JP2002533017A - コンピュータネットワークのトポロジを決定する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 計算の複雑さを軽減し、接続決定の精度を上げるコンピュータネットワークのトポロジ決定方法。ポートをアップ及びダウンのいずれかに分類する。ソースアドレステーブルは各データリレー装置のポート毎にコンパイルされ、各ポートはアップ又はダウンに分類される。アップポートはソースアドレステーブルを報告する他のデータリレー装置に接続するが、ダウンポートは接続しない。分類後、各アップポートテーブルの中の各ソースアドレスは、テーブルがそのソースアドレスを含むダウンポートを含むデータリレー装置のソースアドレスによって置き換えられる。アップポートのペアのテーブルは交差により比較され、最小の交差がアップポート毎に最も可能性の高い接続を定義する。無効なソースアドレスおよびソースアドレステーブルを収集する間に移動した装置のアドレスを削除するため、種々の方法が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明はデータ通信システムの分野に関し、特に、データ通信装置のネットワ
ークの物理トポロジを決定する方法に関する。

【０００２】 （従来の技術） 多くのデータ通信ネットワークのオペレータは、ネットワークのトポロジを知
らない。しかし、ネットワークを正しく管理するために、オペレータはトポロジ
を知る必要がある。多くの故障の正しい診断と修正には、このような知識が必要
である。これは、N. W. Dawes, J. AltoftおよびB. Pagurekによる「Network Di
agnosis By Reasoning in Uncertain Nested Evidence Spaces」という記事（19
95年2月、IEEE Transactions on Communications Vol．43、2-4、P466-P476）の
中で説明されている。

【０００３】 自分のネットワークの最新のトポロジを知っているネットワーク管理チームは
、次の３つの方法のうち１つでトポロジを知る。その３つの方法とは、管理的な
方法、Orrらによって発明され、１９９８年３月１０日に発行され、ＰＣＴ公開
はWO95/06,989号で、Cabletronに譲渡された米国特許第5,727,157号に説明され
た概算ＡI方法、および、１９９５年１１月１６日に提出された「Method of Det
ermining Topology of A Network of Objects Which compares the Similarity
of the Traffic Sequences/Volumes of a Pair of Devices」という題名の米国
特許出願番号08/558,729号に説明されたLoranのトラフィック方法である。後２
者が使用するデータプロトコルは、１９９３年のW. Stallings、 Addison-Wesle
yによる「SNMP, SNMPv2 and CMIP． The Practical Guide to Network Manageme
nt Standards」のテキストおよびそのアップデート版に説明されている。

【０００４】 管理的な方法は、各ネットワーク装置のインストール、削除、場所および接続
の変更に関して完全に最新の記録を必要とする。トポロジにおけるこのような変
更はすべて記録しなければならない。これらの更新は、定期的にデータベースに
適用され、オペレータは、このデータベースを使用してネットワークトポロジを
表示または確認する。しかし、このようなシステムのほとんどで、更新を入力す
るタイムラグがあるため、オペレータが使用可能な実際のトポロジは通常、以前
の日付のものである。この方法は、ネットワーク装置の発見プログラムを実行し
てネットワーク内に存在する装置を発見する必要がないという利点を有するが、
トポロジが導出されるデータベースをエラーのない状態に保ち、完全に現行の状
態にしておくことは、ほとんど不可能であるという欠点を有する。

【０００５】 Cabletronの方法は、理論的には、ネットワークトポロジを決定する方法に必
要な要素を１つだけ提供する。すなわち、可能性のある直接的な接続または過渡
的な接続を演繹（deduction)することである。しかし、このように目標が限定さ
れていても、Cabletronの方法には、少なくとも６つの問題がある。

【０００６】 １：無効なソースアドレス、および移動したオブジェクトのアドレスに伴う問
題。この問題は、矛盾した正しくない結果を与えるので、多くの状態でCabletro
nの方法を使えなくしている。

【０００７】 ２：装置によるネットワーク管理報告が、異なるソースアドレスを使用して応
答するプロキシエージェントではなく、装置自体によって行われなければならな
いという要件。これは、それほど普通に見られる問題ではないが、このような装
置を伴う任意のネットワークがCabletronの方法によってマッピングできない原
因となっている。

【０００８】 ３：報告側装置のソースアドレスがネットワークトラフィック内で共通に表示
されるため、各報告側装置は、報告できる報告側装置のすべてのアドレスをピッ
クアップする十分なチャンスを有するという要件。これは大きな問題である。対
照的に、テーブルの中で直接使用可能な報告側データリレー装置のアドレスを使
用する本方法を使用することのみが、一部をすでに知っている時により多くのア
ップポートを定義する（下を参照のこと）。

【０００９】 ４：管理された装置の間に存在する管理されていない装置をまったく処理でき
ないこと。

【００１０】 ５：非常に大きなネットワークにおいては計算が複雑であるため、Cabletron
の方法では実行に時間がかかり、計算が終了する前にネットワークが変化する場
合もある。

【００１１】 ６：たとえば、スイッチおよびセグメント化されたリピータ間など、装置間の
多重接続を処理できないこと。

【００１２】 概算ＡI方法は、種々のタイプの装置（たとえば、ルーティングテーブルを含
むデータルータなど）の中で使用可能な、情報のルーティング/ブリッジングを
使用する。このルーティング情報は、直接接続された装置に関する直接的な情報
および間接的な情報の混合を搬送する。ＡI方法は、ネットワーク内のすべての
装置からの情報を組み合わせようと試みる。この方法は、ネットワーク装置発見
プログラムが実行されネットワーク内に存在する装置を検出すること、または、
このような装置のリストがプログラムに提供されることを必要とする。これらの
概算ＡI方法は、ネットワーク内のすべてのデータ通信装置の、内部のテーブル
および動作に関する大量の、詳細で非常に正確な知識を必要とする。これらの要
件はこれらのＡI方法を複雑で、サポートが難しく、高価なものにしている。さ
らに、イーサネット（登録商標）またはトークンリング集線装置などの接続性情 報を提供しない装置はなお、管理的な方法によってネットワークトポロジ内に構 成されなければならない。最後に、ＡI方法で正常に検索するには、人間の専門 家が導く必要があるが、それにもかかわらず、ＡI方法では決定できない多くの トポロジのクラスがある。その結果、概算ＡI方法は、一般には使用されていな い。

【００１３】 Loranトラフィック方法では、１つの装置から別の装置へ流れるトラフィック
は第１の装置からの出力としても測定できるし、また第２の装置への入力として
も測定できるという事実を利用している。トラフィックのボリュームが第１の装
置から出発し、第２の装置に到着する時に定期的にカウントされる場合、ボリュ
ームを測定する２つのシーケンスは、非常に似たものになる傾向がある。一般に
、トラフィックがランダム（およびフラクタル）な性格なので、他の装置から出
発するまたは他の装置に到着するトラフィックの測定シーケンスは、異なる傾向
がある。したがって、もっとも似たシーケンスを有する装置が相互接続されてい
る可能性がもっとも高い。装置は放送ネットワークまたは他のトポロジの中では
、ペアで接続されていると発見できる。したがってこの方法は、非常に一般的で
ある。しかし、これは両方の装置内で行われているトラフィックの測定が、適度
に正確であることに依存している。実際には、トラフィックのみならず、まった
く情報を報告しない装置もある。また、不正確なトラフィックの値を報告する装
置もある。

【００１４】 Phallらによって発明され、１９９５年９月１２日に発行され、ヒューレット
パッカード社に譲渡された米国特許第5,450,408号に説明された方法は、ネット
ワーク内の回線上のパケットのソースおよび宛先を監視することに依存している
。行き来のアドレスのセットから、トポロジが最終的に導き出される。このため
には、ネットワーク内の多くの回線にハードウェアパケット検出器を追加するこ
とが必要であり、本発明とはなにも共通性を有しない。

【００１５】 （発明の概要） 本発明の１実施形態は、装置内のポートマッピングデータへの任意のソースア
ドレスを使用する。任意のソースアドレスの例は、ブリッジテーブル、ＡＲＰテ
ーブル、リンクトレーニングおよびソースアドレスキャプチャデータであり、以
前には決定できなかったネットワークトポロジのクラスを決定する。特に、報告
側装置のセットの間に、１つまたは複数の報告しない装置があるトポロジが正し
く決定される。本発明は、アップポートおよびダウンポートの新しい概念を含む
。アップポートは、テーブルを報告する装置を相互接続し、ダウンポートは接続
しない。この概念は計算の複雑さを大幅に軽減し、接続決定の正確さを大幅に増
大する。アップとダウンを区別する方法が新しい。

【００１６】 本発明の１実施形態はまた、アップポートが、ダウンポートテーブル内でも認
識されるソースアドレスを認識する場合、そのアップポートは、ダウンポートを
伴うデータリレー装置のソースアドレスを認識するという、新しい決定も含む。
これによって、他のデータリレー装置のソースアドレスを直接認識するデータリ
レー装置への依存性がまったく取り除かれる。この望ましくない依存性は、Cabl
etronの方法の本質である。

【００１７】 本発明の１実施形態は、テーブルデータからの無効で移動されたソースアドレ
スを除去することを含むという点で新しく、また除去するための方法もすべて新
しい。このことにより、本発明の方法がエラーを引き起こす可能性は、約１００
分の１になっている。これは、ポータブルコンピュータの使用が広がるにつれ、
さらに必要になってきている。

【００１８】 本発明の１実施形態は、接続の正確性の、ネットワーク内の変化がトラッキン
グされる速度に対する明らかなトレードオフ（explicit tradeoff）を提供し、
したがって、新しい。

【００１９】 本発明の１実施形態は、たとえば、スイッチおよびセグメント化されたハブ間
の多重接続など、以前は前述のLoran特許出願におけるトラフィックパターンに
よってのみ処理されたトポロジの全グループを決定する。トラフィックデータが
入手不可能な場合、または、装置によって間違って報告された場合、この実施形
態はニーズを満たす。

【００２０】 本発明は、まったく自動的に動作でき、オペレータの介入または手動の補助を
必要としない。これは、人間の専門家が検索を制限することによって行う補助を
必要とするCabletronの方法とはまったく異なる。

【００２１】 本発明の１実施形態によれば、ソースアドレステーブルは各データリレー装置
のポート毎にコンパイルされる。これらのポートは次いで、アップまたはダウン
と分類される。アップポートは、ソースアドレステーブルを報告する他のデータ
リレー装置に直接的または間接的に接続するが、ダウンポートは接続しない。ア
ップポートは、そのソースアドレステーブルが単一の他のデータリレー装置の上
にある２つまたはそれ以上のポートのテーブルと交差（intersect）するものと
して認識できる。さらに、ダウンポートのテーブルの中のソースアドレスは、他
のダウンポートのテーブルの中にはコピーされず、そのダウンポートを含むデー
タリレー装置に直接的または間接的に接続するアップポートのテーブルの中にコ
ピーされる。ダウンまたはアップという分類の後、各アップポートテーブルの中
の各ソースアドレスは、そのテーブルがそのソースアドレスを含むダウンポート
を含むデータリレー装置のソースアドレスによって置き変わる。アップポートテ
ーブルは次に、データリレーアドレスと、アップポートに間接的に接続されたテ
ーブルを報告しない装置のアドレスのみを含む。アップポートのペアのテーブル
は交差(intersection）によって比較され、最小（minimal）の交差が、各アップ
ポートについてもっとも可能性のある接続を定義する。ダウンポートのテーブル
の中にある装置のソースアドレスは、そのダウンポートに直接的または間接的に
接続されていると定義される。この方法は繰り返して適用でき、可能性が総計さ
れ、任意の正確さを提供する。無効なソースアドレスおよび、ソースアドレステ
ーブルを収集する間に移動した装置のアドレスを除去するために、種々の方法が
使用される。

【００２２】 発見プログラムを使用して、ネットワーク内の装置のリストを決定する場合も
ある。ポラープログラム（poller program）は、データリレー装置から、ブリッ
ジテーブル、ＡＲＰテーブル、リンクトレーニングデータ、ソースアドレスキャ
プチャ、および、たとえばCisco発見プロトコル、Cabletron Securefastテーブ
ルデータなどの他のテーブルデータなどのポートマッピングデータへのソースア
ドレスを抽出し、ポート毎に所与の時間の間にわたってそのポートによって認め
られたソースアドレスのセットを生成する。

【００２３】 所与の期間にわたる任意のポートについてのソースアドレスのセットは、２つ
の方法のうち１つによって作成できる。１つは、全時間にわたってそれを満たす
前にそれを完全に空にすることであり、もう１つは、その期間の一部をテーブル
す一連のサブセットから構成することである。

【００２４】 テーブルを伴う、他の装置を介して送信されるフレームを認識するポートが最
初に決定される。これらのポートはアップポートと名付けられる。テーブルを伴
う他のポートはダウンポートと呼ばれる。アップポートは、単一の他の装置上の
２つまたはそれ以上のポートによって認識されたアドレスを認識する。トポロジ
を決定する問題は、ダウンポートへの接続を決定することと、アップポート間の
接続を決定することの２つに分けられる。ダウンポートから離れて認識されるす
べてのオブジェクトは、そのダウンポートに直接的または間接的に接続されてい
る。装置Ｂ上のダウンポートに接続されているオブジェクトを認識する任意のア
ップポートは、Ｂを通過するフレームを認識しているはずであり、したがって、
Ｂを認識しているはずである。アップポートによってこの方法で認識された、Ｂ
のようなオブジェクトのセットを次に比較する。これらのセットのうち、交差が
最小であるアップポートのペアが接続されていると定義される。単一のポートに
関して、非ヌル（non-null)の交差または多数ヌル(mulitiple null）の交差が存
在することは、そのポートに接続されたテーブルを報告しないオブジェクトの存
在および、そのオブジェクトから他のアップポートへの接続がそのオブジェクト
を介して存在していることを示す。

【００２５】 問題をアップとダウンに分け、次いで、ダウン接続からの結果を使用してアッ
プ接続に関する問題を解決することが新しい。

【００２６】 本発明の１実施形態によれば、データリレー装置を含むネットワーク装置を備
えるデータネットワークのトポロジを決定する方法は、 （ａ）データリレー装置からポートマッピングデータへのソースアドレスを入手
し、 （ｂ）各データリレー装置の各ポートについて、ある期間にわたって上記の各ポ
ートによって認められたソースアドレスのセットを生成し、 （ｃ）上記のポートのうち、上記のマッピングデータを伴って複数の装置を介し
て送信されたデータを搬送したポートをアップポートとして定義し、これらの装
置は考慮中のポート以外のポートを有し、アップポート以外の残りのポートをダ
ウンポートとして定義し、 （ｄ）ダウンポートから認識される装置からダウンポートへの接続を定義し、そ
して、 （ｅ）ソースアドレスから、アップポート間とアップポートおよびダウンポート
間の接続を定義することを含む。

【００２７】 他の実施形態によれば、データリレー装置およびノード装置を備え、各データ
リレー装置は１つまたは複数のポートを有するデータネットワークのトポロジを
決定する方法は、 （ａ）各データリレー装置のポートごとにソーステーブルをコンパイルし、 （ｂ）ソースアドレステーブルを報告する他のデータリレー装置と直接的または
間接的に接続するポートをアップポートとして分類し、 （ｃ）ソースアドレステーブルを報告しない他のデータリレー装置に直接的また
は間接的に接続するポートをダウンポートとして分類し、 （ｄ）各アップポートテーブルの中の各ソースアドレスを、テーブルがソースア
ドレスを含むダウンポートを含むデータリレー装置のソースアドレスで置き換え
、それによりアップポートテーブルは、データリレーアドレスとアップポートに
間接的に接続されるテーブルを報告しない装置のアドレスのみを含み、 （ｅ）交差毎に、ポートのペアのポートテーブルを比較し、 （ｆ）最小の交差を位置づけることによって、アップポート毎に最も可能性のあ
る接続を定義することを含む。

【００２８】 （発明の実施の形態） この明細書では、次の定義が使用される。

【００２９】 Ａ_i：ポートiが装置Ａの中にある。

【００３０】 データリレー装置：１つまたは複数のポート上でデータのフレームを受信し
、これらを１つまたは複数のポート上で再送信する装置。

【００３１】 装置：ポートを介して、１つまたは複数の他のネットワーク装置と通信する
ネットワーク装置。装置の例は、ワークステーション、リピータ、スイッチおよ
びルータである。後の３つはすべて、データリレー装置である。

【００３２】 Ｓ（Ａ_i）：テーブルを収集する期間にわたってそのポートに入ったフレー
ムから記録されたソースアドレスのセット。

【００３３】 ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）：Ｓ（Ａ_i）およびＳ（Ｂ_ｊ）の交差によって形成された
セットの中のメンバの数。これは、 Ａ_iおよびＢ_ｊの両方によって認識された装
置の数をカウントする。

【００３４】 Ｖ：アップポートＡ_iについての可視的な（visible）セットＶ（Ａ_i）は、
Ａ_iが認識するテーブルを伴うすべての装置のセットである。任意のｊに関して
、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞０の場合、Ｖ（Ａ_i）はＢを含む。

【００３５】 ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）：Ｖ（Ａ_i）およびＶ（Ｂ_ｊ）の交差によって形成された
セットの中のメンバの数。これは、Ａ_iおよびＢ_ｊの両方によって認識された装
置を提供するテーブルの数をカウントする。

【００３６】 ポート：ポートは、装置が通信を送信または受信する可能性のあるインタフ
ェースである。

【００３７】 ソースアドレス：製造者によって各ハードウェア装置に割り当てられた一意
的なラベル。これらはしばしば、ＭＡＣアドレスと呼ばれるが、本発明の方法は
任意の特定のアドレス指定スキーマに限定されない。

【００３８】 Ｔ：ソースアドレステーブルを有するすべてのネットワーク装置のセット。

【００３９】 アップ/ダウンポート：装置ＡがセットＴの中にあり、Ａ_iがセットＴの中の
１つまたは複数の装置に直接的または間接的に接続している場合、ポートＡ_iは
アップである。ダウンポートは、次に説明されるように、一定の期間にわたって
アップポートではない任意のポートである。

【００４０】 ＶＬＡＮ：物理ネットワーク上の、バーチャルで、通常は永続的ではない論
理ネットワークのマッピング。

【００４１】 Ｘ：ネットワーク内のすべてのダウンポートのセット。

【００４２】 Ｙ：ダウンポートによって認識される、ネットワーク内のすべての装置のセ
ット。

【００４３】 ＵＮ（Ａ）：ネットワーク装置Ａ内に存在するアップポートの数。

【００４４】 ＵＮ：ネットワーク内に存在するアップポートの数。

【００４５】 図１を参照すると、示されたネットワーク内には、テーブルを報告する４つの
データリレー装置（Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）、および、報告しない１つの装置（Ｂ）が
ある。また、これらの装置上のポートに接続された、８つのワークステーション
（ｎ、ｍ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ）がある。ポート番号は、テーブルを報告す
る装置について示されている。装置Ｂはテーブルを報告しないので、そのポート
は不明で、番号は付けられていない。管理された装置Ａ、Ｃ、Ｄ、およびＥのソ
ースアドレスおよび管理されていない装置Ｂのソースアドレスは、どのテーブル
でも入手可能である必要はないことに注意されたい。

【００４６】 各ポートからのテーブルの中のソースアドレスは次のとおりである。

【００４７】 Ｓ（Ａ１）＝ｍ、ｎ、ｕ、ｔ、ｓ、ｒ Ｓ（Ａ２）＝ｐ Ｓ（Ａ３）＝ｑ Ｓ（Ｃ１）＝ｐ、ｑ、ｓ、ｒ、ｍ Ｓ（Ｃ２）＝ｕ、ｔ Ｓ（Ｃ３）＝ｎ Ｓ（Ｄ１）＝ｎ、ｍ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ Ｓ（Ｄ２）＝ｔ Ｓ（Ｄ３）＝ｕ テーブルを伴うすべてのポートは定期的に評価され、どのポートがアップでど
のポートがダウンかを決定する。一般的に、１つのポートが１つだけの装置を認
識する場合、そのポートはダウンとなるが、アップポートを認識する方法は他に
３つある。第１の方法および第２の方法は、第１の評価およびそれに続くすべて
の評価に作用する。第３の方法は、第２の評価およびそれに続くすべての評価に
働きかける。

【００４８】 ・第１の方法 ＮＳ(Ａ_i、Ｂ_ｊ)＞０、および、ＮＳ（Ａ_i，Ｂ_ｋ）＞０、および、Ａ＜＞Ｂ、
および、ｋ＜＞ｊである場合、Ａ_iはアップポートである。

【００４９】 これは、Ａ_iがポートＢ_ｊ上で認識された装置を認識して、またポートＢ_ｋ＜
＞Ｂ_ｊ上で認識された装置も認識する場合、Ａ_iは、アップポートであるはずだ
という意味である。

【００５０】 図１のネットワークでの例では、ＮＳ（Ａ_１、Ｅ_２）＞０、およびＮＳ（Ａ_１ 、Ｅ_３）＞０なので、Ａ１はアップポートである。

【００５１】 ・第２の方法 Ｓ（Ａ_i）およびＴの交差がゼロでない場合、Ａ_iはアップポートである。

【００５２】 これは、Ａ_iが任意のアップポートのソースアドレスを認識する場合、Ａ_iはア
ップポートであるはずだという意味である。こういう場合はあまりないが、完全
を記すために含まれる。

【００５３】 ・第３の方法 Ｂ_ｊがダウンポートであり、Ｂ_ｊ＜＞Ａ_iである場合、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞＝
１であれば、Ａ_iはアップポートである。

【００５４】 言い換えれば、アップポートのみがダウンポートによって認識された装置を認
識することができるということである。

【００５５】 この方法は、ポートがいくつかの評価にわたってアップと定義されない場合の
み、そのポートはダウンと定義でき、したがってセットＹの中にあると要求する
ことによって洗練（refine）される。これは散在するセット（sparese sets）に
おける問題を解決する。これは、ＮＳ（Ａ_i、Ｙ＜＞Ａ_i）＞＝Ｋ、Ｋは＞１と要
求することによってさらに強固にすることができる。しかし、この方法ではいく
つかのアップポートを識別できなくなり、また方法の実行に時間がかかるという
犠牲を払わなければならない。

【００５６】 Ｙの中のポートがそのセットの大きさによって分類され、もっとも小さいポー
トが最初に比較される場合には、この方法の計算コストは安くなる。

【００５７】 図１のネットワークの例では、ＮＳ(Ａ_１、Ｃ_２)＋ＮＳ（Ａ_１、Ｃ_３）＋ＮＳ
（Ａ_１、Ｄ_２）＋ＮＳ（Ａ_１、Ｄ_３）...＞＝１なので、Ａ_１はアップポートで
ある。

【００５８】 ソースアドレスがダウンポートのテーブルの中にある装置はすべて、このテー
ブルの中には他のテーブルを報告する装置がある可能性がないため、直接接続さ
れているか、１つまたは複数の管理されていない装置を介して接続されているか
、またはそのポートにソースアドレス情報を報告しない移動された装置である。
ダウンポートのテーブルの中に１つだけ装置がある場合、これは直接Ａiに接続
されている。複数ある場合、これらの装置すべてはＡiへのクラウド（cloud）を
介して間接的に接続されている。クラウドとは、１つまたは複数の接続されてい
るが管理されていない装置、または正しくない報告を行う装置を表す。上述のLo
ran特許出願は、これらのテーブル定義の接続提案を覆すことのできる、接続を
作成する他の方法を説明した。

【００５９】 アップポートは、他のアップポートにのみ直接的または間接的に接続される。
さらに、アップポートを伴う装置のみが、アップポートが相互接続される方法を
決定する時に考慮する必要がある。最後に、アップポートがダウンポートによっ
ても認識される装置のソースアドレスを認識する場合、このアップポートは、ダ
ウンポートを含む装置も認識していると考えることができる。これらの３つの観
察を使用すると、３つの非常に重要な効果が導かれる。接続を作成する時のより
大きな精度、計算上の努力が大幅に軽減されること、および管理されていない装
置の存在および配置が正確に導出されることである。

【００６０】 ネットワーク内のアップポート対ダウンポートの比は、典型的には、少なくと
も１：１０と決定されてきた。ネットワーク内でアップポートを伴う管理された
装置の数は、典型的には、ネットワーク内のすべての装置の１０％より少ない。
テーブルを伴うほとんどすべての装置は、少なくとも１つのアップポートを有す
るので、テーブルを伴う装置の比も、ネットワーク内のすべての装置の１０％と
なる。

【００６１】 したがって、可能な選択肢の数が非常に削減されるので、アップポートの状態
を考慮しない任意の方法と比較すると、アップポート接続において誤りを犯す可
能性は、最高で１００分の１にまで軽減される。さらに、ダウンポートを伴う他
の装置を認識するダウンポートの可能性は、そのソースアドレスを直接認識する
ことと比較して、ダウンポートからのマッピングを通じて非常に大きくなる。実
験では、この確率が少なくとも１０倍であり、しばしば無限に大きいことを示し
ている。

【００６２】 各アップポートはそれ自体について、それが認識することができるアップポー
トを伴う装置のテーブルを作成している。これらのテーブルの重複が評価される
。このプロセスはＮ^２Ｍのオーダであり、上式でＮはアップポートの数であり、
Ｍはテーブルを伴う装置の数である。アップポートのみが考慮されているので、
すべてのポートが考慮されている場合、Ｎは１/１０である。テーブルを伴う装
置のみが考慮されているので、すべての装置が考慮されている場合、Ｍは１/１
０である。したがって、計算努力は１０００分の１に削減される。

【００６３】 第３の大きな効果は、アップポートの間に存在する管理されない装置の存在を
導出する機能である。これが行われる方法を次に示す。またこれは、最新技術に
おける大きな進歩である。

【００６４】 ポートＡ_iとＴの中にある他の装置Ｂとの間にあり、Ａ_iを含むアップポートの
セットは、Ａ_iまたはＢ_ｊのいずれかについてＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）が最小であるセ
ットである。セットの決定は３つのステップを有する。

【００６５】 １：各アップポートについてセットＶを決定するステップ。

【００６６】 ２：ここに説明されたように比較でき、Ｖ（Ａ_i）がＢを含みＶ（Ｂ_ｊ）がＡ
を含むポートのペアについて、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）を決定するステップ。

【００６７】 ３：すべてのポートについて最小のＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）を決定するステップ。

【００６８】 セットＶ（Ａ_i）は、アップポートＡ_iが確かに認識するアップポートを伴うす
べての装置を記述する。Ｖ（Ａ_i）はまたＡも含む。

【００６９】 セットＶ（Ａ_i）は、次の４つの条件のうち少なくとも１つが真である装置Ｂ
をすべて含む。 −１： Ｂ＝Ａ −２： ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞０、および、ＮＳ（Ａ_i，Ｂ_ｋ＜＞_ｊ）＞０ −３： Ｓ（Ａ_i）がＢを含む。 −４： Ｓ（Ｂ_ｊ）がＡを含む。

【００７０】 図１のネットワークの例では、以下のようになる。

【００７１】 Ｖ（Ａ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ Ｖ（Ｃ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ Ｖ（Ｃ_２）＝Ｃ、Ｄ Ｖ（Ｄ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ Ｖ（Ｅ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ 次に、比較できるポートのペアについてＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）が決定される。

【００７２】 ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＝ＮＶ（Ａi、Ｃｋ）であり、Ｃが１つのアップポートを有
し、Ｂが複数のアップポートを有する場合、接続はおそらくＡ_i−Ｂ_ｊであり、
Ａ_i−Ｃ_ｋではない。したがって、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の決定は３つのパス内で行
われ、各パス内で行われる比較は、比較される装置内のアップポートの多重度に
依存する。これは次に説明される。ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の値のセットが完了した
時、次に説明するように、スパンニングツリー（spanning tree）内で禁止され
た接続が拒否されていることを確かめるためにチェックされる。最も可能性のあ
る接続は、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の値が最も低い接続である。

【００７３】 ＵＮ（Ａ）は、装置Ａ上のアップポートの数である。図１の中に例示されたネ
ットワークでは、ＵＮの値は次のとおりである。

【００７４】 ＵＮ（Ａ）＝１ ＵＮ（Ｃ）＝２ ＵＮ（Ｄ）＝１ ＵＮ（Ｅ）＝１ ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の決定は、３つのパス内で行われる。各パスの中で、装置
はそのパスに関する基準を満たしている場合のみ、比較可能として選択される。
より早いパスで行われ、同じＮＶ値を有する比較がより可能性が高い。

【００７５】 パス ソース ターゲット １： ＵＮ（Ａ）＞１ ＵＮ（Ｂ）＞１ ２： ＵＮ（Ａ）＞１ ＵＮ（Ｂ）＝１ ３： ＵＮ（Ａ）＝１ ＵＮ（Ｂ）＝１ 次いで、Ｖ（Ａi）とＶ（Ｂｊ）との比較の有効性がチェックされる。

【００７６】 ２つの装置の間の多重接続は、多くのネットワーク内で禁じられている（すな
わち、２つのスイッチの間のスパンニングツリー）。次に、これに対するＶＬＡ
Ｎ例外に関する情報を除去する方法を説明する。したがって、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ
）＝ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｋ＜＞ｊ）の場合、すべてのＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の有効性は、
次のようにチェックされる。

【００７７】 ＡまたはＢ（または両方）がセグメント化された装置であり、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ
_ｋ＜＞ｊ）＞０でｋがｊと同じセグメントにある、またはＮＳ（Ｂ_ｊ、Ａ_{ｋ＜＞ i} ）＞０でｋがiと同じセグメント内にあるという３つの条件が満たされない限り
、すべてのＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）は破棄される。

【００７８】 ここで、図２の例を考える。

【００７９】 ＮＶ（Ａ_１、Ｂ_１：１）およびＮＶ（Ａ_１、Ｂ_２：１）の両方が０である。Ａ
１はＢのセグメント１に接続されるので、ＮＳ（Ａ_１、Ｂ_１：２）＞０であり、
ＮＶ（Ａ_１、Ｂ_１：１）は破棄されない。ｎ＝２、３、４に関してはＮＳ（Ａ_i
、Ｂ_２：ｎ）＝０なので、ＮＶ（Ａ_１、Ｂ_２：１）は破棄される。

【００８０】 次いで、すべてのポートについて最小のＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）が決定される。

【００８１】 任意のＱに関して、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＜＝ＮＶ（Ｑ，Ｂ_ｊ）であるように、
すべてのＢ_ｊからＡ_iに接続が行われる。単一のポートＡ_iに対する多重接続の存
在は、Ａ_iに接続を試みる種々のアップポートの間に、１つまたは複数の管理さ
れない装置が存在することを示す。この管理されない装置または複数の装置は、
Ａ_iおよび、Ａ_iへの接続が提案されたすべてのＢ_ｊへ接続される単一のクラウド
として表される。

【００８２】 アップポートＦのセットの接続が決定されると、すべてのＳ（Ｆ）の交差は相
互接続されるべき装置のセットを定義し、アップポートを伴う装置のポートが定
義される。しかし、テーブルを伴わない装置のポートは定義されない可能性があ
り、Ｓ（Ｆ）内のソースアドレスがその装置上のポートに一意的ではない場合、
ポートは不明として定義される。

【００８３】 まず、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＝０であるアップポートのすべてのペアが接続され
る。ほとんど常に、これらは直接接続である。しかし、図１のネットワーク内で
、管理されていない装置ＢがＥからのトラフィックのみをＡに向け、Ｃからのト
ラフィックをＥにのみ向けている場合、ＮＶ（Ａ_１、Ｅ_１）およびＮＶ（Ｃ_１、
Ｅ_１）は両方とも０に等しい。これらの条件の下で、クラウドはＢを表し、Ａ、
ＢおよびＣの上の正しいポートはこのクラウドに接続している。

【００８４】 次に、ＮＶ（Ａ_i、Ｂｊ）が非ゼロ（non zero）であるポートのすべてのペア
を考える。接続のリングはＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＝ＮＶ（Ａ_i、Ｃ_ｋ）であるように
発見される。これらのリングは、相互接続されるべきアップポートのセットの提
案である。図１は、リングＡ_１、Ｃ_１、およびＥ_１を有する。Ｓ（Ａ_１）、Ｓ（
Ｃ_１）、およびＳ（Ｅ_１）の交差するセットはｍである。したがって、この実施
形態は、これらの３つのアップポートと装置ｍの接続を生成し、これらはすべて
、１つまたは複数の相互接続され管理されていない装置をテーブルす単一のクラ
ウドに接続されている。この例では、このクラウドはちょうど装置Ｂを示す。

【００８５】 装置が１つのポートのみに現れるソースアドレスを有する場合、上記の２つの
方法が接続のためのポートを一意的に識別することが可能になる。ソースアドレ
スがその装置上の複数のポート上で発生する場合、さらなるデータが使用され、
この接続がダウンポートに対する唯一の提案でない限り、接続が作成されるべき
ポートは不明である。このデータは、ダウンポートの候補となるポートを比較す
ることにより、可能性のあるポートのどちらがもっとも可能性のある候補である
かを決定するために使用される。このデータは、問題のポート上で測定可能な任
意の品質を含む。たとえばフレームレート、バイトレート、衝突レート、放送レ
ート、ラインステータスフラグ、ラインインタフェースタイプ、ライン速度など
である。先に言及したLoran特許の明細では、これらのうちいくつかが詳細に説
明されている。

【００８６】 ダウンポートおよびアップポートによって提案された接続は、現行ではないデ
ータに基づいており、データは何時間または何日にもわたって収集される場合も
ある。また、ソースアドレスキャプチャテーブルについてのサンプリング考慮（
sampling consideration）および、ブリッジテーブルおよびＡＲＰテーブルの経
時（aging）のために、データはほとんど常に不完全である。したがって、提案
された接続が正しい可能性は、使用可能なデータの完全性およびネットワークの
安定性に依存する。また、データのタイムライン（timelines）にも依存する。
たとえば、トポロジの変化以前に収集されたデータは変化前のトポロジに関連す
るが、変化後に収集されたデータは変化後のトポロジに関連する。

【００８７】 次に、接続の精度をネットワーク内の変化がトラッキングされる速度に対して
トレードオフする方法を説明する。

【００８８】 この方法は定期的に実行されるので、収集されたテーブルデータの散在性に応
じて、まったく静的なネットワークトポロジでもいくらか異なる結果を生成する
場合がある。

【００８９】 説明された２つの方法のうち１つによって、ポートＡ_iからＢ_ｊへの接続が提
案され、Ａ_iは非ゼロの大きさのテーブルを有すると仮定する（Ｓ（Ａ_i）＞０）
。

【００９０】 次に、以下のように定義する。

【００９１】 Ｃ：接続提案が正しい可能性。

【００９２】 Ｐ１：接続が正しく、また接続が確認される可能性。

【００９３】 Ｐ２：提案された接続が正しい可能性。

【００９４】 Ｒ：この同じ新しい提案がＡ_iおよびＢ_ｊに連続して提案される回数。

【００９５】 Ｔ：Ａ_iからＸ、およびＢ_ｊからＹの以前の接続が確認できなかった回数（
Ａ_iまたはＢ_ｊに接続があった場合）。いずれかの最小が選択される。

【００９６】 Ａ_iまたはＢ_ｊへの以前の接続が正しい可能性 ＝（１−Ｐ_１）^Ｔ...1.1 Ａ_iからＢ_ｊへの提案された接続が間違っている可能性 ＝（１−Ｐ_２）^Ｒ...1.2 新しい接続を挿入することが間違っている可能性 ＝（１−Ｐ_１）^Ｔ（１−Ｐ_２）^Ｒ...1.3 たとえば、Ｐ１＝０．７、Ｐ２＝０．６、Ｔ＝３、およびＲ＝２とする。する
と、新しい接続を挿入することが間違っている可能性は、０．００４となる。

【００９７】 ＴおよびＲを選択し、Ｐ１およびＰ２を測定することによって、この方法は、
トポロジの変化の精度を、それが変化した速度に対してトレードオフすることが
できる。Ｐ_１は、以前の提案の方法による確認の、最近の履歴によって測定でき
る。Ｐ_２は、Ｔ＝０およびＲ＝１の時に提案が拒否された頻度を決定することに
よって測定される。

【００９８】 テーブルデータが収集される時間が長ければ長いほど、移動していない接続に
関する提案された接続が正しい可能性は高くなる。確率は測定可能なので、この
方法は接続が十分に信用できるものになるまで一定の期間にわたって総計される
か、またはネットワークの状態が通常に戻ったために確率が向上するまで、結果
を無視することができる。

【００９９】 平均的なネットワークは、約１％のレベルで不正確なテーブルデータを有する
と決定されている。悪いネットワークは１０％もの高さのレベルを有する場合が
ある。この不正確なテーブルデータを識別し、テーブルから削除する必要がある
。次に説明する方法は、不正確である可能性のあるデータのレベルを１００分の
１以下に低減する。このことは、現実的には、ほとんどのネットワークで、不正
確なデータは上記に説明された接続では通過しないということを意味する。これ
は精度を大幅に高め、トポロジが決定される速度も増す。この、ソースアドレス
テーブルデータからノイズを削除するという概念が新しく、それを実行するため
のすべての方法も新しい。

【０１００】 テーブルデータが間違う理由は５つある。その理由の各々に対応して、不正確
なデータを検出し削除する方法が説明される。これらの状態に関してオペレータ
に注意を促すまたは警告を発することもできる。

【０１０１】 １：ネットワーク内の装置の移動。装置が１つの場所から別の場所へ移動する
時、しばらくの間、その装置のアドレスが両方の場所に同時にあるように認識さ
れることがある。一日の間に多くの場所に置かれるテスト装置またはポータブル
コンピュータは、しばしば多数の見かけの位置を有する。

【０１０２】 ２：無効なソースアドレス。テーブルデータを報告する装置はそのテーブルの
中に無効なソースアドレスを収集しているか、または間違って報告する場合があ
る。これらのアドレスはどの装置も指さない。この問題はいくつかのリピータ上
のビジーなポートの中のソースアドレスキャプチャでは一般的な問題である。

【０１０３】 ３：ソースアドレスの重複。同じソースアドレスが同時に複数の装置内で使用
される。これは標準では禁じられているが、製造中の品質管理がよくないと起き
る。

【０１０４】 ４：テーブルから削除されていない古いアドレス。装置は定期的にテーブルか
らアドレスを削除するべきである。装置内のソフトウェアがそれを行わない場合
がある。たとえば、装置が移動されたとき、そのアドレスは装置が以前に接続さ
れた各ポートに固執している場合がある。このため、このソースアドレスが多数
報告され、混乱を招く。

【０１０５】 ５：オペレータのミス。ネットワークオペレータは、ある装置があるアドレス
を永久的に覚えているようにプログラミングする場合がある。次いで、その装置
が移動した場合、装置が依然として同じ方法で接続されているかのように、これ
らのアドレスは継続して報告される。ここでもまた、このソースアドレスが多数
報告され、混乱を招く。

【０１０６】 （装置の１つの場所から別の場所への移動） テーブルデータは長い時間にわたって収集されるため、装置を１つの場所から
別の場所へ移動すると、同じ装置が矛盾したテーブルに現れる場合がある。次の
移動検出器論理は移動を検出し、移動した装置に関するすべてのデータを考慮中
のテーブルから削除する。

【０１０７】 移動を検出する方法は３つある。装置が移動したと定義された時、その移動が
発生した時に時間的に重複するすべてのテーブルはこの移動した装置を有する。

【０１０８】 これには例外がある。移動がダウンポートへの移動であった場合、アドレスは
このダウンポートのテーブルのみに残される。明らかに、多数のダウンポートが
同じアドレスを認識する場合、もっとも最近それを認識したと観察されたポート
が接続を主張する。

【０１０９】 移動の検出とそれに対する反応は、この方法の提案されたトポロジを物理トポ
ロジに自動的に適用するために重要である。これはLoranの元の発明を新しい方
法で拡大する。Loranの明細書は、ネットワークトポロジは時間Ｔの後に決定で
き、ついで、Ｔ＋ｄｔにおいて決定できることを述べている。また、トポロジに
おいて変化がない場合、オペレータにこれを知らせることができ、これは安定し
た解決法が発見されたことを示すと述べている。安定した解決法が発見され、つ
いで変化した場合は、これはオブジェクトが移動したかまたはなにかが故障した
か不正確になったことを示す。この特定の変化はこれを定義することを助ける。

【０１１０】 （ａ）移動したことが知られる場合： 装置Ａの接続が変更したと決定された
場合、Ａは移動した。これはこの明細書の中の方法の１つ、または、たとえば上
記のLoran明細書に説明された方法の１つ、または別の方法によって行われる。

【０１１１】 （ｂ）両方とも同じ装置上にあるアップポートとダウンポートの両方の上で認
識される場合： ＡがＳ（Ｂ_i）およびＳ（Ｂ_ｋ＜＞i）の両方に存在し、Ｂ_iが
装置Ｂ内のアップポートでＢ_ｋはダウンポートである場合、装置は移動したと定
義される。しかし、Ｂが複数のアップポートを伴うセグメント化されたリピータ
である場合、これらのＢポートは、両方とも同じセグメント内にあるはずである
か、または同じ出力トラフィックパターンを共有するはずである（Loran使用に
説明されているように）。

【０１１２】 （ｃ）２つのダウンポートの上で認識される場合： ＡがＳ（Ｂ_i）およびＳ
（Ｃ_ｋ）の両方に存在し、Ｂ_iおよびＣ_ｋの両方がダウンポートである場合、装
置Ａは移動したと定義される。この特別なケースは、ＡがＳ（Ｂ_i）およびＳ（
Ｂ_ｋ）の両方に存在して、ｋ＜＞iであり、Ｂ_iおよびＣ_ｋがアップポートである
という考慮に導かない場合に存在する。

【０１１３】 （無効なソースアドレス） 無効なソースアドレスはどの実際の装置にも関連せず、しばしば、有効なソー
スアドレスのビット交替によって作成される。次の方法は有効なアドレスを検出
する。

【０１１４】 （ａ）ソースアドレスがこのソースアドレスのみを認識するダウンポートによ
って報告されている場合、そのソースアドレスは有効である。

【０１１５】 （ｂ）ソースアドレスが、所与の期間の間に２つ以上のポートによって報告さ
れている場合、そのソースアドレスは有効である。

【０１１６】 （ｃ）ソースアドレスがＳＮＭＰクエリの中で正常に使用されている場合、そ
のソースアドレスは有効である。

【０１１７】 Ｎ個のオブジェクトの一部のネットワークでは、一日にＮ/１０個もの異なる
無効なソースアドレスが生成される。

【０１１８】 （ソースアドレスの重複） 同じソースアドレスが同時に、複数の装置内で使用される。これは複数のＴＣ
Ｐ/IＰアドレスによってラベル付けされている、同じソースによって検出される
。さらに詳しくは、ソースＸがＴＣＰ/IＰ Ａで認識され、ついでソースＸがＴ
ＣＰ/IＰ Ｂで認識され、次いで再びＴＣＰ/IＰ Ａで認識され、すべてが同じ期
間内である場合、ソースＸは装置Ａおよび装置Ｂの両方で使用されている。この
期間はIＰが自動的に（ＤＨＣＰによって）または手動で変更できる時間よりも
短い時間に選択される。重複したソースアドレスはすべてのテーブルから削除さ
れる。

【０１１９】 （テーブルから削除されていない古いアドレス） 経時（aging）と呼ばれる機能がスイッチまたはルータなどのデータリレー装
置内で故障した時、そのデータリレーが保持するテーブルは変化しない可能性が
ある。したがって、これらのテーブルは過去に関連し、多くの問題の原因となる
可能性がある。しかし、経時の故障はほとんど常に、データリレー装置によって
認識される装置の一部がそのデータリレー装置によってのみ認識されるという結
果になる（これらはネットワークから除去されたため）。解決法はまず、経時機
能の故障を診断し、ついで、この故障が検出されている装置からのすべてのテー
ブル情報を拒否することである。代替の拒否方法は、この機能が故障し、故障し
ていない装置上のダウンポートテーブルと矛盾する、装置内のダウンポート上の
テーブルの中のすべてのソースアドレスを拒否することである。

【０１２０】 第３の方法は第２の方法と組み合わせて使用することができ、ソースアドレス
が他のアップポート内で認識された場合のみ、この機能が故障した装置内のアッ
プポート上のテーブルの中のソースアドレスを受け入れるというものである。最
後に、装置の経時機能が故障していると診断された時、そのような各々の装置上
の経時機能の故障についてオペレータに注意を促したり警告を発したりすること
もできる。

【０１２１】 次のように仮定する。

【０１２２】 Ｄ＝１週間の間、Ａの上では認識されたが別の場所では認識されなかったす
べてのテーブルのセットの中にある装置の数。

【０１２３】 Ｎ＝Ａの上で認識されたすべてのテーブルのセットの中にある装置の数。

【０１２４】 Ｄ/Ｍ＞閾値の場合、Ａはおそらく経時問題を有する。

【０１２５】 代替の方法は、Ａの上で認識された装置のうち移動した装置の数をカウントす
ることであり、この比が所定の閾値を越えたとき、Ａは、おそらく経時問題を有
する。

【０１２６】 さらなる代替方法は、Ｄのカウントと移動した装置のカウントを組み合わせ、
この数字またはそのＮのパーセンテージに閾値を適用することである。

【０１２７】 （オペレータのミス） オペレータは時々、装置Ａに関するテーブルの中に静的な情報をプログラミン
グし、彼らがＡを移動した時にそれを削除するのを忘れてしまうことがある。こ
れは移動検出装置によって検出されるか、または間違った装置のソースアドレス
が、Ａのサブネットをサポートするルータの同じポートによってサポートされて
いる任意のサブネットのＴＣＰ/IＰサブネットの外にある時に検出できる。した
がって、この方法はＶＬＡＮサブネット化を処理する。

【０１２８】 この方法でエラーであるソースアドレスはこの装置のソースアドレステーブル
（複数可）から削除できる。エラーが検出された装置の各々内で、この状態に関
してオペレータに注意を促したり警告を発したりすることができる。

【０１２９】 （過剰なＶＬＡＮ構成変化レートの検出および報告） イーサネットスイッチは単一の他のスイッチに対して、同時に使用中である物
理接続を複数有することはできない。しかし、イーサネットスイッチは単一の他
のスイッチに複数の物理接続を有して、一度に１つだけを使用することはできる
。ＶＬＡＮプロトコルは、スイッチが使用する回線を時々、自動的に変更させる
。これらの状態の下では、これらの回線の両方の中にあるテーブルは、データが
テーブルから破棄される期間よりも後に回線の変化が発生した場合、同様な項目
を含むことになる（次を参照のこと）。ＶＬＡＮ変更が非常に頻繁に行われる場
合、これはスイッチからソースアドレステーブルが崩壊する原因となるので、ネ
ットワークオペレータにこの状況を警告するのが適切である。この状況はここに
説明された方法によって接続のレートを遅くし、また、ネットワークの性能に悪
影響を与える。

【０１３０】 Ｂ_iが物理的にＣ_ｐに接続され、Ｂ_ｊが物理的にＣ_ｑに接続されているとする
。ＢおよびＣはこの接続のペアのうちどちらを使用するかを定期的に変更し、ソ
ースアドレスのセットがＢ_iおよびＢ_ｊから記録されていると仮定する。

【０１３１】 ＮをＳ（Ｂ_i）およびＳ（Ｂ_i）の両方の中で認識されるソースアドレスの数と
し（すなわち、交差）、これらの２つのセットを収集する間に移動していないと
知られていると仮定する。

【０１３２】 Ｍを、これらの２つのセットを収集する間に移動したと知られているソースア
ドレスをのぞいた、Ｓ（Ｂ_i）の中のソースアドレスの数とする。１つまたは複
数のオブジェクトの移動が他の方法でこの分析の前に検出されていなければ、Ｍ
が小さいほど、レポートが間違っている可能性が高い。

【０１３３】 Ｆ＝Ｎ／Ｍと仮定する。

【０１３４】 すると、Ｆが所定の閾値より大きく、Ｍも同時に所定の閾値よりも大きいとき
、使用中のＢからＣへの接続は最近、Ｂ_iとＢ_ｊの間で変化した可能性がある。
これらの状態の下で、オペレータは警告を受ける場合がある。Ｆが高ければ、使
用中の接続が最近変化したことはより確実である。

【０１３５】 Ｆに関する適切な閾値は０．５と発見され、Ｍの適切な値は５と発見されてい
る。

【０１３６】 変化の検出はこれらの接続上のトラフィックレベルの検出によって確認され、
日付を決められる。１つの接続が静止した状態からアクティブな状態に変化し、
同時に、他の接続がアクティブから静止した状態に変化する時、これは転換の時
間を示す。

【０１３７】 装置が単一の他の装置へ同時にアクティブな接続をサポートしていない場合、
このような装置のアップポート内のセットに共通なソースアドレスは、ソースア
ドレスがもっとも最近記録されたセット以外は、これらのセットから削除するこ
とができる。他の方法を使用して、もっともしばしばそれを認識するセットなど
もっとも適切なセットを選択することもできるし、または、共通の項目を完全に
削除することもできる。

【０１３８】 所与の時間にわたる任意のポートに関するソースアドレスのセットは、２つの
方法のうち１つによって作成できる。１つは、その期間全体にわたってそれを満
たす前にそれを完全に空にしてしまう方法であり、もう１つは、それをその期間
の一部をテーブルす一連のサブセットから構築する方法である。

【０１３９】 セットＳ（Ｂ_i）がＴ_１−Ｔ_２の期間にわたってＢ_iに関するソースアドレスを
含むと仮定する。

【０１４０】 この期間Ｔ_１−Ｔ_２はＮに分割され、Ｎは時間のサブ期間と等しい場合もあり
等しくない場合もあると仮定する。

【０１４１】 サブセットＲ（Ｂ_i、_ｔ）がサブ期間ｔにわたってＢ_iに関するソースアドレス
を含むと仮定し、ｔ＝１...Ｎであるとする。

【０１４２】 すると、 ｔ＝１...Ｎに関してＳ（Ｂ_i）＝交差（Ｒ（Ｂ_i、_ｔ））である。

【０１４３】 本発明は、シミュレートされたネットワークのクラス、トポロジが知られてい
る顧客ネットワークのクラス、およびトポロジが知られていないネットワークの
クラスという、３つのクラスのテストを受けた。

【０１４４】 種々の異なるトポロジの構造（たとえば多くの冗長リンクによってセグメント
化されたリピータに接続されているスイッチなど）に関して、シミュレーション
が実行され、論理の有効性を決定した。これらのシミュレーションはまた、不正
確で散在的なテーブルデータを考慮して強固さが確認された。

【０１４５】 顧客がトポロジを知っている場合のネットワークにおけるテストは、より現実
的なテストを可能にした。３０００オブジェクトのネットワークのテストにおい
て、３６時間のデータを使用して行われた接続の決定は、９５％完全であった。
すべてが正しかった。残りの接続は正しく決定するためにさらなるデータを必要
とした。この明細書に説明された方法は、典型的にはこのタスクを実行するため
に、２分未満のＰ１８０ ＣＰＵ（中央処理装置）時間を必要とする。

【０１４６】 最後に、トポロジが知られていないネットワークにおいては、本発明にしたが
って直接オブジェクトの間にあると発見された接続は、上述のLoran特許明細の
主題であるトラフィックの方法によってクロスチェックされたが、Loran方法は
現在長い歴史とよく決定された精度を有する。これらの結果は本発明の正確さと
プロセッサの効率を確認した。

【０１４７】 上述の発明を理解する人はここで、ここに説明された原理を使用して代替の設
計を考えつくことができるであろう。付随する請求項の範囲に入るこのような設
計はすべて、本発明の一部と考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 代表的なネットワークの構成図である。

【図２】 図１のネットワークの詳細の例を示す図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年２月３日（２００１．２．３）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の名称】コンピュータネットワークのトポロジを決定する方法

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明はデータ通信システムの分野に関し、特に、データ通信装置のネットワ
ークの物理トポロジを決定する方法に関する。

【０００２】 多くのデータ通信ネットワークのオペレータは、ネットワークのトポロジを知
らない。しかし、ネットワークを正しく管理するために、オペレータはトポロジ
を知る必要がある。多くの故障の正しい診断と修正には、このような知識が必要
である。これは、N. W. Dawes, J. AltoftおよびB. Pagurekによる「Network Di
agnosis By Reasoning in Uncertain Nested Evidence Spaces」という記事（19
95年2月、IEEE Transactions on Communications Vol．43、2-4、P466-P476）の
中で説明されている。

【０００３】 自分のネットワークの最新のトポロジを知っているネットワーク管理チームは
、次の３つの方法のうち１つでトポロジを知る。その３つの方法とは、管理的な
方法、Orrらによって発明され、１９９８年３月１０日に発行され、ＰＣＴ公開
はWO95/06,989号で、Cabletronに譲渡された米国特許第5,727,157号に説明され
た概算ＡI方法、および、１９９５年１１月１６日に提出された「Method of Det
ermining Topology of A Network of Objects Which compares the Similarity
of the Traffic Sequences/Volumes of a Pair of Devices」という題名の米国
特許発行番号US-A-5,926,462号に説明されたLoranのトラフィック方法である。
後２者が使用するデータプロトコルは、１９９３年のW. Stallings、 Addison-W
esleyによる「SNMP, SNMPv2 and CMIP． The Practical Guide to Network Mana
gement Standards」のテキストおよびそのアップデート版に説明されている。

【０００４】 管理的な方法は、各ネットワーク装置のインストール、削除、場所および接続
の変更に関して完全に最新の記録を必要とする。トポロジにおけるこのような変
更はすべて記録しなければならない。これらの更新は、定期的にデータベースに
適用され、オペレータは、このデータベースを使用してネットワークトポロジを
表示または確認する。しかし、このようなシステムのほとんどで、更新を入力す
るタイムラグがあるため、オペレータが使用可能な実際のトポロジは通常、以前
の日付のものである。この方法は、ネットワーク装置の発見プログラムを実行し
てネットワーク内に存在する装置を発見する必要がないという利点を有するが、
トポロジが導出されるデータベースをエラーのない状態に保ち、完全に現行の状
態にしておくことは、ほとんど不可能であるという欠点を有する。

【０００５】 Cabletronの方法は、理論的には、ネットワークトポロジを決定する方法に必
要な要素を１つだけ提供する。すなわち、可能性のある直接的な接続または過渡
的な接続を演繹（deduction)することである。しかし、このように目標が限定さ
れていても、Cabletronの方法には、少なくとも６つの問題がある。

【０００６】 １：無効なソースアドレス、および移動したオブジェクトのアドレスに伴う問
題。この問題は、矛盾した正しくない結果を与えるので、多くの状態でCabletro
nの方法を使えなくしている。

【０００７】 ２：装置によるネットワーク管理報告が、異なるソースアドレスを使用して応
答するプロキシエージェントではなく、装置自体によって行われなければならな
いという要件。これは、それほど普通に見られる問題ではないが、このような装
置を伴う任意のネットワークがCabletronの方法によってマッピングできない原
因となっている。

【０００８】 ３：報告側装置のソースアドレスがネットワークトラフィック内で共通に表示
されるため、各報告側装置は、報告できる報告側装置のすべてのアドレスをピッ
クアップする十分なチャンスを有するという要件。これは大きな問題である。対
照的に、テーブルの中で直接使用可能な報告側データリレー装置のアドレスを使
用する本方法を使用することのみが、一部をすでに知っている時により多くのア
ップポートを定義する（下を参照のこと）。

【０００９】 ４：管理された装置の間に存在する管理されていない装置をまったく処理でき
ないこと。

【００１０】 ５：非常に大きなネットワークにおいては計算が複雑であるため、Cabletron
の方法では実行に時間がかかり、計算が終了する前にネットワークが変化する場
合もある。

【００１１】 ６：たとえば、スイッチおよびセグメント化されたリピータ間など、装置間の
多重接続を処理できないこと。

【００１２】 概算ＡI方法は、種々のタイプの装置（たとえば、ルーティングテーブルを含
むデータルータなど）の中で使用可能な、情報のルーティング/ブリッジングを
使用する。このルーティング情報は、直接接続された装置に関する直接的な情報
および間接的な情報の混合を搬送する。ＡI方法は、ネットワーク内のすべての
装置からの情報を組み合わせようと試みる。この方法は、ネットワーク装置発見
プログラムが実行されネットワーク内に存在する装置を検出すること、または、
このような装置のリストがプログラムに提供されることを必要とする。これらの
概算ＡI方法は、ネットワーク内のすべてのデータ通信装置の、内部のテーブル
および動作に関する大量の、詳細で非常に正確な知識を必要とする。これらの要
件はこれらのＡI方法を複雑で、サポートが難しく、高価なものにしている。さ
らに、イーサネットまたはトークンリング集線装置などの接続性情報を提供しな
い装置はなお、管理的な方法によってネットワークトポロジ内に構成されなけれ
ばならない。最後に、ＡI方法で正常に検索するには、人間の専門家が導く必要
があるが、それにもかかわらず、ＡI方法では決定できない多くのトポロジのク
ラスがある。その結果、概算ＡI方法は、一般には使用されていない。

【００１３】 Loranトラフィック方法では、１つの装置から別の装置へ流れるトラフィック
は第１の装置からの出力としても測定できるし、また第２の装置への入力として
も測定できるという事実を利用している。トラフィックのボリュームが第１の装
置から出発し、第２の装置に到着する時に定期的にカウントされる場合、ボリュ
ームを測定する２つのシーケンスは、非常に似たものになる傾向がある。一般に
、トラフィックがランダム（およびフラクタル）な性格なので、他の装置から出
発するまたは他の装置に到着するトラフィックの測定シーケンスは、異なる傾向
がある。したがって、もっとも似たシーケンスを有する装置が相互接続されてい
る可能性がもっとも高い。装置は放送ネットワークまたは他のトポロジの中では
、ペアで接続されていると発見できる。したがってこの方法は、非常に一般的で
ある。しかし、これは両方の装置内で行われているトラフィックの測定が、適度
に正確であることに依存している。実際には、トラフィックのみならず、まった
く情報を報告しない装置もある。また、不正確なトラフィックの値を報告する装
置もある。

【００１４】 Phallらによって発明され、１９９５年９月１２日に発行され、ヒューレット
パッカード社に譲渡された米国特許第5,450,408号に説明された方法は、ネット
ワーク内の回線上のパケットのソースおよび宛先を監視することに依存している
。行き来のアドレスのセットから、トポロジが最終的に導き出される。このため
には、ネットワークトロポジ内の多くの回線にハードウェアパケット検出器を追
加することが必要であり、本発明とはなにも共通性を有しない。 US-A-5,684,796に説明された方法は、ネットワークシステム内でトポロジ情
報を決定し維持するためのメカニズムに関する。イーサネットネットワーク内で
、多数のセグメントのネットワーク装置によって使用される、多数のセグメント
エージェントトポロジのメカニズムが説明されている。ネットワーク内でトポロ
ジエージェントの間で交換されたトポロジ情報パケットは、セグメント識別子情
報および送信側エージェントのIＰアドレスを含む。装置のトポロジエージェン
トは、IＰアドレスおよびセグメント識別子情報、着信スロットおよびポート情
報によって、集線装置およびブリッジなどの相互接続されたネットワーク装置を
識別し、最終的にはネットワーク管理システムがネットワークトポロジマップを
評価し、ネットワークのトポロジの変化を自動的に決定するために使用される、
トポロジテーブル内のトポロジ情報を維持し更新する。

【００１５】 EP-A-0 588 744では、間に多数の局が接続される識別可能なネットワークユニ
ットのペアを決定することによって、通信ネットワークの単一のアクセスポート
に接続された多数の局のアドレスおよび位置を識別し、続いて識別可能なネット
ワークユニットのペアの間でアクセスポートを非アクティブ化し、選択されたメ
ッセージフレームを、場所が不明な局に発行するネットワークトポロジ生成装置
が説明されている。上記の局から戻ってくるメッセージフレームは監視され、ア
ドレス認識済みビットの状態を検出する。ビットが設定されている場合、これは
その局がネットワーク上に依然としてあることを示す。したがって、非アクティ
ブ化／ポーリングルーチンは、戻ってきたメッセージ内のビットが「オフ」状態
であり、その局がネットワーク上になく、最後に非アクティブ化されたポートに
接続されていることを示すまで反復される。

【００１６】 本発明の１実施形態は、装置内のポートマッピングデータへの任意のソースア
ドレスを使用する。任意のソースアドレスの例は、ブリッジテーブル、ＡＲＰテ
ーブル、リンクトレーニングおよびソースアドレスキャプチャデータであり、以
前には決定できなかったネットワークトポロジのクラスを決定する。特に、報告
側装置のセットの間に、１つまたは複数の報告しない装置があるトポロジが正し
く決定される。本発明は、アップポートおよびダウンポートの新しい概念を含む
。アップポートは、テーブルを報告する装置を相互接続し、ダウンポートは接続
しない。この概念は計算の複雑さを大幅に軽減し、接続決定の正確さを大幅に増
大する。アップとダウンを区別する方法が新しい。

【００１７】 本発明の１実施形態はまた、アップポートが、ダウンポートテーブル内でも認
識されるソースアドレスを認識する場合、そのアップポートは、ダウンポートを
伴うデータリレー装置のソースアドレスを認識するという、新しい決定も含む。
これによって、他のデータリレー装置のソースアドレスを直接認識するデータリ
レー装置への依存性がまったく取り除かれる。この望ましくない依存性は、Cabl
etronの方法の本質である。

【００１８】 本発明の１実施形態は、テーブルデータからの無効で移動されたソースアドレ
スを除去することを含むという点で新しく、また除去するための方法もすべて新
しい。このことにより、本発明の方法がエラーを引き起こす可能性は、約１００
分の１になっている。これは、ポータブルコンピュータの使用が広がるにつれ、
さらに必要になってきている。

【００１９】 本発明の１実施形態は、接続の正確性の、ネットワーク内の変化がトラッキン
グされる速度に対する明らかなトレードオフ（explicit tradeoff）を提供し、
したがって、新しい。

【００２０】 本発明の１実施形態は、たとえば、スイッチおよびセグメント化されたハブ間
の多重接続など、以前は前述のLoran特許出願におけるトラフィックパターンに
よってのみ処理されたトポロジの全グループを決定する。トラフィックデータが
入手不可能な場合、または、装置によって間違って報告された場合、この実施形
態はニーズを満たす。

【００２１】 本発明は、まったく自動的に動作でき、オペレータの介入または手動の補助を
必要としない。これは、人間の専門家が検索を制限することによって行う補助を
必要とするCabletronの方法とはまったく異なる。

【００２２】 本発明の１実施形態によれば、ソースアドレステーブルは各データリレー装置
のポート毎にコンパイルされる。これらのポートは次いで、アップまたはダウン
と分類される。アップポートは、ソースアドレステーブルを報告する他のデータ
リレー装置に直接的または間接的に接続するが、ダウンポートは接続しない。ア
ップポートは、そのソースアドレステーブルが単一の他のデータリレー装置の上
にある２つまたはそれ以上のポートのテーブルと交差（intersect）するものと
して認識できる。さらに、ダウンポートのテーブルの中のソースアドレスは、他
のダウンポートのテーブルの中にはコピーされず、そのダウンポートを含むデー
タリレー装置に直接的または間接的に接続するアップポートのテーブルの中にコ
ピーされる。ダウンまたはアップという分類の後、各アップポートテーブルの中
の各ソースアドレスは、そのテーブルがそのソースアドレスを含むダウンポート
を含むデータリレー装置のソースアドレスによって置き変わる。アップポートテ
ーブルは次に、データリレーアドレスと、アップポートに間接的に接続されたテ
ーブルを報告しない装置のアドレスのみを含む。アップポートのペアのテーブル
は交差(intersection）によって比較され、最小（minimal）の交差が、各アップ
ポートについてもっとも可能性のある接続を定義する。ダウンポートのテーブル
の中にある装置のソースアドレスは、そのダウンポートに直接的または間接的に
接続されていると定義される。この方法は繰り返して適用でき、可能性が総計さ
れ、任意の正確さを提供する。無効なソースアドレスおよび、ソースアドレステ
ーブルを収集する間に移動した装置のアドレスを除去するために、種々の方法が
使用される。

【００２３】 発見プログラムを使用して、ネットワーク内の装置のリストを決定する場合も
ある。ポラープログラム（poller program）は、データリレー装置から、ブリッ
ジテーブル、ＡＲＰテーブル、リンクトレーニングデータ、ソースアドレスキャ
プチャ、および、たとえばCisco発見プロトコル、Cabletron Securefastテーブ
ルデータなどの他のテーブルデータなどのポートマッピングデータへのソースア
ドレスを抽出し、ポート毎に所与の時間の間にわたってそのポートによって認め
られたソースアドレスのセットを生成する。

【００２４】 所与の期間にわたる任意のポートについてのソースアドレスのセットは、２つ
の方法のうち１つによって作成できる。１つは、全時間にわたってそれを満たす
前にそれを完全に空にすることであり、もう１つは、その期間の一部をテーブル
す一連のサブセットから構成することである。

【００２５】 テーブルを伴う、他の装置を介して送信されるフレームを認識するポートが最
初に決定される。これらのポートはアップポートと名付けられる。テーブルを伴
う他のポートはダウンポートと呼ばれる。アップポートは、単一の他の装置上の
２つまたはそれ以上のポートによって認識されたアドレスを認識する。トポロジ
を決定する問題は、ダウンポートへの接続を決定することと、アップポート間の
接続を決定することの２つに分けられる。ダウンポートから離れて認識されるす
べてのオブジェクトは、そのダウンポートに直接的または間接的に接続されてい
る。装置Ｂ上のダウンポートに接続されているオブジェクトを認識する任意のア
ップポートは、Ｂを通過するフレームを認識しているはずであり、したがって、
Ｂを認識しているはずである。アップポートによってこの方法で認識された、Ｂ
のようなオブジェクトのセットを次に比較する。これらのセットのうち、交差が
最小であるアップポートのペアが接続されていると定義される。単一のポートに
関して、非ヌル（non-null)の交差または多数ヌル(mulitiple null）の交差が存
在することは、そのポートに接続されたテーブルを報告しないオブジェクトの存
在および、そのオブジェクトから他のアップポートへの接続がそのオブジェクト
を介して存在していることを示す。

【００２６】 問題をアップとダウンに分け、次いで、ダウン接続からの結果を使用してアッ
プ接続に関する問題を解決することが新しい。

【００２７】 本発明の１実施形態によれば、データリレー装置を含むネットワーク装置を備
えるデータネットワークのトポロジを決定する方法は、 （ａ）データリレー装置からポートマッピングデータへのソースアドレスを入手
し、 （ｂ）各データリレー装置の各ポートについて、ある期間にわたって上記の各ポ
ートによって認められたソースアドレスのセットを生成し、 （ｃ）上記のポートのうち、上記のマッピングデータを伴って複数の装置を介し
て送信されたデータを搬送したポートをアップポートとして定義し、これらの装
置は考慮中のポート以外のポートを有し、アップポート以外の残りのポートをダ
ウンポートとして定義し、 （ｄ）ダウンポートから認識される装置からダウンポートへの接続を定義し、そ
して、 （ｅ）ソースアドレスから、アップポート間とアップポートおよびダウンポート
間の接続を定義することを含む。

【００２８】 他の実施形態によれば、データリレー装置およびノード装置を備え、各データ
リレー装置は１つまたは複数のポートを有するデータネットワークのトポロジを
決定する方法は、 （ａ）各データリレー装置のポートごとにソーステーブルをコンパイルし、 （ｂ）ソースアドレステーブルを報告する他のデータリレー装置と直接的または
間接的に接続するポートをアップポートとして分類し、 （ｃ）ソースアドレステーブルを報告しない他のデータリレー装置に直接的また
は間接的に接続するポートをダウンポートとして分類し、 （ｄ）各アップポートテーブルの中の各ソースアドレスを、テーブルがソースア
ドレスを含むダウンポートを含むデータリレー装置のソースアドレスで置き換え
、それによりアップポートテーブルは、データリレーアドレスとアップポートに
間接的に接続されるテーブルを報告しない装置のアドレスのみを含み、 （ｅ）交差毎に、ポートのペアのポートテーブルを比較し、 （ｆ）最小の交差を位置づけることによって、アップポート毎に最も可能性のあ
る接続を定義することを含む。

【００２９】 （発明の実施の形態） この明細書では、次の定義が使用される。

【００３０】 Ａ_i：ポートiが装置Ａの中にある。

【００３１】 データリレー装置：１つまたは複数のポート上でデータのフレームを受信し
、これらを１つまたは複数のポート上で再送信する装置。

【００３２】 装置：ポートを介して、１つまたは複数の他のネットワーク装置と通信する
ネットワーク装置。装置の例は、ワークステーション、リピータ、スイッチおよ
びルータである。後の３つはすべて、データリレー装置である。

【００３３】 Ｓ（Ａ_i）：テーブルを収集する期間にわたってそのポートに入ったフレー
ムから記録されたソースアドレスのセット。

【００３４】 ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）：Ｓ（Ａ_i）およびＳ（Ｂ_ｊ）の交差によって形成された
セットの中のメンバの数。これは、 Ａ_iおよびＢ_ｊの両方によって認識された装
置の数をカウントする。

【００３５】 Ｖ：アップポートＡ_iについての可視的な（visible）セットＶ（Ａ_i）は、
Ａ_iが認識するテーブルを伴うすべての装置のセットである。任意のｊに関して
、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞０の場合、Ｖ（Ａ_i）はＢを含む。

【００３６】 ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）：Ｖ（Ａ_i）およびＶ（Ｂ_ｊ）の交差によって形成された
セットの中のメンバの数。これは、Ａ_iおよびＢ_ｊの両方によって認識された装
置を提供するテーブルの数をカウントする。

【００３７】 ポート：ポートは、装置が通信を送信または受信する可能性のあるインタフ
ェースである。

【００３８】 ソースアドレス：製造者によって各ハードウェア装置に割り当てられた一意
的なラベル。これらはしばしば、ＭＡＣアドレスと呼ばれるが、本発明の方法は
任意の特定のアドレス指定スキーマに限定されない。

【００３９】 Ｔ：ソースアドレステーブルを有するすべてのネットワーク装置のセット。

【００４０】 アップ/ダウンポート：装置ＡがセットＴの中にあり、Ａ_iがセットＴの中の
１つまたは複数の装置に直接的または間接的に接続している場合、ポートＡ_iは
アップである。ダウンポートは、次に説明されるように、一定の期間にわたって
アップポートではない任意のポートである。

【００４１】 ＶＬＡＮ：物理ネットワーク上の、バーチャルで、通常は永続的ではない論
理ネットワークのマッピング。

【００４２】 Ｘ：ネットワーク内のすべてのダウンポートのセット。

【００４３】 Ｙ：ダウンポートによって認識される、ネットワーク内のすべての装置のセ
ット。

【００４４】 ＵＮ（Ａ）：ネットワーク装置Ａ内に存在するアップポートの数。

【００４５】 ＵＮ：ネットワーク内に存在するアップポートの数。

【００４６】 図１を参照すると、示されたネットワーク内には、テーブルを報告する４つの
データリレー装置（Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）、および、報告しない１つの装置（Ｂ）が
ある。また、これらの装置上のポートに接続された、８つのワークステーション
（ｎ、ｍ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ）がある。ポート番号は、テーブルを報告す
る装置について示されている。装置Ｂはテーブルを報告しないので、そのポート
は不明で、番号は付けられていない。管理された装置Ａ、Ｃ、Ｄ、およびＥのソ
ースアドレスおよび管理されていない装置Ｂのソースアドレスは、どのテーブル
でも入手可能である必要はないことに注意されたい。

【００４７】 各ポートからのテーブルの中のソースアドレスは次のとおりである。

【００４８】 Ｓ（Ａ１）＝ｍ、ｎ、ｕ、ｔ、ｓ、ｒ Ｓ（Ａ２）＝ｐ Ｓ（Ａ３）＝ｑ Ｓ（Ｃ１）＝ｐ、ｑ、ｓ、ｒ、ｍ Ｓ（Ｃ２）＝ｕ、ｔ Ｓ（Ｃ３）＝ｎ Ｓ（Ｄ１）＝ｎ、ｍ、ｐ、ｑ、ｒ、ｓ Ｓ（Ｄ２）＝ｔ Ｓ（Ｄ３）＝ｕ テーブルを伴うすべてのポートは定期的に評価され、どのポートがアップでど
のポートがダウンかを決定する。一般的に、１つのポートが１つだけの装置を認
識する場合、そのポートはダウンとなるが、アップポートを認識する方法は他に
３つある。第１の方法および第２の方法は、第１の評価およびそれに続くすべて
の評価に作用する。第３の方法は、第２の評価およびそれに続くすべての評価に
働きかける。

【００４９】 ・第１の方法 ＮＳ(Ａ_i、Ｂ_ｊ)＞０、および、ＮＳ（Ａ_i，Ｂ_ｋ）＞０、および、Ａ＜＞Ｂ、
および、ｋ＜＞ｊである場合、Ａ_iはアップポートである。

【００５０】 これは、Ａ_iがポートＢ_ｊ上で認識された装置を認識して、またポートＢ_ｋ＜
＞Ｂ_ｊ上で認識された装置も認識する場合、Ａ_iは、アップポートであるはずだ
という意味である。

【００５１】 図１のネットワークでの例では、ＮＳ（Ａ_１、Ｅ_２）＞０、およびＮＳ（Ａ_１ 、Ｅ_３）＞０なので、Ａ１はアップポートである。

【００５２】 ・第２の方法 Ｓ（Ａ_i）およびＴの交差がゼロでない場合、Ａ_iはアップポートである。

【００５３】 これは、Ａ_iが任意のアップポートのソースアドレスを認識する場合、Ａ_iはア
ップポートであるはずだという意味である。こういう場合はあまりないが、完全
を記すために含まれる。

【００５４】 ・第３の方法 Ｂ_ｊがダウンポートであり、Ｂ_ｊ＜＞Ａ_iである場合、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞＝
１であれば、Ａ_iはアップポートである。

【００５５】 言い換えれば、アップポートのみがダウンポートによって認識された装置を認
識することができるということである。

【００５６】 この方法は、ポートがいくつかの評価にわたってアップと定義されない場合の
み、そのポートはダウンと定義でき、したがってセットＹの中にあると要求する
ことによって洗練（refine）される。これは散在するセット（sparese sets）に
おける問題を解決する。これは、ＮＳ（Ａ_i、Ｙ＜＞Ａ_i）＞＝Ｋ、Ｋは＞１と要
求することによってさらに強固にすることができる。しかし、この方法ではいく
つかのアップポートを識別できなくなり、また方法の実行に時間がかかるという
犠牲を払わなければならない。

【００５７】 Ｙの中のポートがそのセットの大きさによって分類され、もっとも小さいポー
トが最初に比較される場合には、この方法の計算コストは安くなる。

【００５８】 図１のネットワークの例では、ＮＳ(Ａ_１、Ｃ_２)＋ＮＳ（Ａ_１、Ｃ_３）＋ＮＳ
（Ａ_１、Ｄ_２）＋ＮＳ（Ａ_１、Ｄ_３）...＞＝１なので、Ａ_１はアップポートで
ある。

【００５９】 ソースアドレスがダウンポートのテーブルの中にある装置はすべて、このテー
ブルの中には他のテーブルを報告する装置がある可能性がないため、直接接続さ
れているか、１つまたは複数の管理されていない装置を介して接続されているか
、またはそのポートにソースアドレス情報を報告しない移動された装置である。
ダウンポートのテーブルの中に１つだけ装置がある場合、これは直接Ａiに接続
されている。複数ある場合、これらの装置すべてはＡiへのクラウド（cloud）を
介して間接的に接続されている。クラウドとは、１つまたは複数の接続されてい
るが管理されていない装置、または正しくない報告を行う装置を表す。上述のLo
ran特許出願は、これらのテーブル定義の接続提案を覆すことのできる、接続を
作成する他の方法を説明した。

【００６０】 アップポートは、他のアップポートにのみ直接的または間接的に接続される。
さらに、アップポートを伴う装置のみが、アップポートが相互接続される方法を
決定する時に考慮する必要がある。最後に、アップポートがダウンポートによっ
ても認識される装置のソースアドレスを認識する場合、このアップポートは、ダ
ウンポートを含む装置も認識していると考えることができる。これらの３つの観
察を使用すると、３つの非常に重要な効果が導かれる。接続を作成する時のより
大きな精度、計算上の努力が大幅に軽減されること、および管理されていない装
置の存在および配置が正確に導出されることである。

【００６１】 ネットワーク内のアップポート対ダウンポートの比は、典型的には、少なくと
も１：１０と決定されてきた。ネットワーク内でアップポートを伴う管理された
装置の数は、典型的には、ネットワーク内のすべての装置の１０％より少ない。
テーブルを伴うほとんどすべての装置は、少なくとも１つのアップポートを有す
るので、テーブルを伴う装置の比も、ネットワーク内のすべての装置の１０％と
なる。

【００６２】 したがって、可能な選択肢の数が非常に削減されるので、アップポートの状態
を考慮しない任意の方法と比較すると、アップポート接続において誤りを犯す可
能性は、最高で１００分の１にまで軽減される。さらに、ダウンポートを伴う他
の装置を認識するダウンポートの可能性は、そのソースアドレスを直接認識する
ことと比較して、ダウンポートからのマッピングを通じて非常に大きくなる。実
験では、この確率が少なくとも１０倍であり、しばしば無限に大きいことを示し
ている。

【００６３】 各アップポートはそれ自体について、それが認識することができるアップポー
トを伴う装置のテーブルを作成している。これらのテーブルの重複が評価される
。このプロセスはＮ^２Ｍのオーダであり、上式でＮはアップポートの数であり、
Ｍはテーブルを伴う装置の数である。アップポートのみが考慮されているので、
すべてのポートが考慮されている場合、Ｎは１/１０である。テーブルを伴う装
置のみが考慮されているので、すべての装置が考慮されている場合、Ｍは１/１
０である。したがって、計算努力は１０００分の１に削減される。

【００６４】 第３の大きな効果は、アップポートの間に存在する管理されない装置の存在を
導出する機能である。これが行われる方法を次に示す。またこれは、最新技術に
おける大きな進歩である。

【００６５】 ポートＡ_iとＴの中にある他の装置Ｂとの間にあり、Ａ_iを含むアップポートの
セットは、Ａ_iまたはＢ_ｊのいずれかについてＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）が最小であるセ
ットである。セットの決定は３つのステップを有する。

【００６６】 １：各アップポートについてセットＶを決定するステップ。

【００６７】 ２：ここに説明されたように比較でき、Ｖ（Ａ_i）がＢを含みＶ（Ｂ_ｊ）がＡ
を含むポートのペアについて、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）を決定するステップ。

【００６８】 ３：すべてのポートについて最小のＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）を決定するステップ。

【００６９】 セットＶ（Ａ_i）は、アップポートＡ_iが確かに認識するアップポートを伴うす
べての装置を記述する。Ｖ（Ａ_i）はまたＡも含む。

【００７０】 セットＶ（Ａ_i）は、次の４つの条件のうち少なくとも１つが真である装置Ｂ
をすべて含む。 −１： Ｂ＝Ａ −２： ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞０、および、ＮＳ（Ａ_i，Ｂ_ｋ＜＞_ｊ）＞０ −３： Ｓ（Ａ_i）がＢを含む。 −４： Ｓ（Ｂ_ｊ）がＡを含む。

【００７１】 図１のネットワークの例では、以下のようになる。

【００７２】 Ｖ（Ａ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ Ｖ（Ｃ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ Ｖ（Ｃ_２）＝Ｃ、Ｄ Ｖ（Ｄ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ Ｖ（Ｅ_１）＝Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｄ 次に、比較できるポートのペアについてＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）が決定される。

【００７３】 ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＝ＮＶ（Ａi、Ｃｋ）であり、Ｃが１つのアップポートを有
し、Ｂが複数のアップポートを有する場合、接続はおそらくＡ_i−Ｂ_ｊであり、
Ａ_i−Ｃ_ｋではない。したがって、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の決定は３つのパス内で行
われ、各パス内で行われる比較は、比較される装置内のアップポートの多重度に
依存する。これは次に説明される。ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の値のセットが完了した
時、次に説明するように、スパンニングツリー（spanning tree）内で禁止され
た接続が拒否されていることを確かめるためにチェックされる。最も可能性のあ
る接続は、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の値が最も低い接続である。

【００７４】 ＵＮ（Ａ）は、装置Ａ上のアップポートの数である。図１の中に例示されたネ
ットワークでは、ＵＮの値は次のとおりである。

【００７５】 ＵＮ（Ａ）＝１ ＵＮ（Ｃ）＝２ ＵＮ（Ｄ）＝１ ＵＮ（Ｅ）＝１ ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の決定は、３つのパス内で行われる。各パスの中で、装置
はそのパスに関する基準を満たしている場合のみ、比較可能として選択される。
より早いパスで行われ、同じＮＶ値を有する比較がより可能性が高い。

【００７６】 パス ソース ターゲット １： ＵＮ（Ａ）＞１ ＵＮ（Ｂ）＞１ ２： ＵＮ（Ａ）＞１ ＵＮ（Ｂ）＝１ ３： ＵＮ（Ａ）＝１ ＵＮ（Ｂ）＝１ 次いで、Ｖ（Ａi）とＶ（Ｂｊ）との比較の有効性がチェックされる。

【００７７】 ２つの装置の間の多重接続は、多くのネットワーク内で禁じられている（すな
わち、２つのスイッチの間のスパンニングツリー）。次に、これに対するＶＬＡ
Ｎ例外に関する情報を除去する方法を説明する。したがって、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ
）＝ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｋ＜＞ｊ）の場合、すべてのＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）の有効性は、
次のようにチェックされる。

【００７８】 ＡまたはＢ（または両方）がセグメント化された装置であり、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ
_ｋ＜＞ｊ）＞０でｋがｊと同じセグメントにある、またはＮＳ（Ｂ_ｊ、Ａ_{ｋ＜＞ i} ）＞０でｋがiと同じセグメント内にあるという３つの条件が満たされない限り
、すべてのＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）は破棄される。

【００７９】 ここで、図２の例を考える。

【００８０】 ＮＶ（Ａ_１、Ｂ_１：１）およびＮＶ（Ａ_１、Ｂ_２：１）の両方が０である。Ａ
１はＢのセグメント１に接続されるので、ＮＳ（Ａ_１、Ｂ_１：２）＞０であり、
ＮＶ（Ａ_１、Ｂ_１：１）は破棄されない。ｎ＝２、３、４に関してはＮＳ（Ａ_i
、Ｂ_２：ｎ）＝０なので、ＮＶ（Ａ_１、Ｂ_２：１）は破棄される。

【００８１】 次いで、すべてのポートについて最小のＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）が決定される。

【００８２】 任意のＱに関して、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＜＝ＮＶ（Ｑ，Ｂ_ｊ）であるように、
すべてのＢ_ｊからＡ_iに接続が行われる。単一のポートＡ_iに対する多重接続の存
在は、Ａ_iに接続を試みる種々のアップポートの間に、１つまたは複数の管理さ
れない装置が存在することを示す。この管理されない装置または複数の装置は、
Ａ_iおよび、Ａ_iへの接続が提案されたすべてのＢ_ｊへ接続される単一のクラウド
として表される。

【００８３】 アップポートＦのセットの接続が決定されると、すべてのＳ（Ｆ）の交差は相
互接続されるべき装置のセットを定義し、アップポートを伴う装置のポートが定
義される。しかし、テーブルを伴わない装置のポートは定義されない可能性があ
り、Ｓ（Ｆ）内のソースアドレスがその装置上のポートに一意的ではない場合、
ポートは不明として定義される。

【００８４】 まず、ＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＝０であるアップポートのすべてのペアが接続され
る。ほとんど常に、これらは直接接続である。しかし、図１のネットワーク内で
、管理されていない装置ＢがＥからのトラフィックのみをＡに向け、Ｃからのト
ラフィックをＥにのみ向けている場合、ＮＶ（Ａ_１、Ｅ_１）およびＮＶ（Ｃ_１、
Ｅ_１）は両方とも０に等しい。これらの条件の下で、クラウドはＢを表し、Ａ、
ＢおよびＣの上の正しいポートはこのクラウドに接続している。

【００８５】 次に、ＮＶ（Ａ_i、Ｂｊ）が非ゼロ（non zero）であるポートのすべてのペア
を考える。接続のリングはＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＝ＮＶ（Ａ_i、Ｃ_ｋ）であるように
発見される。これらのリングは、相互接続されるべきアップポートのセットの提
案である。図１は、リングＡ_１、Ｃ_１、およびＥ_１を有する。Ｓ（Ａ_１）、Ｓ（
Ｃ_１）、およびＳ（Ｅ_１）の交差するセットはｍである。したがって、この実施
形態は、これらの３つのアップポートと装置ｍの接続を生成し、これらはすべて
、１つまたは複数の相互接続され管理されていない装置をテーブルす単一のクラ
ウドに接続されている。この例では、このクラウドはちょうど装置Ｂを示す。

【００８６】 装置が１つのポートのみに現れるソースアドレスを有する場合、上記の２つの
方法が接続のためのポートを一意的に識別することが可能になる。ソースアドレ
スがその装置上の複数のポート上で発生する場合、さらなるデータが使用され、
この接続がダウンポートに対する唯一の提案でない限り、接続が作成されるべき
ポートは不明である。このデータは、ダウンポートの候補となるポートを比較す
ることにより、可能性のあるポートのどちらがもっとも可能性のある候補である
かを決定するために使用される。このデータは、問題のポート上で測定可能な任
意の品質を含む。たとえばフレームレート、バイトレート、衝突レート、放送レ
ート、ラインステータスフラグ、ラインインタフェースタイプ、ライン速度など
である。先に言及したLoran特許の明細では、これらのうちいくつかが詳細に説
明されている。

【００８７】 ダウンポートおよびアップポートによって提案された接続は、現行ではないデ
ータに基づいており、データは何時間または何日にもわたって収集される場合も
ある。また、ソースアドレスキャプチャテーブルについてのサンプリング考慮（
sampling consideration）および、ブリッジテーブルおよびＡＲＰテーブルの経
時（aging）のために、データはほとんど常に不完全である。したがって、提案
された接続が正しい可能性は、使用可能なデータの完全性およびネットワークの
安定性に依存する。また、データのタイムライン（timelines）にも依存する。
たとえば、トポロジの変化以前に収集されたデータは変化前のトポロジに関連す
るが、変化後に収集されたデータは変化後のトポロジに関連する。

【００８８】 次に、接続の精度をネットワーク内の変化がトラッキングされる速度に対して
トレードオフする方法を説明する。

【００８９】 この方法は定期的に実行されるので、収集されたテーブルデータの散在性に応
じて、まったく静的なネットワークトポロジでもいくらか異なる結果を生成する
場合がある。

【００９０】 説明された２つの方法のうち１つによって、ポートＡ_iからＢ_ｊへの接続が提
案され、Ａ_iは非ゼロの大きさのテーブルを有すると仮定する（Ｓ（Ａ_i）＞０）
。

【００９１】 次に、以下のように定義する。

【００９２】 Ｃ：接続提案が正しい可能性。

【００９３】 Ｐ１：接続が正しく、また接続が確認される可能性。

【００９４】 Ｐ２：提案された接続が正しい可能性。

【００９５】 Ｒ：この同じ新しい提案がＡ_iおよびＢ_ｊに連続して提案される回数。

【００９６】 Ｔ：Ａ_iからＸ、およびＢ_ｊからＹの以前の接続が確認できなかった回数（
Ａ_iまたはＢ_ｊに接続があった場合）。いずれかの最小が選択される。

【００９７】 Ａ_iまたはＢ_ｊへの以前の接続が正しい可能性 ＝（１−Ｐ_１）^Ｔ...1.1 Ａ_iからＢ_ｊへの提案された接続が間違っている可能性 ＝（１−Ｐ_２）^Ｒ...1.2 新しい接続を挿入することが間違っている可能性 ＝（１−Ｐ_１）^Ｔ（１−Ｐ_２）^Ｒ...1.3 たとえば、Ｐ１＝０．７、Ｐ２＝０．６、Ｔ＝３、およびＲ＝２とする。する
と、新しい接続を挿入することが間違っている可能性は、０．００４となる。

【００９８】 ＴおよびＲを選択し、Ｐ１およびＰ２を測定することによって、この方法は、
トポロジの変化の精度を、それが変化した速度に対してトレードオフすることが
できる。Ｐ_１は、以前の提案の方法による確認の、最近の履歴によって測定でき
る。Ｐ_２は、Ｔ＝０およびＲ＝１の時に提案が拒否された頻度を決定することに
よって測定される。

【００９９】 テーブルデータが収集される時間が長ければ長いほど、移動していない接続に
関する提案された接続が正しい可能性は高くなる。確率は測定可能なので、この
方法は接続が十分に信用できるものになるまで一定の期間にわたって総計される
か、またはネットワークの状態が通常に戻ったために確率が向上するまで、結果
を無視することができる。

【０１００】 平均的なネットワークは、約１％のレベルで不正確なテーブルデータを有する
と決定されている。悪いネットワークは１０％もの高さのレベルを有する場合が
ある。この不正確なテーブルデータを識別し、テーブルから削除する必要がある
。次に説明する方法は、不正確である可能性のあるデータのレベルを１００分の
１以下に低減する。このことは、現実的には、ほとんどのネットワークで、不正
確なデータは上記に説明された接続では通過しないということを意味する。これ
は精度を大幅に高め、トポロジが決定される速度も増す。この、ソースアドレス
テーブルデータからノイズを削除するという概念が新しく、それを実行するため
のすべての方法も新しい。

【０１０１】 テーブルデータが間違う理由は５つある。その理由の各々に対応して、不正確
なデータを検出し削除する方法が説明される。これらの状態に関してオペレータ
に注意を促すまたは警告を発することもできる。

【０１０２】 １：ネットワーク内の装置の移動。装置が１つの場所から別の場所へ移動する
時、しばらくの間、その装置のアドレスが両方の場所に同時にあるように認識さ
れることがある。一日の間に多くの場所に置かれるテスト装置またはポータブル
コンピュータは、しばしば多数の見かけの位置を有する。

【０１０３】 ２：無効なソースアドレス。テーブルデータを報告する装置はそのテーブルの
中に無効なソースアドレスを収集しているか、または間違って報告する場合があ
る。これらのアドレスはどの装置も指さない。この問題はいくつかのリピータ上
のビジーなポートの中のソースアドレスキャプチャでは一般的な問題である。

【０１０４】 ３：ソースアドレスの重複。同じソースアドレスが同時に複数の装置内で使用
される。これは標準では禁じられているが、製造中の品質管理がよくないと起き
る。

【０１０５】 ４：テーブルから削除されていない古いアドレス。装置は定期的にテーブルか
らアドレスを削除するべきである。装置内のソフトウェアがそれを行わない場合
がある。たとえば、装置が移動されたとき、そのアドレスは装置が以前に接続さ
れた各ポートに固執している場合がある。このため、このソースアドレスが多数
報告され、混乱を招く。

【０１０６】 ５：オペレータのミス。ネットワークオペレータは、ある装置があるアドレス
を永久的に覚えているようにプログラミングする場合がある。次いで、その装置
が移動した場合、装置が依然として同じ方法で接続されているかのように、これ
らのアドレスは継続して報告される。ここでもまた、このソースアドレスが多数
報告され、混乱を招く。

【０１０７】 （装置の１つの場所から別の場所への移動） テーブルデータは長い時間にわたって収集されるため、装置を１つの場所から
別の場所へ移動すると、同じ装置が矛盾したテーブルに現れる場合がある。次の
移動検出器論理は移動を検出し、移動した装置に関するすべてのデータを考慮中
のテーブルから削除する。

【０１０８】 移動を検出する方法は３つある。装置が移動したと定義された時、その移動が
発生した時に時間的に重複するすべてのテーブルはこの移動した装置を有する。

【０１０９】 これには例外がある。移動がダウンポートへの移動であった場合、アドレスは
このダウンポートのテーブルのみに残される。明らかに、多数のダウンポートが
同じアドレスを認識する場合、もっとも最近それを認識したと観察されたポート
が接続を主張する。

【０１１０】 移動の検出とそれに対する反応は、この方法の提案されたトポロジを物理トポ
ロジに自動的に適用するために重要である。これはLoranの元の発明を新しい方
法で拡大する。Loranの明細書は、ネットワークトポロジは時間Ｔの後に決定で
き、ついで、Ｔ＋ｄｔにおいて決定できることを述べている。また、トポロジに
おいて変化がない場合、オペレータにこれを知らせることができ、これは安定し
た解決法が発見されたことを示すと述べている。安定した解決法が発見され、つ
いで変化した場合は、これはオブジェクトが移動したかまたはなにかが故障した
か不正確になったことを示す。この特定の変化はこれを定義することを助ける。

【０１１１】 （ａ）移動したことが知られる場合： 装置Ａの接続が変更したと決定された
場合、Ａは移動した。これはこの明細書の中の方法の１つ、または、たとえば上
記のLoran明細書に説明された方法の１つ、または別の方法によって行われる。

【０１１２】 （ｂ）両方とも同じ装置上にあるアップポートとダウンポートの両方の上で認
識される場合： ＡがＳ（Ｂ_i）およびＳ（Ｂ_ｋ＜＞i）の両方に存在し、Ｂ_iが
装置Ｂ内のアップポートでＢ_ｋはダウンポートである場合、装置は移動したと定
義される。しかし、Ｂが複数のアップポートを伴うセグメント化されたリピータ
である場合、これらのＢポートは、両方とも同じセグメント内にあるはずである
か、または同じ出力トラフィックパターンを共有するはずである（Loran使用に
説明されているように）。

【０１１３】 （ｃ）２つのダウンポートの上で認識される場合： ＡがＳ（Ｂ_i）およびＳ
（Ｃ_ｋ）の両方に存在し、Ｂ_iおよびＣ_ｋの両方がダウンポートである場合、装
置Ａは移動したと定義される。この特別なケースは、ＡがＳ（Ｂ_i）およびＳ（
Ｂ_ｋ）の両方に存在して、ｋ＜＞iであり、Ｂ_iおよびＣ_ｋがアップポートである
という考慮に導かない場合に存在する。

【０１１４】 （無効なソースアドレス） 無効なソースアドレスはどの実際の装置にも関連せず、しばしば、有効なソー
スアドレスのビット交替によって作成される。次の方法は有効なアドレスを検出
する。

【０１１５】 （ａ）ソースアドレスがこのソースアドレスのみを認識するダウンポートによ
って報告されている場合、そのソースアドレスは有効である。

【０１１６】 （ｂ）ソースアドレスが、所与の期間の間に２つ以上のポートによって報告さ
れている場合、そのソースアドレスは有効である。

【０１１７】 （ｃ）ソースアドレスがＳＮＭＰクエリの中で正常に使用されている場合、そ
のソースアドレスは有効である。

【０１１８】 Ｎ個のオブジェクトの一部のネットワークでは、一日にＮ/１０個もの異なる
無効なソースアドレスが生成される。

【０１１９】 （ソースアドレスの重複） 同じソースアドレスが同時に、複数の装置内で使用される。これは複数のＴＣ
Ｐ/IＰアドレスによってラベル付けされている、同じソースによって検出される
。さらに詳しくは、ソースＸがＴＣＰ/IＰ Ａで認識され、ついでソースＸがＴ
ＣＰ/IＰ Ｂで認識され、次いで再びＴＣＰ/IＰ Ａで認識され、すべてが同じ期
間内である場合、ソースＸは装置Ａおよび装置Ｂの両方で使用されている。この
期間はIＰが自動的に（ＤＨＣＰによって）または手動で変更できる時間よりも
短い時間に選択される。重複したソースアドレスはすべてのテーブルから削除さ
れる。

【０１２０】 （テーブルから削除されていない古いアドレス） 経時（aging）と呼ばれる機能がスイッチまたはルータなどのデータリレー装
置内で故障した時、そのデータリレーが保持するテーブルは変化しない可能性が
ある。したがって、これらのテーブルは過去に関連し、多くの問題の原因となる
可能性がある。しかし、経時の故障はほとんど常に、データリレー装置によって
認識される装置の一部がそのデータリレー装置によってのみ認識されるという結
果になる（これらはネットワークから除去されたため）。解決法はまず、経時機
能の故障を診断し、ついで、この故障が検出されている装置からのすべてのテー
ブル情報を拒否することである。代替の拒否方法は、この機能が故障し、故障し
ていない装置上のダウンポートテーブルと矛盾する、装置内のダウンポート上の
テーブルの中のすべてのソースアドレスを拒否することである。

【０１２１】 第３の方法は第２の方法と組み合わせて使用することができ、ソースアドレス
が他のアップポート内で認識された場合のみ、この機能が故障した装置内のアッ
プポート上のテーブルの中のソースアドレスを受け入れるというものである。最
後に、装置の経時機能が故障していると診断された時、そのような各々の装置上
の経時機能の故障についてオペレータに注意を促したり警告を発したりすること
もできる。

【０１２２】 次のように仮定する。

【０１２３】 Ｄ＝１週間の間、Ａの上では認識されたが別の場所では認識されなかったす
べてのテーブルのセットの中にある装置の数。

【０１２４】 Ｎ＝Ａの上で認識されたすべてのテーブルのセットの中にある装置の数。

【０１２５】 Ｄ/Ｍ＞閾値の場合、Ａはおそらく経時問題を有する。

【０１２６】 代替の方法は、Ａの上で認識された装置のうち移動した装置の数をカウントす
ることであり、この比が所定の閾値を越えたとき、Ａは、おそらく経時問題を有
する。

【０１２７】 さらなる代替方法は、Ｄのカウントと移動した装置のカウントを組み合わせ、
この数字またはそのＮのパーセンテージに閾値を適用することである。

【０１２８】 （オペレータのミス） オペレータは時々、装置Ａに関するテーブルの中に静的な情報をプログラミン
グし、彼らがＡを移動した時にそれを削除するのを忘れてしまうことがある。こ
れは移動検出装置によって検出されるか、または間違った装置のソースアドレス
が、Ａのサブネットをサポートするルータの同じポートによってサポートされて
いる任意のサブネットのＴＣＰ/IＰサブネットの外にある時に検出できる。した
がって、この方法はＶＬＡＮサブネット化を処理する。

【０１２９】 この方法でエラーであるソースアドレスはこの装置のソースアドレステーブル
（複数可）から削除できる。エラーが検出された装置の各々内で、この状態に関
してオペレータに注意を促したり警告を発したりすることができる。

【０１３０】 （過剰なＶＬＡＮ構成変化レートの検出および報告） イーサネットスイッチは単一の他のスイッチに対して、同時に使用中である物
理接続を複数有することはできない。しかし、イーサネットスイッチは単一の他
のスイッチに複数の物理接続を有して、一度に１つだけを使用することはできる
。ＶＬＡＮプロトコルは、スイッチが使用する回線を時々、自動的に変更させる
。これらの状態の下では、これらの回線の両方の中にあるテーブルは、データが
テーブルから破棄される期間よりも後に回線の変化が発生した場合、同様な項目
を含むことになる（次を参照のこと）。ＶＬＡＮ変更が非常に頻繁に行われる場
合、これはスイッチからソースアドレステーブルが崩壊する原因となるので、ネ
ットワークオペレータにこの状況を警告するのが適切である。この状況はここに
説明された方法によって接続のレートを遅くし、また、ネットワークの性能に悪
影響を与える。

【０１３１】 Ｂ_iが物理的にＣ_ｐに接続され、Ｂ_ｊが物理的にＣ_ｑに接続されているとする
。ＢおよびＣはこの接続のペアのうちどちらを使用するかを定期的に変更し、ソ
ースアドレスのセットがＢ_iおよびＢ_ｊから記録されていると仮定する。

【０１３２】 ＮをＳ（Ｂ_i）およびＳ（Ｂ_i）の両方の中で認識されるソースアドレスの数と
し（すなわち、交差）、これらの２つのセットを収集する間に移動していないと
知られていると仮定する。

【０１３３】 Ｍを、これらの２つのセットを収集する間に移動したと知られているソースア
ドレスをのぞいた、Ｓ（Ｂ_i）の中のソースアドレスの数とする。１つまたは複
数のオブジェクトの移動が他の方法でこの分析の前に検出されていなければ、Ｍ
が小さいほど、レポートが間違っている可能性が高い。

【０１３４】 Ｆ＝Ｎ／Ｍと仮定する。

【０１３５】 すると、Ｆが所定の閾値より大きく、Ｍも同時に所定の閾値よりも大きいとき
、使用中のＢからＣへの接続は最近、Ｂ_iとＢ_ｊの間で変化した可能性がある。
これらの状態の下で、オペレータは警告を受ける場合がある。Ｆが高ければ、使
用中の接続が最近変化したことはより確実である。

【０１３６】 Ｆに関する適切な閾値は０．５と発見され、Ｍの適切な値は５と発見されてい
る。

【０１３７】 変化の検出はこれらの接続上のトラフィックレベルの検出によって確認され、
日付を決められる。１つの接続が静止した状態からアクティブな状態に変化し、
同時に、他の接続がアクティブから静止した状態に変化する時、これは転換の時
間を示す。

【０１３８】 装置が単一の他の装置へ同時にアクティブな接続をサポートしていない場合、
このような装置のアップポート内のセットに共通なソースアドレスは、ソースア
ドレスがもっとも最近記録されたセット以外は、これらのセットから削除するこ
とができる。他の方法を使用して、もっともしばしばそれを認識するセットなど
もっとも適切なセットを選択することもできるし、または、共通の項目を完全に
削除することもできる。

【０１３９】 所与の時間にわたる任意のポートに関するソースアドレスのセットは、２つの
方法のうち１つによって作成できる。１つは、その期間全体にわたってそれを満
たす前にそれを完全に空にしてしまう方法であり、もう１つは、それをその期間
の一部をテーブルす一連のサブセットから構築する方法である。

【０１４０】 セットＳ（Ｂ_i）がＴ_１−Ｔ_２の期間にわたってＢ_iに関するソースアドレスを
含むと仮定する。

【０１４１】 この期間Ｔ_１−Ｔ_２はＮに分割され、Ｎは時間のサブ期間と等しい場合もあり
等しくない場合もあると仮定する。

【０１４２】 サブセットＲ（Ｂ_i、_ｔ）がサブ期間ｔにわたってＢ_iに関するソースアドレス
を含むと仮定し、ｔ＝１...Ｎであるとする。

【０１４３】 すると、 ｔ＝１...Ｎに関してＳ（Ｂ_i）＝交差（Ｒ（Ｂ_i、_ｔ））である。

【０１４４】 本発明は、シミュレートされたネットワークのクラス、トポロジが知られてい
る顧客ネットワークのクラス、およびトポロジが知られていないネットワークの
クラスという、３つのクラスのテストを受けた。

【０１４５】 種々の異なるトポロジの構造（たとえば多くの冗長リンクによってセグメント
化されたリピータに接続されているスイッチなど）に関して、シミュレーション
が実行され、論理の有効性を決定した。これらのシミュレーションはまた、不正
確で散在的なテーブルデータを考慮して強固さが確認された。

【０１４６】 顧客がトポロジを知っている場合のネットワークにおけるテストは、より現実
的なテストを可能にした。３０００オブジェクトのネットワークのテストにおい
て、３６時間のデータを使用して行われた接続の決定は、９５％完全であった。
すべてが正しかった。残りの接続は正しく決定するためにさらなるデータを必要
とした。この明細書に説明された方法は、典型的にはこのタスクを実行するため
に、２分未満のＰ１８０ ＣＰＵ（中央処理装置）時間を必要とする。

【０１４７】 最後に、トポロジが知られていないネットワークにおいては、本発明にしたが
って直接オブジェクトの間にあると発見された接続は、上述のLoran特許明細の
主題であるトラフィックの方法によってクロスチェックされたが、Loran方法は
現在長い歴史とよく決定された精度を有する。これらの結果は本発明の正確さと
プロセッサの効率を確認した。

【０１４８】 上述の発明を理解する人はここで、ここに説明された原理を使用して代替の設
計を考えつくことができるであろう。付随する請求項の範囲に入るこのような設
計はすべて、本発明の一部と考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 代表的なネットワークの構成図である。

【図２】 図１のネットワークの詳細の例を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ， ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｃ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 5K030 GA14 HA08 HC01 HC14 HD03 JA10 JL07 KA05 MA01 MC06 MD07 5K033 AA09 CB01 DA01 DA05 DB12 DB18 DB20 EA07 EC02 EC03

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データリレー装置を含むネットワーク装置を備えるデータネットワークのトポ
   ロジを決定する方法であって、 （ａ）前記データリレー装置から、ポートマッピングデータ（port mapping dat
   a）へのソースアドレスを得るステップと、 （ｂ）各データリレー装置の各ポートについて、所定期間にわたって前記各ポー
   トによって認識されたソースアドレスのセットを生成するステップと、 （ｃ）これらの前記ポートのうち、複数の装置を経由して前記マッピングデータ
   と共に送信されたデータを搬送したポートをアップポートと定義し、これら複数
   の装置は、考慮中のポート以外のポートを有し、アップポート以外の残りのポー
   トをダウンポートと定義するステップと、 （ｄ）ダウンポートから認識される複数の装置からダウンポートへの接続を定義
   するステップと、 （ｅ）ソースアドレスから、アップポート間およびアップポートとダウンポート
   間の接続を定義するステップと、を含む方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、 前記ソースアドレスのセットは、各々が前記所定期間の一部を表示する複数の
   サブセットから当該セットを構築することによって得られる方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の方法であって、 前記ステップ（ｄ）は、後者の装置がダウンポートから離れているように認識
   された場合に、前記装置と前記ダウンポートの間の接続を定義するステップを含
   む方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の方法であって、 前記ステップ（ｅ）は、アップポートを伴うオブジェクトのセットと、該アッ
   プポートによって認識されるダウンポートに接続されたオブジェクトとを比較し
   、これらのセットの交差（intersection）が最小であるアップポートのペアの接
   続を定義するステップを含む方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の方法であって、 アップポートＡについての前記比較を各装置Ｂのアップポートに制限し、Ａに
   よって直接的または間接的に認識されるオブジェクトのセットが、Ｂの上の多数
   のポート上で認識されるセットと非ゼロの交差（non-zero intersection）を有
   するか、またはＡのセットがＢを含み、この制限が各比較の中の両方のアップポ
   ートに適用されるステップをさらに含む方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の方法であって、 前記アップポートについて非ヌル(non-null）の交差または多数のヌル(multip
   le null）の交差が存在する場合、他のポートへの接続が存在するアップポート
   に接続された、アドレステーブルを報告しないオブジェクトの存在を定義するス
   テップを含む方法。
7. 【請求項７】 請求項１記載の方法であって、 前記ポートマッピングデータへのソースアドレスは、ブリッジテーブルデータ
   、ＡＲＰテーブルデータ（arp table data）、リンクトレーニングデータ（link
   training data）、ソースアドレスキャプチャデータおよび他のテーブルデータ
   のうちの１つである方法。
8. 【請求項８】 請求項１記載の方法であって、 前記コンパイルのステップは、まず発見プログラム（discovery program）を
   実行して前記ネットワーク内の装置のリストを決定し、ついで、ポラープログラ
   ム（poller program）を実行してデータリレー装置からポートマッピングデータ
   へのソースアドレスを抽出し、所定時間にわたって前記各ポートによって認めら
   れたソースアドレスのセットを各ポートに提供することにより実行される方法。
9. 【請求項９】 請求項６記載の方法であって、 前記コンパイルのステップは、まず発見プログラムを実行して前記ネットワー
   ク内の装置のリストを決定し、ついで、ポラープログラムを実行してデータリレ
   ー装置からポートマッピングデータへのソースアドレスを抽出し、所定時間にわ
   たって前記各ポートによって認められたソースアドレスのセットを各ポートに提
   供することにより実行される方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の方法であって、 前記ポートマッピングデータへのソースアドレスは、ブリッジテーブルデータ
    、ＡＲＰテーブルデータ、リンクトレーニングデータ、ソースアドレスキャプチ
    ャデータおよび他のテーブルデータのうちの１つである方法。
11. 【請求項１１】 データリレー装置およびノード装置を備え、各データリレー装置は１つまたは
    複数のポートを有するデータネットワークのトポロジを決定する方法であって、
    （ａ）各データリレー装置の各ポートについて、ソーステーブルをコンパイルす
    るステップと、 （ｂ）ソースアドレステーブルを報告する他のデータリレー装置に直接的または
    間接的に接続するポートをアップポートとして分類するステップと、 （ｃ）ソースアドレステーブルを報告しない他のデータリレー装置へ直接的また
    は間接的に接続するポートをダウンポートとして分類するステップと、 （ｄ）各アップポートテーブルの中の各ソースアドレスを、テーブルがそのソー
    スアドレスを含むダウンポートを含むデータリレー装置のソースアドレスで置き
    換え、それによって、前記アップポートテーブルは、データリレーアドレス、お
    よびアップポートに間接的に接続されたテーブルを報告しない装置のアドレスの
    みを含むステップと、 （ｅ）交差によってポートのペアのポートテーブルを比較するステップと、 （ｆ）最小の交差の位置を突き止めることによって、各アップポートに関しても
    っとも可能性の高い接続を定義するステップとを含む方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載の方法であって、 ステップ（ａ）−（ｆ）を連続的に反復するステップと、所定の精度の示され
    た接続が決定されるまでポート間の接続の可能性を総計するステップとを含む方
    法。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の方法であって、 前記コンパイルのステップは、まず発見プログラムを実行して前記ネットワー
    ク内の装置のリストを決定し、ついで、ポラープログラムを実行してデータリレ
    ー装置からポートマッピングデータへのソースアドレスを抽出し、所定時間にわ
    たって前記各ポートによって認められたソースアドレスのセットを各ポートに提
    供することにより実行される方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１記載の方法であって、 前記ステップ（ｆ）は、特定のポートに関して非ヌルの交差または多数のヌル
    交差があることを決定し、それによって、該特定のポートに接続されたテーブル
    を報告しないオブジェクトの存在を定義し、該特定のポートから別のポートへの
    接続が該テーブルを報告しないオブジェクトを介して存在することを定義するス
    テップを含む方法。
15. 【請求項１５】 請求項１記載の方法であって、 ステップ（ｃ）は、少なくとも、 （i）ＮＳ（Ａ_i、ｂ_ｊ）＞０であり、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｋ）＞０であり、Ａ＜＞Ｂ
    であり、ｋ＜＞ｊであって、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）は、Ｓ（Ａ_i）とＳ（Ｂ_ｊ）の交
    差によって形成されるセットのメンバの数であり、Ｓ（Ａ_i）は装置Ａ内のポー
    トiから記録されるソースアドレスのセットである場合、Ａ_iをアップポートとし
    て定義するステップ、 （ii）Ｓ（Ａ_i）およびＴの交差がゼロでなく、Ｔはソースアドレステーブルを
    有するすべてのネットワーク装置のセットである場合、Ａ_iをアップポートとし
    て定義するステップ、および、 （iii）Ｂ_ｊがダウンポートでＢ_ｊ＜＞Ａ_iである場合、ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞＝
    １ならばＡ_iはアップポートであるステップのいずれか１つを含む方法。
16. 【請求項１６】 請求項１記載の方法であって、 前記ステップ（i）および（ii）のいずれかまたは両方を使用して前記ステッ
    プ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を実行し、時々、前記ステップ（iii）を使用し
    て前記ステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を反復するステップを含む方法。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の方法であって、 前記ステップ（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の何回かの反復にわたって、あるポ
    ートがアップポートと定義されていない場合、該ポートをダウンポートとして定
    義するステップを含む方法。
18. 【請求項１８】 請求項１５記載の方法であって、 ダウンポートに接続され、アップポートと認識されるオブジェクトのセットを
    比較し、これらのセットが最小であるアップポートのペアの接続を定義するステ
    ップをさらに含む方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の方法であって、 ダウンポートによって認識され、ネットワーク内にあるすべての装置のセット
    の中のすべてのポートをセットの大きさ毎に分類するステップと、 より大きなセットを比較する前にもっとも小さいポートのセットを比較するス
    テップと、を含む方法。
20. 【請求項２０】 請求項１７記載の方法であって、 ＮＳ（Ａ_i、Ｙ＜＞Ａ_i）＞＝ｋ、ここでｋ＞１であり、 Ｙはダウンポートによって認識されるネットワーク内のすべての装置のセット
    でであることを要求するステップをさらに含む方法。
21. 【請求項２１】 請求項４記載の方法であって、 前記比較のステップは、 （i）アップポート毎にセットＶを決定するステップと、 （ii）比較できるポートのペアについてＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）を決定するステップ
    と、 （iii）すべてのポートに関して最小のＮＶ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）を決定するステップと
    、を含み、ここで、 １．前記セットＶ（Ａ_i）は装置Ａを含む、アップポートＡ_iが明確に認識すアッ
    プポートを伴うすべての装置を記述し、 ２．前記セットＶ（Ａ_i）は、次の条件のうち少なくとも１つが真であるすべて
    の装置Ｂを含み、該条件は （I）Ｂ＝Ａ （II）ＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｊ）＞０およびＮＳ（Ａ_i、Ｂ_ｋ＜＞ｊ）＞０ （III）Ｓ（Ａi）はＢを含み、 （IV）Ｓ（Ｂｊ）はＡを含む、これらの条件のいずれかであり、 ３．Ｖ（Ａ_i）がＢを含み、Ｖ（Ｂ_ｊ）がＡを含む場合のみ、ポートのペアを比
    較する方法。
22. 【請求項２２】 請求項１記載の方法であって、 前記ステップ（ｃ）の前にポートマッピングデータへの正しくないソースアド
    レスを除去するステップを含む方法。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載の方法であって、 前記ステップ（ｃ）の前に、次のタイプのアドレスのうち少なくとも１つを決
    定し除去するステップを含み、該アドレスのタイプは、 （i）装置のネットワーク内での移動によって生じた重複アドレス、 （ii）無効なアドレス、 （iii）同時に複数の装置内で同じソースアドレスを使用することによって生じ
    た重複アドレス、 （iｖ）使用されていない古いアドレス、および、 （ｖ）オペレータのミスで作成されたアドレスのうち少なくとも１つを含む方法
    。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の方法であって、 前記アドレス（i）は、同じ装置上のアップポートおよびダウンポートの両方
    の上で認識されるか、または、２つのダウンポート上で認識されるか、または装
    置の接続が変化したがそのアドレスが重複していると決定されたかのいずれかで
    ある方法。
25. 【請求項２５】 請求項２３記載の方法であって、 前記ソースアドレス（ii）は、このアドレスのみを認識するダウンポートによ
    って報告された場合、所与の期間内で２つ以上のポートによって報告された場合
    、または、ＳＮＭＰクエリ内で正常に使用されたことのある場合、前記ソースア
    ドレス（ii）は無効ではないと決定される方法。
26. 【請求項２６】 請求項２３記載の方法であって、 経時（aging）機能の動作によって故障したと決定された装置からの前記アド
    レス（iｖ）はすべて拒否される方法。