality of monitored terminals.
- a life / death monitoring table similar to that described above is incorporated in the life / death monitoring packet.
- each entry includes a check list in which information such as date and time and an operating state is written instead of the check flag.
- the monitoring terminal transmits an alive monitoring packet to the first monitored terminal.
- the monitored terminal receives the alive monitoring packet, it determines whether its own operation is normal. If it is normal, the monitored terminal searches for its own entry in the alive monitoring table, and writes predetermined information such as the date and time and the operating status in the check list of the entry.
- the monitored terminal refers to the address of the next entry and transmits an alive monitoring packet to the next monitored terminal.
- the monitored terminal transmits an alive monitoring packet to the next monitored terminal.
- one alive monitoring packet circulates the monitored terminal.
- the monitoring terminal finally receives the alive monitoring packet circulated in this way. If predetermined information is not written in any of the checklists, the monitoring terminal determines that a failure has occurred.
- Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-48003
- Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 8-286920
- Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 11-212959
- Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. (191464) describes a solution to the traveling salesman problem.
- one life / death monitoring packet in which a life / death monitoring table is incorporated circulates a plurality of nodes.
- each node searches its own entry in the alive monitoring table and writes predetermined information such as an operating state in the corresponding entry.
- the predetermined information written in the alive monitoring packet is used by the monitoring terminal to identify the location where the failure has occurred. In other words, the monitoring terminal identifies the location where the failure has occurred based on the predetermined information written in the life / death monitoring packet that has returned through the plurality of nodes.
- the node that has received the alive monitoring packet checks whether it can communicate with the next node before transferring the alive monitoring packet to the next node. Specifically, the node connects the line to the next node and confirms the response. If communication with the next node is impossible, the node searches for a communicable partner such as the next node. Then, the node transmits an alive monitoring packet to a communicable partner such as the next node.
- a communicable partner such as the next node.
- One object of the present invention is to provide a technology capable of reducing the load on each node when a communication network including a plurality of nodes is centrally managed by a management computer.
- a communication network management system includes a communication network and a management computer that manages the communication network.
- the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
- the management computer includes a storage unit that stores path information indicating a frame transmission path in the communication network, and a monitoring unit.
- the monitoring unit refers to the path information, transmits a frame to the transmission path, and performs a specific process for identifying the location of the failure on the transmission path.
- N is an integer of 3 or more
- the monitoring unit sets at least one node between the first node and the Nth node as an insertion node. Then, the monitoring unit transmits a frame to each of the insertion nodes, and identifies the location where the failure has occurred based on the reception status of the frame from the Nth node.
- a management computer for managing a communication network.
- the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
- the management computer includes a storage unit that stores path information indicating a frame transmission path in the communication network, and a monitoring unit.
- the monitoring unit refers to the path information, transmits a frame to the transmission path, and performs a specific process for identifying the location of the failure on the transmission path.
- N is an integer of 3 or more
- the monitoring unit sets at least one node between the first node and the Nth node as an insertion node. Then, the monitoring unit transmits a frame to each of the insertion nodes, and identifies the location where the failure has occurred based on the reception status of the frame from the Nth node.
- a communication network management method for managing a communication network using a management computer.
- the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
- the communication network management method includes a step of transmitting a frame from the management computer to a frame transmission path in the communication network.
- N is an integer of 3 or more
- the communication network management method further includes the step of specifying the location of failure on the transmission path by the management computer.
- the identifying step includes setting at least one node between the first node and the Nth node as an insertion node, transmitting a frame to each of the insertion nodes, and receiving a frame from the Nth node. Identifying the location of failure based on the situation.
- a management program for causing a management computer to execute communication network management processing.
- the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
- the management process includes a step of storing path information indicating a transmission path of a frame in the communication network in a storage device, and a step of transmitting a frame to the transmission path with reference to the path information.
- N is an integer of 3 or more
- N is an integer of 3 or more
- the management process further includes a step of identifying the location of the failure on the transmission path.
- the identifying step includes setting at least one node between the first node and the Nth node as an insertion node, transmitting a frame to each of the insertion nodes, and receiving a frame from the Nth node. Identifying the location of failure based on the situation.
- the load on each node can be reduced.
- FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a communication network management system according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 shows processing in the communication network management system according to the present embodiment.
- FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the communication network management system according to the present embodiment.
- FIG. 4 is a flowchart showing a communication network management method according to the present embodiment.
- FIG. 5 shows an example of the topology table.
- FIG. 6 shows an example of the transmission path of the monitoring frame.
- FIG. 7 shows an example of the route table.
- FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an example of a monitoring frame.
- FIG. 9 shows a transfer table of the switch 2.
- FIG. 10 shows a transfer table of the switch 3.
- FIG. 11 shows a transfer table of the switch 4.
- FIG. 12 shows a transfer table of the switch 5.
- FIG. 13 shows a frame transfer process in normal times.
- FIG. 14 shows frame transfer processing when a failure occurs.
- FIG. 15 is a flowchart illustrating a first example of the failure location specifying process.
- FIG. 16 shows an insertion switch table used in the first example.
- FIG. 17 shows the fault location specifying process in the first example.
- FIG. 18 is a flowchart illustrating a second example of the failure location specifying process.
- FIG. 19 shows the fault location specifying process in the second example.
- FIG. 20 is a flowchart illustrating a third example of the failure location specifying process.
- FIG. 21 shows an insertion switch table used in the third example.
- FIG. 22 shows the fault location specifying process in the third example.
- FIG. 23 is a flowchart illustrating a fourth example of the failure location specifying process.
- FIG. 24 shows an insertion switch table used in the fourth example.
- FIG. 25 shows a failure location specifying process in the fourth example.
- FIG. 1 schematically shows a configuration example of a communication network management system 100 according to an embodiment of the present invention.
- the communication network is centrally managed by the management computer. That is, as shown in FIG. 1, the communication network management system 100 includes a communication network NET and a management computer 1 that manages the communication network NET.
- the communication network NET includes a plurality of nodes 2 to 5 and a plurality of physical links 71 to 75 connecting the nodes 2 to 5.
- the physical link 71 is a signal line that connects the node 2 and the node 4 bidirectionally. Node 2 and node 4 can communicate bidirectionally via physical link 71.
- the physical link 72 is a signal line that connects the node 4 and the node 5 bidirectionally. Node 4 and node 5 can communicate bidirectionally via physical link 72.
- the physical link 73 is a signal line that connects the node 5 and the node 2 bidirectionally. Node 5 and node 2 can communicate bidirectionally via physical link 73.
- the physical link 74 is a signal line that connects the node 2 and the node 3 bidirectionally. Node 2 and node 3 can communicate bidirectionally via physical link 74.
- the physical link 75 is a signal line that connects the node 3 and the node 5 bidirectionally. Node 3 and node 5 can communicate bi
- the control link 62 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 2 bidirectionally.
- the control link 63 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 3 bidirectionally.
- the control link 64 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 4 bidirectionally.
- the control link 65 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 5 bidirectionally.
- the management computer 1 and the nodes 2 to 5 can communicate bidirectionally via the control links 62 to 65, respectively.
- the management computer 1 transmits a life and death monitoring frame (hereinafter referred to as “monitoring frame FR”) to the communication network NET.
- the monitoring frame FR returns to the management computer 1 through a certain transmission path PW in the communication network NET.
- the transmission path PW of the monitoring frame FR may be appropriately determined by the management computer 1 or may be fixed.
- FIG. 1 shows, as an example, a transmission path PW in which the monitoring frame FR circulates in the order of “node 2-4-5-2-3-5”.
- the management computer 1 transmits the monitoring frame FR to the node 2 through the control link 62.
- the node 2 transfers the received monitoring frame FR to the next node 4 through the physical link 71.
- the node 4 transfers the received monitoring frame FR to the next node 5 through the physical link 72.
- the node 5 transfers the received monitoring frame FR to the next node 2 through the physical link 73.
- the node 2 transfers the received monitoring frame FR to the next node 3 through the physical link 74.
- the node 3 transfers the received monitoring frame FR to the next node 5 through the physical link 75.
- each node when receiving the monitoring frame FR, transfers the received monitoring frame FR along the transmission path PW.
- the node 5 transfers the received monitoring frame FR to the management computer 1.
- FIG. 2 shows the circulation of the monitoring frame FR shown in FIG. 1 in an easy-to-understand manner.
- N nodes are arranged in order on the transmission path PW of the monitoring frame FR.
- N is an integer of 3 or more.
- These N nodes are referred to as “first to Nth nodes” in the following order along the transmission path PW.
- the management computer 1 transmits the monitoring frame FR to the first node that is the starting point of the transmission path PW.
- the Nth node Upon receiving the monitoring frame FR, the Nth node transfers the received monitoring frame FR to the management computer 1. In this way, circulation of the monitoring frame FR is realized.
- the management computer 1 identifies the location of failure on the transmission path PW. Specifically, the management computer 1 transmits the monitoring frame FR to at least one node in the middle of the transmission path PW.
- the node is hereinafter referred to as an “insertion node”. That is, the management computer 1 sets at least one node between the first node and the Nth node on the transmission path PW as an “insertion node”. Then, the management computer 1 transmits a monitoring frame FR to each insertion node.
- FIG. 2 shows, as an example, a case where the third node is selected as the insertion node.
- each node performs the transfer process of the monitoring frame FR in the same manner.
- the management computer 1 receives the monitoring frame FR from the Nth node, it means that the monitoring frame FR has been transferred smoothly from the insertion node to the Nth node. Therefore, the management computer 1 can determine that the nodes after the insertion node are normal and that the transmission path PW before the insertion node is faulty.
- the management computer 1 does not receive the monitoring frame FR from the Nth node, it means that the monitoring frame FR has not been transferred from the insertion node to the Nth node. Therefore, the management computer 1 can determine that there is a failure in the transmission path PW after the insertion node.
- the management computer 1 can identify the location where the failure has occurred on the transmission path PW. That is, if the management computer 1 transmits the monitoring frame FR to the insertion node, the management computer 1 can identify the location where the failure has occurred based on the reception status of the monitoring frame FR from the Nth node.
- each node only has to transfer the received monitoring frame FR in the same way as in the failure location specifying process. There is no need to change the setting of each node in order to identify the location of failure. Each node does not need to write life / death information or the like in the monitoring frame FR. Furthermore, in order to specify the location where a failure has occurred, the complicated processing required in Patent Document 2 and Patent Document 3 is not necessary. For example, processing such as that described in Patent Document 3 for checking whether each node can communicate with the next node is not necessary. As a result, the load on each node is greatly reduced. According to the present embodiment, it is possible to identify a failure occurrence location on the transmission path PW with a simple process and reduce the load on each node.
- the present invention can be applied to alive monitoring of nodes and physical links on LANs of companies, data centers, universities, etc., and alive monitoring of telecommunications carrier communication facilities and physical links.
- a “forwarding table” is provided in each node in order to realize the circulation of the monitoring frame FR.
- the forwarding table is a table showing a correspondence relationship between the input source and the forwarding destination of the monitoring frame FR, and each node refers to the forwarding table, and the forwarding destination in which the monitoring frame FR received from the input source is designated. Can be transferred to.
- the contents of the transfer table of each node are set by each node in accordance with instructions from the management computer 1. Specifically, the management computer 1 instructs each node (2, 3, 4, 5) to set the transfer table by using the control link (62, 63, 64, 65). At this time, the management computer 1 instructs each node to set a transfer table so that the monitoring frame FR is transferred along the transfer path PW. Each node sets the contents of the transfer table in accordance with an instruction from the management computer 1.
- Openflow see http://www.openflowswitch.org/
- Openflow Controller is the management computer 1
- Openflow Switch is the nodes 2 to 5.
- the forwarding table can be set by using “Secure Channel” of Openflow.
- GMPLS Generalized Multi-Protocol Label Switching
- the management computer instructs the GMPLS switch to set the transfer table.
- a VLAN Virtual LAN
- the management computer can operate the VLAN setting of each switch by using an MIB (Management Information Base) interface.
- MIB Management Information Base
- FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the communication network management system 100 according to the present embodiment.
- the management host 1 Openflow Controller
- the switches 2 to 5 Openflow Switch
- FIG. 3 correspond to the nodes 2 to 5 in FIG.
- the management host 1 includes a storage unit 10, a topology management unit 11, a route design unit 12, an entry operation unit 13, a monitoring unit 14, a node communication unit 15, and a display unit 16.
- the node communication unit 15 is connected to each of the switches 2 to 5 via the control links 62 to 65, and the management host 1 uses the node communication unit 15 and the control links 62 to 65 to connect the switches 2 to 5 to each other. Bidirectional communication is possible.
- the storage unit 10 is a storage device such as a RAM or an HDD.
- the storage unit 10 stores a topology table TPL, a route table RTE, an insertion switch table INS, and the like.
- the topology table TPL (topology information) indicates the physical topology of the communication network NET, that is, the connection relationship between the switches 2-5.
- the route table RTE (route information) indicates the transmission route PW of the monitoring frame FR in the communication network NET.
- the insertion switch table INS indicates information related to the “insertion switch” to which the monitoring frame FR is transmitted during the failure location specifying process.
- the topology management unit 11 creates a topology table TPL and stores it in the storage unit 10.
- the topology management unit 11 also receives a topology change notification transmitted from each switch from the node communication unit 15.
- the topology change notification is information indicating a change in the physical topology of the communication network NET, and includes new switch connection information, physical link up / down notification, and the like.
- the topology management unit 11 updates the topology table TPL according to the received topology change notification.
- the route design unit 12 refers to the topology table TPL stored in the storage unit 10 to determine (design) the transmission route PW of the monitoring frame FR in the communication network NET. Then, the route design unit 12 stores a route table RTE indicating the determined transmission route PW in the storage unit 10.
- the entry operation unit 13 instructs each switch (2, 3, 4, 5) to set the transfer table (22, 32, 42, 52). More specifically, the entry operation unit 13 refers to the topology table TPL and the route table RTE stored in the storage unit 10. Then, the entry operation unit 13 instructs each switch to set the transfer table so that the monitoring frame FR is transferred along the transfer route PW indicated by the route table RTE.
- the entry operation unit 13 transmits a table setting command indicating the instruction to each switch (2, 3, 4, 5) through the node communication unit 15 and the control link (62, 63, 64, 65).
- the monitoring unit 14 transmits and receives the monitoring frame FR to and from the communication network NET based on the route table RTE stored in the storage unit 10.
- Transmission / reception of the monitoring frame FR to / from the switch 2 is performed through the node communication unit 15 and the control link 62.
- Transmission / reception of the monitoring frame FR to / from the switch 3 is performed through the node communication unit 15 and the control link 63.
- Transmission / reception of the monitoring frame FR to / from the switch 4 is performed through the node communication unit 15 and the control link 64.
- Transmission / reception of the monitoring frame FR to / from the switch 5 is performed through the node communication unit 15 and the control link 65. Further, as will be described in detail later, the monitoring unit 14 detects the occurrence of a failure in the transmission path PW, and performs processing for specifying the failure occurrence location.
- topology management unit 11, the route design unit 12, the entry operation unit 13, and the monitoring unit 14 described above can be realized by an arithmetic processing unit executing a computer program.
- the display unit 16 is a display device such as a liquid crystal display.
- the display unit 16 displays various information. For example, the display unit 16 displays a connection status between switches indicated by the topology table TPL and a failure occurrence status described later.
- the switch 2 includes a table storage unit 20, a transfer processing unit 21, a host communication unit 23, a table setting unit 24, a port 27, a port 28, and a port 29.
- the host communication unit 23 corresponds to “Secure Channel” of “Openflow Switch”.
- the host communication unit 23 is connected to the management host 1 via the control link 62, and the switch 2 can communicate bidirectionally with the management host 1 by using the host communication unit 23 and the control link 62.
- Each port (communication interface) is connected to another switch via a physical link, and the switch 2 can bidirectionally communicate with the other switch by using the port and the physical link.
- the table storage unit 20 is a storage device such as a RAM or an HDD.
- the table storage unit 20 stores a transfer table 22 indicating the correspondence between the input source and the transfer destination of the monitoring frame FR.
- the transfer processing unit 21 receives the monitoring frame FR from the host communication unit 23 (that is, the management host 1). Alternatively, the transfer processing unit 21 receives the monitoring frame FR from any port (that is, another switch). Then, the transfer processing unit 21 refers to the transfer table 22 stored in the table storage unit 20, so that the monitoring frame FR received from the input source is transferred to the transfer destination (host communication unit) specified in the transfer table 22. 23 or port). When a plurality of transfer destinations are designated, the transfer processing unit 21 copies the monitoring frame FR and transfers them to each of the plurality of transfer destinations.
- the table setting unit 24 receives the table setting command transmitted from the management host 1 from the host communication unit 23. Then, the table setting unit 24 sets (adds, deletes, changes) the contents of the transfer table 22 stored in the table storage unit 20 in accordance with the table setting command.
- the other switches 3 to 5 have the same configuration as the switch 2. That is, the switch 3 includes a table storage unit 30, a transfer processing unit 31, a host communication unit 33, a table setting unit 34, a port 37, a port 38, and a port 39.
- the table storage unit 30 stores a transfer table 32.
- the switch 4 includes a table storage unit 40, a transfer processing unit 41, a host communication unit 43, a table setting unit 44, a port 47, a port 48, and a port 49.
- a transfer table 42 is stored in the table storage unit 40.
- the switch 5 includes a table storage unit 50, a transfer processing unit 51, a host communication unit 53, a table setting unit 54, a port 57, a port 58, and a port 59.
- the table storage unit 50 stores a transfer table 52. Each configuration and process is the same as in the case of the switch 2, and the description thereof is omitted.
- the physical topology of the communication network NET that is, the connection relationship between the switches 2 to 5 is as follows.
- the port 27 of the switch 2 and the port 47 of the switch 4 are connected bidirectionally via a physical link 71.
- the port 49 of the switch 4 and the port 57 of the switch 5 are connected bidirectionally via a physical link 72.
- the port 58 of the switch 5 and the port 28 of the switch 2 are connected bidirectionally via a physical link 73.
- the port 29 of the switch 2 and the port 37 of the switch 3 are connected bidirectionally via a physical link 74.
- the port 39 of the switch 3 and the port 59 of the switch 5 are connected bidirectionally via a physical link 75.
- FIG. 4 is a flowchart showing a communication network management method according to the present embodiment.
- the communication network management processing according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4 as appropriate.
- the management process by the management host 1 is realized by the management host 1 executing a management program.
- the frame transfer process by each switch is realized by each switch executing a frame transfer program.
- Step S11 The topology management unit 11 creates a topology table TPL and stores it in the storage unit 10.
- the topology management unit 11 receives a topology change notification from each switch and updates the topology table TPL according to the topology change notification.
- FIG. 5 shows an example of the topology table TPL in that case.
- the topology table TPL has a plurality of entries corresponding to the plurality of physical links 71 to 75, respectively. If the physical link is bidirectional, an entry is created for each direction. Each entry indicates a start point switch, a start point port, an end point switch, an end point port, and a status flag related to the corresponding physical link.
- the origin switch is a switch that is the origin of the physical link, and the origin port is a port of the origin switch.
- the status flag included in each entry indicates whether the corresponding physical link can be used. When the validity of a certain physical link is confirmed, the status flag of the entry corresponding to the physical link is set to “1 (available)”. On the other hand, if the validity of a physical link has not been confirmed, or if a failure has occurred in that physical link, the status flag of the entry corresponding to that physical link is set to “0 (unusable)” Is done. In the example of FIG. 5, the status flags of all entries are “1”.
- Step S12 The path design unit 12 determines (designs) the transmission path PW of the monitoring frame FR with reference to the physical topology indicated by the topology table TPL. Then, the route design unit 12 creates a route table RTE indicating the determined transmission route PW and stores it in the storage unit 10.
- the path design unit 12 may determine the transmission path PW so that all the physical links 71 to 75 are covered with one stroke.
- an algorithm that solves the traveling salesman problem see, for example, Patent Document 4, Patent Document 5, Patent Document 6, and Patent Document 7) can be used.
- each physical link corresponds to “a salesman's visit destination in the traveling salesman problem”.
- the transmission path PW may be determined so that the monitoring frame FR circulates as many physical links as possible instead of a complete one-stroke path.
- all the physical links 71 to 75 may be covered by combining a plurality of one-stroke paths. In that case, a route ID that follows “00”, “01”, and “02” in order is assigned to each one-stroke path.
- FIG. 6 shows an example of a transmission path PW in which the physical links 71 to 75 are covered with one stroke. 6, the switch 2 (first switch), the physical link 71, the switch 4 (second switch), the physical link 72, the switch 5 (third switch), the physical link 73, and the switch 2 (fourth switch). ), Physical link 74, switch 3 (fifth switch), physical link 75, and switch 5 (sixth switch) are connected in order.
- the monitoring frame FR is transmitted along this transmission path PW.
- FIG. 7 shows an example of the route table RTE in the case of the transmission route PW shown in FIG.
- This route table RTE has a plurality of entries indicating the transmission route PW shown in FIG. 6 in order. Each entry indicates the route ID, order, transit switch, and output port.
- the route ID is an ID assigned to each transmission route PW.
- the order indicates the order number of each switch. In this example, the first to sixth switches exist in order along the transmission path PW.
- the via switch indicates a switch corresponding to each order.
- the output port is a port connected to the next switch and indicates the output destination of the monitoring frame FR. When the output destination is the host communication unit (that is, the management host 1), the output port is indicated by “HOST”.
- FIG. 8 is a conceptual diagram showing an example of the monitoring frame FR.
- the monitoring frame FR has information on the destination MAC address (MAC DA), the source MAC address (MAC SA), the route ID, and the sequence number A.
- the destination MAC address is used for recognizing the monitoring frame FR.
- the destination MAC address may be set in any way.
- the destination MAC address is set to “00-00-4c-00-aa-00”.
- the source MAC address is set to the MAC address “00-00-4c-00-12-34” of the management host 1.
- the route ID is an ID assigned to each transmission route PW.
- the sequence number A indicates the sequence of transmission destination switches when transmitted from the management host 1. For example, when the monitoring frame FR is transmitted from the management host 1 to the first switch, the sequence number A of the monitoring frame FR is set to 1 in accordance with the route table RTE shown in FIG.
- Step S13 The entry operation unit 13 of the management host 1 instructs each table setting unit of the switches 2 to 5 to set each transfer table.
- the entry operation unit 13 refers to the topology table TPL and the route table RTE stored in the storage unit 10. Then, the entry operation unit 13 determines the instruction content so that the monitoring frame FR is transferred along the transmission path PW indicated by the path table RTE.
- a table setting command indicating the instruction is transmitted from the entry operation unit 13 to each switch (2, 3, 4, 5) through the node communication unit 15 and the control link (62, 63, 64, 65).
- the table setting unit 24 receives a table setting command from the host communication unit 23. Then, the table setting unit 24 sets the contents of the transfer table 22 stored in the table storage unit 20 in accordance with the table setting command.
- FIG. 9 shows an example of the transfer table 22 in the case of the transmission path PW shown in FIG.
- the forwarding table 22 shows an input port, a destination MAC address (MAC DA), a source MAC address (MAC SA), and an output port.
- MAC DA destination MAC address
- MAC SA source MAC address
- the input port indicates an input source (port or host communication unit 23) to which the monitoring frame FR is input.
- the input source is any port (that is, another switch)
- the input port is indicated by its port number.
- the input source is the host communication unit 23 (that is, the management host 1), the input port is indicated by “HOST”.
- the output port indicates the transfer destination (port or host communication unit 23) of the monitoring frame FR.
- the transfer destination is any port (that is, another switch)
- the output port is indicated by the port number.
- the transfer destination is the host communication unit 23 (that is, the management host 1)
- the output port is indicated by “HOST”.
- a plurality of output ports may be set for one entry. In that case, the monitoring frame FR is output to each output port.
- the destination MAC address in the forwarding table 22 is the same as the destination MAC address of the monitoring frame FR.
- the destination MAC address is “00-00-4c-00-aa-00”.
- the source MAC address in the transfer table 22 is the same as the source MAC address of the monitoring frame FR.
- the source MAC address is the MAC address “00-00-4c-00-12-34” of the management host 1. If only one management host 1 is used, the source MAC address may be omitted.
- the transfer table 22 includes an input source (input port), a transfer destination (output port), and header information (MAD DA, MAC SA, etc.) regarding the monitoring frame FR. That is, the transfer table 22 shows the correspondence between the input source and header information of the monitoring frame FR and the transfer destination.
- the transfer processing unit 21 can transfer the received monitoring frame FR to a designated transfer destination.
- the input port and header information (MAD DA, MAC SA) are used as search keys for the corresponding output port.
- the transfer processing unit 21 transfers the monitoring frame FR to the output port 27 of the corresponding entry. That is, the monitoring frame FR sent from the management host 1 is output to the physical link 71 connected to the output port 27 and transferred to the switch 4. In this way, transfer of the monitoring frame FR is realized.
- the table setting unit 34 receives a table setting command from the host communication unit 33. Then, the table setting unit 34 sets the contents of the transfer table 32 stored in the table storage unit 30 in accordance with the table setting command.
- FIG. 10 shows the transfer table 32 in this example.
- the table setting unit 44 receives a table setting command from the host communication unit 43. Then, the table setting unit 44 sets the contents of the transfer table 42 stored in the table storage unit 40 in accordance with the table setting command.
- FIG. 11 shows the transfer table 42 in this example.
- the table setting unit 54 receives a table setting command from the host communication unit 53. Then, the table setting unit 54 sets the contents of the transfer table 52 stored in the table storage unit 50 in accordance with the table setting command.
- FIG. 12 shows the transfer table 52 in this example.
- Step S14 After the completion of step S13, the monitoring unit 14 of the management host 1 periodically transmits the monitoring frame FR. Upon receiving the monitoring frame FR, the transfer processing unit of each switch transfers the monitoring frame FR.
- FIG. 13 shows transmission / transfer processing of the monitoring frame FR in normal times. In FIG. 13, broken line arrows indicate communication using the control links 62 to 65, and solid line arrows indicate communication using the physical links 71 to 75.
- the monitoring unit 14 generates the monitoring frame FR shown in FIG. Subsequently, the monitoring unit 14 refers to the route table RTE illustrated in FIG. 7 and transmits the monitoring frame FR to the switch 2 (first switch) that is the first switch of the transmission route PW. At this time, the sequence number A of the transmitted monitoring frame FR is set to 1. Further, the monitoring unit 14 starts the first timer TM1 and the second timer TM2 simultaneously with the transmission of the monitoring frame FR. The first timer TM1 is used to perform periodic transmission of the monitoring frame FR. That is, the monitoring unit 14 transmits the monitoring frame FR at every predetermined interval counted by the first timer TM1. The second timer TM2 is used for failure occurrence detection processing described later. The set time of the second timer TM2 is sufficiently longer than the set time of the first timer TM1.
- the monitoring frame FR reaches the host communication unit 23 of the switch 2 (first switch) from the node communication unit 15 of the management host 1 through the control link 62.
- the transfer processing unit 21 receives the monitoring frame FR from the host communication unit 23.
- the transfer processing unit 21 refers to the transfer table 22 shown in FIG. 9 and transfers the received monitoring frame FR to the port 27 (that is, the switch 4).
- the monitoring frame FR reaches the port 47 of the switch 4 (second switch) from the port 27 of the switch 2 through the physical link 71.
- the transfer processing unit 41 receives the monitoring frame FR from the port 47.
- the transfer processing unit 41 refers to the transfer table 42 shown in FIG. 11 and transfers the received monitoring frame FR to the port 49 (that is, the switch 5).
- the monitoring frame FR reaches the port 57 of the switch 5 (third switch) from the port 49 of the switch 4 through the physical link 72.
- the transfer processing unit 51 receives the monitoring frame FR from the port 57.
- the transfer processing unit 51 refers to the transfer table 52 shown in FIG. 12 and transfers the received monitoring frame FR to the port 58 (that is, the switch 2).
- the monitoring frame FR reaches the port 28 of the switch 2 (fourth switch) from the port 58 of the switch 5 through the physical link 73.
- the transfer processing unit 21 receives the monitoring frame FR from the port 28.
- the transfer processing unit 21 refers to the transfer table 22 shown in FIG. 9 and transfers the received monitoring frame FR to the port 29 (that is, the switch 3).
- the monitoring frame FR reaches the port 37 of the switch 3 (fifth switch) from the port 29 of the switch 2 through the physical link 74.
- the transfer processing unit 31 receives the monitoring frame FR from the port 37.
- the transfer processing unit 31 refers to the transfer table 32 shown in FIG. 10 and transfers the received monitoring frame FR to the port 39 (that is, the switch 5).
- the monitoring frame FR reaches the port 59 of the switch 5 (sixth switch) from the port 39 of the switch 3 through the physical link 75.
- the transfer processing unit 51 receives the monitoring frame FR from the port 59.
- the transfer processing unit 51 refers to the transfer table 52 shown in FIG. 12 and transfers the received monitoring frame FR to the host communication unit 53 (that is, the management host 1).
- the monitoring frame FR reaches the node communication unit 15 of the management host 1 through the control link 65 from the host communication unit 53 of the switch 5 (sixth switch). In this way, transfer (circulation) of the monitoring frame FR along the transmission path PW is realized.
- Step S15 The monitoring unit 14 of the management host 1 monitors the arrival of the monitoring frame FR.
- the monitoring frame FR returns from the switch 5 (sixth switch) to the management host 1 without being lost on the way.
- the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR before the expiration of the second timer TM2 set to be sufficiently long. That is, after transmitting the monitoring frame FR to the first switch, the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR from the sixth switch within a predetermined period counted by the second timer TM2. In that case, the monitoring unit 14 resets the second timer TM2, and determines that no failure has occurred on the transmission path PW (step S20; No).
- the monitoring unit 14 transmits a new monitoring frame FR. Then, steps S14 and S15 are repeatedly executed. As described above, during normal times, the monitoring frame FR periodically circulates the transmission path PW, and it is determined whether or not a failure has occurred each time.
- FIG. 14 shows a case where a failure has occurred in a part of the transmission path PW.
- the monitoring unit 14 periodically transmits the monitoring frame FR.
- the monitoring frame FR is not transferred from the switch 4 to the switch 5. Therefore, the second timer TM2 expires without the monitoring unit 14 receiving the monitoring frame FR. That is, after transmitting the monitoring frame FR to the first switch, the monitoring unit 14 does not receive the monitoring frame FR from the sixth switch within a predetermined period counted by the second timer TM2. In that case, the monitoring unit 14 determines that a failure has occurred somewhere on the transmission path PW (step S20; Yes).
- the monitoring unit 14 can detect the occurrence of a failure on the transmission path PW by monitoring the reception status of the monitoring frame FR.
- the monitoring unit 14 instructs the display unit 16 to display the fact.
- the display unit 16 displays the physical topology indicated by the topology table TPL, the transmission path PW indicated by the path table RTE, and the occurrence of a failure on the transmission path PW. If the occurrence of a failure is detected by the monitoring unit 14, the process proceeds to identification of the location where the failure has occurred (step S100).
- step S100 Fault location identification processing
- the failure occurrence location is a physical link 72 that goes from the second switch (switch 4) to the third switch (switch 5).
- Various algorithms can be considered for identifying the location of the failure as exemplified below.
- FIG. 15 is a flowchart showing a first example of step S100.
- FIG. 16 shows the insertion switch table INS used in step S100.
- the insertion switch table INS indicates the order number i of the insertion switches.
- FIG. 17 conceptually shows the transfer process of the monitoring frame FR in this example.
- Step S110 First, the monitoring unit 14 refers to the route table RTE and performs initial setting of the insertion switch table INS stored in the storage unit 10.
- the switch immediately before the final order of the transmission path PW indicated by the path table RTE is set as the first insertion switch. That is, the first insertion switch is set to the fifth switch that is one before the end point (Nth switch) of the transmission path PW.
- Steps S111 to S114 the monitoring unit 14 refers to the insertion switch table INS and the route table RTE, and transmits a monitoring frame FR to the insertion switch (step S111). More specifically, the monitoring unit 14 reads the order number i of the insertion switch from the insertion switch table INS, and reads the “route switch” and “output port” corresponding to the order number i from the path table RTE. The monitoring unit 14 transmits the monitoring frame FR to the relay switch (that is, the insertion switch) while designating the output port. At this time, the sequence number A of the transmitted monitoring frame FR is set to be the same as the sequence number i of the insertion switch. Furthermore, the monitoring unit 14 starts the second timer TM2 simultaneously with the transmission of the monitoring frame FR to the insertion switch.
- the relay switch that is, the insertion switch
- the monitoring unit 14 monitors the arrival of the transmitted monitoring frame FR (step S112).
- the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR from the sixth switch before the second timer TM2 expires (step S113; Yes). In that case, the monitoring unit 14 resets the second timer TM2, and rewrites the insertion switch table INS to change the insertion switch.
- the monitoring unit 14 decreases the insertion switch sequence number i by 1 (step S114). That is, the monitoring unit 14 changes the insertion switch to the previous one along the transmission path PW. Thereafter, the process returns to step S111.
- the same processing is performed, and the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR from the sixth switch (step S113; Yes).
- the same processing is performed, and the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR from the sixth switch (step S113; Yes).
- the monitoring frame FR since a failure has occurred between the switch 4 and the switch 5, the monitoring frame FR does not arrive at the switch 5 (third switch). In this case, the monitoring unit 14 does not receive the monitoring frame FR from the sixth switch before the second timer TM2 expires (step S113; No).
- Step S115 The second timer TM2 expires without the monitoring unit 14 receiving the monitoring frame FR.
- the sequence number i of the insertion switch shown in the insertion switch table INS is “2”.
- Step S116 The monitoring unit 14 instructs the display unit 16 to display the specified failure occurrence location.
- the display unit 16 refers to the topology table TPL and displays a link with a status flag “0” as a failure occurrence location.
- the monitoring unit 14 linearly searches for a fault location from the end point of the transmission path PW toward the upstream. More specifically, the monitoring unit 14 sequentially changes the insertion switch from the (N ⁇ 1) th switch to the first switch until no monitoring frame FR is received from the Nth switch. It is assumed that the insertion switch when no monitoring frame is received from the Nth switch is the kth switch. In this case, the monitoring unit 14 determines that a failure has occurred between the kth switch and the (k + 1) th switch. When there are a total of N switches along the transmission path PW, the number of links on the transmission path PW is N-1. Therefore, the monitoring unit 14 can identify the failure location by average (N ⁇ 1) / 2 times and maximum N ⁇ 1 frame transmissions.
- FIG. 18 and FIG. 19 respectively show the flowchart and the monitoring frame FR transfer process in the second example.
- the insertion switch table INS used in this example is the same as that in the first example (see FIG. 16). Description overlapping with the first example is omitted as appropriate.
- Step S120 First, the monitoring unit 14 refers to the route table RTE and performs initial setting of the insertion switch table INS stored in the storage unit 10.
- the switch immediately behind the start order of the transmission path PW indicated by the path table RTE is set as the first insertion switch. That is, the first insertion switch is set to the second switch next to the start point (first switch) of the transmission path PW.
- the monitoring unit 14 sets the sequence number i in the insertion switch table INS to “2”.
- Steps S121 to S124 Next, the monitoring unit 14 refers to the insertion switch table INS and the route table RTE, and transmits a monitoring frame FR to the insertion switch (step S121). Further, the monitoring unit 14 monitors the arrival of the transmitted monitoring frame FR (step S122).
- the transmission / transfer processing of the monitoring frame FR is the same as step S111 in the first example.
- the monitoring unit 14 does not receive the monitoring frame FR from the sixth switch before the second timer TM2 expires (step S123; No). In that case, the monitoring unit 14 rewrites the insertion switch table INS and changes the insertion switch. Specifically, the monitoring unit 14 increases the insertion switch sequence number i by 1 (step S124). In other words, the monitoring unit 14 changes the insertion switch to the next one along the transmission path PW. Thereafter, the process returns to step S121.
- the monitoring frame FR is sequentially transferred from the third switch to the sixth switch and returns to the management host 1. That is, the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR from the sixth switch before the second timer TM2 expires (step S123; Yes).
- Steps S125 to S126 When the monitoring unit 14 receives the monitoring frame FR, the sequence number i of the insertion switch shown in the insertion switch table INS is “3”.
- the monitoring unit 14 updates the status flag of the topology table TPL as in the case of the first example. Furthermore, the monitoring unit 14 instructs the display unit 16 to display the specified failure occurrence location.
- the display unit 16 refers to the topology table TPL and displays a link with a status flag “0” as a failure occurrence location.
- the monitoring unit 14 linearly searches for a fault location from the start point of the transmission path PW toward the downstream. More specifically, the monitoring unit 14 sequentially changes the insertion switch from the second switch to the Nth switch until the monitoring frame FR is received from the Nth switch. It is assumed that the insertion switch when the monitoring frame is received from the Nth switch is the kth switch. In this case, the monitoring unit 14 determines that a failure has occurred between the (k ⁇ 1) th switch and the kth switch. The efficiency of identifying the fault location is the same as in the first example.
- a “search range” in which a fault location is searched is defined. It can be said that the search range is a section in which a failure is considered to have occurred. By gradually narrowing the search range, it is possible to specify the location of failure.
- the start point switch and end point switch of the search range are hereinafter referred to as “range start switch” and “range end switch”.
- range start switch is represented by the sth switch
- range end node is represented by the eth node.
- s is in the range of 1 to N-1.
- e is in the range of 2 to N and greater than s.
- FIG. 20 shows a flowchart in the third example.
- FIG. 21 shows an insertion switch table INS used in the third example.
- the insertion switch table INS indicates the sequence number (s, e) of the range start switch and the range end switch in addition to the sequence number m of the insertion switch.
- FIG. 22 conceptually shows the transfer process of the monitoring frame FR in this example. Description overlapping with the first example is omitted as appropriate.
- any switch may be selected between the range start switch and the range end switch.
- the middle switch of the range start switch and the range end switch is set as the insertion switch.
- m is the maximum natural number not exceeding (s + e) / 2, and is represented by the following equation (1).
- Steps S131 to S137 the monitoring unit 14 refers to the insertion switch table INS and the route table RTE, and transmits a monitoring frame FR to the insertion switch (step S131). In addition, the monitoring unit 14 monitors the arrival of the transmitted monitoring frame FR (step S132).
- the transmission / transfer processing of the monitoring frame FR is the same as step S111 in the first example.
- step S136 the monitoring unit 14 recalculates m according to the above equation (1) (step S136).
- the monitoring frame FR since a failure has occurred between the switch 4 and the switch 5, the monitoring frame FR does not arrive at the switch 5 (third switch). In this case, the monitoring unit 14 does not receive the monitoring frame FR from the sixth switch before the second timer TM2 expires (step S133; No).
- the monitoring unit 14 updates the status flag of the topology table TPL as in the case of the first example. Furthermore, the monitoring unit 14 instructs the display unit 16 to display the specified failure occurrence location.
- the display unit 16 refers to the topology table TPL and displays a link with a status flag “0” as a failure occurrence location.
- the monitoring unit 14 searches for a fault location by gradually narrowing the search range.
- the monitoring unit 14 can identify the fault location by average log 2 (N ⁇ 1) times and maximum log 2 (N ⁇ 1) +1 frame transmissions. Therefore, the efficiency is improved as compared with the case of the first example, which is particularly suitable when the total number N of switches on the transmission path PW is large.
- the search range is defined as in the third example.
- one intermediate switch within the search range is set as an insertion switch.
- a plurality of intermediate switches within the search range are simultaneously set as insertion switches. Therefore, the monitoring frame FR is transmitted simultaneously to a plurality of insertion switches (intermediate switches).
- FIG. 23 shows a flowchart in the fourth example.
- FIG. 24 shows an insertion switch table INS used in the fourth example.
- FIG. 25 conceptually shows the transfer process of the monitoring frame FR in this example. The description overlapping with the third example is omitted as appropriate.
- the monitoring unit 14 sets n intermediate switches (the m1-th switch to the mn-th switch) between the range start switch (s-th switch) and the range end switch (e-th switch) as insertion switches. At this time, any switch may be selected between the range start switch and the range end switch. However, from the viewpoint of the efficiency of identifying the fault location, it is preferable that n intermediate switches are selected so that the search range is divided (n + 1) at substantially the same interval.
- m1 and m2 are calculated as 2 and 4, respectively. That is, the insertion switch is set to the second switch (first intermediate switch) and the fourth switch (second intermediate switch).
- Steps S141 to S147 the monitoring unit 14 refers to the insertion switch table INS and the route table RTE and transmits the monitoring frame FR to each of the insertion switches all at once (step S141). In addition, the monitoring unit 14 monitors the arrival of the transmitted monitoring frame FR (step S142).
- the transmission / transfer processing of each monitoring frame FR is the same as step S111 in the first example.
- step S146 the monitoring unit 14 recalculates m according to the above equation (2) (step S146).
- m1 and m2 are calculated as 2 and 3, respectively. That is, the insertion switch is set to the second switch and the third switch. If any of m1 and m2 is different from s (step S147; No), the process returns to step S141.
- Steps S148 to S149 Here, m1, m2, and s are all 2.
- the monitoring unit 14 updates the status flag of the topology table TPL as in the case of the first example. Furthermore, the monitoring unit 14 instructs the display unit 16 to display the specified failure occurrence location.
- the display unit 16 refers to the topology table TPL and displays a link with a status flag “0” as a failure occurrence location.
- the efficiency is further improved compared to the case of the third example. This is particularly suitable when the total number N of switches on the transmission path PW is large.
- a technique for centrally managing the communication network NET by the management host 1 is provided.
- the management host 1 circulates the monitoring frame FR along a predetermined transmission path PW.
- each switch (each node) in the communication network is provided with a transfer table.
- the contents of the forwarding table are set so that the monitoring frame FR is forwarded along a predetermined transmission path PW according to an instruction from the management host 1.
- each switch need only refer to the forwarding table and forward the received monitoring frame FR to the designated forwarding destination.
- circulation of the monitoring frame FR along the predetermined transmission path PW is realized.
- the management host 1 can detect whether or not a failure has occurred on the transmission path PW based on whether or not the monitoring frame FR is received within a predetermined period.
- each switch does not need to search its own entry in the alive monitoring table.
- a life / death monitoring table see Patent Document 2 and Patent Document 3
- each switch does not need to refer to the entry next to its own entry in order to transfer the monitoring frame FR to the next node. As a result, the load on each switch is reduced.
- each switch on the transmission path PW only needs to transfer the received monitoring frame FR in the same way as in the failure location specifying process. There is no need to change the setting of each switch in order to identify the location of failure. In addition, each switch does not need to write life / death information or the like in the monitoring frame FR. Furthermore, in order to specify the location where a failure has occurred, the complicated processing required in Patent Document 2 and Patent Document 3 is not necessary. For example, processing such as that described in Patent Document 3 for checking whether each node can communicate with the next node is not necessary. By these things, the load concerning each switch is reduced greatly. According to the present embodiment, it is possible to identify a failure occurrence location on the transmission path PW with a simple process and reduce the load on each node.
- the transmission path PW of the monitoring frame FR is a one-stroke writing path
- a ring network structure is not assumed. This embodiment can also be applied when the physical topology of the communication network NET is not a ring. There are no restrictions on the physical topology of the communication network NET.
Landscapes
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Abstract
管理計算機は、通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、監視部とを備える。監視部は、経路情報を参照して伝達経路にフレームを送信し、また、伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う。当該伝達経路に沿って、第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在する。第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、第Nノードは、受け取ったフレームを管理計算機に転送する。上記特定処理において、監視部は、第1ノードと第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定する。そして、監視部は、挿入ノードの各々にフレームを送信し、第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて障害の発生箇所を特定する。
Description
本発明は、通信ネットワークを管理計算機で集中管理する通信ネットワーク管理技術に関する。
近年、通信ネットワークは、様々なサービスを提供する社会的インフラとして重要な役割を担っており、通信ネットワークの障害が利用者へ与える影響は計り知れない。そのため、通信ネットワークの死活監視は非常に重要な課題となっている。
特許文献1(再表WO2005/048540号公報)は、キープアライブフレームを用いることにより通信ネットワーク中の障害を検出する技術を開示している。具体的には、複数の拠点ノードが1つ以上の中継ノードを介して通信を行う通信システムにおいて、各拠点ノードは、中継ノードでブロードキャストされるキープアライブフレームを送信する。この時、複数の拠点ノードは、キープアライブフレームを相互に送受信し、相手ノードから送信されるキープアライブフレームの到着状態を監視することによって障害を検出する。この場合、通信ネットワーク中の全ての物理リンクの死活を監視するためには、全ての物理リンクがカバーされるように複数の通信経路を設定し、通信経路毎にキープアライブフレームを送受信する必要がある。すなわち、多数のキープアライブフレームを送受信する必要がある。このことは、各拠点ノードにかかる送受信負荷の増大を招く。
非特許文献1(S. Shah and M. Yip, "Extreme Networks' Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Version 1", The Internet Society, October 2003; (http://tools.ietf.org/html/rfc3619))は、リング状に構成された通信ネットワークにおける死活監視技術を開示している。この場合、複数のスイッチが通信回線を介してリング状に接続され、1つの死活監視フレームがそのリングに沿って順番に伝達される。例えば、リング上のマスタースイッチが、第1ポートから死活監視フレームを送信する。他のスイッチは、受け取った死活監視フレームを次のスイッチに転送する。マスタースイッチは、自身が送信した死活監視フレームを第2ポートで受信することにより、障害が発生していないことを確認することができる。この技術は、リング状のネットワーク構造を前提としており、汎用的ではない。
特許文献2(特許第3740982号公報)は、管理ホストコンピュータが複数のホストコンピュータの死活監視を行う技術を開示している。まず、管理ホストコンピュータは、複数のホストコンピュータに関する死活監視の順番を決定する。次に、管理ホストコンピュータは、死活監視テーブルが組み込まれた死活監視パケットを生成する。この死活監視テーブルは、複数のホストコンピュータのそれぞれに対応付けられた複数のエントリを有し、その複数のエントリは上記決定された順番で並べられている。各エントリは、対応するホストコンピュータのアドレス及びチェックフラグを含んでいる。そして、管理ホストコンピュータは、その死活監視パケットを最初のホストコンピュータに送信する。死活監視パケットを受け取ったホストコンピュータは、死活監視テーブル中の自身のエントリを検索し、該当エントリのチェックフラグをチェックする。その後、そのホストコンピュータは、次のエントリのアドレスを参照して、次のホストコンピュータへ当該死活監視パケットを送信する。この処理が繰り返されることにより、1つの死活監視パケットがホストコンピュータを巡回する。管理ホストコンピュータは、このように巡回した死活監視パケットを最終的に受信する。そして、管理ホストコンピュータは、チェックフラグがチェックされていないホストコンピュータに障害が発生していると判断する。
特許文献3(特開2006-332787号公報)によれば、特許文献2と同様に、1つの死活監視パケットが複数の被監視端末を巡回する。その死活監視パケットには、上述と同様の死活監視テーブルが組み込まれる。但し、各エントリは、チェックフラグの代わりに、日時や稼動状態等の情報が書き込まれるチェックリストを含んでいる。監視端末は、最初の被監視端末に死活監視パケットを送信する。被監視端末は、死活監視パケットを受信すると、自己の動作が正常であるかを判断する。正常である場合、被監視端末は、死活監視テーブル中の自身のエントリを検索し、該当エントリのチェックリストに日時や稼動状態等の所定の情報を書き込む。そして、当該被監視端末は、次のエントリのアドレスを参照して、次の被監視端末へ死活監視パケットを送信する。ここで、次の被監視端末との通信が不可能な場合、当該被監視端末は、次の次の被監視端末へ死活監視パケットを送信する。この処理が繰り返されることにより、1つの死活監視パケットが被監視端末を巡回する。監視端末は、このように巡回した死活監視パケットを最終的に受信する。いずれかのチェックリストに所定の情報が書き込まれていない場合、監視端末は障害が発生していると判断する。
尚、特許文献4(特開2000-48003号公報)、特許文献5(特開平8-286920号公報)、特許文献6(特開平11-212959号公報)、及び特許文献7(特開平3-191464号公報)には、巡回セールスマン問題の解法が記載されている。
S. Shah and M. Yip, "Extreme Networks'Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Version 1", The InternetSociety, October 2003; (http://tools.ietf.org/html/rfc3619).
上述の特許文献3によれば、死活監視テーブルが組み込まれた1つの死活監視パケットが複数のノードを巡回する。各ノードは、死活監視パケットを受け取ると、死活監視テーブル中の自身のエントリを検索し、該当エントリに稼動状態等の所定の情報を書き込む。死活監視パケットに書き込まれる所定の情報は、監視端末が障害発生箇所を特定するために利用する。すなわち、監視端末は、複数のノードを巡回して戻ってきた死活監視パケットに書き込まれている所定の情報に基づいて、障害発生箇所の特定を行う。
しかしながら、あるノードと次のノードとの間で通信が不可能になっている場合、死活監視パケットの巡回が実現されず、監視端末は死活監視パケットを受信することができない。つまり、監視端末は、障害発生箇所の特定処理を実施できない。そのため、死活監視パケットを受け取ったノードは、その死活監視パケットを次のノードに転送する前に、次のノードと通信可能か否かを調べる。具体的には、当該ノードは、次のノードに回線を接続し、応答確認を行う。もし、次のノードと通信不可能であれば、当該ノードは、次の次のノード等の通信可能な相手を探す。そして、当該ノードは、次の次のノード等の通信可能な相手に対して、死活監視パケットを送信する。しかしながら、このような処理は複雑であり、各ノードに過大な負荷をかけてしまう。
本発明の1つの目的は、複数のノードを含む通信ネットワークを管理計算機で集中管理する際に、各ノードにかかる負荷を軽減することができる技術を提供することにある。
本発明の1つの観点において、通信ネットワーク管理システムが提供される。その通信ネットワーク管理システムは、通信ネットワークと、通信ネットワークを管理する管理計算機とを備える。通信ネットワークは、複数のノードと、複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。管理計算機は、通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、監視部とを備える。監視部は、経路情報を参照して伝達経路にフレームを送信し、また、伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う。当該伝達経路に沿って、第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在する。第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、第Nノードは、受け取ったフレームを管理計算機に転送する。上記特定処理において、監視部は、第1ノードと第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定する。そして、監視部は、挿入ノードの各々にフレームを送信し、第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて障害の発生箇所を特定する。
本発明の他の観点において、通信ネットワークを管理する管理計算機が提供される。通信ネットワークは、複数のノードと、複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。管理計算機は、通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、監視部とを備える。監視部は、経路情報を参照して伝達経路にフレームを送信し、また、伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う。当該伝達経路に沿って、第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在する。第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、第Nノードは、受け取ったフレームを管理計算機に転送する。上記特定処理において、監視部は、第1ノードと第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定する。そして、監視部は、挿入ノードの各々にフレームを送信し、第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて障害の発生箇所を特定する。
本発明の更に他の観点において、管理計算機を用いて通信ネットワークを管理する通信ネットワーク管理方法が提供される。通信ネットワークは、複数のノードと、複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。通信ネットワーク管理方法は、通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路に、管理計算機からフレームを送信するステップを含む。ここで、伝達経路に沿って第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在する。第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、第Nノードは、受け取ったフレームを管理計算機に転送する。通信ネットワーク管理方法は更に、管理計算機によって、伝達経路上の障害の発生箇所を特定するステップを含む。その特定するステップは、第1ノードと第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定するステップと、挿入ノードの各々にフレームを送信するステップと、第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて、障害の発生箇所を特定するステップと、を含む。
本発明の更に他の観点において、通信ネットワークの管理処理を管理計算機に実行させる管理プログラムが提供される。通信ネットワークは、複数のノードと、複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。管理処理は、通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報を記憶装置に格納するステップと、経路情報を参照して伝達経路にフレームを送信するステップと、を含む。ここで、伝達経路に沿って第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在する。第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、第Nノードは、受け取ったフレームを管理計算機に転送する。管理処理は更に、伝達経路上の障害の発生箇所を特定するステップを含む。その特定するステップは、第1ノードと第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定するステップと、挿入ノードの各々にフレームを送信するステップと、第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて、障害の発生箇所を特定するステップと、を含む。
本発明によれば、複数のノードを含む通信ネットワークを管理計算機で集中管理する際に、各ノードにかかる負荷を軽減することが可能となる。
上記及び他の目的、長所、特徴は、次の図面と共に説明される本発明の実施の形態により明らかになるであろう。
図1は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システムの構成例を示すブロック図である。
図2は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理システムにおける処理を示している。
図3は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理システムの構成例を示すブロック図である。
図4は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理方法を示すフローチャートである。
図5は、トポロジテーブルの一例を示している。
図6は、監視フレームの伝達経路の一例を示している。
図7は、経路テーブルの一例を示している。
図8は、監視フレームの一例を示す概念図である。
図9は、スイッチ2の転送テーブルを示している。
図10は、スイッチ3の転送テーブルを示している。
図11は、スイッチ4の転送テーブルを示している。
図12は、スイッチ5の転送テーブルを示している。
図13は、平常時のフレーム転送処理を示している。
図14は、障害発生時のフレーム転送処理を示している。
図15は、障害箇所特定処理の第1の例を示すフローチャートである。
図16は、第1の例で用いられる挿入スイッチテーブルを示している。
図17は、第1の例における障害箇所特定処理を示している。
図18は、障害箇所特定処理の第2の例を示すフローチャートである。
図19は、第2の例における障害箇所特定処理を示している。
図20は、障害箇所特定処理の第3の例を示すフローチャートである。
図21は、第3の例で用いられる挿入スイッチテーブルを示している。
図22は、第3の例における障害箇所特定処理を示している。
図23は、障害箇所特定処理の第4の例を示すフローチャートである。
図24は、第4の例で用いられる挿入スイッチテーブルを示している。
図25は、第4の例における障害箇所特定処理を示している。
1.概要
図1は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム100の構成例を概略的に示している。通信ネットワーク管理システム100では、管理計算機によって通信ネットワークが集中管理される。すなわち、図1に示されるように、通信ネットワーク管理システム100は、通信ネットワークNETと、その通信ネットワークNETを管理する管理計算機1とを備えている。
図1は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム100の構成例を概略的に示している。通信ネットワーク管理システム100では、管理計算機によって通信ネットワークが集中管理される。すなわち、図1に示されるように、通信ネットワーク管理システム100は、通信ネットワークNETと、その通信ネットワークNETを管理する管理計算機1とを備えている。
通信ネットワークNETは、複数のノード2~5と、それらノード2~5間を接続する複数の物理リンク71~75とを含んでいる。物理リンク71は、ノード2とノード4を双方向で接続する信号線である。ノード2とノード4は、物理リンク71を介して双方向に通信可能である。物理リンク72は、ノード4とノード5を双方向で接続する信号線である。ノード4とノード5は、物理リンク72を介して双方向に通信可能である。物理リンク73は、ノード5とノード2を双方向で接続する信号線である。ノード5とノード2は、物理リンク73を介して双方向に通信可能である。物理リンク74は、ノード2とノード3を双方向で接続する信号線である。ノード2とノード3は、物理リンク74を介して双方向に通信可能である。物理リンク75は、ノード3とノード5を双方向で接続する信号線である。ノード3とノード5は、物理リンク75を介して双方向に通信可能である。
制御リンク62は、管理計算機1とノード2を双方向で接続する信号線である。制御リンク63は、管理計算機1とノード3を双方向で接続する信号線である。制御リンク64は、管理計算機1とノード4を双方向で接続する信号線である。制御リンク65は、管理計算機1とノード5を双方向で接続する信号線である。管理計算機1とノード2~5は、これら制御リンク62~65のそれぞれを介して双方向に通信可能である。
管理計算機1は、通信ネットワークNETに対して、死活監視用のフレーム(以下、「監視フレームFR」と参照される)を送信する。その監視フレームFRは、通信ネットワークNET中のある伝達経路PWを通って、管理計算機1に戻ってくる。監視フレームFRの伝達経路PWは、管理計算機1によって適宜決定されてもよいし、固定されていてもよい。
図1には、例として、監視フレームFRが「ノード2-4-5-2-3-5」の順番で巡回するような伝達経路PWが示されている。その場合、管理計算機1は、監視フレームFRを、制御リンク62を通してノード2に送信する。ノード2は、受け取った監視フレームFRを、物理リンク71を通して次のノード4に転送する。ノード4は、受け取った監視フレームFRを、物理リンク72を通して次のノード5に転送する。ノード5は、受け取った監視フレームFRを、物理リンク73を通して次のノード2に転送する。ノード2は、受け取った監視フレームFRを、物理リンク74を通して次のノード3に転送する。ノード3は、受け取った監視フレームFRを、物理リンク75を通して次のノード5に転送する。このように、各ノードは、監視フレームFRを受け取ると、受け取った監視フレームFRを伝達経路PWに沿って転送する。最後に、ノード5は、受け取った監視フレームFRを管理計算機1に転送する。
図2は、図1で示された監視フレームFRの巡回をより分かり易く示している。監視フレームFRの伝達経路PW上には、N個のノードが順番に並んでいる。Nは3以上の整数である。それらN個のノードは、伝達経路PWに沿った順番で、それぞれ「第1~第Nノード」と以下参照される。第1~第Nノードは、物理的に同じノードを複数回含んでいてもよい。図2の例では、N=6であり、第1ノードはノード2であり、第2ノードはノード4であり、第3ノードはノード5であり、第4ノードはノード2であり、第5ノードはノード3であり、第6ノードはノード5である。
平常時、管理計算機1は、伝達経路PWの始点である第1ノードに監視フレームFRを送信する。伝達経路PW上の第iノード(i=1~N-1)は、監視フレームFRを受け取ると、受け取った監視フレームFRを第(i+1)ノードに転送する。第Nノードは、監視フレームFRを受け取ると、受け取った監視フレームFRを管理計算機1に転送する。このようにして、監視フレームFRの巡回が実現される。
ここで、伝達経路PW上のどこかのリンクで障害が発生している場合を考える。その場合、管理計算機1は、伝達経路PW上の障害発生箇所の特定を行う。具体的には、管理計算機1は、伝達経路PWの途中の少なくとも1つのノードに監視フレームFRを送信する。そのノードは、以下「挿入ノード」と参照される。すなわち、管理計算機1は、伝達経路PW上の第1ノードと第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを、「挿入ノード」に設定する。そして、管理計算機1は、各挿入ノードに監視フレームFRを送信する。図2には、一例として、第3ノードが挿入ノードとして選択された場合が示されている。
その後、各ノードは監視フレームFRの転送処理を同様に行う。管理計算機1が第Nノードから監視フレームFRを受け取った場合、それは、監視フレームFRが挿入ノードから第Nノードまで順調に転送されたことを意味する。従って、管理計算機1は、挿入ノード以降は正常であり、挿入ノードより前の伝達経路PWに障害があると判断することができる。一方、管理計算機1が第Nノードから監視フレームFRを受け取らない場合、それは、監視フレームFRが挿入ノードから第Nノードまで転送されなかったことを意味する。従って、管理計算機1は、挿入ノード以降の伝達経路PWに障害があると判断することができる。挿入ノードを適宜変更し、同様の処理を繰り返すことにより、管理計算機1は、伝達経路PW上の障害発生箇所を特定することができる。すなわち、管理計算機1は、挿入ノードに監視フレームFRを送信すれば、第Nノードからの監視フレームFRの受信状況に基づいて障害発生箇所を特定することができる。
本実施の形態によれば、各ノードは、障害箇所特定処理においても平常時と同じように、受け取った監視フレームFRを転送するだけでよい。障害発生箇所を特定するために、各ノードの設定をわざわざ変更する必要は無い。また、各ノードは、死活情報等を監視フレームFRに書き込む必要も無い。更に、障害発生箇所を特定するために、特許文献2や特許文献3で要求される複雑な処理は不要である。例えば、特許文献3に記載されているような、各ノードが次のノードとの通信可否を調べるといった処理は不要になる。これらのことにより、各ノードにかかる負荷は大幅に軽減される。本実施の形態によれば、伝達経路PW上の障害発生箇所を簡易な処理で特定し、各ノードにかかる負荷を低減することが可能である。
尚、以上の説明において、「フレーム」という用語が用いられたが、「パケット(IPパケット等)」の場合でも同様である。
本発明は、企業、データセンター、大学等のLAN上のノードや物理リンクの死活監視や、電気通信事業者の通信設備や物理リンクの死活監視に適用できる。
2.具体例
以下、本発明の一実施の形態をより詳細に説明する。通信ネットワークNETにおける所定の伝達経路PWに沿った監視フレームFRの巡回を実現するための方法としては、様々考えられる。以下の説明では、例えば、監視フレームFRの巡回を実現するために、各ノードに「転送テーブル」が設けられる。転送テーブルは、監視フレームFRの入力元と転送先との対応関係を示すテーブルであり、各ノードは、その転送テーブルを参照することによって、入力元から受け取った監視フレームFRを指定された転送先に転送することができる。
以下、本発明の一実施の形態をより詳細に説明する。通信ネットワークNETにおける所定の伝達経路PWに沿った監視フレームFRの巡回を実現するための方法としては、様々考えられる。以下の説明では、例えば、監視フレームFRの巡回を実現するために、各ノードに「転送テーブル」が設けられる。転送テーブルは、監視フレームFRの入力元と転送先との対応関係を示すテーブルであり、各ノードは、その転送テーブルを参照することによって、入力元から受け取った監視フレームFRを指定された転送先に転送することができる。
各ノードの転送テーブルの内容は、管理計算機1からの指示に従って、各ノードによって設定される。具体的には、管理計算機1は、制御リンク(62,63,64,65)を用いることによって、各ノード(2,3,4,5)に対して転送テーブルの設定を指示する。この時、管理計算機1は、伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように、各ノードに対して転送テーブルを設定するよう指示する。各ノードは、管理計算機1からの指示に従って、転送テーブルの内容を設定する。
このような処理を実現するための管理計算機とノードとの間のインターフェイス方式としては、様々考えられる。例えば、Openflow(http://www.openflowswitch.org/を参照)が適用可能である。この場合、“Openflow Controller”が管理計算機1となり、“Openflow Switch”が各ノード2~5となる。Openflowの“Secure Channel”を利用することにより、転送テーブルの設定が可能である。また、GMPLS(Generalized Multi-Protocol Label Switching)も適用可能である。この場合、管理計算機が、GMPLSスイッチに対して転送テーブルの設定を指示する。また、VLAN(Virtual LAN)も適用可能である。この場合、管理計算機が、MIB(Management Information Base)インターフェイスを用いることによって、各スイッチのVLAN設定を操作することができる。
以下の説明では、管理計算機とノードとの間のインターフェイス方式として、Openflowが利用される場合が例示される。
図3は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム100の構成例を示すブロック図である。図3における管理ホスト1(Openflow Controller)は、図1における管理計算機1に相当する。また、図3におけるスイッチ2~5(Openflow Switch)は、図1におけるノード2~5のそれぞれに相当する。
管理ホスト1は、記憶部10、トポロジ管理部11、経路設計部12、エントリ操作部13、監視部14、ノード通信部15、及び表示部16を備えている。ノード通信部15は、制御リンク62~65を介してスイッチ2~5のそれぞれと接続されており、管理ホスト1は、ノード通信部15及び制御リンク62~65を用いることによってスイッチ2~5と双方向に通信可能である。
記憶部10は、RAMやHDD等の記憶装置である。この記憶部10には、トポロジテーブルTPL、経路テーブルRTE、挿入スイッチテーブルINS等が格納される。トポロジテーブルTPL(トポロジ情報)は、上述の通信ネットワークNETの物理トポロジ、すなわち、スイッチ2~5間の接続関係を示している。経路テーブルRTE(経路情報)は、通信ネットワークNETにおける監視フレームFRの伝達経路PWを示す。挿入スイッチテーブルINSは、障害箇所特定処理時に監視フレームFRが送信される「挿入スイッチ」に関する情報を示している。
トポロジ管理部11は、トポロジテーブルTPLを作成し、記憶部10に格納する。また、トポロジ管理部11は、各スイッチから送信されるトポロジ変更通知を、ノード通信部15から受け取る。ここで、トポロジ変更通知とは、通信ネットワークNETの物理トポロジの変更を示す情報であり、スイッチの新規接続情報や物理リンクのアップ・ダウン通知などを含む。トポロジ管理部11は、受け取ったトポロジ変更通知に従って、トポロジテーブルTPLを更新する。
経路設計部12は、記憶部10に格納されているトポロジテーブルTPLを参照して、通信ネットワークNETにおける監視フレームFRの伝達経路PWを決定(設計)する。そして、経路設計部12は、決定された伝達経路PWを示す経路テーブルRTEを記憶部10に格納する。
エントリ操作部13は、各スイッチ(2,3,4,5)に対して転送テーブル(22,32,42,52)の設定を指示する。より詳細には、エントリ操作部13は、記憶部10に格納されているトポロジテーブルTPL及び経路テーブルRTEを参照する。そして、エントリ操作部13は、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように、各スイッチに対して転送テーブルを設定するよう指示する。エントリ操作部13は、その指示を示すテーブル設定コマンドを、ノード通信部15及び制御リンク(62,63,64,65)を通して、各スイッチ(2,3,4,5)に送信する。
監視部14は、記憶部10に格納されている経路テーブルRTEに基づいて、通信ネットワークNETに対する監視フレームFRの送受信を行う。スイッチ2に対する監視フレームFRの送受信は、ノード通信部15及び制御リンク62を通して行われる。スイッチ3に対する監視フレームFRの送受信は、ノード通信部15及び制御リンク63を通して行われる。スイッチ4に対する監視フレームFRの送受信は、ノード通信部15及び制御リンク64を通して行われる。スイッチ5に対する監視フレームFRの送受信は、ノード通信部15及び制御リンク65を通して行われる。また、後に詳しく説明されるように、監視部14は、伝達経路PWにおける障害の発生を検知し、その障害発生箇所の特定処理を行う。
尚、上述のトポロジ管理部11、経路設計部12、エントリ操作部13、及び監視部14は、演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現され得る。
表示部16は、液晶ディスプレイ等の表示装置である。この表示部16は、各種情報を表示する。例えば、表示部16は、トポロジテーブルTPLで示されるスイッチ間の接続状況や、後述される障害発生状況を表示する。
スイッチ2は、テーブル記憶部20、転送処理部21、ホスト通信部23、テーブル設定部24、ポート27、ポート28、及びポート29を備えている。ホスト通信部23は、“Openflow Switch”の“Secure Channel”に相当する。このホスト通信部23は、制御リンク62を介して管理ホスト1と接続されており、スイッチ2は、ホスト通信部23及び制御リンク62を用いることによって管理ホスト1と双方向に通信可能である。また、各ポート(通信インターフェース)は、物理リンクを介して他のスイッチと接続されており、スイッチ2は、ポート及び物理リンクを用いることによって他のスイッチと双方向に通信可能である。
テーブル記憶部20は、RAMやHDD等の記憶装置である。このテーブル記憶部20には、監視フレームFRの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブル22が格納される。
転送処理部21は、ホスト通信部23(すなわち管理ホスト1)から監視フレームFRを受け取る。あるいは、転送処理部21は、いずれかのポート(すなわち他のスイッチ)から監視フレームFRを受け取る。そして、転送処理部21は、テーブル記憶部20に格納されている転送テーブル22を参照することによって、入力元から受け取った監視フレームFRを、転送テーブル22で指定されている転送先(ホスト通信部23やポート)に転送する。複数の転送先が指定されている場合、転送処理部21は、監視フレームFRをコピーし、それらを複数の転送先のそれぞれに転送する。
テーブル設定部24は、管理ホスト1から送信されたテーブル設定コマンドを、ホスト通信部23から受け取る。そして、テーブル設定部24は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部20に格納されている転送テーブル22の内容を設定(追加、削除、変更)する。
他のスイッチ3~5も、スイッチ2と同様の構成を有する。すなわち、スイッチ3は、テーブル記憶部30、転送処理部31、ホスト通信部33、テーブル設定部34、ポート37、ポート38、及びポート39を備えている。テーブル記憶部30には、転送テーブル32が格納される。スイッチ4は、テーブル記憶部40、転送処理部41、ホスト通信部43、テーブル設定部44、ポート47、ポート48、及びポート49を備えている。テーブル記憶部40には、転送テーブル42が格納される。スイッチ5は、テーブル記憶部50、転送処理部51、ホスト通信部53、テーブル設定部54、ポート57、ポート58、及びポート59を備えている。テーブル記憶部50には、転送テーブル52が格納される。各構成及び処理はスイッチ2の場合と同様であり、その説明は省略される。
図3の例において、通信ネットワークNETの物理トポロジ、すなわち、スイッチ2~5間の接続関係は次の通りである。スイッチ2のポート27とスイッチ4のポート47は、物理リンク71を介して双方向に接続されている。スイッチ4のポート49とスイッチ5のポート57は、物理リンク72を介して双方向に接続されている。スイッチ5のポート58とスイッチ2のポート28は、物理リンク73を介して双方向に接続されている。スイッチ2のポート29とスイッチ3のポート37は、物理リンク74を介して双方向に接続されている。スイッチ3のポート39とスイッチ5のポート59は、物理リンク75を介して双方向に接続されている。
3.障害発生の検知
図4は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理方法を示すフローチャートである。図3及び図4を適宜参照して、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理処理を詳細に説明する。尚、管理ホスト1による管理処理は、管理ホスト1が管理プログラムを実行することにより実現される。また、各スイッチによるフレーム転送処理は、各スイッチがフレーム転送プログラムを実行することにより実現される。
図4は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理方法を示すフローチャートである。図3及び図4を適宜参照して、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理処理を詳細に説明する。尚、管理ホスト1による管理処理は、管理ホスト1が管理プログラムを実行することにより実現される。また、各スイッチによるフレーム転送処理は、各スイッチがフレーム転送プログラムを実行することにより実現される。
ステップS11:
トポロジ管理部11は、トポロジテーブルTPLを作成し、記憶部10に格納する。また、トポロジ管理部11は、各スイッチからトポロジ変更通知を受け取り、そのトポロジ変更通知に従ってトポロジテーブルTPLを更新する。
トポロジ管理部11は、トポロジテーブルTPLを作成し、記憶部10に格納する。また、トポロジ管理部11は、各スイッチからトポロジ変更通知を受け取り、そのトポロジ変更通知に従ってトポロジテーブルTPLを更新する。
ここで、通信ネットワークNETの物理トポロジが図3に示されるようになっている場合を考える。図5は、その場合のトポロジテーブルTPLの一例を示している。トポロジテーブルTPLは、複数の物理リンク71~75のそれぞれに対応する複数のエントリを有している。物理リンクが双方向の場合は、片方向毎にエントリが作成される。各エントリは、対応する物理リンクに関する起点スイッチ、起点ポート、終点スイッチ、終点ポート、及び状態フラグを示している。起点スイッチは、その物理リンクの起点となるスイッチであり、起点ポートは、その起点スイッチのポートである。終点スイッチは、その物理リンクの終点となるスイッチであり、終点ポートは、その終点スイッチのポートである。例えば、図5中の一番目のエントリ「起点スイッチ=2、起点ポート=27、終点スイッチ=4、終点ポート=47」は、スイッチ2からスイッチ4へ向かう物理リンク71に対応している。他のエントリも同様である。
各エントリに含まれる状態フラグは、対応する物理リンクが使用可能か使用不可を示す。ある物理リンクの有効性が確認されている場合、その物理リンクに対応したエントリの状態フラグは「1(使用可能)」に設定される。一方、ある物理リンクの有効性が確認されていない場合、あるいは、その物理リンクで障害が発生している場合は、その物理リンクに対応したエントリの状態フラグは「0(使用不可)」に設定される。図5の例では、全てのエントリの状態フラグが「1」となっている。
ステップS12:
経路設計部12は、上記トポロジテーブルTPLで示される物理トポロジを参照して、監視フレームFRの伝達経路PWを決定(設計)する。そして、経路設計部12は、決定された伝達経路PWを示す経路テーブルRTEを作成し、記憶部10に格納する。
経路設計部12は、上記トポロジテーブルTPLで示される物理トポロジを参照して、監視フレームFRの伝達経路PWを決定(設計)する。そして、経路設計部12は、決定された伝達経路PWを示す経路テーブルRTEを作成し、記憶部10に格納する。
ここで、経路設計部12は、全ての物理リンク71~75が一筆書きで網羅されるように伝達経路PWを決定してもよい。その一筆書き経路の決定の際には、巡回セールスマン問題を解くアルゴリズム(例えば、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7参照)を用いることができる。その場合は、各物理リンクが、「巡回セールスマン問題におけるセールスマンの訪問先」に相当する。
また、完全な一筆書き経路ではなく、監視フレームFRがなるべく多くの物理リンクを巡回するように伝達経路PWが決定されてもよい。あるいは、複数の一筆書き経路を組み合わせることによって、全ての物理リンク71~75を網羅してもよい。その場合、それぞれの一筆書き経路には、“00”、“01”、“02”と順番に続くルートIDが付与される。
図6は、物理リンク71~75が一筆書きで網羅される伝達経路PWの一例を示している。図6の伝達経路PWでは、スイッチ2(第1スイッチ)、物理リンク71、スイッチ4(第2スイッチ)、物理リンク72、スイッチ5(第3スイッチ)、物理リンク73、スイッチ2(第4スイッチ)、物理リンク74、スイッチ3(第5スイッチ)、物理リンク75、及びスイッチ5(第6スイッチ)が順番につながっている。監視フレームFRは、この伝達経路PWに沿って伝送される。
図7は、図6で示される伝達経路PWの場合の経路テーブルRTEの一例を示している。この経路テーブルRTEは、図6で示された伝達経路PWを順番に示す複数のエントリを有している。各エントリは、ルートID、順序、経由スイッチ、及び出力ポートを示している。ルートIDは、伝達経路PW毎に付与されるIDである。順序は、各スイッチの順序番号を示す。本例では、伝達経路PWに沿って第1~第6スイッチが順番に存在している。経由スイッチは、各順序に相当するスイッチを示す。出力ポートは、次順のスイッチにつながっているポートであり、監視フレームFRの出力先を示す。出力先がホスト通信部(すなわち管理ホスト1)の場合、出力ポートは「HOST」で示される。
図8は、監視フレームFRの一例を示す概念図である。監視フレームFRは、宛先MACアドレス(MAC DA)、送信元MACアドレス(MAC SA)、ルートID、及び順序番号Aに関する情報を有している。本実施の形態において、宛先MACアドレスは、監視フレームFRを認識するために用いられる。監視フレームFRの識別さえ可能であれば、宛先MACアドレスはどのように設定されてもよい。例えば、宛先MACアドレスは“00-00-4c-00-aa-00”に設定される。送信元MACアドレスは、管理ホスト1のMACアドレス“00-00-4c-00-12-34”に設定される。ルートIDは、上述の通り、伝達経路PW毎に付与されるIDである。順序番号Aは、管理ホスト1から送信される際の送信先スイッチの順序を示す。例えば、管理ホスト1から第1スイッチに監視フレームFRが送信される場合、図7で示された経路テーブルRTEに従って、当該監視フレームFRの順序番号Aは1に設定される。
ステップS13:
管理ホスト1のエントリ操作部13は、スイッチ2~5の各々のテーブル設定部に対して、各転送テーブルを設定するように指示する。このとき、エントリ操作部13は、記憶部10に格納されているトポロジテーブルTPL及び経路テーブルRTEを参照する。そして、エントリ操作部13は、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように指示内容を決定する。その指示を示すテーブル設定コマンドは、エントリ操作部13からノード通信部15及び制御リンク(62,63,64,65)を通して、各スイッチ(2,3,4,5)に送信される。
管理ホスト1のエントリ操作部13は、スイッチ2~5の各々のテーブル設定部に対して、各転送テーブルを設定するように指示する。このとき、エントリ操作部13は、記憶部10に格納されているトポロジテーブルTPL及び経路テーブルRTEを参照する。そして、エントリ操作部13は、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように指示内容を決定する。その指示を示すテーブル設定コマンドは、エントリ操作部13からノード通信部15及び制御リンク(62,63,64,65)を通して、各スイッチ(2,3,4,5)に送信される。
スイッチ2において、テーブル設定部24は、ホスト通信部23からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部24は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部20に格納されている転送テーブル22の内容を設定する。図9は、図6で示された伝達経路PWの場合の転送テーブル22の一例を示している。転送テーブル22は、入力ポート、宛先MACアドレス(MAC DA)、送信元MACアドレス(MAC SA)、及び出力ポートを示している。
入力ポートは、監視フレームFRが入力される入力元(ポートあるいはホスト通信部23)を示している。入力元がいずれかのポート(すなわち他のスイッチ)の場合、入力ポートはそのポート番号で示される。入力元がホスト通信部23(すなわち管理ホスト1)の場合、入力ポートは「HOST」で示される。
出力ポートは、監視フレームFRの転送先(ポートあるいはホスト通信部23)を示している。転送先がいずれかのポート(すなわち他のスイッチ)の場合、出力ポートはそのポート番号で示される。転送先がホスト通信部23(すなわち管理ホスト1)の場合、出力ポートは「HOST」で示される。尚、1つのエントリに対して複数の出力ポートが設定されてもよい。その場合、監視フレームFRはそれぞれの出力ポートに出力される。
転送テーブル22中の宛先MACアドレスは、監視フレームFRの宛先MACアドレスと同じである。本例では、その宛先MACアドレスは、“00-00-4c-00-aa-00”である。また、転送テーブル22中の送信元MACアドレスは、監視フレームFRの送信元MACアドレスと同じである。本例では、送信元MACアドレスは、管理ホスト1のMACアドレス“00-00-4c-00-12-34”である。尚、管理ホスト1が1台しか用いられない場合は、送信元MACアドレスが省略されてもよい。
このように、転送テーブル22は、監視フレームFRに関する入力元(入力ポート)、転送先(出力ポート)、及びヘッダ情報(MAD DA、MAC SA等)を含んでいる。すなわち、転送テーブル22は、監視フレームFRの入力元及びヘッダ情報と転送先との対応関係を示している。このような転送テーブル22を参照することによって、転送処理部21は、受け取った監視フレームFRを、指定された転送先に転送することができる。この時、入力ポートとヘッダ情報(MAD DA、MAC SA)は、対応する出力ポートの検索キーとして用いられる。例えば、転送処理部21が、ホスト通信部23(入力ポート=HOST)から、監視フレームFR(MAD DA=00-00-4c-00-aa-00、MAC SA=00-00-4c-00-12-34)を受け取った場合を考える。この場合、転送テーブル22中の1番目のエントリがヒットする。従って、転送処理部21は、該当エントリの出力ポート27に監視フレームFRを転送する。すなわち、管理ホスト1から送られた監視フレームFRが、出力ポート27につながる物理リンク71へ出力され、スイッチ4に転送される。このようにして、監視フレームFRの転送が実現される。
スイッチ3において、テーブル設定部34は、ホスト通信部33からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部34は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部30に格納されている転送テーブル32の内容を設定する。図10は、本例における転送テーブル32を示している。
スイッチ4において、テーブル設定部44は、ホスト通信部43からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部44は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部40に格納されている転送テーブル42の内容を設定する。図11は、本例における転送テーブル42を示している。
スイッチ5において、テーブル設定部54は、ホスト通信部53からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部54は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部50に格納されている転送テーブル52の内容を設定する。図12は、本例における転送テーブル52を示している。
ステップS14:
ステップS13の完了後、管理ホスト1の監視部14は、監視フレームFRの送信を定期的に行う。各スイッチの転送処理部は、監視フレームFRを受け取ると、その監視フレームFRを転送する。図13は、平常時の監視フレームFRの送信・転送処理を示している。図13において、破線矢印は、制御リンク62~65を用いた通信を示し、実線矢印は、物理リンク71~75を用いた通信を示す。
ステップS13の完了後、管理ホスト1の監視部14は、監視フレームFRの送信を定期的に行う。各スイッチの転送処理部は、監視フレームFRを受け取ると、その監視フレームFRを転送する。図13は、平常時の監視フレームFRの送信・転送処理を示している。図13において、破線矢印は、制御リンク62~65を用いた通信を示し、実線矢印は、物理リンク71~75を用いた通信を示す。
まず、監視部14は、図8で示された監視フレームFRを生成する。続いて、監視部14は、図7で示された経路テーブルRTEを参照して、伝達経路PWの最初のスイッチであるスイッチ2(第1スイッチ)に監視フレームFRを送信する。この時、送信される監視フレームFRの順序番号Aは1に設定される。また、監視部14は、監視フレームFRの送信と同時に、第1タイマTM1及び第2タイマTM2を起動する。第1タイマTM1は、監視フレームFRの定期的な送信を実施するために用いられる。つまり、監視部14は、第1タイマTM1でカウントされる所定の間隔毎に、監視フレームFRの送信を行う。第2タイマTM2は、後述される障害発生の検出処理に用いられる。尚、第2タイマTM2の設定時間は、第1タイマTM1の設定時間よりも十分長い。
監視フレームFRは、管理ホスト1のノード通信部15から、制御リンク62を通して、スイッチ2(第1スイッチ)のホスト通信部23に到達する。転送処理部21は、ホスト通信部23から監視フレームFRを受け取る。転送処理部21は、図9で示された転送テーブル22を参照して、受け取った監視フレームFRをポート27(すなわちスイッチ4)に転送する。
監視フレームFRは、スイッチ2のポート27から、物理リンク71を通して、スイッチ4(第2スイッチ)のポート47に到達する。転送処理部41は、ポート47から監視フレームFRを受け取る。転送処理部41は、図11で示された転送テーブル42を参照して、受け取った監視フレームFRをポート49(すなわちスイッチ5)に転送する。
監視フレームFRは、スイッチ4のポート49から、物理リンク72を通して、スイッチ5(第3スイッチ)のポート57に到達する。転送処理部51は、ポート57から監視フレームFRを受け取る。転送処理部51は、図12で示された転送テーブル52を参照して、受け取った監視フレームFRをポート58(すなわちスイッチ2)に転送する。
監視フレームFRは、スイッチ5のポート58から、物理リンク73を通して、スイッチ2(第4スイッチ)のポート28に到達する。転送処理部21は、ポート28から監視フレームFRを受け取る。転送処理部21は、図9で示された転送テーブル22を参照して、受け取った監視フレームFRをポート29(すなわちスイッチ3)に転送する。
監視フレームFRは、スイッチ2のポート29から、物理リンク74を通して、スイッチ3(第5スイッチ)のポート37に到達する。転送処理部31は、ポート37から監視フレームFRを受け取る。転送処理部31は、図10で示された転送テーブル32を参照して、受け取った監視フレームFRをポート39(すなわちスイッチ5)に転送する。
監視フレームFRは、スイッチ3のポート39から、物理リンク75を通して、スイッチ5(第6スイッチ)のポート59に到達する。転送処理部51は、ポート59から監視フレームFRを受け取る。転送処理部51は、図12で示された転送テーブル52を参照して、受け取った監視フレームFRをホスト通信部53(すなわち管理ホスト1)に転送する。
監視フレームFRは、スイッチ5(第6スイッチ)のホスト通信部53から、制御リンク65を通して、管理ホスト1のノード通信部15に到達する。このようにして、伝達経路PWに沿った監視フレームFRの転送(巡回)が実現される。
ステップS15:
管理ホスト1の監視部14は、監視フレームFRの到着をモニタする。図13で示された例では、監視フレームFRは、途中で欠落することなく、スイッチ5(第6スイッチ)から管理ホスト1に戻ってくる。この場合、監視部14は、十分長く設定された第2タイマTM2の満了前に、監視フレームFRを受け取る。つまり、監視部14は、監視フレームFRを第1スイッチに送信した後、第2タイマTM2でカウントされる所定の期間以内に、その監視フレームFRを第6スイッチから受け取る。その場合、監視部14は、第2タイマTM2をリセットし、また、伝達経路PW上で障害が発生していないと判断する(ステップS20;No)。
管理ホスト1の監視部14は、監視フレームFRの到着をモニタする。図13で示された例では、監視フレームFRは、途中で欠落することなく、スイッチ5(第6スイッチ)から管理ホスト1に戻ってくる。この場合、監視部14は、十分長く設定された第2タイマTM2の満了前に、監視フレームFRを受け取る。つまり、監視部14は、監視フレームFRを第1スイッチに送信した後、第2タイマTM2でカウントされる所定の期間以内に、その監視フレームFRを第6スイッチから受け取る。その場合、監視部14は、第2タイマTM2をリセットし、また、伝達経路PW上で障害が発生していないと判断する(ステップS20;No)。
その後、第1タイマTM1が満了すると、監視部14は、新たな監視フレームFRを送信する。そして、ステップS14、S15が繰り返し実行される。このように、平常時は、監視フレームFRが伝達経路PWを定期的に巡回し、そのたびに障害発生の有無が判定される。
図14は、伝達経路PW上の一部で障害が発生している場合を示している。例として、スイッチ4とスイッチ5との間の物理リンク72で障害が発生し、双方向で通信が不可能になったとする。図13の場合と同様に、監視部14は、監視フレームFRを定期的に送信する。しかしながら、物理リンク72で障害が発生しているため、監視フレームFRは、スイッチ4からスイッチ5へ転送されない。従って、監視部14が監視フレームFRを受け取ることなく、第2タイマTM2が満了してしまう。つまり、監視部14は、監視フレームFRを第1スイッチに送信した後、第2タイマTM2でカウントされる所定の期間以内に、その監視フレームFRを第6スイッチから受け取らない。その場合、監視部14は、伝達経路PW上のどこかで障害が発生していると判断する(ステップS20;Yes)。
このように、監視部14は、監視フレームFRの受信状況をモニタすることによって、伝達経路PW上の障害発生を検出することができる。監視部14は、障害発生を検出すると、その旨を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLで示される物理トポロジ、経路テーブルRTEで示される伝達経路PW、及びその伝達経路PW上で障害が発生していることを表示する。監視部14によって障害発生が検出されると、処理は障害発生箇所の特定(ステップS100)に移る。
4.障害発生箇所の特定処理(ステップS100)
以下、本実施の形態に係る障害発生箇所の特定処理を説明する。障害発生箇所は、第2スイッチ(スイッチ4)から第3スイッチ(スイッチ5)へ向かう物理リンク72であるとする。その障害発生箇所を特定するためのアルゴリズムとしては、以下に例示されるように、様々考えられる。
以下、本実施の形態に係る障害発生箇所の特定処理を説明する。障害発生箇所は、第2スイッチ(スイッチ4)から第3スイッチ(スイッチ5)へ向かう物理リンク72であるとする。その障害発生箇所を特定するためのアルゴリズムとしては、以下に例示されるように、様々考えられる。
4-1.第1の例
図15は、ステップS100の第1の例を示すフローチャートである。図16は、ステップS100において用いられる挿入スイッチテーブルINSを示している。本例において、挿入スイッチテーブルINSは、挿入スイッチの順序番号iを示している。図17は、本例における監視フレームFRの転送処理を概念的に示している。
図15は、ステップS100の第1の例を示すフローチャートである。図16は、ステップS100において用いられる挿入スイッチテーブルINSを示している。本例において、挿入スイッチテーブルINSは、挿入スイッチの順序番号iを示している。図17は、本例における監視フレームFRの転送処理を概念的に示している。
ステップS110:
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。本例では、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWの最終順序の1つ前のスイッチが、最初の挿入スイッチに設定される。すなわち、最初の挿入スイッチは、伝達経路PWの終点(第Nスイッチ)の1つ前である第5スイッチに設定される。監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中の順序番号iを、“5(=N-1)”に設定する。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。本例では、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWの最終順序の1つ前のスイッチが、最初の挿入スイッチに設定される。すなわち、最初の挿入スイッチは、伝達経路PWの終点(第Nスイッチ)の1つ前である第5スイッチに設定される。監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中の順序番号iを、“5(=N-1)”に設定する。
ステップS111~S114:
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS111)。より詳細には、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSから挿入スイッチの順序番号iを読み出し、その順序番号iに対応する「経由スイッチ」及び「出力ポート」を経路テーブルRTEから読み出す。そして、監視部14は、その出力ポートを指定しながら、当該経由スイッチ(すなわち、挿入スイッチ)に監視フレームFRを送信する。この時、送信される監視フレームFRの順序番号Aは、挿入スイッチの順序番号iと同じに設定される。更に、監視部14は、挿入スイッチへの監視フレームFRの送信と同時に、第2タイマTM2を起動する。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS111)。より詳細には、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSから挿入スイッチの順序番号iを読み出し、その順序番号iに対応する「経由スイッチ」及び「出力ポート」を経路テーブルRTEから読み出す。そして、監視部14は、その出力ポートを指定しながら、当該経由スイッチ(すなわち、挿入スイッチ)に監視フレームFRを送信する。この時、送信される監視フレームFRの順序番号Aは、挿入スイッチの順序番号iと同じに設定される。更に、監視部14は、挿入スイッチへの監視フレームFRの送信と同時に、第2タイマTM2を起動する。
最初の挿入スイッチは、第5スイッチ(i=5)である。従って、監視部14は、経路テーブルRTEから、「経由スイッチ=3」及び「出力ポート=39」を読み出す。そして、監視部14は、「出力ポート=39」を指定しながら、スイッチ3(第5スイッチ)に監視フレームFR(A=5)を送信する。スイッチ3は、管理ホスト1から監視フレームFRを受け取ると、指定された「出力ポート=39」から監視フレームFRを出力する。すなわち、監視フレームFRはスイッチ5(第6スイッチ)に転送される。スイッチ5は、平常時と同様に、受け取った監視フレームFRを管理ホスト1に転送する。
監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS112)。挿入スイッチが第5スイッチ(i=5)の場合、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFRを受け取る(ステップS113;Yes)。その場合、監視部14は、第2タイマTM2をリセットし、また、挿入スイッチテーブルINSを書き換えて挿入スイッチを変更する。具体的には、監視部14は、挿入スイッチの順序番号iを1だけ減らす(ステップS114)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチを、伝達経路PWに沿って1つ前のものに変更する。その後、処理は、ステップS111に戻る。
挿入スイッチが第4スイッチ(i=4)の場合、同様の処理が行われ、監視部14は、第6スイッチから監視フレームFRを受け取る(ステップS113;Yes)。その結果、挿入スイッチは第3スイッチ(i=3)に変更される。挿入スイッチが第3スイッチ(i=3)の場合も、同様の処理が行われ、監視部14は、第6スイッチから監視フレームFRを受け取る(ステップS113;Yes)。その結果、挿入スイッチは第2スイッチ(i=2)に変更される。
挿入スイッチが第2スイッチ(i=2)の場合、監視部14は、「出力ポート=49」を指定しながら、スイッチ4(第2スイッチ)に監視フレームFR(A=2)を送信する。スイッチ4は、管理ホスト1から監視フレームFRを受け取ると、指定された「出力ポート=49」から監視フレームFRを出力する。しかしながら、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生しているため、監視フレームFRは、スイッチ5(第3スイッチ)には到着しない。この場合、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFRを受け取らない(ステップS113;No)。
ステップS115:
監視部14が監視フレームFRを受け取らないまま、第2タイマTM2は満了する。この時、挿入スイッチテーブルINSで示されている挿入スイッチの順序番号iは“2”である。監視部14は、その挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(i=2)とそれに続く第3スイッチ(i=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(i=2)及び第3スイッチ(i=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
監視部14が監視フレームFRを受け取らないまま、第2タイマTM2は満了する。この時、挿入スイッチテーブルINSで示されている挿入スイッチの順序番号iは“2”である。監視部14は、その挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(i=2)とそれに続く第3スイッチ(i=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(i=2)及び第3スイッチ(i=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
障害発生箇所が特定されると、監視部14は、記憶部10に格納されているトポロジテーブルTPLの状態フラグを更新する。具体的には、スイッチ4からスイッチ5への物理リンク72に対応したエントリ「起点スイッチ=4、起点ポート=49、終点スイッチ=5、終点ポート=57」の状態フラグが「0(使用不可)」に更新される。
ステップS116:
監視部14は、特定された障害発生箇所を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLを参照し、状態フラグが「0」のリンクを障害発生箇所として表示する。
監視部14は、特定された障害発生箇所を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLを参照し、状態フラグが「0」のリンクを障害発生箇所として表示する。
以上に説明されたように、第1の例では、監視部14は、伝達経路PWの終点から上流に向かって、障害箇所を線形的に探索する。より詳細には、監視部14は、第Nスイッチから監視フレームFRを受け取らなくなるまで、挿入スイッチを第(N-1)スイッチから第1スイッチに向けて順番に変更する。第Nスイッチから監視フレームを受け取らなくなったときの挿入スイッチは、第kスイッチであるとする。その場合、監視部14は、第kスイッチと第(k+1)スイッチとの間で障害が発生していると判断する。伝達経路PWに沿って合計N個のスイッチが存在する場合、伝達経路PW上のリンク数はN-1である。よって、監視部14は、平均(N-1)/2回、最大N-1回のフレーム送信で、障害箇所を特定することができる。
4-2.第2の例
第2の例では、第1の例の場合と逆に、監視部14は、伝達経路PWの始点から下流に向かって障害箇所を探索する。図18及び図19は、第2の例におけるフローチャート及び監視フレームFRの転送処理をそれぞれ示している。本例で用いられる挿入スイッチテーブルINSは、第1の例と同じである(図16参照)。第1の例と重複する説明は、適宜省略される。
第2の例では、第1の例の場合と逆に、監視部14は、伝達経路PWの始点から下流に向かって障害箇所を探索する。図18及び図19は、第2の例におけるフローチャート及び監視フレームFRの転送処理をそれぞれ示している。本例で用いられる挿入スイッチテーブルINSは、第1の例と同じである(図16参照)。第1の例と重複する説明は、適宜省略される。
ステップS120:
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。本例では、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWの開始順序の1つ後ろのスイッチが、最初の挿入スイッチに設定される。すなわち、最初の挿入スイッチは、伝達経路PWの始点(第1スイッチ)の次の第2スイッチに設定される。監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中の順序番号iを、“2”に設定する。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。本例では、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWの開始順序の1つ後ろのスイッチが、最初の挿入スイッチに設定される。すなわち、最初の挿入スイッチは、伝達経路PWの始点(第1スイッチ)の次の第2スイッチに設定される。監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中の順序番号iを、“2”に設定する。
ステップS121~S124:
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS121)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS122)。監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS121)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS122)。監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
挿入スイッチが第2スイッチ(i=2)の場合、監視部14は、「出力ポート=49」を指定しながら、スイッチ4(第2スイッチ)に監視フレームFR(A=2)を送信する。スイッチ4は、管理ホスト1から監視フレームFRを受け取ると、指定された「出力ポート=49」から監視フレームFRを出力する。しかしながら、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生しているため、監視フレームFRは、スイッチ5(第3スイッチ)には到着しない。この場合、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFRを受け取らない(ステップS123;No)。その場合、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSを書き換えて挿入スイッチを変更する。具体的には、監視部14は、挿入スイッチの順序番号iを1だけ増加させる(ステップS124)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチを、伝達経路PWに沿って1つ後ろのものに変更する。その後、処理は、ステップS121に戻る。
挿入スイッチが第3スイッチ(i=3)の場合、監視フレームFRは、第3スイッチから第6スイッチに順番に転送され、管理ホスト1に戻ってくる。すなわち、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFRを受け取る(ステップS123;Yes)。
ステップS125~S126:
監視部14が監視フレームFRを受け取ったとき、挿入スイッチテーブルINSで示されている挿入スイッチの順序番号iは“3”である。監視部14は、その挿入スイッチテーブルINSを参照して、第3スイッチ(i=3)とその1つ前の第2スイッチ(i=2)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(i=2)及び第3スイッチ(i=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
監視部14が監視フレームFRを受け取ったとき、挿入スイッチテーブルINSで示されている挿入スイッチの順序番号iは“3”である。監視部14は、その挿入スイッチテーブルINSを参照して、第3スイッチ(i=3)とその1つ前の第2スイッチ(i=2)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(i=2)及び第3スイッチ(i=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
障害発生箇所が特定されると、監視部14は、第1の例の場合と同様にトポロジテーブルTPLの状態フラグを更新する。更に、監視部14は、特定された障害発生箇所を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLを参照し、状態フラグが「0」のリンクを障害発生箇所として表示する。
以上に説明されたように、第2の例では、監視部14は、伝達経路PWの始点から下流に向かって、障害箇所を線形的に探索する。より詳細には、監視部14は、第Nスイッチから監視フレームFRを受け取るようになるまで、挿入スイッチを第2スイッチから第Nスイッチに向けて順番に変更する。第Nスイッチから監視フレームを受け取るようになったときの挿入スイッチは、第kスイッチであるとする。その場合、監視部14は、第(k-1)スイッチと第kスイッチとの間で障害が発生していると判断する。障害箇所の特定効率は、第1の例の場合と同じである。
4-3.第3の例
第3の例では、障害箇所が探索される「探索範囲」が規定される。探索範囲は、障害が発生していると考えられる区間であるとも言える。その探索範囲を徐々に狭めていくことによって、障害発生箇所を特定することができる。探索範囲の始点スイッチ及び終点スイッチは、以下、「範囲開始スイッチ」及び「範囲終了スイッチ」と参照される。伝達経路PW上の順序番号を用いると、範囲開始スイッチは第sスイッチで表され、範囲終了ノードは第eノードで表される。ここで、sは1~N-1の範囲にある。eは、2~Nの範囲にあり、且つ、sより大きい。
第3の例では、障害箇所が探索される「探索範囲」が規定される。探索範囲は、障害が発生していると考えられる区間であるとも言える。その探索範囲を徐々に狭めていくことによって、障害発生箇所を特定することができる。探索範囲の始点スイッチ及び終点スイッチは、以下、「範囲開始スイッチ」及び「範囲終了スイッチ」と参照される。伝達経路PW上の順序番号を用いると、範囲開始スイッチは第sスイッチで表され、範囲終了ノードは第eノードで表される。ここで、sは1~N-1の範囲にある。eは、2~Nの範囲にあり、且つ、sより大きい。
図20は、第3の例におけるフローチャートを示している。図21は、第3の例で用いられる挿入スイッチテーブルINSを示している。本例において、挿入スイッチテーブルINSは、挿入スイッチの順序番号mに加えて、範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチの順序番号(s、e)を示している。図22は、本例における監視フレームFRの転送処理を概念的に示している。第1の例と重複する説明は、適宜省略される。
ステップS130:
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。具体的には、監視部14は、伝達経路PWの最初(第1スイッチ)と最後(第6スイッチ)を、それぞれ範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチに初期設定する(s=1、e=6)。これは、最大の探索範囲に相当する。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。具体的には、監視部14は、伝達経路PWの最初(第1スイッチ)と最後(第6スイッチ)を、それぞれ範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチに初期設定する(s=1、e=6)。これは、最大の探索範囲に相当する。
更に、監視部14は、範囲開始スイッチ(第sスイッチ)と範囲終了スイッチ(第eスイッチ)との間のいずれかのスイッチ(中間スイッチ=第mスイッチ)を、挿入スイッチに設定する。このとき、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間であれば、どのスイッチが選択されてもよい。但し、障害箇所の特定効率の観点から言えば、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチのほぼ真ん中のスイッチが、挿入スイッチに設定されることが好適である。その場合、mは、(s+e)/2を超えない最大の自然数であり、次の式(1)で表される。
式(1):m=INT((s+e)/2)
これは、2分探索に相当する。初期設定段階では、s=1、e=6であり、mは3に設定される。すなわち、挿入スイッチは第3スイッチに設定される。
ステップS131~S137:
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS131)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS132)。監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS131)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS132)。監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
挿入スイッチが第3スイッチ(m=3)の場合、監視部14は、「出力ポート=58」を指定しながら、スイッチ5(第3スイッチ)に監視フレームFR(A=3)を送信する。監視フレームFRは、第3スイッチから第6スイッチに順番に転送され、管理ホスト1に戻ってくる。すなわち、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFRを受け取る(ステップS133;Yes)。その場合、監視部14は、現在の挿入スイッチ以降は正常であると判断し、現在の挿入スイッチ(中間スイッチ)を新たに範囲終了スイッチに再設定する(ステップS134)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中のeを、現在のm=3に更新する。更に、監視部14は、上記式(1)に従ってmを再計算する(ステップS136)。その結果、挿入スイッチは、第3スイッチ(m=3)から第2スイッチ(m=2)に変更される。mとsが異なっている場合(ステップS137;No)、処理は、ステップS131に戻る。
挿入スイッチが第2スイッチ(m=2)の場合、監視部14は、「出力ポート=49」を指定しながら、スイッチ4(第2スイッチ)に監視フレームFR(A=2)を送信する。スイッチ4は、管理ホスト1から監視フレームFRを受け取ると、指定された「出力ポート=49」から監視フレームFRを出力する。しかしながら、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生しているため、監視フレームFRは、スイッチ5(第3スイッチ)には到着しない。この場合、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFRを受け取らない(ステップS133;No)。その場合、監視部14は、現在の挿入スイッチ以降に障害が存在すると判断し、現在の挿入スイッチ(中間スイッチ)を新たに範囲開始スイッチに再設定する(ステップS135)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中のsを、現在のm=2に更新する。更に、監視部14は、上記式(1)に従ってmを再計算する(ステップS136)。その結果、mは2となる。
ステップS138~S139:
ここで、mとsは、共に2となる。mとsが一致する場合(ステップS137;Yes)、それは、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間に他のスイッチがもう存在しないことを意味する。言い換えれば、探索範囲は限界まで絞り込まれている。従って、監視部14は、現在の範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間で障害が発生していると判断することができる。すなわち、監視部14は、現在の挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(s=2)と第3スイッチ(e=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(s=2)及び第3スイッチ(e=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
ここで、mとsは、共に2となる。mとsが一致する場合(ステップS137;Yes)、それは、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間に他のスイッチがもう存在しないことを意味する。言い換えれば、探索範囲は限界まで絞り込まれている。従って、監視部14は、現在の範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間で障害が発生していると判断することができる。すなわち、監視部14は、現在の挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(s=2)と第3スイッチ(e=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(s=2)及び第3スイッチ(e=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
障害発生箇所が特定されると、監視部14は、第1の例の場合と同様にトポロジテーブルTPLの状態フラグを更新する。更に、監視部14は、特定された障害発生箇所を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLを参照し、状態フラグが「0」のリンクを障害発生箇所として表示する。
以上に説明されたように、第3の例では、監視部14は、探索範囲を徐々に狭めることにより障害箇所を探索する。2分探索の場合、監視部14は、平均log2(N-1)回、最大log2(N-1)+1回のフレーム送信で、障害箇所を特定することができる。従って、第1の例の場合よりも効率が向上し、特に、伝達経路PW上のスイッチの総数Nが大きい場合に好適である。
4-4.第4の例
第4の例では、第3の例と同様に探索範囲が規定される。第3の例では、その探索範囲内の1つの中間スイッチが挿入スイッチに設定されたが、第4の例では、その探索範囲内の複数の中間スイッチが同時に挿入スイッチに設定される。従って、監視フレームFRは、複数の挿入スイッチ(中間スイッチ)に一斉に送信される。
第4の例では、第3の例と同様に探索範囲が規定される。第3の例では、その探索範囲内の1つの中間スイッチが挿入スイッチに設定されたが、第4の例では、その探索範囲内の複数の中間スイッチが同時に挿入スイッチに設定される。従って、監視フレームFRは、複数の挿入スイッチ(中間スイッチ)に一斉に送信される。
図23は、第4の例におけるフローチャートを示している。図24は、第4の例で用いられる挿入スイッチテーブルINSを示している。本例において、挿入スイッチテーブルINSは、n個の挿入スイッチの順序番号mj(j=1~n;nは2以上の整数)と、範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチの順序番号(s、e)を示している。図25は、本例における監視フレームFRの転送処理を概念的に示している。第3の例と重複する説明は、適宜省略される。
ステップS140:
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。具体的には、監視部14は、伝達経路PWの最初(第1スイッチ)と最後(第6スイッチ)を、それぞれ範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチに初期設定する(s=1、e=6)。これは、最大の探索範囲に相当する。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。具体的には、監視部14は、伝達経路PWの最初(第1スイッチ)と最後(第6スイッチ)を、それぞれ範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチに初期設定する(s=1、e=6)。これは、最大の探索範囲に相当する。
更に、監視部14は、範囲開始スイッチ(第sスイッチ)と範囲終了スイッチ(第eスイッチ)との間のn個の中間スイッチ(第m1スイッチ~第mnスイッチ)を、挿入スイッチに設定する。このとき、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間であれば、どのスイッチが選択されてもよい。但し、障害箇所の特定効率の観点から言えば、探索範囲がほぼ同じ間隔で(n+1)分割されるように、n個の中間スイッチが選択されると好適である。その場合、mj(j=1~n)は、((n+1-j)×s+j×e)/(n+1)を超えない最大の自然数であり、次の式(2)で表される。
式(2):mj=INT(((n+1-j)×s+j×e)/(n+1))
以下、n=2の場合が説明される。その場合、2個の中間スイッチ(第m1スイッチ、第m2スイッチ)が同時に挿入スイッチとなる。初期設定段階では、s=1、e=6であり、式(2)に従えば、m1、m2はそれぞれ2、4と算出される。すなわち、挿入スイッチは、第2スイッチ(第1中間スイッチ)及び第4スイッチ(第2中間スイッチ)に設定される。
ステップS141~S147:
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチのそれぞれに監視フレームFRを一斉に送信する(ステップS141)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS142)。各監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチのそれぞれに監視フレームFRを一斉に送信する(ステップS141)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS142)。各監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
監視部14は、第4スイッチ(m2=4)に、順序番号Aが“4”に設定された監視フレームFR(A=4)を送信する。その監視フレームFR(A=4)は、第4スイッチからから第6スイッチに順番に転送され、管理ホスト1に戻ってくる。すなわち、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFR(A=4)を受け取る(ステップS143;Yes)。その場合、監視部14は、第4スイッチ(m2=4)以降は正常であると判断し、その第4スイッチを新たに範囲終了スイッチに再設定する(ステップS144)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中のeを、現在のm2=4に更新する。
また、監視部14は、第2スイッチ(m1=2)に、順序番号Aが“2”に設定された監視フレームFR(A=2)を送信する。その監視フレームFR(A=2)は、第2スイッチから第3スイッチに転送されず、管理ホスト1に戻ってこない。すなわち、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFR(A=2)を受け取らない(ステップS143;No)。その場合、監視部14は、第2スイッチ(m1=2)以降に障害が存在すると判断し、その第2スイッチを新たに範囲開始スイッチに再設定する(ステップS145)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中のsを、現在のm1=2に更新する。
第2タイマTM2が満了すると、監視部14は、上記式(2)に従ってmを再計算する(ステップS146)。現在、s=2、e=4であり、式(2)に従えば、m1、m2はそれぞれ2、3と算出される。すなわち、挿入スイッチは、第2スイッチ及び第3スイッチに設定される。m1のm2のいずれかがsと異なっている場合(ステップS147;No)、処理は、ステップS141に戻る。
監視部14は、第3スイッチ(m2=3)に、順序番号Aが“3”に設定された監視フレームFR(A=3)を送信する。その監視フレームFR(A=3)は、第3スイッチからから第6スイッチに順番に転送され、管理ホスト1に戻ってくる。すなわち、監視部14は、第2タイマTM2の満了前に、第6スイッチから監視フレームFR(A=3)を受け取る(ステップS143;Yes)。その場合、監視部14は、第3スイッチ(m2=3)以降は正常であると判断し、その第3スイッチを新たに範囲終了スイッチに再設定する(ステップS144)。すなわち、監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中のeを、現在のm2=3に更新する。
他方の挿入スイッチである第2スイッチ(m1=2)は、範囲開始スイッチ(s=2)と一致している。その場合、監視部14は、第2スイッチに監視フレームFRを送らなくてよい。尚、その第2スイッチには前回の処理で既に監視フレームFRが送信されており、監視フレームFRが帰ってこないことが確認されている。
第2タイマTM2が満了すると、監視部14は、上記式(2)に従ってmを再計算する(ステップS146)。現在、s=2、e=3であり、式(2)に従えば、m1、m2は共に2と算出される。
ステップS148~S149:
ここで、m1、m2、sは全て2となる。m1、m2とsが一致する場合(ステップS147;Yes)、それは、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間に他のスイッチがもう存在しないことを意味する。言い換えれば、探索範囲は限界まで絞り込まれている。従って、監視部14は、現在の範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間で障害が発生していると判断することができる。すなわち、監視部14は、現在の挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(s=2)と第3スイッチ(e=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(s=2)及び第3スイッチ(e=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
ここで、m1、m2、sは全て2となる。m1、m2とsが一致する場合(ステップS147;Yes)、それは、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間に他のスイッチがもう存在しないことを意味する。言い換えれば、探索範囲は限界まで絞り込まれている。従って、監視部14は、現在の範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間で障害が発生していると判断することができる。すなわち、監視部14は、現在の挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(s=2)と第3スイッチ(e=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(s=2)及び第3スイッチ(e=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
障害発生箇所が特定されると、監視部14は、第1の例の場合と同様にトポロジテーブルTPLの状態フラグを更新する。更に、監視部14は、特定された障害発生箇所を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLを参照し、状態フラグが「0」のリンクを障害発生箇所として表示する。
第4の例では、第3の例の場合よりも更に効率が向上する。特に、伝達経路PW上のスイッチの総数Nが大きい場合に好適である。
5.効果
本実施の形態によれば、管理ホスト1によって通信ネットワークNETを集中管理する技術が提供される。その通信ネットワーク管理処理において、管理ホスト1は、監視フレームFRを所定の伝達経路PWに沿って巡回させる。ここで、通信ネットワーク中の各スイッチ(各ノード)には、転送テーブルが設けられている。その転送テーブルの内容は、管理ホスト1からの指示に従って、所定の伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように設定される。従って、各スイッチは、転送テーブルを参照して、受け取った監視フレームFRを指定された転送先に転送するだけでよい。これにより、所定の伝達経路PWに沿った監視フレームFRの巡回が実現される。管理ホスト1は、所定の期間内に監視フレームFRを受け取るか否かに基づいて、当該伝達経路PW上で障害が発生しているか否かを検出することができる。
本実施の形態によれば、管理ホスト1によって通信ネットワークNETを集中管理する技術が提供される。その通信ネットワーク管理処理において、管理ホスト1は、監視フレームFRを所定の伝達経路PWに沿って巡回させる。ここで、通信ネットワーク中の各スイッチ(各ノード)には、転送テーブルが設けられている。その転送テーブルの内容は、管理ホスト1からの指示に従って、所定の伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように設定される。従って、各スイッチは、転送テーブルを参照して、受け取った監視フレームFRを指定された転送先に転送するだけでよい。これにより、所定の伝達経路PWに沿った監視フレームFRの巡回が実現される。管理ホスト1は、所定の期間内に監視フレームFRを受け取るか否かに基づいて、当該伝達経路PW上で障害が発生しているか否かを検出することができる。
本実施の形態では、伝達経路に関する情報やチェックリスト等を含む死活監視テーブル(特許文献2、特許文献3参照)を、監視フレームFRに組み込んでおく必要が無い。従って、各スイッチは、死活監視テーブル中の自身のエントリを検索する必要は無い。特に、スイッチ数が多くなった場合でも、多数のエントリから自身のエントリを検索する必要がないため、各スイッチにおける処理時間が増加することはない。また、各スイッチは、監視フレームFRを次のノードに転送するために、自身のエントリの次のエントリを参照する必要も無い。結果として、各スイッチにかかる負荷が軽減される。
また、本実施の形態によれば、監視フレームFRの伝達経路PW上の障害発生箇所を、簡易な処理で特定することができる。伝達経路PW上の各スイッチは、障害箇所特定処理においても平常時と同じように、受け取った監視フレームFRを転送するだけでよい。障害発生箇所を特定するために、各スイッチの設定をわざわざ変更する必要は無い。また、各スイッチは、死活情報等を監視フレームFRに書き込む必要も無い。更に、障害発生箇所を特定するために、特許文献2や特許文献3で要求される複雑な処理は不要である。例えば、特許文献3に記載されているような、各ノードが次のノードとの通信可否を調べるといった処理は不要になる。これらのことにより、各スイッチにかかる負荷は大幅に軽減される。本実施の形態によれば、伝達経路PW上の障害発生箇所を簡易な処理で特定し、各ノードにかかる負荷を低減することが可能である。
特に、通信ネットワーク中のノードが簡易な構成のスイッチである場合、特許文献2や特許文献3で要求される複雑な処理は実質的に不可能である。本実施の形態は、通信ネットワーク中のノードがスイッチである場合にも適用可能である。
また、監視フレームFRの伝達経路PWが一筆書き経路である場合、1個の監視フレームFRの送信によって、多数の物理リンクの死活監視を行うことができる。従って、管理ホスト1が送受信すべき監視フレームFRの数を減らすことができる。結果として、管理ホスト1にかかる負荷が軽減され、好適である。また、管理ホスト1の負荷が軽減されるため、監視フレームFRの送信頻度を高くすることができる。これにより、伝達経路PW上の障害発生を素早く検知することが可能となる。
また、本実施の形態では、監視フレームFRの巡回を実現するために、リング状のネットワーク構造を前提としていない。本実施の形態は、通信ネットワークNETの物理トポロジがリング状ではない場合にも適用することができる。通信ネットワークNETの物理トポロジに関して制約は無い。
以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
本出願は、2009年2月25日に出願された日本国特許出願2009-043112を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
Claims (15)
- 複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークと、
前記通信ネットワークを管理する管理計算機と
を備え、
前記管理計算機は、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、
前記経路情報を参照して前記伝達経路にフレームを送信し、また、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う監視部と
を備え、
前記伝達経路に沿って第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、
第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、
前記第Nノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記特定処理において、前記監視部は、前記第1ノードと前記第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定し、前記挿入ノードの各々にフレームを送信し、前記第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて前記障害の発生箇所を特定する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理より前に、前記監視部は、前記第1ノードにフレームを送信し、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記監視部は、前記特定処理を実行する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、前記監視部は、前記第Nノードからフレームを受け取らなくなるまで、前記挿入ノードを第(N-1)ノードから前記第1ノードに向けて順番に変更し、
前記第Nノードからフレームを受け取らなくなったときの前記挿入ノードは、第kノードであり、
前記監視部は、前記第kノードと第(k+1)ノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、前記監視部は、前記第Nノードからフレームを受け取るようになるまで、前記挿入ノードを第2ノードから前記第Nノードに向けて順番に変更し、
前記第Nノードからフレームを受け取るようになったときの前記挿入ノードは、第kノードであり、
前記監視部は、第(k-1)ノードと前記第kノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、
前記監視部は、前記第1ノード及び前記Nノードをそれぞれ範囲開始ノード及び範囲終了ノードに初期設定し、
前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間の中間ノードを前記挿入ノードに設定し、
前記監視部は、前記第Nノードからフレームを受け取った場合、前記中間ノードを新たに前記範囲終了ノードに設定し、前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記中間ノードを新たに前記範囲開始ノードに設定し、
前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間に他のノードが存在しなくなった場合、前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項5に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記範囲開始ノードは第sノード(s=1~N-1)であり、
前記範囲終了ノードは第eノード(e=2~N;e>s)であり、
前記中間ノードは第mノードであり、
mは、(s+e)/2を超えない最大の自然数である
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、
前記監視部は、前記第1ノード及び前記Nノードをそれぞれ範囲開始ノード及び範囲終了ノードに初期設定し、
前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間のn個の中間ノード(nは2以上の整数)を前記挿入ノードに設定し、
前記n個の中間ノードは、
前記監視部から第1フレームが送信される第1中間ノードと、
前記監視部から第2フレームが送信される第2中間ノードと
を含み、
前記第Nノードから第1フレームを受け取らない場合、前記監視部は、前記第1中間ノードを新たに前記範囲開始ノードに設定し、
前記第Nノードから第2フレームを受け取った場合、前記監視部は、前記第2中間ノードを新たに前記範囲終了ノードに設定し、
前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間に他のノードが存在しなくなった場合、前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項7に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記範囲開始ノードは第sノード(s=1~N-1)であり、
前記範囲終了ノードは第eノード(e=2~N;e>s)であり、
前記n個の中間ノードは、それぞれ、第m1~第mnノードであり、
mj(j=1~n)は、((n+1-j)×s+j×e)/(n+1)を超えない最大の自然数である
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記複数のノードの各々は、
フレームの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブルが格納されるテーブル記憶部と、
前記転送テーブルを参照して、前記入力元から受け取ったフレームを前記転送先に転送する転送処理部と
を備え、
前記管理計算機は、更に、
前記各ノードに対して、前記伝達経路に沿ってフレームが転送されるように前記転送テーブルを設定するよう指示するエントリ操作部を備える
通信ネットワーク管理システム。 - 複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークを管理する管理計算機であって、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、
前記経路情報を参照して前記伝達経路にフレームを送信し、また、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う監視部と
を備え、
前記伝達経路に沿って第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、
第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、
前記第Nノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記特定処理において、前記監視部は、前記第1ノードと前記第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定し、前記挿入ノードの各々にフレームを送信し、前記第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて前記障害の発生箇所を特定する
管理計算機。 - 請求項10に記載の管理計算機であって、
前記特定処理より前に、前記監視部は、前記第1ノードにフレームを送信し、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記監視部は、前記特定処理を実行する
管理計算機。 - 管理計算機を用いて通信ネットワークを管理する通信ネットワーク管理方法であって、
前記通信ネットワークは、複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含み、
前記通信ネットワーク管理方法は、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路に、前記管理計算機からフレームを送信するステップと、ここで、前記伝達経路に沿って第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、前記第Nノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記管理計算機によって、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定するステップと
を含み、
前記特定するステップは、
前記第1ノードと前記第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定するステップと、
前記挿入ノードの各々にフレームを送信するステップと、
前記第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて、前記障害の発生箇所を特定するステップと
を含む
通信ネットワーク管理方法。 - 請求項12に記載の通信ネットワーク管理方法であって、
更に、前記特定するステップの前に、前記管理計算機によって前記伝達経路上の前記障害の発生を検知するステップを含み、
前記検知するステップは、
前記第1ノードにフレームを送信するステップと、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記伝達経路上で前記障害が発生していると判断するステップと
を含む
通信ネットワーク管理方法。 - 通信ネットワークの管理処理を管理計算機に実行させる管理プログラムが記録された記録媒体であって、
前記通信ネットワークは、複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含み、
前記管理処理は、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報を記憶装置に格納するステップと、
前記経路情報を参照して前記伝達経路にフレームを送信するステップと、ここで、前記伝達経路に沿って第1~第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、第iノード(i=1~N-1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、前記第Nノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定するステップと
を含み、
前記特定するステップは、
前記第1ノードと前記第Nノードとの間の少なくとも1つのノードを挿入ノードに設定するステップと、
前記挿入ノードの各々にフレームを送信するステップと、
前記第Nノードからのフレームの受信状況に基づいて、前記障害の発生箇所を特定するステップと
を含む
記録媒体。 - 請求項14に記載の記録媒体であって、
前記管理処理は更に、前記特定するステップの前に、前記伝達経路上の前記障害の発生を検知するステップを含み、
前記検知するステップは、
前記第1ノードにフレームを送信するステップと、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記伝達経路上で前記障害が発生していると判断するステップと
を含む
記録媒体。
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