JP2000201185A - ネットワ―ク装置を分類する方法及びシステム - Google Patents

ネットワ―ク装置を分類する方法及びシステム

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮想LAN内で、交換ネットワークのネット
ワーク装置を自動的に分類する方法及びシステムを提供
すること。 【解決手段】 分類の第1のステップは、ネットワーク
装置により記憶される、ネットワーク装置のネットワー
ク上での活動に関するネットワーク管理情報(ネットワ
ーク装置の物理及び論理アドレス)を獲得する。次に、
この入力データが、同一のネットワーク管理ワークステ
ーション上で動作し得るニューラル・ネットワークに供
給される。ニューラル・ネットワークの出力は、VLA
Nにグループ化されたネットワーク装置のリストであ
り、通信中のまたは最近互いに通信したネットワーク装
置が、同一のVLANにグループ化される。入力データ
がネットワーク装置内で周期的に更新され、分類が実際
のネットワーク装置活動を反映し、交換ネットワークの
帯域幅を最適化するために使用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はネットワーク管理ア
プリケーションに関し、特に、仮想LAN(ローカル・
エリア・ネットワーク)すなわちVLAN内に構成され
る交換式LANの管理を可能にするアプリケーションに
関する。
【0002】
【従来の技術】ブリッジ式及びルータ・ベースのLAN
ネットワークは、交換式LANネットワークに移行しつ
つある。ネットワークのサイズの拡大、及びユニキャス
トよりもむしろブロードキャストであるLAN内のトラ
フィックのタイプにより、従来のLANは効率的でない
と思われる。イーサネットやトークン・リングなどのL
ANプロトコルは、同時に1つの装置だけがデータを送
信するために、通信チャネルを利用できるように、通信
チャネル内でトラフィックを制御する責任を担う。別の
観点から、ルータが各パケットに対して実行しなければ
ならないオペレーションは次のようである。すなわち、
(OSI)レイヤ3アドレスをそのテーブル内で探索
し、アウトバウンド・ポートを決定するステップと、レ
イヤ3ヘッダを更新する(例えばホップ・カウントを減
分する)ステップと、レイヤ2ヘッダを除去し、置換す
るステップである。更にルータ内で、これらのオペレー
ションはソフトウェアで実現される。これらのオペレー
ションは、通信したい2つの端末ステーション間の経路
内の全てのルータにより実行されなければならず、ルー
タが増加するほど作業が増える。それに対して、交換技
術はより高速、容易、且つ安価であり、ハードウェア技
法にもとづきコスト及び性能を改善する。複数ポート・
ブリッジなどのLAN交換機は、そのポートが接続され
るセグメント内の全てのMACアドレスを習得し、トラ
フィックをそのポート間でブリッジする。
【0003】交換式LANネットワークの第2の利点
は、物理ネットワークのVLANすなわち論理サブセッ
トを構築する可能性である。ブロードキャスト・ドメイ
ンへのグループ化は、以前はレイヤ3のハブ及びルータ
内で実行された。しかし残念ながら、装置のアドレスが
変更される場合(物理ワークステーションの移動)、誰
かがその装置に出向き、新たなネットワーク・アドレス
を割当てなければならない。VLANでは、グループ化
は物理位置には無関係である。VLANは物理アドレス
位置、MACアドレス、ネットワーク・アドレス、また
はプロトコルなどの他の定義特性にもとづく。遺産のL
ANのためのVLANの標準化は、基準802.1Qの
下で進行中である。VLANによれば、トラフィックは
それを必要とするユーザだけに転送され、帯域幅利用度
が改善され、従ってネットワークの性能が改善される。
VLANの他の1つの利点は、スケーラブル交換ネット
ワークを構築できることである。すなわち、交換ネット
ワークの階層展開が、大規模交換ネットワークの展開を
支援する。最後に、VLANの主要な利点は、端末ステ
ーションが移動または追加されるとき、ハブの手動によ
る再構成を回避することである。すなわち、ユーザの新
たな物理アドレスの場合、VLANは依然LAN内でそ
のグループ化を維持する。例えばIPネットワークで
は、ステーションが移動されるとき、IPアドレスが保
存される。VLANは、地理的位置以外の根拠にもとづ
き、ワークステーションをマップするLANである。す
なわち、ワークステーションが例えば、部門、ユーザま
たは主なアプリケーションのタイプによりグループ化さ
れる。
【0004】VLAN構成を担うネットワーク管理者
は、最初の構成を定義し、LANの物理ピクチャによる
よりも容易に、ワークステーションを変更または追加
し、負荷平衡及び帯域幅割当てを管理することができ
る。ネットワーク管理ソフトウェアは、LANの仮想ピ
クチャと実際の物理ピクチャとの関連付けを追跡する。
VLAN構成を定義するこのオペレーションは、ユーザ
・インタフェースを通じてコマンドを交換装置に入力す
ることにより、ネットワーク管理ステーションから実行
される。ここで交換装置は、ワークステーションをネッ
トワークを介して接続する。COMPAQのClearVI
SN VLANマネージャなどのVLANマネージャ・
プログラムは、ネットワーク管理者がVLANを図式的
に構成及び管理することを可能にする、グラフィックS
NMP(単純ネットワーク管理プロトコル)アプリケー
ションである。このプログラムは特に、ポート定義式V
LANの構成を支援し、グラフィック・ソフトウェアを
通じて、移動、追加及び変更を管理する。交換装置内で
VLANを構成するために使用されるツールが何であろ
うと、VLAN管理者は常にVLANにより、ネットワ
ーク・ワークステーションを分類する必要がある。
【0005】VLAN分類に関わる第1の問題は、分類
のために選択された基準にもとづき、VLANによりネ
ットワーク装置をグループ化するために、ネットワーク
管理者により消費される時間である。いかなる方法無し
では、これは時間がかかり、誤りを伴いがちである。ベ
ンダが仮想LANの単純化を推進してきたが、知覚され
る利益を考慮すると、それが今日一般的でない理由は、
初期セットアップのために通常、要求される手動操作で
あり、これは特に、構成されるネットワークが数千のノ
ードを含む場合に当てはまる。
【0006】VLANによりワークステーションを分類
する第2の問題は、基準の選択である。分類はポート・
ベースであり、これは単にLANスイッチまたは多数の
スイッチ内の異なるポートの集合である、VLANの最
も単純な形態である。しかしながら、これはネットワー
ク内での装置の追加または装置の物理位置の変更の問題
を解決できない。MACアドレス・ベースのVLANも
存在し、この場合、各VLAN内にMACアドレスのリ
ストが存在する。このモデルは、ネットワーク装置がそ
れらの位置を変更するとき、それらを自動的に追跡でき
る。しかしながら、非常に多数のMACアドレスを管理
することは容易でない。VLANをそれらのIPサブネ
ット・アドレスや、IPXサブネット・アドレスなどに
もとづき構築することも可能である。これは多大な柔軟
性をネットワーク管理者に提供し、MACアドレス・ベ
ースのVLANを管理するよりも容易である。しかしな
がら、最も柔軟性のあるVLANは、ポリシ・ベースの
VLANであり、これはVLANを定義する上述の全て
の方法を含み、特定のネットワークにとって好適な方法
を選択することが可能である。これらのポリシ・ベース
の方法は、帯域幅の最適化を獲得するために今日最も使
用される。VLANを分類する良い基準を確立するため
の難題は、大量のデータから有用なパターンを抽出する
ことである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、VLAN分類のための自動的方法を提供することで
ある。
【0008】本発明の別の目的は、帯域幅利用を最適化
する一方、ネットワーク内のトラフィック変化の進化を
考慮する、自動VLAN分類のための基準を選択するこ
とである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的は、ネットワー
ク装置を管理するネットワーク管理アプリケーションを
有する交換ネットワークにおいて、VLAN内のネット
ワーク装置を分類する方法により達成される。この方法
は、前記ネットワーク管理アプリケーションにより、前
記ネットワーク装置上に記憶されるネットワーク管理変
数を収集するステップと、コンピュータ上で動作する神
経網(ニューラル・ネットワーク)に、前記ネットワー
ク装置の活動を反映する前記ネットワーク管理変数を供
給するステップと、前記ニューラル・ネットワークを実
行することにより、前記ニューラル・ネットワークがネ
ットワーク管理変数の値に従い、VLANにグループ化
されたネットワーク装置の出力リストを提供するステッ
プとを含む。
【0010】ネットワーク要素(物理装置またはこうし
た装置上で実行されるアプリケーション)を使用するこ
とにより、一緒に通信し、この基準にもとづきVLAN
を形成する問題を解決し、ネットワーク管理者は、1つ
のVLANにつき形成されるブロードキャスト・ドメイ
ンが、ネットワーク帯域幅の利用を最適化することを確
信する。しかしながら、この解決策の主な利点は、自動
的に分類できるニューラル・ネットワークの利用、並び
に交換機のアドレス解析プロトコル(ARP)・テーブ
ルに最初に記憶されたこの情報を、ネットワーク装置に
より記憶されるネットワーク管理変数として獲得する事
実による。すなわち、この分類は自動的に実行され、周
期的にリフレッシュされる。なぜなら、ネットワーク装
置は情報を最新なものに維持するからである。アプリケ
ーションは自動的に、VLANに対するリストを管理者
に提供し、管理者は次に、ネットワークの交換機内のV
LAN定義を更新する。更に、本発明の分類子(classi
fier)を使用することにより、分類ステップ後に、ネッ
トワーク内の交換機の自動更新を、ネットワーク管理プ
ロトコル機構を介してVLAN定義により、このアプリ
ケーションに容易に追加することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明の好適
な実施例に従い、TCP/IPネットワークの装置に仮
想LANを割当てる、自動ネットワーク装置分類子シス
テムのアーキテクチャが示される。これはお互いの間で
論理的または物理的接続を有するネットワーク装置3、
4を有するTCP/IPネットワーク2を含む。コンピ
ュータ・システム1は、ネットワーク・アクセス要素5
を介してネットワーク2に接続され、ネットワーク・ア
クセス要素は、例えばトークン・リング装置への接続の
ためのトークン・リング・カードである。コンピュータ
・システム1は、記憶ユニット12へのアクセスを有す
る主プロセッサ11を含む。ここで記憶ユニットは、R
AMユニットなどの1次ユニットか、磁気記憶ユニット
などの2次ユニットである。コンピュータ・システム1
は更に、ユーザ・インタフェース10を含み、これはユ
ーザが例えばキーボード及び画面を有する端末を構成す
るワークステーションを用いて、コンピュータ・システ
ムと対話することを可能にする。コンピュータ記憶装置
12は、ネットワーク装置をVLANに分類することを
可能にするデータ及び実行可能プログラムを含む。ネッ
トワーク装置がネットワーク管理アプリケーション13
により管理される場合、入力データが変数データを保持
するネットワーク装置からのネットワーク・アクセスを
通じて、コンピュータ・システムにより収集される。ネ
ットワーク管理アプリケーション13は、コンピュータ
記憶装置内に記憶され、好適な実施例では、SNMP
(単純ネットワーク管理プロトコル)プロトコルを使用
し、ネットワーク装置と通信する。ネットワーク装置
は、それらの管理情報ベース(MIB)内で定義された
全ての変数を記憶する。管理されるネットワーク装置に
より記憶され、収集される入力データは、2ユーザ間で
通信が確立されるとき、中間装置内のアドレス解析プロ
トコル・テーブル内に記憶される。こうした情報は装置
内で履歴レポジトリを形成し、実際にこの情報は、既に
互いに接続された2ユーザ間で通信が再確立されるとき
再利用され、プロセスを高速化する。一旦入力データが
収集されると、それらは入力されて、システム・コンピ
ュータ記憶装置12に記憶されたVLAN分類子アプリ
ケーション14により処理される。好適な実施例では、
ユーザはユーザ・インタフェースを介して常にVLAN
分類子アプリケーションを始動及び停止することがで
き、分類子14の各構成要素6、7、8、9を独立に活
動化できる。すなわち好適には、VLAN分類子アプリ
ケーションは、ネットワーク2へのネットワーク・アク
セス5及びユーザ・インタフェース10を有する、ネッ
トワーク管理ワークステーション上に導入される。他の
解決策の1つは、独立のコンピュータ上に導入され、実
行されるVLANアプリケーション構成要素6、7、
8、9を有することである。このVLAN分類子アプリ
ケーションは、ユーザ・インタフェースを通じて対話式
に実行されるか、ユーザの対話式参加無しに、自動的に
実行され得る。入力データは、分類子アプリケーション
の入力データ・フォーマッタ・ソフトウェア構成要素6
によりフォーマットされる。一旦フォーマットされる
と、入力データはトレーニング・データとして記憶さ
れ、システム・コンピュータ記憶装置12に記憶される
ニューラル・ネットワーク・アプリケーション・プログ
ラム8への入力として、トレーニングのために提供され
る。使用されるニューラル・ネットワークは、人工ニュ
ーラル・ネットワーク(ANN)である。人工ニューラ
ル・ネットワークを使用する利点は3つある。第1に、
人工ニューラル・ネットワークは問題を一般化するのに
優れている。これは、しばしば入力データの全ての可能
な組み合わせに関して、テストされる必要がある従来の
アルゴリズムと対照的である。すなわち、これは複雑な
問題では実行不可能である。第2に、人工ニューラル・
ネットワークは明示的にプログラムされるのではなく、
トレーニングされる。このことは問題が複雑過ぎて、包
括的な理論を提供できない多くの分野において、十分な
数のデータが示されるならば、人工ニューラル・ネット
ワークが新たな問題を解決できることを意味する。しば
しば不正確または不完全であることが判明する規則を提
供するための専門家が必要とされない。フィーチャ抽出
ニューラル・ネットワークでは、監視無しに、パターン
及びフィーチャを見出し得る。第3に、人工ニューラル
・ネットワークは近似関数として作用するように設計さ
れ得る。これは特に関数が非常に複雑で、従来の算術方
法では十分に単純で正確な近似が見い出せなかった場合
に有効である。より詳細には、人工ニューラル・ネット
ワークは入力ベクトル空間の確率密度マップを生成する
ことにより、トポロジ的マッピングを実行し、分類タス
クを達成する、自己編成型フィーチャ・マップ(SOF
M)人工ニューラル・ネットワークである。他の人工ニ
ューラル・ネットワークの1つは、適応共鳴理論(AR
T)ニューラル・ネットワークである。図1を再度参照
し、ニューラル・ネットワークが既に教育されている場
合、それは直接フォーマット済みの入力データを供給さ
れて、実行され、分類アプリケーションの結果のデータ
・セットが、次に出力データ・フォーマッタ9によりフ
ォーマットされる。ここで出力データ・フォーマッタ
は、コンピュータ・システムの記憶装置内に記憶され、
ニューラル・ネットワーク・アプリケーション・プログ
ラム8からの出力データの受信時に活動化される。ユー
ザはユーザ・インタフェースを介して、1VLAN当た
りのネットワーク装置のリストを提供する出力データを
アクセスする。ネットワーク管理者はこのリストを用い
てネットワークの交換装置内のVLANを定義する。こ
の分類の結果は、ポリシ・ベースのVLANを提供し、
そこでは分類基準が異なるユーザの実活動を反映する。
すなわち、一緒に作業する全てのネットワーク・ユーザ
は、同一のVLANにグループ化される。このことは、
交換ネットワークのVLAN編成につき、ネットワーク
帯域幅の最適化を可能にする。更に、ニューラル・ネッ
トワーク分類子への入力と見なされるこれらの情報は"
陳腐化(aged)"し、このことはすなわち、特定の期
間、2ユーザ間にもはや通信が存在せず、情報がネット
ワーク装置の記憶装置から除去されることを意味する。
情報を最新に維持するために、自動VLAN分類が周期
的に繰り返され、結果的に、ネットワーク装置間の実活
動を反映するように、新たなVLANが再定義される。
このことはネットワーク管理者に、交換ネットワーク内
の帯域幅の最善の利用度を保証する。
【0012】図2は、コンピュータ・システム1とイン
タフェースするワークステーションから、ユーザ・イン
タフェース10を介して、TCP/IPネットワーク装
置の仮想LANの割当てを分類するための、主プログラ
ム及びサブルーチンとして実現される、コンピュータ・
システム1の主プロセッサ11上で実行される論理ブロ
ックを含む、本発明の好適な実施例のジェネラル・フロ
ーチャートを示す。この実施例では、ユーザ・インタフ
ェースを介してユーザに質問した後、各オペレーション
が開始される。このジェネラル・フローチャートでは、
ニューラル・ネットワークを使用するために必要なオペ
レーションが識別され、それらには、データの収集、デ
ータのフォーマット化、トレーニングのためのニューラ
ル・ネットワークの実行、ニューラル・ネットワークの
実行、出力データのフォーマット化が含まれる。好適な
実施例では、分類子のユーザがユーザ・インタフェース
を用いて、主なステップの実行をスキップまたは要求し
得る(テスト81、82、83、84、85)。プログ
ラムが開始すると80、新たなネットワーク・データ獲
得が要求されるか否かを知るために、テスト81が実行
される。応答が肯定の場合、サブルーチン90すなわち
ネットワーク・アクセス・モジュール(図13、図1
4、図15、図16、図17参照)が、ネットワーク装
置からニューラル・ネットワーク入力データを収集す
る。好適な実施例では、ネットワーク・アクセス・モジ
ュールは、SNMPコマンドのシェル・スクリプトを通
じて実行され、入力データは装置のMIB内に収集され
たMIB変数値である。新たなネットワーク・データ獲
得が実行された後、または新たなネットワーク・データ
獲得が要求されない場合、既存の入力データがフォーマ
ットされるか否かを知るためにテスト82が実行され
る。肯定の場合、入力フォーマット・サブルーチン12
0(図19参照)が呼び出される。入力データがフォー
マットされた後、または入力データがフォーマットされ
る必要がない場合、テスト83が実行されて、データの
分類が要求されるか否かがチェックされ、肯定の場合、
分類すなわちニューラル・ネットワーク・アプリケーシ
ョン・サブルーチン130(図3、図4、図5、図6、
図7、図8、図9参照)が開始される。この分類は、ニ
ューラル・ネットワークがまだトレーニングされていな
ければ、ニューラル・ネットワークをトレーニング後、
ニューラル・ネットワークを実行するステップを含む。
次に、丁度実行された出力結果、または以前に実行され
た分類結果データが、フォーマットされる必要があるか
否かがテストされ(テスト84)、肯定の場合、出力フ
ォーマット・サブルーチン200(図20参照)が呼び
出される。好適な実施例では、出力結果が要求に応じて
(テスト85)、エンド・ユーザ・インタフェース・サ
ブルーチン210(図21参照)を呼び出すことにより
表示される。
【0013】図3は、図2のジェネラル・フローチャー
ト内で参照されるニューラル・ネットワーク・アプリケ
ーション・サブルーチン130のフローチャートであ
る。第1テスト131で、ニューラル・ネットワーク・
データ構造を作成する必要があるか否かがチェックされ
る。通常、最初に使用されるとき、ニューラル・ネット
ワークはデータ構造を構築する必要がある。これはニュ
ーラル・ネットワーク・データ構造作成サブルーチン1
40(図4参照)を活動化することにより実行される。
ニューラル・ネットワーク・データ構造の作成は、アプ
リケーションにおいて初めてニューラル・ネットワーク
を使用するときの通常のステップである。次に、ユーザ
はニューラル・ネットワークのトレーニングを要求する
か否かを問われる(テスト132)。ユーザが肯定応答
をすると、ニューラル・ネットワーク教育サブルーチン
160(図6及び図7参照)が活動化される。ニューラ
ル・ネットワークのトレーニングは、アプリケーション
において初めてニューラル・ネットワークを使用すると
きの通常のステップである。次のステップは、ユーザ・
インタフェースを用いるテスト133であり、ニューラ
ル・ネットワークが実行されるか否かをチェックする。
肯定応答の場合、ニューラル・ネットワーク実行サブル
ーチン180(図8及び図9参照)が開始される。否定
応答か、またはニューラル・ネットワーク実行サブルー
チンが実行された場合、ニューラル・ネットワーク・ア
プリケーション・サブルーチンが終了する。制御は、図
2のフローチャートにより示される主アプリケーション
に提供される。
【0014】図4は、ニューラル・ネットワーク・デー
タ構造作成サブルーチン140を示す。このルーチン
は、図3のニューラル・ネットワーク・アプリケーショ
ン・サブルーチン130の実行の間に呼び出され、ニュ
ーラル・ネットワークの新たなモデルを作成する。ユー
ザは新たなモデルの名前を提供するように指示され14
1、新たなモデル名が読込まれ、それがコンピュータ・
システム1の記憶装置12に記憶される既存のモデル名
に対してチェックされる142。モデルが存在しない場
合、モデル作成プログラム実行サブルーチン150(図
5参照)が呼び出される。ユーザにより入力される新た
なモデル名が、既存のモデル名の場合、エラー・メッセ
ージがユーザ・ワークステーションに表示される。一旦
モデル作成プログラム実行サブルーチン150が完了す
ると、制御は呼び出し元サブルーチンに戻される。
【0015】図5は、図4のモデル作成プログラム実行
サブルーチン150のステップを示すフローチャートで
ある。このサブルーチンは、ニューラル・ネットワーク
の新たなモデルを作成する要求が生じたとき、呼び出さ
れる。これはニューラル・ネットワークが初めて使用さ
れるときの、通常のステップである。このサブルーチン
は最初に、デフォルトのニューラル・ネットワーク構造
151を作成し、ユーザに対して、VLAN分類子アプ
リケーションのために活動化されるニューラル・ネット
ワーク・モデルを特徴付ける特定のパラメータを要求す
る152。特に、これらのパラメータは、SOFMまた
はART人工ニューラル・ネットワークを示す。ユーザ
から提供されるパラメータが誤りの場合(テスト153
が否定)、要求が繰り返される。提供されるパラメータ
が正しいと(テスト153が肯定)、ユーザ・パラメー
タがセットされ154、ニューラル・ネットワークにそ
れらをロードするために処理される154。
【0016】図6は、ニューラル・ネットワーク教育サ
ブルーチン160のフローチャートを示し、これは図3
に示されるように、ニューラル・ネットワークを教育す
る要求が出される度に呼び出される。より詳細には、図
6は、ニューラル・ネットワーク構造の検索161、1
62、及びユーザによるダイアログを介するトレーニン
グ・データの検索163、164を含む、教育の予備フ
ェーズを表す。ニューラル・ネットワークのためのトレ
ーニング・データは、ネットワークから収集される初期
データであり、前もってフォーマットされている。一旦
トレーニング・データが検証されると、ユーザはカスタ
ム・インタフェース・プログラムを入力するように指示
される165。この特定のインタフェースは、入力とし
て提供されるデータをアクセスするためにニューラル・
ネットワークにより使用される。すなわち、このインタ
フェースはニューラル・ネットワークのタイプに依存
し、必須である。前のステップで、ニューラル・ネット
ワークに対応するこうしたカスタム・インタフェースが
存在しないと判断されると、ユーザはエラー・メッセー
ジにより新たなカスタム・インタフェース・プログラム
を入力するように指示される。テスト166の結果が肯
定の場合、モデル教育プログラム実行サブルーチンが呼
び出される170。
【0017】図7は、図6に示されるように、ニューラ
ル・ネットワーク教育サブルーチン160により呼び出
される、モデル教育プログラム実行サブルーチン170
のフローチャートを示す。第1のステップは、ニューラ
ル・ネットワーク・モデルを初期化する171。一旦初
期化されると、ユーザにより入力される情報に従い、ト
レーニング・データがデータ・セットから獲得される1
72。次にユーザは、トレーニング・データの表示17
3または記録174を希望するかを問われる。ユーザが
データの記録を希望する場合、デフォルトのファイル名
がファイルに提供され、そこでデータが記録される。ニ
ューラル・ネットワークは次に、データ・セットからの
データを提供される175。入力データは、それがニュ
ーラル・ネットワークのための最後のエポックか否かを
テストされる。ここでエポックとは、ニューラル・ネッ
トワークに提供される入力ベクトルであり、ニューラル
・ネットワークに装置のIPアドレスを提供する場合、
1次元ベクトルを有する。最後のエポックでない場合、
ニューラル・ネットワークはデータ・セットから読出さ
れる次のレコードを提供される。全てのデータが読出さ
れると、データ・セットの読出しに際して既に実行され
た繰り返し回数が、所定の繰り返し回数に対してチェッ
クされる177。この回数は、何種類かのニューラル・
ネットワークの初期化に際して提供されるパラメータの
1つである。これはニューラル・ネットワークが、定義
済み繰り返し回数後に、収束前に停止すべきことを示
す。繰り返し回数に達すると、サブルーチンは復帰す
る。そうでない場合、ニューラル・ネットワークへのデ
ータ・セットの提供が再開される175。
【0018】図8及び図9は、ニューラル・ネットワー
ク実行サブルーチン180のフローチャートであり、ニ
ューラル・ネットワーク・アプリケーション・サブルー
チン130のもう1つのサブルーチンが、ジェネラル・
フローチャート(図2)の分類(図3)の間に呼び出さ
れる。分類プロセスの間、このルーチンは、一旦ニュー
ラル・ネットワークが既にトレーニングされると呼び出
される。これは最初に、モデルに対応するモデル作成プ
ログラム実行サブルーチン150の実行の間に入力され
るパラメータにもとづき、ニューラル・ネットワーク・
モデルを初期化する181。次に、ニューラル・ネット
ワークの名前が決定され182、続いてフォーマット済
みの入力データが、以前にトレーニング済み(図7)の
決定されたニューラル・ネットワークを成長させる。各
入力データ・セットはニューラル・ネットワークにより
読出され、処理され、ログ結果がログ・ファイルに保管
される193。ニューラル・ネットワークの処理の結果
生じるログ・データは、追加情報無しに生のモードで記
憶される。このオペレーションは、フォーマット済み入
力データが完全に読出されるまで、すなわちテスト19
2の"データ・セットが終了か?"が肯定応答されるまで
繰り返される。
【0019】図1に示されるように、分類子を操作する
環境は極めて単純である。より詳細には、図10は、フ
ォン・ノイマン型(直列)プロセッサ・システム上にお
いて、ハードウェア・ニューラル・ネットワーク(並
列)・コンピュータをシミュレートすることが可能な様
子を示す。異なる接続トポロジ及び異なる処理ユニット
属性を有する、多くの異なるニューラル・ネットワーク
・モデルが存在する。しかしながら、それは適応重み2
2により接続される、多くの(数十、数百、数千の)単
純な処理ユニット21から成るコンピュータ・システム
として示される。ここで重みは、ニューラル・ネットワ
ーク内のノードの通信に適用される重要度を定性化する
ために使用される。ニューラル・ネットワークが教育さ
れる間、重みは変更される。更に、プロセッサ及び重み
に加え、ニューラル・ネットワーク・モデルは学習機構
23を有さねばならず、これは各トレーニングの繰り返
しの後に、重みを更新することにより動作する。重みは
処理ユニット前の活動化関数の出力を表す。ハードウェ
ア・ニューラル・ネットワーク・モデルはデジタル・コ
ンピュータ上で、プログラム及びデータによりシミュレ
ートされ得る。プログラム24は、ニューラル・ネット
ワーク処理ユニット21により実行される処理機能をシ
ミュレートする。適応接続重みは、データ25として記
憶される。プログラム26は、学習または接続重み適応
化機構23を実現するために使用される。
【0020】図11は、ニューラル・ネットワーク・プ
ログラム及びデータのプログラミング環境の構成要素を
示す。この概念的レイアウトの高位レベルには、ニュー
ラル・ネットワーク・プログラム及びデータとのアプリ
ケーション・プログラミング・インタフェース(AP
I)31が存在する。APIは本発明の一部ではなく、
ニューラル・ネットワークの専門知識を欠くアプリケー
ション開発者が、彼らのアプリケーション内で、"ユー
ティリティ・プログラム"32をアクセス及び使用する
ことを可能にする。"ユーティリティ・プログラム"は、
ニューラル・ネットワーク・アプリケーションを定義、
作成、トレーニング及び実行することを可能にする。ニ
ューラル・ネットワークはデータ構造33がデータの表
現を有することを必要とし、データはニューラル・ネッ
トワークを教育または実行するための入力として提供さ
れる。好適な実施例では、データ構造はネットワーク装
置のIPアドレスを、ニューラル・ネットワークにより
理解可能な形式で表現すべきである。すなわち、"ユー
ティリティ・プログラム"が"データ構造"と共に、いわ
ゆるニューラル・ネットワーク・シェルを形成する。ニ
ューラル・ネットワーク・シェルを用いて、ユーティリ
ティ・プログラムによりアクセスされ得る総称的なニュ
ーラル・ネットワーク・データ構造を定義することによ
り、ニューラル・ネットワーク・モデルを作成できる。
モデルはフィーチャ・マップ(SOFM)または適応共
鳴理論(ART)である。
【0021】図12は、好適な実施例の自動ネットワー
ク装置分類子ソフトウェア・アプリケーションが、いわ
ゆるニューラル・ネットワーク・アプリケーション・プ
ログラム40になったことを示す。なぜなら、これはニ
ューラル・ネットワーク・シェルのサービスを使用する
からである。好適な実施例の自動ネットワーク装置分類
子ソフトウェア・アプリケーションは、シェル36か
ら、より詳細には経路44を介して結果を受信し、その
シェルの"実行"ユーティリティ・プログラムの出力を受
信する。自動ネットワーク装置分類子ソフトウェア・ア
プリケーションにより使用される他のユーティリティ・
プログラムには、図11の概念的フレームワークに関連
して上述したように、ニューラル・ネットワークの定義
45、作成46、及び教育47ユーティリティ・プログ
ラムが含まれる。ユーティリティ・プログラムはそれ自
身、ニューラル・ネットワークのデータ構造33とイン
タフェースする。入力42は、例えばデータ・フォーマ
ッタなどの、自動ネットワーク装置分類子ソフトウェア
・アプリケーションへの他のサービス及び入力を示す。
【0022】図2で呼び出され、図13、図14、図1
5で示されるネットワーク・アクセス・モジュール・サ
ブルーチン90は、ニューラル・ネットワークを成長さ
せる入力ネットワーク・データの獲得に関連し、これら
のデータはVLAN分類の基礎である。好適な実施例で
選択される入力ネットワーク・データは、異なるネット
ワーク要素(装置または装置上で実行されるアプリケー
ション)間に存在する活動を反映し、ネットワークの交
換機内に記憶されるARP(アドレス解析プロトコル)
テーブル内に記憶され、これらの交換機により更新され
る。これらのテーブルは、各ネットワーク要素に対し
て、それが通信する他のネットワーク要素の論理アドレ
ス及び物理アドレスを記憶する。あるネットワーク装置
上で実行されるアプリケーションの物理アドレスは、そ
のネットワーク装置の物理アドレスである。物理アドレ
スはプロトコルに依存する。TCP/IP LANの場
合、論理アドレスはIPアドレスであり、物理アドレス
はMACアドレスである。実際には、このARPテーブ
ル情報が、各ネットワーク装置に対してSNMP MI
B変数(図16)またはRMONマトリックス・グルー
プ(図17)内に検索される。これらのMIBはネット
ワーク装置上に記憶され、周期的に更新される。RMO
Nマトリックス・グループは、一部のSNMPエージェ
ントが保持し得る特定のMIBである。
【0023】図13、図14、図15を参照すると、ネ
ットワーク・アクセス・モジュール・サブルーチン90
により実行されるネットワーク・データの獲得が、トポ
ロジ・データベースの走査91により獲得される、ネッ
トワーク装置のIPアドレスの獲得により開始する。好
適な実施例では、トポロジ・データベースは、RS/6
000ワークステーション上で動作するネットワーク管
理プラットフォームである、NetView/6000の発見
プロセスにより充填されるフラット・ファイルである。
フラット・ファイルでは、一部のレコードがIPアドレ
ス・フィールドに当たるIPネットワーク装置情報、及
び本発明の範囲外の他のフィールドを含む。トポロジ・
データベース・フラット・ファイルに読出されるレコー
ドが、ネットワーク装置に対応する場合92、論理アド
レスが読出される。ユーザは、このネットワーク装置に
対して管理情報のタイプが読出されるように、選択でき
る。好適な実施例では、管理情報のタイプが定義されて
いない場合101、ユーザは自分の選択を提供するよう
に求められる111。後述のように、選択はRMONマ
トリックス・グループ70またはMIBアドレス変換グ
ループのいずれかである。一旦選択が決定されると、ネ
ットワーク管理の標準のコマンドを用いて、情報がネッ
トワーク装置上に読出される102。この読出しは、フ
ラット・ファイルの終わりに達するまで実行される9
3。
【0024】図16は、MIB IIアドレス変換グル
ープ60を示す。これは単一のテーブルすなわちat61
内に含まれる。テーブル内の各行は、ネットワーク装置
の1物理インタフェースに対応する。行は、論理ネット
ワーク・アドレスから物理アドレスへのマッピングに対
応する。atTable62は、ネットアドレスから物理アド
レス相当への変換を含む。atEntry63は、各エントリ
が1ネットアドレスから物理アドレス相当への変換を含
む事実を表す。atNetAddress64は、媒体依存物理アド
レスに対応する。
【0025】図17は、MIB IIアドレス変換グル
ープの代わりに使用されるRMONマトリックス・グル
ープ70を示す。RMONマトリックス・グループは、
ネットワーク内のホスト対の間のトラフィックに関する
情報を検索するために使用される。本発明の関心の対象
であるRMONマトリックス・グループ・テーブル71
は、マトリックスSDテーブル72である。マトリック
スSDテーブルは、特定のソース・ホストから多数の宛
先へのトラフィックに関する統計を検索するために使用
される。マトリックスSDソース・アドレス74は、宛
先MACアドレスを表す。
【0026】図18は、図13、図14、図15で上述
したサブルーチン90に対応するネットワーク・アクセ
ス・モジュール5のソフトウェア体系モデルを示す。こ
のソフトウェアの基礎は、SNMPにもとづく。ネット
ワーク・アクセス・モジュールは3つのレイヤで構成さ
れる。すなわち、最上レイヤは、図14及び図15で上
述したネットワーク・データ・アクセス・サブルーチン
100に対応するネットワーク・データ・アクセス・ア
プリケーション50を含み、これはデータ・サービスの
収集を提供する。好適な実施例では、アプリケーション
のこの部分は、データ収集インタフェースに対応する。
すなわち、各アプリケーション要素51乃至53が、M
IB変数の特定グループへの特定の基本アクセスを実行
する。最下レベルは、ネットワーク管理データ・トラン
スポート・サービス54である。このモジュールは、ネ
ットワーク管理情報を交換するためのネットワーク管理
プロトコル、及びアプリケーション要素51乃至53と
のサービス・インタフェースを含む。好適な実施例で
は、サービス・インタフェースは2つの基本機能、すな
わち"単一情報の獲得"及び"複数情報の獲得"を提供す
る。ネットワーク・アクセス・モジュールは、ネットワ
ーク装置上のローカルMIBをアクセスする。MIBア
クセス・モジュール55は、MIBへのアクセスを可能
にする基本ファイル管理ソフトウェアを含む。更に、M
IBアクセス・モジュールは、ローカルMIB形式か
ら、ネットワーク・アクセス・モジュールの他の部分に
より理解可能な形式に変換する。ネットワーク装置との
通信は、通信プロトコル・スタック56によりサポート
され、これは好適な実施例では、TCP/IPである。
【0027】本発明の好適な実施例のジェネラル・フロ
ーチャートを示す図2を再度参照すると、入力フォーマ
ット・サブルーチン120が、分類の開始前に呼び出さ
れる。実際上、このステップはニューラル・ネットワー
クの使用のために必要である。図19は、ネットワーク
装置から検索された情報が、ニューラル・ネットワーク
に提供される前にフォーマットされる様子を示す。テス
ト121で、情報が新たなネットワーク装置から到来す
るか否かがチェックされる。否定の場合、これはネット
ワーク装置の参照が既に知れており、登録される必要が
ないことを意味する。ネットワーク装置が知れていなけ
れば、ネットワーク装置の識別子が、後の処理のために
記憶される。あらゆる新たなネットワーク装置に対して
SNMPテーブルが検索され、その内容がフォーマット
される122。一旦フォーマットされると、結果が後の
処理のためにファイルに記憶される123。
【0028】図20は、図2のジェネラル・フローチャ
ートの出力フォーマット・サブルーチン200のフロー
チャートを示す。このサブルーチンでは、以前にファイ
ルに記憶されたデータがフォーマットされる。ネットワ
ーク識別子が、ニューラル・ネットワークの出力結果の
指標であるVLAN識別子と共に読出し可能な形式で記
憶される201。このオペレーションは、入力ファイル
内に含まれる各データに対して実行される202。
【0029】最後に、図21は、図2のフローチャート
の最後で呼び出されるエンドユーザ・インタフェース・
サブルーチン210のフローチャートを示す。このサブ
ルーチンは、ユーザが前のステップで実行された分類オ
ペレーションの結果ファイルを利用することを可能にす
る。結果ファイルのラインが読出され211、ユーザが
望むデータの提示形式に従い、データが表示される21
2。いつでもユーザはデータの表示を停止できる21
3。一旦結果ファイルの終わりに達すると、サブルーチ
ンは終了する214。好適な実施例は、ネットワーク管
理ワークステーションをアクセスするネットワーク管理
者であるユーザとの、対話式アプリケーションに指向さ
れる。本発明の自動分類により、ネットワーク管理者
は、このオペレーションがユーザ・インタフェース無し
に、自動的且つ周期的に実行されるように、またコンピ
ュータに表示または記録されるリストを読出すために、
ユーザ・インタフェースを使用しないように決心し得
る。代わりに、分類結果が、それを受け取るプログラム
へ入力として提供される。更に、ネットワーク管理サー
ビス(SNMPの場合、SNMP GETコマンドな
ど)を使用することにより、ネットワークの交換機内の
VLAN定義を自動的に更新することができる。
【0030】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
【0031】(1)ネットワーク装置を管理するネット
ワーク管理アプリケーションを有する交換ネットワーク
において、VLAN内のネットワーク装置を分類する方
法であって、前記ネットワーク管理アプリケーションに
より、前記ネットワーク装置上に記憶されるネットワー
ク管理変数を収集するステップと、コンピュータ上で動
作するニューラル・ネットワークに、前記ネットワーク
装置の活動を反映する前記ネットワーク管理変数を供給
するステップと、前記ニューラル・ネットワークを実行
することにより、前記ニューラル・ネットワークが前記
ネットワーク管理変数の値に従い、VLANにグループ
化された前記ネットワーク装置の出力リストを提供する
ステップとを含む、方法。 (2)前記ニューラル・ネットワークが自己編成型フィ
ーチャ・マップ(SOFM)人工ニューラル・ネットワ
ークである、前記(1)記載の方法。 (3)前記ニューラル・ネットワークが適応共鳴理論
(ART)人工ニューラル・ネットワークである、前記
(1)記載の方法。 (4)前記ネットワークがTCP/IPネットワークで
あり、前記ネットワーク管理変数が、前記ネットワーク
装置と通信している他のネットワーク装置のIPアドレ
スである、前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の方
法。 (5)前記ネットワーク管理アプリケーションが単一ネ
ットワーク管理プロトコル(SNMP)をサポートす
る、前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の方法。 (6)前記ネットワーク装置と通信している他のネット
ワーク装置のIPアドレスが、前記ネットワーク装置に
記憶されたMIBを読出すことにより獲得される、前記
(5)記載の方法。 (7)前記ネットワーク装置と通信している他のネット
ワーク装置のIPアドレスが、前記ネットワーク装置に
記憶されたRMONマトリックス・グループを読出すこ
とにより獲得される、前記(5)記載の方法。 (8)前記ネットワーク管理アプリケーションにより、
VLANにグループ化されたネットワーク装置の出力リ
ストを読出し、ネットワーク交換機内のVLAN定義を
更新するステップを含む、前記(1)乃至(7)のいず
れかに記載の方法。 (9)ネットワーク装置を管理するために、ネットワー
クをアクセスするネットワーク管理ワークステーション
上で動作するネットワーク管理アプリケーションを有す
る前記ネットワークにおいて、VLAN内の前記ネット
ワーク装置を分類するシステムであって、前記(1)乃
至(8)のいずれかに記載の方法のステップを実行する
ように適応化された手段を有するシステム。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のVLAN分類子アプリケーションのソ
フトウェア構成要素を含む、本発明のシステムのアーキ
テクチャの概略図である。
【図2】本発明のVLAN分類子アプリケーションのジ
ェネラル・フローチャートである。
【図3】ニューラル・ネットワーク・アプリケーション
・サブルーチンのジェネラル・フローチャートである。
【図4】ニューラル・ネットワーク・データ構造作成サ
ブルーチンのフローチャートである。
【図5】モデル作成プログラム実行サブルーチンのフロ
ーチャートである。
【図6】ニューラル・ネットワーク教育サブルーチンの
ジェネラル・フローチャートである。
【図7】モデル教育プログラム実行サブルーチンのジェ
ネラル・フローチャートである。
【図8】ニューラル・ネットワーク実行サブルーチンの
ジェネラル・フローチャートである。
【図9】モデル実行プログラム実行サブルーチンのジェ
ネラル・フローチャートである。
【図10】ソフトウェアでのニューラル・ネットワーク
の実施例を示す図である。
【図11】ニューラル・ネットワーク・アプリケーショ
ンのための概念的フレームワークを示す図である。
【図12】ニューラル・ネットワーク分類子ソフトウェ
アの概念的フレームワークを示す図である。
【図13】ネットワーク・アクセス・モジュール・サブ
ルーチンのフローチャートである。
【図14】ネットワーク・データ・アクセス・モジュー
ル・サブルーチンのフローチャートである。
【図15】アプリケーション構成要素選択サブルーチン
のフローチャートである。
【図16】変数のMIB IIアドレス変換グループを
示す図である。
【図17】変数のRMONマトリックス・グループを示
す図である。
【図18】神経体系モデルを示す図である。
【図19】入力フォーマット・サブルーチンのフローチ
ャートである。
【図20】出力フォーマット・サブルーチンのフローチ
ャートである。
【図21】エンドユーザ・インタフェース・サブルーチ
ンのフローチャートである。
【符号の説明】
1 コンピュータ・システム 2 TCP/IPネットワーク 3、4 ネットワーク装置 5 ネットワーク・アクセス要素 6 入力データ・フォーマッタ・ソフトウェア構成要素 8 ニューラル・ネットワーク・アプリケーション・プ
ログラム 9 出力データ・フォーマッタ 10 ユーザ・インタフェース 11 主プロセッサ 12 システム・コンピュータ記憶装置 13 ネットワーク管理アプリケーション 14 VLAN分類子アプリケーション 21 処理ユニット 22 適応重み 23 学習または接続重み適応化機構 24 プログラム 25 データ 32 ユーティリティ・プログラム 33 データ構造 36 ニューラル・ネットワーク・シェル 40 ニューラル・ネットワーク・アプリケーション・
プログラム 42 入力 44 経路 45 定義 46 作成 47 教育 50 ネットワーク・データ・アクセス・アプリケーシ
ョン 51、52、53 アプリケーション要素 55 MIBアクセス・モジュール 56 通信プロトコル・スタック 60 MIB IIアドレス変換グループ 61 at 62 atTable 63 atEntry 64 atNetAddress 70 RMONマトリックス・グループ 71 RMONマトリックス・グループ・テーブル 72 マトリックスSDテーブル 74 マトリックスSDソース・アドレス 81、82、83、84、85、121、131、13
3、153、166、192 テスト 90 ネットワーク・アクセス・モジュール・サブルー
チン 100 ネットワーク・データ・アクセス・サブルーチ
ン 120 入力フォーマット・サブルーチン 130 ニューラル・ネットワーク・アプリケーション
・サブルーチン 140 ニューラル・ネットワーク・データ構造作成サ
ブルーチン 150 モデル作成プログラム実行サブルーチン 160 ニューラル・ネットワーク教育サブルーチン 170 モデル教育プログラム実行サブルーチン 180 ニューラル・ネットワーク実行サブルーチン 200 出力フォーマット・サブルーチン 210 エンド・ユーザ・インタフェース・サブルーチ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ネットワーク装置を管理するネットワーク
    管理アプリケーションを有する交換ネットワークにおい
    て、VLAN内のネットワーク装置を分類する方法であ
    って、 前記ネットワーク管理アプリケーションにより、前記ネ
    ットワーク装置上に記憶されるネットワーク管理変数を
    収集するステップと、 コンピュータ上で動作するニューラル・ネットワーク
    に、前記ネットワーク装置の活動を反映する前記ネット
    ワーク管理変数を供給するステップと、 前記ニューラル・ネットワークを実行することにより、
    前記ニューラル・ネットワークが前記ネットワーク管理
    変数の値に従い、VLANにグループ化された前記ネッ
    トワーク装置の出力リストを提供するステップとを含
    む、方法。
  2. 【請求項2】前記ニューラル・ネットワークが自己編成
    型フィーチャ・マップ(SOFM)人工ニューラル・ネ
    ットワークである、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】前記ニューラル・ネットワークが適応共鳴
    理論(ART)人工ニューラル・ネットワークである、
    請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】前記ネットワークがTCP/IPネットワ
    ークであり、前記ネットワーク管理変数が、前記ネット
    ワーク装置と通信している他のネットワーク装置のIP
    アドレスである、請求項1乃至請求項3のいずれかに記
    載の方法。
  5. 【請求項5】前記ネットワーク管理アプリケーションが
    単一ネットワーク管理プロトコル(SNMP)をサポー
    トする、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の方
    法。
  6. 【請求項6】前記ネットワーク装置と通信している他の
    ネットワーク装置のIPアドレスが、前記ネットワーク
    装置に記憶されたMIBを読出すことにより獲得され
    る、請求項5記載の方法。
  7. 【請求項7】前記ネットワーク装置と通信している他の
    ネットワーク装置のIPアドレスが、前記ネットワーク
    装置に記憶されたRMONマトリックス・グループを読
    出すことにより獲得される、請求項5記載の方法。
  8. 【請求項8】前記ネットワーク管理アプリケーションに
    より、VLANにグループ化されたネットワーク装置の
    出力リストを読出し、ネットワーク交換機内のVLAN
    定義を更新するステップを含む、請求項1乃至請求項7
    のいずれかに記載の方法。
  9. 【請求項9】ネットワーク装置を管理するために、ネッ
    トワークをアクセスするネットワーク管理ワークステー
    ション上で動作するネットワーク管理アプリケーション
    を有する前記ネットワークにおいて、VLAN内の前記
    ネットワーク装置を分類するシステムであって、請求項
    1乃至請求項8のいずれかに記載の方法のステップを実
    行するように適応化された手段を有するシステム。
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