JP2004134879A

JP2004134879A - ルータ装置

Info

Publication number: JP2004134879A
Application number: JP2002295196A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kyotani; 京谷　芳裕; Toru Yoshida; 吉田　徹; Tsutomu Hattori; 服部　力; Hiroyuki Mochizuki; 望月　浩之
Original assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Current assignee: Hitachi Information Technology Co Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】通信状態監視機能の弱点を克服する新たな監視機能を実現しうるルータ装置を提供する。
【解決手段】本ルータ装置は、ルーティングテーブルに依存しない独自プロトコルの監視パケットを作成し、その監視パケットを送受信するポートを特定できる機能を実現したものである。本装置では、監視パケットに対する応答があること（４０２）及び送受信ポートが同じであること（４０３）を見ることにより、対向接続相手装置との通信状態を回線を特定して監視することが可能となる。これにより、監視パケットの送信／受信パケットが通過する回線を特定することができる。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回線状態を監視し、その結果を正系経路とバックアップ経路との切替手段とするような、正系経路とバックアップ経路を有するネットワークシステムに用いるルータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＴＭ（非同期転送モード）網のみを使用したネットワークシステムにおいては、ＯＡＭ（保守運用管理）セルの１つであるＬｏｏｐｂａｃｋ（折り返し試験）セルをルータ装置から対向接続相手装置宛てに送信し、対向接続相手装置が応答するＬｏｏｐｂａｃｋセルを監視することによってＶＣ（仮想チャネル）の通信状態を検出する機能がある。
【０００３】
図１に示すように、ルータ装置１がＡＴＭ網と接続されており、ルータ装置２がＦＲ（フレームリレー網）と接続されているような、ルータ装置１−２間が異なる回線網で相互接続されたネットワークシステムにおいては、ＩＣＭＰ（インターネットコントロールメッセージプロトコル）の１つであるＰｉｎｇを使用することで回線に依存せずにルータ装置１−２間の通信状態を監視し、検出する機能がある。
【０００４】
この種のＡＴＭ技術の詳細については、例えば次の非特許文献１に記載されている。
【非特許文献１】
富永英義氏／石川宏氏著「ポイント図解式　標準ＡＴＭ教科書」（株式会社アスキー出版）の第３章、第４章
また、ＩＰ（インターネットプロトコル）の詳細については、例えば次の非特許文献２に記載されている。
【非特許文献２】
Ｗ・リチャード・スティーヴンス著、橘康雄訳「詳解ＴＣＰ／ＩＰ　Ｖｏｌ．１プロトコル」（株式会社ピアソン・エデュケーション出版）の第３章、第６章、第７章、第９章
【０００５】
図１は、正系経路とバックアップ経路を有するネットワークシステムの構成例を示す。
このシステムは、ルータ装置１〜５と、端末６、７、及びネットワーク８〜１０から構成されている。ネットワークはあらゆるＩＰネットワークを想定しているが、ここでは特にＡＴＭ網８、ＦＲ網９、ＩＳＤＮ網１０を使用した例とする。
このうち、ルータ装置１がネットワークシステムの中枢として通信に使用する経路を決定する。端末６から端末７への通信を考える場合、正系経路は端末６からルータ装置１、ＡＴＭ網８、ルータ装置５、ＦＲ網９、ルータ装置２を経由して端末７へと至る経路であり、バックアップ経路は端末６から一度ルータ装置１へ至った後、ルータ装置３、ＩＳＤＮ網１０、ルータ装置４を経由して端末７へと至る経路である。また、ルータ装置１がルータ装置２との間の経路を決定するための監視対象となる回線を特に１１とする。
【０００６】
このシステムを使用した場合、ルータ装置１からルータ装置２のＩＰアドレスＩＰｃに対してＰｉｎｇリクエストを発行し、ルータ装置２から返信されるＰｉｎｇリプライを監視することでルータ装置１−２間の正系経路を監視する。この時、ルータ装置１には図３に示す正系経路とバックアップ経路が登録されたルーティングテーブル２００が設定されている。
【０００７】
ルーティングテーブルとはルータ装置が通信データを次にどのルータ装置に送出するかを決定するためのもので、データの送信先となるネットワークを示す宛先ネットワーク２０１、宛先ネットワークにデータを到達させるために次にどの隣接するルータにデータを送出すればいいかを示すネクストホップ２０２、宛先ネットワークとネクストホップの組み合わせに重みを付加するメトリック２０３という３つのフィールドから構成される。
【０００８】
図３の例では、宛先ネットワーク２０１で指定されているＮｅｔＣ（項番１、３）、ＮｅｔＤ（項番２、４）についてネクストホップ２０２としてＩＰａ（項番１、２）、ＩＰｂ（項番３、４）がそれぞれ設定されているが、メトリック２０３を見ると項番１、２に“１”、項番３、４に“２”が設定されている。１つの宛先ネットワークに対して２つ以上のネクストホップが指定されている場合はメトリックが小さい方が優先されるというルールに基づき、図３のルーティングテーブルでは宛先ネットワークＮｅｔＣ、ＮｅｔＤに対してデータを送出する場合は必ずネクストホップＩＰａにデータを送出する。このため、ＩＰａが正常に動作している間は端末６から端末７へのデータは必ず正系経路を通る。
【０００９】
ルータ装置１がＰｉｎｇリクエストを発行したがルータ装置２からＰｉｎｇリプライが返信されないとき、ルータ装置１はルータ装置１−２間の正系経路に異常が発生したと判断し、ルーティングテーブルから正系経路が使用するネクストホップＩＰａを削除することによりバックアップ経路（ネクストホップＩＰｂ）に切り替える。このときルーティングテーブルは図７のようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のシステムにおいては、バックアップ経路に切り替わった後も元の正系経路に切り戻す契機を検出するため、ルータ装置１はルータ装置２のＩＰアドレスＩＰｃに対してＰｉｎｇリクエストを発行し続ける。しかし、Ｐｉｎｇリクエストはルーティングテーブルに基づいて送出されるため、ＩＰアドレスＩＰｃのネットワークであるＮｅｔＣに送出されるＰｉｎｇリクエストはバックアップ経路を通ってルータ装置２に到達してしまい、Ｐｉｎｇリプライが返信されてしまう。このため、本来監視したいルータ装置１−２間の経路の状態を特定して監視することができない。
【００１１】
このようにＰｉｎｇを使用した通信状態監視機能では、実際にＰｉｎｇリクエストを送信したい回線（図１では回線１１）に対して送信しているか、また回線１１からＰｉｎｇリプライを受信しているかどうかを知ることができない。
このＰｉｎｇを使用した通信状態監視機能の弱点を克服するには、回線が接続されている部分（以下ではポートと称する）を指定して送信できる監視パケットを持ち、また監視パケットを受信したポートを知ることのできる監視機能が必要である。従って本発明はこの新たな通信状態監視機能を実現しうるルータ装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のルータ装置は、ＩＰレイヤ上のプロトコルを使用した特定の監視パケットを特定の回線に送出する機能と、監視パケットを受信する機能と、監視パケットを受信した際には監視パケットに対する特定の監視応答パケットを監視パケットを受信した回線に送出する機能と、監視応答パケットを受信する機能と、監視パケットの送出ならびに監視応答パケットの受信に用いられた回線を比較し、その対応関係で回線の正常・異常を判定する機能とを有することを特徴としている。
さらに、本発明のルータ装置は、比較の結果を回線の状態としてルーティング制御情報に反映する機能、監視パケットの送出と監視応答パケットの受信結果や、前記比較の結果をトレースとしてコンソールに表示、出力する機能、監視パケットを特定の時間間隔で送出する機能、監視パケットをコンソールからオペレータの操作により送出する機能等を有することができる。
【００１３】
本発明により監視対象となる回線を特定して監視することが可能となり、本発明の係るルータ装置は回線種別に依存せず正系経路からバックアップ経路への切り替え、及び切り戻しを実施することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図２は、本発明に係るルータ装置の一実施例を示すブロック図である。図示のように、ルータ装置１００はＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）制御部１１１、ＬＡＮポート１１２、１１３、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）制御部１２１、ＷＡＮポート１２２、１２３、メンテナンス用のコンソール制御部１３１、コンソールポート１３２、装置制御のための情報やトレース情報が格納されるメモリ１４１、及びこれらを制御するＣＰＵ１５１を備えている。ここで、メモリ１４１はルーティングテーブル２００を有する。ＬＡＮポート１１２、１１３及びＷＡＮポート１２２、１２３は物理的なポートであると同時に論理的に識別することが可能なポートである。また、コンソールポート１３２にはディスプレイ１３３、キーボード１３４からなるコンソールが接続される。
【００１５】
図２のブロック構成を持つルータ装置を備えたネットワークについて、以下で詳細に説明する。
図１のネットワークシステムにおいてルータ装置１〜５は図２で示したルータ装置である。図１のネットワークシステムが正系経路で動作している場合のルータ装置１のルーティングテーブルは図３である。
【００１６】
図１のネットワークシステムにおいてルータ装置１はＩＰａが正常に動作していることが正系経路を使用する条件であるため、通信状態を監視する対象はルータ装置１とＩＰａとを結ぶ回線１１となる。ここで、回線１１が図２のブロック図におけるＷＡＮポート１２２に接続されている場合、ネットワーク管理者は図４に示すように回線状態監視機能テーブル３００を設定する。また、ネットワーク管理者がコンソール・キーボード１３４からルータ装置１００を操作することで手動で監視パケットを送出することが可能である。
以下では、回線状態監視機能テーブル３００を設定した場合のルータ装置１００の動作について説明する。
【００１７】
回線状態監視機能テーブル３００は監視パケットを送受信する対向接続ルータ装置のＩＰアドレスを示す対向接続相手先３０１、監視パケットを送受信するポートを示す監視ポート３０２、監視パケットの送信間隔を示す送信間隔３０３、監視パケットの送信に対する応答がない状態が何回発生したら監視対象の回線を異常と判断するかを示す再送回数３０４、監視パケットの送信からどの程度時間が経過したら対向接続相手装置からの応答がないと判断するかを示すタイムアウト３０５という５つのフィールドから構成される。
【００１８】
この回線状態監視機能テーブル３００の設定を基にルータ装置１は回線状態監視を行う。回線状態監視機能について図５の動作フローチャートを参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
送信間隔３０３が示す定刻になると、ルータ装置１の回線状態監視機能は図６に示す回線状態監視用の独自パケットを作成し、監視ポート３０２の示すＷＡＮポート１２２から対向接続相手先３０１の示すＩＰｃ（ルータ装置２）宛てに送信する（ステップ４０１）。その後タイムアウト３０５の示す時間だけルータ装置２から応答があることを監視する（ステップ４０２）。時間内に監視応答パケットを受信した場合はそのパケットを受信したポートを確認する（ステップ４０３）。監視応答パケットを受信したポートが監視パケットを送信したポートと同じだった場合、監視対象である回線１１が正常であると判断する（ステップ４０４）。
【００２０】
一方、ステップ４０２で監視応答パケットを受信しなかった場合、及びステップ４０３で監視応答パケットを受信したがその受信ポートが監視パケットを送信したポートと異なっていた場合（図２を例にとるとＷＡＮポート１２２から監視パケットを送出したが監視応答パケットはＷＡＮポート１２３、あるいはＬＡＮポートから受信した場合）、ルータ装置２から監視応答パケットを受信しなかったと判断して監視対象回線ダウンカウンタを１アップする（ステップ４１１）。ここで監視対象回線ダウンカウンタと再送回数３０４の示す数値とを比較し（ステップ４１２）、監視対象回線ダウンカウンタが再送回数３０４の示す数値未満の場合は監視対象である回線１１はまだ正常であるとみなして処理を保留するが（ステップ４１３）、監視対象回線ダウンカウンタが再送回数３０４の示す数値以上となった場合は監視対象である回線１１がダウンしたと判断する（ステップ４１４）。
【００２１】
上記に示した回線１１の状態は、ルータ装置１００の状態遷移を記録するトレースとしてメモリ１４１に自動的に登録され、コンソール・ディスプレイ１３３で表示することができる。ネットワーク管理者はこのトレースを見ることで監視対象回線の現在の状態を確認することが可能である。
【００２２】
回線状態監視機能により回線１１がダウンしたと判断した場合、本発明の係るルータ装置１はルーティングテーブルから該当するネクストホップＩＰａを使用する宛先ネットワーク情報を全て削除する（ステップ４１５）。削除後のルーティングテーブルは図７である。これにより、ネットワークＮｅｔＣ、ＮｅｔＤへ送信するデータはＩＰｂに向けて送出されてバックアップ経路を通る。
【００２３】
一方、回線１１がダウンしたと判断している間も監視パケットの送信は送信間隔３０３が示す定刻になるたびに、ＷＡＮポート１２２からルータ装置２のＩＰアドレスＩＰｃに対して行っている。本発明の係る監視パケットはルーティングテーブルには影響されずに必ずＷＡＮポート１２２から発行されるため、バックアップ経路を通ってルータ装置２に到達してしまうことはない。
【００２４】
回線１１が正常な状態に回復すると、その時点ではじめて監視パケットがルータ装置２に到達して監視応答パケットが返信されてくるため、回線状態監視機能は回線１１が正常になったと判断する。これにより本発明の係るルータ装置１はルーティングテーブルから削除していた該当するネクストホップＩＰａを使用する宛先ネットワーク情報を回復させる（ステップ４０５）。回復後のルーティングテーブルは図３の状態に戻るため、ネットワークＮｅｔＣ、ＮｅｔＤへデータを送信する場合はメトリック２０３のより小さいテーブルを使用することから、再び正系経路を通ることになる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明した通り、本発明に係るルータ装置によればネットワークシステムに接続された複数のルータ装置間で経路が決定してしまうネットワークシステムにおいても監視対象とする回線を特定して監視することができるため、特定の監視対象回線の障害の発生・回復を素早くルーティング制御情報に反映させることが可能となり、図１のようなネットワークシステムの運用に非常に有効となる。本発明は、ルータ装置に限らずルーティング制御を行うあらゆる装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】正系経路とバックアップ経路を持つネットワークシステムの構成例である。
【図２】本発明の係るルータ装置の一実施例を示すブロック図である。
【図３】ネットワーク経路が正系におけるルータ装置１のルーティングテーブルである。
【図４】回線状態監視機能テーブルの設定例である。
【図５】本発明の係るルータ装置の動作フローチャートである。
【図６】監視パケットとして使用する独自パケットフォーマットである。
【図７】ネットワーク経路がバックアップにおけるルータ装置１のルーティングテーブルである。
【符号の説明】
１〜５：ルータ装置、６、７：端末、８：ＡＴＭ網、９：ＦＲ網、
１０：ＩＳＤＮ網、１１：ルータ装置１に接続された回線、
ＩＰａ、ＩＰｂ：ルータ装置１から見たネクストホップＩＰアドレス、
ＩＰｃ：ルータ装置２の監視対象ＩＰアドレス、
ＮｅｔＣ、ＮｅｔＤ：端末５から見た宛先ネットワーク、
１００：本発明に係るルータ装置、１１１：ＬＡＮ制御部、
１１２、１１３：ＬＡＮポート部、１２１：ＷＡＮ制御部、
１２２、１２３：ＷＡＮポート部、１３１：コンソール制御部、
１３２：コンソールポート、１３３：コンソール・ディスプレイ、
１３４：コンソール・キーボード、１４１：メモリ、１５１：ＣＰＵ、
２００：ルーティングテーブル、２０１：宛先ネットワーク設定フィールド、
２０２：ネクストホップ設定フィールド、
２０３：メトリック設定フィールド、３００：回線状態監視機能テーブル、
３０１：対向接続相手先設定フィールド、
３０２：監視ポート設定フィールド、３０３：送信間隔設定フィールド、
３０４：再送回数設定フィールド、３０５：タイムアウト設定フィールド

Claims

ＩＰレイヤ上のプロトコルを使用した特定の監視パケットを特定の回線に送出する機能と、監視パケットを受信する機能と、監視パケットを受信した際には監視パケットに対する特定の監視応答パケットを監視パケットを受信した回線に送出する機能と、監視応答パケットを受信する機能と、監視パケットの送出ならびに監視応答パケットの受信に用いられた回線を比較し、その対応関係で回線の正常・異常を判定する機能とを有するルータ装置。
請求項１の装置において、比較の結果を回線の状態としてルーティング制御情報に反映する機能を有するルータ装置。
請求項１の装置において、監視パケットの送出と監視応答パケットの受信結果や、前記比較の結果をトレースとしてコンソールに表示、出力する機能を有するルータ装置。
請求項１の装置において、監視パケットを特定の時間間隔で送出する機能を有するルータ装置。
請求項１の装置において、監視パケットをコンソールからオペレータの操作により送出する機能を有するルータ装置。