JP2004208068A - ネットワークの経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術による経路探索技術では、ＯＳＩ基本参照モデルの第３層のネットワーク層に相当する機能を用いて経路探索処理を行うもので、経路探索の対象となるネットワークの中継ノードは、上記ネットワーク層相当の機能を実装している必要があり、データリンク層相当の機能しか実装していないL2ネットワークでは適用できなかった。
【解決手段】パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットを、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に識別情報を設けて構成し、該経路探索パケットが中継ノードを通過する度に、各中継ノードは経路探索に関するログ情報をネットワーク監視装置に送信し、ネットワーク監視装置ではそれらのログ情報を編集して分かり易く運用者に表示して、第２層のデータリンク層以下の機能しか実装していない中継ノードで構成されるＬ２ネットワークにおいても、容易に経路探索が行えるようにする。
【選択図】 図１
【解決手段】パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットを、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に識別情報を設けて構成し、該経路探索パケットが中継ノードを通過する度に、各中継ノードは経路探索に関するログ情報をネットワーク監視装置に送信し、ネットワーク監視装置ではそれらのログ情報を編集して分かり易く運用者に表示して、第２層のデータリンク層以下の機能しか実装していない中継ノードで構成されるＬ２ネットワークにおいても、容易に経路探索が行えるようにする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークの経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置に係り、特に、ＯＳＩ(Open Systems Interconnection)基本参照モデルのレイヤー２のデータリンク層に相当する機能で実現されたL2スイッチを中継ノードとして構成されるL2ネットワークにおける経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置に関する。
【０００２】
従来より、主にキャリアや企業のネットワークは、より高速で大容量の通信を効率的に実現するために、L2ネットワークで構成される場合が多く、L2ネットワークの通信経路の異常などを迅速に検出する手段が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
ネットワーク異常時の障害原因を早期発見するために、ネットワーク内を通過するパケットの経路を調査し把握すること、つまり、パケットの経路探索を行うことが有用である。これまでは、送信ホストから受信ホストまでのパケットの経路探索には、ＯＳＩ基本参照モデルのネットワーク層に相当する機能を利用した方法が提案されている。
【０００４】
図13は、従来技術の経路探索方式のプロトコル階層処理手順であり、中継ノード10aから中継ノード10z宛てに送信されたパケットデータが、各プロトコル階層の処理を経て転送されていく様子を示したもので、ステップ毎の処理手順の概要は次の通りである。
S1. 上位層で生成された経路探索用のパケットが、宛先となる中継ノード10zへ届けるために、ネットワーク層に引き渡される。
【０００５】
S2. ネットワーク層では、渡された経路探索用のパケットを、終点となる中継ノード10z宛てへ送信するために、まず、経路の通過点となる隣接する中継ノード10bへ送信する。このために、隣接する中継ノード10bとのリンク間の伝送を第２層のデータリンク層に依頼する。
S3. データリンク層では、さらに伝送媒体への伝送を制御する第１層の物理層へ該パケットデータを引き渡し、中継ノード10bへの送信を依頼する。
【０００６】
S4. 物理層は、渡されたパケットデータを伝送媒体上に送出する。
S5. 該パケットデータは伝送媒体上を伝送され、隣接する中継ノード10bへ伝えられる。
S6. 中継ノード10bの物理層で受信されたパケットデータは、上位層のデータリンク層に引き渡される。
【０００７】
S7. データリンク層は、渡されたパケットデータを、さらに上位のネットワーク層に引き渡す。
S8. ネットワーク層は、経路検索のための処理を実行した後、該パケットデータを次の隣接する中継ノードへ引き渡すために、下位層のデータリンク層へ渡す。
【０００８】
S9. データリンク層では、次の中継ノードとの間のリンク間の伝送の制御処理を行った後に、伝送媒体へ送出するために、下位層の物理層へ渡す。
S10. 物理層は、渡されたパケットデータを伝送媒体へ送出する。
S11〜S12. 経路探索の終点となる中継ノード10zへの経路上にある以降の中継ノードに於いても同様に処理が行われた後、最終的に中継ノード10zへ渡される。
【０００９】
S13. 中継ノード10zの物理層で伝送媒体から受信されたパケットデータは、上位のデータリンク層に渡される。
S14. データリンク層は、さらに上位のネットワーク層へ該パケットデータを引き渡す。
S15. ネットワーク層では、自ノードが経路探索の終点であることから、経路探索の終端処理を行う。
【００１０】
上記の処理手順は、中継ノード10aから中継ノード10zへ経路探索パケットの一部を転送する例であるが、逆方向も同様であり、また、中継ノードの数に関わらず同様なプロトコル階層間の処理の流れとなる。
また、上記の処理手順は、中継ノードがOSI基本参照モデルの第３層に相当するネットワーク層の機能を実装しているネットワーク、つまり、L3ネットワークであることが前提となる。
【００１１】
このようなネットワーク層でのプロトコル処理を用いた経路探索方式としては、OSI基本参照モデルのネットワーク層に相当するIP(Internet Protocol)プロトコル内のエラー制御のためのプロトコルであるICMP(Internet Control Message Protocol)を利用して開発された、tracerouteコマンドが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１２】
【非特許文献１】
Jon C.Snader著（トップスタジオ訳）「TCP/IP プログラミング徹底解説」日経ＢＰ社出版、２００１年８月１３日１版、p.267〜274
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術による経路探索技術では、ＯＳＩ基本参照モデルの第３層のネットワーク層に相当するプロトコルを用いて経路探索処理を行うもので、経路探索の対象となるネットワークの中継ノードは、上記ネットワーク層の機能を実装している必要があり、データリンク層以下の機能しか実装していないL2ネットワークでは適用できなかった。
【００１４】
本発明は、ネットワークの経路探索において、キャリアや企業で主に使用されている第２層のデータリンク層以下の機能しか実装していない中継ノードで構成されるＬ２ネットワークにおいても、容易に経路探索が行えるネットワークの経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第一の発明では、複数の中継ノードを含むネットワーク内のパケットの通信経路を探索するネットワークの経路探索方式において、該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを備え、該中継ノードは、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを備え、該経路探索コマンドを受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、ように構成している。
【００１６】
第一の発明によれば、経路探索を行いたい任意の二つの中継ノードを選んで、その内のいずれかに対して開始点として経路探索コマンドを送信することにより、ネットワーク内の任意のノード間の転送経路を確認するためのデータを収集することができるようになり、柔軟な経路探索とその結果データの収集が可能となる。
【００１７】
第二の発明は、第一の発明に記載のネットワークの経路探索方式において、前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の前記通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットを前記ネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、ように構成している。
【００１８】
第二の発明によれば、ネットワーク内の指定した二つのノード間のパケット転送経路が、ループ状態になっていないか否かを検出できるようになる。
第三の発明は、第一の発明または第二の発明のいずれかに記載のネットワークの経路探索方式において、前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報を含む、ように構成している。
【００１９】
第三の発明によれば、後述する第五の発明と連携させることにより、ネットワーク監視装置の運用者が、ネットワーク全体のパケット転送経路の正常性を、一個所で集中して、分かりやすいインターフェースで監視できるようになる。
第四の発明は、パケットを中継するネットワークの中継ノードにおいて、該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索処理手段を備え、該経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを含み、該経路探索処理手段は、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを含み、該経路探索コマンド情報を受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、ように構成している。
【００２０】
第四の発明によれば、中継ノードは、ＯＳＩ基本参照モデルの第１層および第２層に相当する機能のみで、経路探索が可能となるため、第３層つまりネットワーク層相当の機能を実装していないL2ネットワークにおいても、経路探索が可能となる。
第五の発明は、ネットワークを構成する中継ノードに接続されたネットワーク監視網を介して、該ネットワークを監視するネットワーク監視装置において、該中継ノードとして前記第四の発明に記載された中継ノードを用いた場合、前記第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる前記第二の中継ノードのアドレスを設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットを受信して状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた状態通知パケットを受信して該状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する、ように構成している。
【００２１】
第五の発明によれば、第三の発明と連携することにより、ネットワーク監視装置の運用者が、ネットワーク全体のパケット転送経路の正常性を、一個所で集中して、分かりやすいインターフェースで監視できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＯＳＩ基本参照モデルのネットワーク層（第３層）に相当する機能を持たない中継ノードで構成されるネットワークにおいても、効率的に経路の探索を行うことができるようにするものである。
図１は、本発明の経路探索方式によるネットワーク構成を示したもので、ネットワークは、レイヤー２つまり第２層のデータリンク層相当の機能を持ったL2スイッチを中継ノードとして構成されたL2ネットワークとなっている。
【００２３】
10a、10b、10c、10d、10eは、L2ネットワーク40を構成する中継ノードとなるL2スイッチである。ホスト20A、20Bは、L2ネットワーク40を利用する端末ノードとなるコンピュータである。
中継ノードとなるL2スイッチ10a、10b、10c、10d、10eは、それぞれ、ネットワーク監視網50を介して回線70a、70b、70c、70d、70eにてネットワーク監視装置30と接続されている。
【００２４】
図１の中の矢印は、ネットワーク監視装置30から経路探索コマンド60を経路探索開始点となるL２スイッチ10aへ送信し、L２スイッチ10aを経路探索の開始点とし、L２スイッチ10eを終点とした、正常なパケット転送経路を経路探索した場合のパケットの流れを示している。経路探索の始点となるL２スイッチ10a は、経路探索パケット80aを生成して次の中継ノードとなるL２スイッチ10bへ送信し、L2スイッチ10bは次の中継ノードでかつ経路探索の終点となるL2スイッチ10eへ経路探索パケット80bを送信する。経路探索パケットの通過点となる中継ノードのL2スイッチ10a、10b、10cは、それぞれ、状態通知パケット90a、90b、90eを監視用の回線70a、70b、70e経由でネットワーク監視装置30へ送信する。
状態通知パケット90a、90b、90eを受信したネットワーク監視装置30は、 L2ネットワーク40内のL２スイッチ10aからL２スイッチ10e宛てのパケットの通信経路は、L２スイッチ10a→10b→10eで転送されていることを表示し、運用者はパケットが正常なルートで転送されていることを確認できる。
【００２５】
経路探索パケットが異常なルートを経由して終点に到達した場合も、該経路探索パケットが通過した中継ノード（L2スイッチ）が同様に状態通知パケットをネットワーク監視装置に送信され、運用者は異常なルートでパケットが転送されていることを確認できる。
以下の記述では、上記図１の本発明の経路探索方式によるネットワーク構成に示した例を基に、説明する。
【００２６】
図２は、本発明の経路探索方式のプロトコル階層処理手順であり、中継ノードとなるL2スイッチ10aから発信された経路探索パケットが、L2スイッチ10bおよび他のL2スイッチを経由して、宛先となるL2スイッチ10zへ到達するまでのプロトコル階層間の流れを、ステップ毎に分けて示している。
S1. L2スイッチ10a、10b、10zは、第３層のネットワーク層に相当する機能を持っておらず、図１のネットワーク構成を例にすると、ネットワーク監視装置30送信されてきた経路探索コマンドは、第２層のデータリンク層で受付けられる。
【００２７】
S2. データリンク層では、該経路探索コマンドに設定されている経路探索の終点のL2スイッチアドレスを宛先とし、経路探索パケットを生成すると同時に、該経路探索パケットの通信経路に関連するログ情報をネットワーク監視装置へ送出し、該経路探索パケットの隣接するL2スイッチ10bへの送信を、下位層の物理層に依頼する。
【００２８】
S3. 物理層では、データリンク層から引き渡された経路探索パケットを伝送媒体に出力する。
S4. 該経路探索パケットは伝送媒体により隣接するL2スイッチ10bに届けられる。
S5. L2スイッチ10bの物理層は、受信した経路探索パケットを、上位層のデータリンク層へ引き渡す。
【００２９】
S6. データリンク層では、引き渡された経路探索パケット内の通過段数フィールドに"1"を加算するなどの経路探索処理を行い、ログ情報をネットワーク監視装置へ送出した後、該経路探索パケットを次のL2スイッチへ転送するために、第１層の物理層へ引き渡す。
S7. 物理層では、該経路探索パケットを伝送媒体へ送出する。
【００３０】
S8〜S9. 同様にして宛先であるL2スイッチ10zまでの経路を構成する他のL2スイッチでも、上記ステップS5〜S7と同様な処理を行った後、経路探索の終点となるL2スイッチ10zへ該経路探索パケットを引き渡す。
S10. 終点ノードとなるL2スイッチ10zの物理層では、受信した経路探索パケットを上位のデータリンク層に引き渡す。
【００３１】
S11. データリンク層では、渡された経路探索パケットの中の通過段数フィールドに"1"を加算するなどの経路探索処理を行って、ログ情報をネットワーク監視装置へ送出して、処理を終了する。
上記のように、本発明の経路探索方式によれば、ＯＳＩ基本参照モデルの第１層および第２層に相当する機能のみを用いて経路探索パケットの処理を行うもので、第３層に相当する機能を実装していない中継ノードで構成されるL2ネットワークでも、経路探索が行うことができる。
【００３２】
図３は、本発明の経路探索パケットの構成例である。
送信元MACアドレス82および宛先MACアドレス81は、それぞれ、経路探索の始点および終点となるL２スイッチのMACアドレスである。また、経路探索パケット用のイーサタイプ値としては、インターネット関連技術の標準化団体IETF(Internet Engineering Task Force)が取りまとめている技術文書であるRFC(Request forComments)でまだ予約されていない、例えば"9004〜FEFF"の範囲の中の値を割り当てるものとする。
【００３３】
通過段数84は、経路探索パケットがL２スイッチを中継される度にカウントアップされるカウンタで、経路探索の始点となるL２スイッチにおいて所定の初期値として例えば"1"に設定される。
最大通過段数85は、経路探索パケットがL2ネットワーク内でループする状態を抜け出すための予め設定される通過段数の上限チェック値で、通過段数84の値が最大通過段数85に達した場合は、経路探索パケットの中継処理を中止するもので、ネットワーク監視装置30では、最大通過段数85に達した状態情報がL２スイッチから通知された場合は、L2ネットワーク内でパケットのループ状態が発生していることを認識する。
【００３４】
図４は、本発明の経路探索方式による状態通知パケットの構成例である。
ヘッダ部91およびペイロード部92から成り、ペイロード部92は、スイッチ識別子92a、通過段数92b、受信ＩＦ92cおよび送信ＩＦ92dで構成されている。
スイッチ識別子92aは、経路探索パケットが通過した中継ノードつまりスイッチを識別する情報で、例えばMACアドレスやIPアドレスなどを用いることができる。通過段数92bは、例えば、経路探索パケットが発信された経路探索の開始点となるスイッチで初期値"1"が設定され、該経路探索パケットがスイッチを通過する毎にカウントアップされるカウンタ値で、該状態通知パケットが通過して来たスイッチの数を表わすことができる。受信ＩＦ92cおよび送信ＩＦ92dは、それぞれ、経路探索パケットが通過したスイッチ内の受信インターフェースおよび送信インターフェースを表わす。
【００３５】
図５〜７は、本発明の経路探索方式による転送シーケンスである。
図５〜７においては、図１で示したネットワーク監視装置30からL2ネットワーク40へ送信する経路探索コマンドをC(DA,ｍ)で表わし(DAは経路探索の終点のL2スイッチ識別情報、ｍは最大通過段数である）、L2ネットワーク内を流れる経路探索パケットをR(DA,ｍ,ｉ)で表わし（DAは経路探索の終点のL2スイッチ識別情報、ｍは最大通過段数、ｉは通過段数である）、L2ネットワーク40内の各L2スイッチからネットワーク監視装置30へ送信される状態通知パケットをT(NA,ｉ)で表わす（NAは状態通知を発信するL2スイッチの識別情報、ｉは通過段数である）。
【００３６】
また、経路探索パケットの転送については実線の矢印で、ネットワーク監視装置とのデータ受け渡しについては点線の矢印で表現している。
図５の本発明の経路探索方式による転送シーケンス（１）は、パケットの正常な転送経路となるL2スイッチ10a→10b→10eの通信経路を探索するケースである。
【００３７】
S1. ネットワーク監視装置30は、L２スイッチ10aに対して、最大通過段数が"9"で、L２スイッチ10eを終点とする経路探索パケットを生成するように経路探索コマンドC(10e,9)を、経路探索の始点となるL２スイッチ10aに対して、ネットワーク監視網50を経由して送信する。
S2. 経路探索コマンドC(10e,9)を受信したL２スイッチ10aは、自ノードが経路探索の開始点となることから、通過段数を"1"に初期化し、最大通過段数を"9"に、宛先を終点となるL２スイッチ10eとした経路探索パケットR(10e,9,1)を生成し、次の中継ノードであるL２スイッチ10bへ送信する。同時に、通過段数が"1"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,1)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００３８】
S3. 経路探索パケットR(10e,9,1)を受信したL２スイッチ1bは、通過段数をカウントアップして"2"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10eへ経路探索パケットR(10e,9,2)を送信する。同時に、通過段数が"2"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００３９】
S4.経路探索パケットR(10e,9,2)を受信したL２スイッチ10eは、通過段数をカウントアップして"3"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満で、かつ、自ノードが該経路探索パケットR(10e,9,2)の終点と一致するため、受信した経路探索パケットは廃棄する。同時に、通過段数が"3"で通過ノードがL２スイッチ10eであることを示す状態通知パケットT(10e,3)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４０】
S5.上記ステップS1で経路探索コマンドC(10e,9)を送信したネットワーク監視装置３は、ステップS4で経路探索の終点となるL2スイッチ10eより、状態通知パケットT(10e,3)を受信することにより、前に受信している状態通知パケットT(10a,1)、T(10b,2)からの情報と合わせて編集して、経路探索結果としてL2スイッチ10a→10b→10eの経路の情報を運用者に表示する。
【００４１】
図６の本発明の経路探索方式による転送シーケンス（２）は、経路探索パケットが通常とは異なるL2スイッチ10a→10b→10c→10d→10eの経路で転送されたケースであり、上記図５に示した正常な転送経路に比較して、中継回数が多くなっている。
S1. ネットワーク監視装置30は、L２スイッチ10aに対して、最大通過段数が"9"で、L２スイッチ10eを終点とする経路探索パケットを生成するように経路探索コマンドC(10e,9)を、経路探索の始点となるL２スイッチ10aに対して、ネットワーク監視網50を経由して送信する。
【００４２】
S2. 経路探索コマンドC(10e,9)を受信したL２スイッチ10aは、自ノードが経路探索の始点となることから、通過段数を"1"に初期化し、最大通過段数を"9"に、宛先を終点となるL２スイッチ10eとした経路探索パケットR(10e,9,1)を生成し、次の中継ノードであるL２スイッチ10bへ送信する。同時に、通過段数が"1"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,1)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４３】
S3.経路探索パケットR(10e,9,1)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"2"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,2)を送信する。同時に、通過段数が"2"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４４】
S4. 経路探索パケットR(10e,9,2)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"3"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10dへ経路探索パケットR(10e,9,3)を送信する。同時に、通過段数が"3"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４５】
S5. 経路探索パケットR(10e,9,3)を受信したL２スイッチ10dは、通過段数をカウントアップして"4"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10eへ経路探索パケットR(10e,9,4)を送信する。同時に、通過段数が"4"で通過ノードがL２スイッチ10dであることを示す状態通知パケットT(10d,4)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４６】
S6.経路探索パケットR(10e,9,4)を受信したL２スイッチ10eは、通過段数をカウントアップして"5"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満で、かつ、自ノードが経路探索パケットR(10e,9,4)の宛先アドレス"10e"、つまり、経路探索の終点アドレスと一致するため、終端処理として受信した経路探索パケットは廃棄する。同時に、通過段数が"5"で通過ノードがL２スイッチ10eであることを示す状態通知パケットT(10e,5)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４７】
S7. 上記ステップS1で経路探索コマンドC(10e,9)を送信したネットワーク監視装置30は、経路探索の終点となるL2スイッチ10eより、状態通知パケットT(10e,5)が送信されて来たことにより経路探索が終了したと判断し、前に受信している状態通知パケットT(10a,1)、T(10b,2)、T(10c,3)、T(10d,4)の情報と合わせて編集後、経路探索結果としてL2スイッチ10a→10b→10c→10d→10eの経路情報をネットワーク監視装置30の運用者に表示する。
【００４８】
図７の本発明の経路探索方式による転送シーケンス（３）は、経路探索パケットがL2ネットワーク内でループしたケースを表わしている。
S1. ネットワーク監視装置30は、L２スイッチ10aに対して、最大通過段数が"9"で、L２スイッチ10eを終点とする経路探索パケットを生成するように経路探索コマンドC(10e,9)を、経路探索の始点となるL２スイッチ10aに対して、ネットワーク監視網50を経由して送信する。
【００４９】
S2. 経路探索コマンドC(10e,9)を受信したL２スイッチ10aは、自ノードが経路探索の始点となることから、通過段数を"1"に初期化し、最大通過段数を"9"に、宛先をL２スイッチ10eとした経路探索パケットR(10e,9,1)を生成し、次の中継ノードであるL２スイッチ10bへ送信する。同時に、通過段数が"1"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,1)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５０】
S3.経路探索パケットR(10e,9,1)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"2"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,2)を送信する。同時に、通過段数が"2"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５１】
S4. 経路探索パケットR(10e,9,2)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"3"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10aへ経路探索パケットR(10e,9,3)を送信する。同時に、通過段数が"3"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,3)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５２】
S5. 経路探索パケットR(10e,9,3)を受信したL２スイッチ10aは、通過段数をカウントアップして"4"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10bへ経路探索パケットR(10e,9,4)を送信する。同時に、通過段数が"4"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,4)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５３】
S6. 経路探索パケットR(10e,9,4)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"5"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,5)を送信する。同時に、通過段数が"5"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,5)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５４】
S7. 経路探索パケットR(10e,9,5)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"6"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10aへ経路探索パケットR(10e,9,6)を送信する。同時に、通過段数が"6"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,6)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５５】
S8. 経路探索パケットR(10e,9,6)を受信したL２スイッチ10aは、通過段数をカウントアップして"7"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10bへ経路探索パケットR(10e,9,7)を送信する。同時に、通過段数が"7"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,7)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５６】
S9. 経路探索パケットR(10e,9,7)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"8"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,8)を送信する。同時に、通過段数が"8"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,8)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５７】
S10. 経路探索パケットR(10e,9,8)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"9"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"以上であるため、経路探索パケットがループ状態に陥ったと判断し、終端処理として受信した経路探索パケットR(10e,9,8)を廃棄すると同時に、通過段数が"9"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,9)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５８】
S11. 状態通知パケットT(10c,9)を受信したネットワーク監視装置30は、通過段数が上記ステップS1で送信した経路探索コマンドC(10e,9)の設定されている最大通過段数"9"と同じであることから、ループ状態が発生したと認識し、前に受信している状態通知パケットT(10a,1)〜T(10a,8)の情報と合わせて編集し、経路探索結果としてL2スイッチ10a→10b→10c→10aのループ状態が検出されたことを、ネットワーク監視装置30の運用者に表示する。
【００５９】
図８は、本発明のL２スイッチの構成である。
経路探索処理手段として、経路探索パケット処理部11および経路探索コマンド処理部12を備え、他のL２スイッチから送信されてきたパケットは、経路探索パケット処理部11に引き渡されて、該パケットが経路探索パケットでないときは、そのまま中継処理部13へ引き渡す。該パケットが経路探索パケットのときは、通過段数のカウントアップおよびネットワーク監視装置への状態通知処理を行った後、自ノードが経路探索の終点でなく、かつ、該経路探索パケットに含まれる更新後の通過段数の値が最大通過段数の値に達してないときは、該経路探索パケットを次の中継ノードに転送するために、中継処理部13へ引き渡す。
【００６０】
一方、ネットワーク監視装置30から送信されてきた経路探索コマンドは、経路探索コマンド処理部12に引き渡される。そして、該経路探索コマンドに含まれている最大通過段数、探索経路の終点ノードアドレスをもとに、経路探索パケットを生成し、中継処理部13に引き渡して探索対象の経路上の中継ノードへ転送する。
【００６１】
図９は、本発明のＬ２スイッチの経路探索パケット処理部の動作フローチャートであり、図３の経路探索パケットの構成例および図４の状態通知パケットの構成例を用いて、処理手順をステップ毎に説明する。
S211. 他のL２スイッチから送信されてきたパケットを受信する。
S212. 受信したパケットのイーサタイプ値を判別し、経路探索パケット用の値でなければ(NO)、ステップS217に移行し、経路探索パケット用の値ならば(YES)、次のステップS213に移行する。
【００６２】
S213. 受信した経路探索パケットに含まれている通過段数84の値をカウントアップする。
S214. 状態通知パケットを生成し、ネットワーク監視装置30へ送信する。
ここで、自ノードを識別する情報をスイッチ識別子92aへ、上記ステップS213でカウントアップした通過段数を通過段数92bへ、該経路探索パケットを受信したインターフェースの識別情報を受信IF 92cへ、該経路探索パケットを次に送信するインターフェースの識別情報を送信IF 92dへ、それぞれ設定しておく。
【００６３】
S215. 自ノード（L2スイッチ）のMACアドレスが、該経路探索パケットの宛先MACアドレスと一致するか否か判定し、一致する場合は(YES)、経路探索が終了したと判断して、ステップS218に移行する。
一致しない場合は(NO)、次のステップS216へ進む。
S216. 受信した経路探索パケットの通過段数84の値を判別し、最大通過段数85の値以上になっている場合は(YES)、該経路探索パケットがループ状態に陥ったと判断し、ステップS218に移行する。
【００６４】
最大通過段数85の値未満の場合は(NO)、次のステップS217に進む。
S217. 受信したパケットを中継処理部13へ引き渡して次の中継ノードとなるL2スイッチへ転送し、処理を終了する。
S218. 終端処理として該経路探索パケットを廃棄して、処理を終了する。
図10は、本発明のＬ２スイッチの経路探索コマンド処理部の動作フローチャートであり、図３の経路探索パケットの構成例および図４の状態通知パケットの構成例を用いて、処理手順をステップ毎に説明する。
【００６５】
S221. ネットワーク監視装置30から、経路探索コマンドを受信する。
S222. 受信した経路探索コマンドに設定されている宛先ノードアドレスおよび最大通過段数を基に、経路探索パケットを生成する。
S223. 状態通知パケットを生成し、ネットワーク監視装置30へ送信する。
ここで、自ノードを識別する情報をスイッチ識別子92aへ、上記ステップS222で経路探索パケット80へ設定した通過段数と同じ値を通過段数92bへ、該経路探索コマンドを受信したインターフェースの識別情報を受信IF 92cへ、該経路探索パケットを次に送信するインターフェースの識別情報を送信IF 92dへ、それぞれ設定しておく。
【００６６】
S224. 上記ステップS222で生成した経路探索パケットを、中継処理部13へ引き渡して、宛先となるL2スイッチへの通信経路上の次のL2スイッチへ転送する。
図11は、本発明のネットワーク監視装置の構成である。
まず、運用者からの経路探索コマンドの入力を経路探索コマンド受付部31で受付けた後、経路探索パケットの生成および転送をL2スイッチに指示するための経路探索コマンドを生成する。ここで、経路探索コマンドには、運用者から指示された経路探索パケットの宛先ノードのアドレス、および、予め定められた最大通過段数を設定しておく。
【００６７】
生成された経路探索コマンドは、経路探索コマンド送信部33により、ネットワーク監視網50を介して、L2ネットワーク40内の運用者により経路探索の開始点として指定されたL2スイッチに送信される。
一方、L2ネットワーク40内の経路探索パケットが通過した各L2スイッチから送信されてきた状態通知パケットは、状態通知パケット受信部36にて受信され、状態通知情報編集蓄積部35で、前にL2ネットワーク40に送信した経路探索コマンドと対応付けした形で編集し、経路状態データ記憶部37に蓄積する。そして、該経路探索コマンドで指定した経路探索の終了点となるL2スイッチからの状態通知パケット、もしくは、最大通過段数オーバーの状態通知パケットを受信して経路状態データ記憶部37に蓄積した時点で、経路探索が終了したと判断して、探索経路編集表示部34に通知し、探索経路編集表示部34は、経路状態データ記憶部37に蓄積された経路情報を運用者が判別できる形に編集し、例えば後述する図12の本発明のネットワーク監視装置による経路探索結果の表示例のような形で表示する。
【００６８】
図12は、本発明による経路探索結果の表示例である。
図12の（イ）は、L2ネットワーク40の経路探索パケットが通過したL2スイッチから送信されてきた状態通知パケットを基に、通過段数の値の昇順に表形式で表示した例である。
また、図12の（ロ）は、L2ネットワーク40のネットワーク構成をグラフィック表示したものに、経路探索パケットの通過経緯を矢印で表示し、インターフェースの識別情報をL2スイッチに付加して表示し、運用者が一目で判別できるようにした表示例である。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について、図１の本発明の経路探索方式によるネットワーク構成に示した内容を基に説明したが、中継ノードとなるL2スイッチの数、L2スイッチ間の接続形態、ネットワーク監視装置との接続形態、ホストとの接続形態などは、図１の内容に限定されるものではなく、様々なバリエーションが考えられるが、本発明は同様に適用できる。
【００７０】
また、経路探索コマンドについては、ネットワーク監視装置から送信した場合を例に説明したが、経路探索コマンドをホストからL2スイッチに送信するように構成することもでき、この場合も上記の説明と同様に、各L2スイッチからの状態通知パケットはネットワーク監視装置に送信され、経路探索パケットの転送経路をネットワーク監視装置の運用者に表示することが可能である。さらに、各L2スイッチからの状態通知パケットもホストに送信し、ホストのコンピュータに経路探索結果を表示するように構成することも可能である。
【００７１】
（付記１） 複数の中継ノードを含むネットワーク内のパケットの通信経路を探索するネットワークの経路探索方式において、
該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを備え、該中継ノードは、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを備え、該経路探索コマンドを受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。
【００７２】
（付記２） 付記１に記載のネットワークの経路探索方式において、
前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の前記通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットを前記ネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。
【００７３】
（付記３） 付記１または付記２のいずれかに記載のネットワークの経路探索方式において、
前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報を含む、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。
【００７４】
（付記４） パケットを中継するネットワークの中継ノードにおいて、
該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索処理手段を備え、該経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを含み、該経路探索処理手段は、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを含み、該経路探索コマンド情報を受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。
【００７５】
（付記５） 付記４に記載のネットワークの中継ノードにおいて、
前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。
【００７６】
（付記６） 付記４または付記５のいずれかに記載のネットワークの中継ノードにおいて、
前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報とをログ情報として含む、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。
【００７７】
（付記７） ネットワークを構成する中継ノードに接続されたネットワーク監視網を介して、該ネットワークを監視するネットワーク監視装置において、
該中継ノードとして付記４に記載された中継ノードを用いた場合、前記第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる前記第二の中継ノードのアドレスを設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットを受信して状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた状態通知パケットを受信して該状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する
ことを特徴とするネットワーク監視装置。
【００７８】
（付記８） 付記７に記載のネットワーク監視装置において、
該中継ノードとして付記６に記載された中継ノードを用いた場合、第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる第二の中継ノードのアドレスおよび最大通過段数を設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットに含まれるログ情報を受信して蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた該状態通知パケットを受信してログ情報を蓄積した時点、または、通過段数が該経路探索コマンドに設定した最大通過段数と一致するログ情報を含んだ状態通知パケットを受信して、該ログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する
ことを特徴とするネットワーク監視装置。
【００７９】
【発明の効果】
本発明は、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層以下に相当する機能だけを用いて、ネットワーク内の任意の二つの中継ノードを指定して、その中継ノード間を流れるパケットの経路を探索し、その探索結果を分かりやすく表示できるようにする。
【００８０】
これにより、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層以下に相当する機能で実現された中継ノードで構成されているネットワーク、つまり、L2ネットワークにおいても、容易に中継されるパケットの経路を探索することが可能となり、L2ネットワーク内のネットワーク異常時の不具合原因を迅速に発見することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の経路探索方式によるネットワーク構成
【図２】本発明の経路探索方式のプロトコル階層処理手順
【図３】本発明の経路探索パケットの構成例
【図４】本発明の経路探索方式による状態通知パケットの構成例
【図５】本発明の経路探索方式による転送シーケンス（１）
【図６】本発明の経路探索方式による転送シーケンス（２）
【図７】本発明の経路探索方式による転送シーケンス（３）
【図８】本発明のＬ２スイッチの構成
【図９】本発明のL2スイッチの経路探索パケット処理部の動作フローチャート
【図１０】本発明のL2スイッチの経路探索コマンド処理部の動作フローチャート
【図１１】本発明のネットワーク監視装置の構成
【図１２】本発明のネットワーク監視装置による経路探索結果の表示例
【図１３】従来技術の経路探索方式のプロトコル階層間処理手順
【符号の説明】
10,10a,10b,10c,10d,10e,10zL２スイッチ
11 経路探索パケット処理部
12 経路探索コマンド処理部
13 中継処理部
20A,20B ホスト
30 ネットワーク監視装置
31 経路探索コマンド受付部
32 経路探索コマンド生成部
33 経路探索コマンド送信部
34 探索経路編集表示部
35 状態通知情報編集蓄積部
36 状態通知パケット受信部
37 経路状態データ記憶部
40 L2ネットワーク
50 ネットワーク監視網
60 経路探索コマンド
70a,70b,70c,70d,70e ネットワーク監視用回線
80,80a,80b 経路探索パケット
81 宛先MACアドレス
82 送信元MACアドレス
83 イーサタイプ
84 通過段数
85 最大通過段数
90,90a,90b,90c,90d,90e 状態通知パケット
91 ヘッダ部
92 ペイロード部
92a スイッチ識別子
92b 通過段数
92c 受信ＩＦ
92d 送信ＩＦ
C(DA,ｍ) 経路探索コマンド
（DAは経路探索の終点ノードアドレス、ｍは最大通過段数）
R(DA,ｍ,ｉ) 経路探索パケット
（DAは経路探索の終点ノードアドレス、ｍは最大通過段数、ｉは通過段数）
T(NA,ｉ) 状態通知パケット
（ NAは中継ノードアドレス、ｉは通過段数）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークの経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置に係り、特に、ＯＳＩ(Open Systems Interconnection)基本参照モデルのレイヤー２のデータリンク層に相当する機能で実現されたL2スイッチを中継ノードとして構成されるL2ネットワークにおける経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置に関する。
【０００２】
従来より、主にキャリアや企業のネットワークは、より高速で大容量の通信を効率的に実現するために、L2ネットワークで構成される場合が多く、L2ネットワークの通信経路の異常などを迅速に検出する手段が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
ネットワーク異常時の障害原因を早期発見するために、ネットワーク内を通過するパケットの経路を調査し把握すること、つまり、パケットの経路探索を行うことが有用である。これまでは、送信ホストから受信ホストまでのパケットの経路探索には、ＯＳＩ基本参照モデルのネットワーク層に相当する機能を利用した方法が提案されている。
【０００４】
図13は、従来技術の経路探索方式のプロトコル階層処理手順であり、中継ノード10aから中継ノード10z宛てに送信されたパケットデータが、各プロトコル階層の処理を経て転送されていく様子を示したもので、ステップ毎の処理手順の概要は次の通りである。
S1. 上位層で生成された経路探索用のパケットが、宛先となる中継ノード10zへ届けるために、ネットワーク層に引き渡される。
【０００５】
S2. ネットワーク層では、渡された経路探索用のパケットを、終点となる中継ノード10z宛てへ送信するために、まず、経路の通過点となる隣接する中継ノード10bへ送信する。このために、隣接する中継ノード10bとのリンク間の伝送を第２層のデータリンク層に依頼する。
S3. データリンク層では、さらに伝送媒体への伝送を制御する第１層の物理層へ該パケットデータを引き渡し、中継ノード10bへの送信を依頼する。
【０００６】
S4. 物理層は、渡されたパケットデータを伝送媒体上に送出する。
S5. 該パケットデータは伝送媒体上を伝送され、隣接する中継ノード10bへ伝えられる。
S6. 中継ノード10bの物理層で受信されたパケットデータは、上位層のデータリンク層に引き渡される。
【０００７】
S7. データリンク層は、渡されたパケットデータを、さらに上位のネットワーク層に引き渡す。
S8. ネットワーク層は、経路検索のための処理を実行した後、該パケットデータを次の隣接する中継ノードへ引き渡すために、下位層のデータリンク層へ渡す。
【０００８】
S9. データリンク層では、次の中継ノードとの間のリンク間の伝送の制御処理を行った後に、伝送媒体へ送出するために、下位層の物理層へ渡す。
S10. 物理層は、渡されたパケットデータを伝送媒体へ送出する。
S11〜S12. 経路探索の終点となる中継ノード10zへの経路上にある以降の中継ノードに於いても同様に処理が行われた後、最終的に中継ノード10zへ渡される。
【０００９】
S13. 中継ノード10zの物理層で伝送媒体から受信されたパケットデータは、上位のデータリンク層に渡される。
S14. データリンク層は、さらに上位のネットワーク層へ該パケットデータを引き渡す。
S15. ネットワーク層では、自ノードが経路探索の終点であることから、経路探索の終端処理を行う。
【００１０】
上記の処理手順は、中継ノード10aから中継ノード10zへ経路探索パケットの一部を転送する例であるが、逆方向も同様であり、また、中継ノードの数に関わらず同様なプロトコル階層間の処理の流れとなる。
また、上記の処理手順は、中継ノードがOSI基本参照モデルの第３層に相当するネットワーク層の機能を実装しているネットワーク、つまり、L3ネットワークであることが前提となる。
【００１１】
このようなネットワーク層でのプロトコル処理を用いた経路探索方式としては、OSI基本参照モデルのネットワーク層に相当するIP(Internet Protocol)プロトコル内のエラー制御のためのプロトコルであるICMP(Internet Control Message Protocol)を利用して開発された、tracerouteコマンドが知られている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１２】
【非特許文献１】
Jon C.Snader著（トップスタジオ訳）「TCP/IP プログラミング徹底解説」日経ＢＰ社出版、２００１年８月１３日１版、p.267〜274
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術による経路探索技術では、ＯＳＩ基本参照モデルの第３層のネットワーク層に相当するプロトコルを用いて経路探索処理を行うもので、経路探索の対象となるネットワークの中継ノードは、上記ネットワーク層の機能を実装している必要があり、データリンク層以下の機能しか実装していないL2ネットワークでは適用できなかった。
【００１４】
本発明は、ネットワークの経路探索において、キャリアや企業で主に使用されている第２層のデータリンク層以下の機能しか実装していない中継ノードで構成されるＬ２ネットワークにおいても、容易に経路探索が行えるネットワークの経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第一の発明では、複数の中継ノードを含むネットワーク内のパケットの通信経路を探索するネットワークの経路探索方式において、該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを備え、該中継ノードは、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを備え、該経路探索コマンドを受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、ように構成している。
【００１６】
第一の発明によれば、経路探索を行いたい任意の二つの中継ノードを選んで、その内のいずれかに対して開始点として経路探索コマンドを送信することにより、ネットワーク内の任意のノード間の転送経路を確認するためのデータを収集することができるようになり、柔軟な経路探索とその結果データの収集が可能となる。
【００１７】
第二の発明は、第一の発明に記載のネットワークの経路探索方式において、前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の前記通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットを前記ネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、ように構成している。
【００１８】
第二の発明によれば、ネットワーク内の指定した二つのノード間のパケット転送経路が、ループ状態になっていないか否かを検出できるようになる。
第三の発明は、第一の発明または第二の発明のいずれかに記載のネットワークの経路探索方式において、前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報を含む、ように構成している。
【００１９】
第三の発明によれば、後述する第五の発明と連携させることにより、ネットワーク監視装置の運用者が、ネットワーク全体のパケット転送経路の正常性を、一個所で集中して、分かりやすいインターフェースで監視できるようになる。
第四の発明は、パケットを中継するネットワークの中継ノードにおいて、該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索処理手段を備え、該経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを含み、該経路探索処理手段は、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを含み、該経路探索コマンド情報を受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、ように構成している。
【００２０】
第四の発明によれば、中継ノードは、ＯＳＩ基本参照モデルの第１層および第２層に相当する機能のみで、経路探索が可能となるため、第３層つまりネットワーク層相当の機能を実装していないL2ネットワークにおいても、経路探索が可能となる。
第五の発明は、ネットワークを構成する中継ノードに接続されたネットワーク監視網を介して、該ネットワークを監視するネットワーク監視装置において、該中継ノードとして前記第四の発明に記載された中継ノードを用いた場合、前記第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる前記第二の中継ノードのアドレスを設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットを受信して状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた状態通知パケットを受信して該状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する、ように構成している。
【００２１】
第五の発明によれば、第三の発明と連携することにより、ネットワーク監視装置の運用者が、ネットワーク全体のパケット転送経路の正常性を、一個所で集中して、分かりやすいインターフェースで監視できるようになる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＯＳＩ基本参照モデルのネットワーク層（第３層）に相当する機能を持たない中継ノードで構成されるネットワークにおいても、効率的に経路の探索を行うことができるようにするものである。
図１は、本発明の経路探索方式によるネットワーク構成を示したもので、ネットワークは、レイヤー２つまり第２層のデータリンク層相当の機能を持ったL2スイッチを中継ノードとして構成されたL2ネットワークとなっている。
【００２３】
10a、10b、10c、10d、10eは、L2ネットワーク40を構成する中継ノードとなるL2スイッチである。ホスト20A、20Bは、L2ネットワーク40を利用する端末ノードとなるコンピュータである。
中継ノードとなるL2スイッチ10a、10b、10c、10d、10eは、それぞれ、ネットワーク監視網50を介して回線70a、70b、70c、70d、70eにてネットワーク監視装置30と接続されている。
【００２４】
図１の中の矢印は、ネットワーク監視装置30から経路探索コマンド60を経路探索開始点となるL２スイッチ10aへ送信し、L２スイッチ10aを経路探索の開始点とし、L２スイッチ10eを終点とした、正常なパケット転送経路を経路探索した場合のパケットの流れを示している。経路探索の始点となるL２スイッチ10a は、経路探索パケット80aを生成して次の中継ノードとなるL２スイッチ10bへ送信し、L2スイッチ10bは次の中継ノードでかつ経路探索の終点となるL2スイッチ10eへ経路探索パケット80bを送信する。経路探索パケットの通過点となる中継ノードのL2スイッチ10a、10b、10cは、それぞれ、状態通知パケット90a、90b、90eを監視用の回線70a、70b、70e経由でネットワーク監視装置30へ送信する。
状態通知パケット90a、90b、90eを受信したネットワーク監視装置30は、 L2ネットワーク40内のL２スイッチ10aからL２スイッチ10e宛てのパケットの通信経路は、L２スイッチ10a→10b→10eで転送されていることを表示し、運用者はパケットが正常なルートで転送されていることを確認できる。
【００２５】
経路探索パケットが異常なルートを経由して終点に到達した場合も、該経路探索パケットが通過した中継ノード（L2スイッチ）が同様に状態通知パケットをネットワーク監視装置に送信され、運用者は異常なルートでパケットが転送されていることを確認できる。
以下の記述では、上記図１の本発明の経路探索方式によるネットワーク構成に示した例を基に、説明する。
【００２６】
図２は、本発明の経路探索方式のプロトコル階層処理手順であり、中継ノードとなるL2スイッチ10aから発信された経路探索パケットが、L2スイッチ10bおよび他のL2スイッチを経由して、宛先となるL2スイッチ10zへ到達するまでのプロトコル階層間の流れを、ステップ毎に分けて示している。
S1. L2スイッチ10a、10b、10zは、第３層のネットワーク層に相当する機能を持っておらず、図１のネットワーク構成を例にすると、ネットワーク監視装置30送信されてきた経路探索コマンドは、第２層のデータリンク層で受付けられる。
【００２７】
S2. データリンク層では、該経路探索コマンドに設定されている経路探索の終点のL2スイッチアドレスを宛先とし、経路探索パケットを生成すると同時に、該経路探索パケットの通信経路に関連するログ情報をネットワーク監視装置へ送出し、該経路探索パケットの隣接するL2スイッチ10bへの送信を、下位層の物理層に依頼する。
【００２８】
S3. 物理層では、データリンク層から引き渡された経路探索パケットを伝送媒体に出力する。
S4. 該経路探索パケットは伝送媒体により隣接するL2スイッチ10bに届けられる。
S5. L2スイッチ10bの物理層は、受信した経路探索パケットを、上位層のデータリンク層へ引き渡す。
【００２９】
S6. データリンク層では、引き渡された経路探索パケット内の通過段数フィールドに"1"を加算するなどの経路探索処理を行い、ログ情報をネットワーク監視装置へ送出した後、該経路探索パケットを次のL2スイッチへ転送するために、第１層の物理層へ引き渡す。
S7. 物理層では、該経路探索パケットを伝送媒体へ送出する。
【００３０】
S8〜S9. 同様にして宛先であるL2スイッチ10zまでの経路を構成する他のL2スイッチでも、上記ステップS5〜S7と同様な処理を行った後、経路探索の終点となるL2スイッチ10zへ該経路探索パケットを引き渡す。
S10. 終点ノードとなるL2スイッチ10zの物理層では、受信した経路探索パケットを上位のデータリンク層に引き渡す。
【００３１】
S11. データリンク層では、渡された経路探索パケットの中の通過段数フィールドに"1"を加算するなどの経路探索処理を行って、ログ情報をネットワーク監視装置へ送出して、処理を終了する。
上記のように、本発明の経路探索方式によれば、ＯＳＩ基本参照モデルの第１層および第２層に相当する機能のみを用いて経路探索パケットの処理を行うもので、第３層に相当する機能を実装していない中継ノードで構成されるL2ネットワークでも、経路探索が行うことができる。
【００３２】
図３は、本発明の経路探索パケットの構成例である。
送信元MACアドレス82および宛先MACアドレス81は、それぞれ、経路探索の始点および終点となるL２スイッチのMACアドレスである。また、経路探索パケット用のイーサタイプ値としては、インターネット関連技術の標準化団体IETF(Internet Engineering Task Force)が取りまとめている技術文書であるRFC(Request forComments)でまだ予約されていない、例えば"9004〜FEFF"の範囲の中の値を割り当てるものとする。
【００３３】
通過段数84は、経路探索パケットがL２スイッチを中継される度にカウントアップされるカウンタで、経路探索の始点となるL２スイッチにおいて所定の初期値として例えば"1"に設定される。
最大通過段数85は、経路探索パケットがL2ネットワーク内でループする状態を抜け出すための予め設定される通過段数の上限チェック値で、通過段数84の値が最大通過段数85に達した場合は、経路探索パケットの中継処理を中止するもので、ネットワーク監視装置30では、最大通過段数85に達した状態情報がL２スイッチから通知された場合は、L2ネットワーク内でパケットのループ状態が発生していることを認識する。
【００３４】
図４は、本発明の経路探索方式による状態通知パケットの構成例である。
ヘッダ部91およびペイロード部92から成り、ペイロード部92は、スイッチ識別子92a、通過段数92b、受信ＩＦ92cおよび送信ＩＦ92dで構成されている。
スイッチ識別子92aは、経路探索パケットが通過した中継ノードつまりスイッチを識別する情報で、例えばMACアドレスやIPアドレスなどを用いることができる。通過段数92bは、例えば、経路探索パケットが発信された経路探索の開始点となるスイッチで初期値"1"が設定され、該経路探索パケットがスイッチを通過する毎にカウントアップされるカウンタ値で、該状態通知パケットが通過して来たスイッチの数を表わすことができる。受信ＩＦ92cおよび送信ＩＦ92dは、それぞれ、経路探索パケットが通過したスイッチ内の受信インターフェースおよび送信インターフェースを表わす。
【００３５】
図５〜７は、本発明の経路探索方式による転送シーケンスである。
図５〜７においては、図１で示したネットワーク監視装置30からL2ネットワーク40へ送信する経路探索コマンドをC(DA,ｍ)で表わし(DAは経路探索の終点のL2スイッチ識別情報、ｍは最大通過段数である）、L2ネットワーク内を流れる経路探索パケットをR(DA,ｍ,ｉ)で表わし（DAは経路探索の終点のL2スイッチ識別情報、ｍは最大通過段数、ｉは通過段数である）、L2ネットワーク40内の各L2スイッチからネットワーク監視装置30へ送信される状態通知パケットをT(NA,ｉ)で表わす（NAは状態通知を発信するL2スイッチの識別情報、ｉは通過段数である）。
【００３６】
また、経路探索パケットの転送については実線の矢印で、ネットワーク監視装置とのデータ受け渡しについては点線の矢印で表現している。
図５の本発明の経路探索方式による転送シーケンス（１）は、パケットの正常な転送経路となるL2スイッチ10a→10b→10eの通信経路を探索するケースである。
【００３７】
S1. ネットワーク監視装置30は、L２スイッチ10aに対して、最大通過段数が"9"で、L２スイッチ10eを終点とする経路探索パケットを生成するように経路探索コマンドC(10e,9)を、経路探索の始点となるL２スイッチ10aに対して、ネットワーク監視網50を経由して送信する。
S2. 経路探索コマンドC(10e,9)を受信したL２スイッチ10aは、自ノードが経路探索の開始点となることから、通過段数を"1"に初期化し、最大通過段数を"9"に、宛先を終点となるL２スイッチ10eとした経路探索パケットR(10e,9,1)を生成し、次の中継ノードであるL２スイッチ10bへ送信する。同時に、通過段数が"1"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,1)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００３８】
S3. 経路探索パケットR(10e,9,1)を受信したL２スイッチ1bは、通過段数をカウントアップして"2"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10eへ経路探索パケットR(10e,9,2)を送信する。同時に、通過段数が"2"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００３９】
S4.経路探索パケットR(10e,9,2)を受信したL２スイッチ10eは、通過段数をカウントアップして"3"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満で、かつ、自ノードが該経路探索パケットR(10e,9,2)の終点と一致するため、受信した経路探索パケットは廃棄する。同時に、通過段数が"3"で通過ノードがL２スイッチ10eであることを示す状態通知パケットT(10e,3)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４０】
S5.上記ステップS1で経路探索コマンドC(10e,9)を送信したネットワーク監視装置３は、ステップS4で経路探索の終点となるL2スイッチ10eより、状態通知パケットT(10e,3)を受信することにより、前に受信している状態通知パケットT(10a,1)、T(10b,2)からの情報と合わせて編集して、経路探索結果としてL2スイッチ10a→10b→10eの経路の情報を運用者に表示する。
【００４１】
図６の本発明の経路探索方式による転送シーケンス（２）は、経路探索パケットが通常とは異なるL2スイッチ10a→10b→10c→10d→10eの経路で転送されたケースであり、上記図５に示した正常な転送経路に比較して、中継回数が多くなっている。
S1. ネットワーク監視装置30は、L２スイッチ10aに対して、最大通過段数が"9"で、L２スイッチ10eを終点とする経路探索パケットを生成するように経路探索コマンドC(10e,9)を、経路探索の始点となるL２スイッチ10aに対して、ネットワーク監視網50を経由して送信する。
【００４２】
S2. 経路探索コマンドC(10e,9)を受信したL２スイッチ10aは、自ノードが経路探索の始点となることから、通過段数を"1"に初期化し、最大通過段数を"9"に、宛先を終点となるL２スイッチ10eとした経路探索パケットR(10e,9,1)を生成し、次の中継ノードであるL２スイッチ10bへ送信する。同時に、通過段数が"1"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,1)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４３】
S3.経路探索パケットR(10e,9,1)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"2"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,2)を送信する。同時に、通過段数が"2"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４４】
S4. 経路探索パケットR(10e,9,2)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"3"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10dへ経路探索パケットR(10e,9,3)を送信する。同時に、通過段数が"3"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４５】
S5. 経路探索パケットR(10e,9,3)を受信したL２スイッチ10dは、通過段数をカウントアップして"4"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10eへ経路探索パケットR(10e,9,4)を送信する。同時に、通過段数が"4"で通過ノードがL２スイッチ10dであることを示す状態通知パケットT(10d,4)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４６】
S6.経路探索パケットR(10e,9,4)を受信したL２スイッチ10eは、通過段数をカウントアップして"5"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満で、かつ、自ノードが経路探索パケットR(10e,9,4)の宛先アドレス"10e"、つまり、経路探索の終点アドレスと一致するため、終端処理として受信した経路探索パケットは廃棄する。同時に、通過段数が"5"で通過ノードがL２スイッチ10eであることを示す状態通知パケットT(10e,5)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００４７】
S7. 上記ステップS1で経路探索コマンドC(10e,9)を送信したネットワーク監視装置30は、経路探索の終点となるL2スイッチ10eより、状態通知パケットT(10e,5)が送信されて来たことにより経路探索が終了したと判断し、前に受信している状態通知パケットT(10a,1)、T(10b,2)、T(10c,3)、T(10d,4)の情報と合わせて編集後、経路探索結果としてL2スイッチ10a→10b→10c→10d→10eの経路情報をネットワーク監視装置30の運用者に表示する。
【００４８】
図７の本発明の経路探索方式による転送シーケンス（３）は、経路探索パケットがL2ネットワーク内でループしたケースを表わしている。
S1. ネットワーク監視装置30は、L２スイッチ10aに対して、最大通過段数が"9"で、L２スイッチ10eを終点とする経路探索パケットを生成するように経路探索コマンドC(10e,9)を、経路探索の始点となるL２スイッチ10aに対して、ネットワーク監視網50を経由して送信する。
【００４９】
S2. 経路探索コマンドC(10e,9)を受信したL２スイッチ10aは、自ノードが経路探索の始点となることから、通過段数を"1"に初期化し、最大通過段数を"9"に、宛先をL２スイッチ10eとした経路探索パケットR(10e,9,1)を生成し、次の中継ノードであるL２スイッチ10bへ送信する。同時に、通過段数が"1"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,1)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５０】
S3.経路探索パケットR(10e,9,1)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"2"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,2)を送信する。同時に、通過段数が"2"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,2)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５１】
S4. 経路探索パケットR(10e,9,2)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"3"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10aへ経路探索パケットR(10e,9,3)を送信する。同時に、通過段数が"3"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,3)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５２】
S5. 経路探索パケットR(10e,9,3)を受信したL２スイッチ10aは、通過段数をカウントアップして"4"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10bへ経路探索パケットR(10e,9,4)を送信する。同時に、通過段数が"4"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,4)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５３】
S6. 経路探索パケットR(10e,9,4)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"5"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,5)を送信する。同時に、通過段数が"5"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,5)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５４】
S7. 経路探索パケットR(10e,9,5)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"6"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10aへ経路探索パケットR(10e,9,6)を送信する。同時に、通過段数が"6"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,6)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５５】
S8. 経路探索パケットR(10e,9,6)を受信したL２スイッチ10aは、通過段数をカウントアップして"7"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10bへ経路探索パケットR(10e,9,7)を送信する。同時に、通過段数が"7"で通過ノードがL２スイッチ10aであることを示す状態通知パケットT(10a,7)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５６】
S9. 経路探索パケットR(10e,9,7)を受信したL２スイッチ10bは、通過段数をカウントアップして"8"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"未満であるため、さらに次の中継ノードとなるL２スイッチ10cへ経路探索パケットR(10e,9,8)を送信する。同時に、通過段数が"8"で通過ノードがL２スイッチ10bであることを示す状態通知パケットT(10b,8)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５７】
S10. 経路探索パケットR(10e,9,8)を受信したL２スイッチ10cは、通過段数をカウントアップして"9"とした後、カウントアップした結果が最大通過段数である"9"以上であるため、経路探索パケットがループ状態に陥ったと判断し、終端処理として受信した経路探索パケットR(10e,9,8)を廃棄すると同時に、通過段数が"9"で通過ノードがL２スイッチ10cであることを示す状態通知パケットT(10c,9)をネットワーク監視装置30に送信する。
【００５８】
S11. 状態通知パケットT(10c,9)を受信したネットワーク監視装置30は、通過段数が上記ステップS1で送信した経路探索コマンドC(10e,9)の設定されている最大通過段数"9"と同じであることから、ループ状態が発生したと認識し、前に受信している状態通知パケットT(10a,1)〜T(10a,8)の情報と合わせて編集し、経路探索結果としてL2スイッチ10a→10b→10c→10aのループ状態が検出されたことを、ネットワーク監視装置30の運用者に表示する。
【００５９】
図８は、本発明のL２スイッチの構成である。
経路探索処理手段として、経路探索パケット処理部11および経路探索コマンド処理部12を備え、他のL２スイッチから送信されてきたパケットは、経路探索パケット処理部11に引き渡されて、該パケットが経路探索パケットでないときは、そのまま中継処理部13へ引き渡す。該パケットが経路探索パケットのときは、通過段数のカウントアップおよびネットワーク監視装置への状態通知処理を行った後、自ノードが経路探索の終点でなく、かつ、該経路探索パケットに含まれる更新後の通過段数の値が最大通過段数の値に達してないときは、該経路探索パケットを次の中継ノードに転送するために、中継処理部13へ引き渡す。
【００６０】
一方、ネットワーク監視装置30から送信されてきた経路探索コマンドは、経路探索コマンド処理部12に引き渡される。そして、該経路探索コマンドに含まれている最大通過段数、探索経路の終点ノードアドレスをもとに、経路探索パケットを生成し、中継処理部13に引き渡して探索対象の経路上の中継ノードへ転送する。
【００６１】
図９は、本発明のＬ２スイッチの経路探索パケット処理部の動作フローチャートであり、図３の経路探索パケットの構成例および図４の状態通知パケットの構成例を用いて、処理手順をステップ毎に説明する。
S211. 他のL２スイッチから送信されてきたパケットを受信する。
S212. 受信したパケットのイーサタイプ値を判別し、経路探索パケット用の値でなければ(NO)、ステップS217に移行し、経路探索パケット用の値ならば(YES)、次のステップS213に移行する。
【００６２】
S213. 受信した経路探索パケットに含まれている通過段数84の値をカウントアップする。
S214. 状態通知パケットを生成し、ネットワーク監視装置30へ送信する。
ここで、自ノードを識別する情報をスイッチ識別子92aへ、上記ステップS213でカウントアップした通過段数を通過段数92bへ、該経路探索パケットを受信したインターフェースの識別情報を受信IF 92cへ、該経路探索パケットを次に送信するインターフェースの識別情報を送信IF 92dへ、それぞれ設定しておく。
【００６３】
S215. 自ノード（L2スイッチ）のMACアドレスが、該経路探索パケットの宛先MACアドレスと一致するか否か判定し、一致する場合は(YES)、経路探索が終了したと判断して、ステップS218に移行する。
一致しない場合は(NO)、次のステップS216へ進む。
S216. 受信した経路探索パケットの通過段数84の値を判別し、最大通過段数85の値以上になっている場合は(YES)、該経路探索パケットがループ状態に陥ったと判断し、ステップS218に移行する。
【００６４】
最大通過段数85の値未満の場合は(NO)、次のステップS217に進む。
S217. 受信したパケットを中継処理部13へ引き渡して次の中継ノードとなるL2スイッチへ転送し、処理を終了する。
S218. 終端処理として該経路探索パケットを廃棄して、処理を終了する。
図10は、本発明のＬ２スイッチの経路探索コマンド処理部の動作フローチャートであり、図３の経路探索パケットの構成例および図４の状態通知パケットの構成例を用いて、処理手順をステップ毎に説明する。
【００６５】
S221. ネットワーク監視装置30から、経路探索コマンドを受信する。
S222. 受信した経路探索コマンドに設定されている宛先ノードアドレスおよび最大通過段数を基に、経路探索パケットを生成する。
S223. 状態通知パケットを生成し、ネットワーク監視装置30へ送信する。
ここで、自ノードを識別する情報をスイッチ識別子92aへ、上記ステップS222で経路探索パケット80へ設定した通過段数と同じ値を通過段数92bへ、該経路探索コマンドを受信したインターフェースの識別情報を受信IF 92cへ、該経路探索パケットを次に送信するインターフェースの識別情報を送信IF 92dへ、それぞれ設定しておく。
【００６６】
S224. 上記ステップS222で生成した経路探索パケットを、中継処理部13へ引き渡して、宛先となるL2スイッチへの通信経路上の次のL2スイッチへ転送する。
図11は、本発明のネットワーク監視装置の構成である。
まず、運用者からの経路探索コマンドの入力を経路探索コマンド受付部31で受付けた後、経路探索パケットの生成および転送をL2スイッチに指示するための経路探索コマンドを生成する。ここで、経路探索コマンドには、運用者から指示された経路探索パケットの宛先ノードのアドレス、および、予め定められた最大通過段数を設定しておく。
【００６７】
生成された経路探索コマンドは、経路探索コマンド送信部33により、ネットワーク監視網50を介して、L2ネットワーク40内の運用者により経路探索の開始点として指定されたL2スイッチに送信される。
一方、L2ネットワーク40内の経路探索パケットが通過した各L2スイッチから送信されてきた状態通知パケットは、状態通知パケット受信部36にて受信され、状態通知情報編集蓄積部35で、前にL2ネットワーク40に送信した経路探索コマンドと対応付けした形で編集し、経路状態データ記憶部37に蓄積する。そして、該経路探索コマンドで指定した経路探索の終了点となるL2スイッチからの状態通知パケット、もしくは、最大通過段数オーバーの状態通知パケットを受信して経路状態データ記憶部37に蓄積した時点で、経路探索が終了したと判断して、探索経路編集表示部34に通知し、探索経路編集表示部34は、経路状態データ記憶部37に蓄積された経路情報を運用者が判別できる形に編集し、例えば後述する図12の本発明のネットワーク監視装置による経路探索結果の表示例のような形で表示する。
【００６８】
図12は、本発明による経路探索結果の表示例である。
図12の（イ）は、L2ネットワーク40の経路探索パケットが通過したL2スイッチから送信されてきた状態通知パケットを基に、通過段数の値の昇順に表形式で表示した例である。
また、図12の（ロ）は、L2ネットワーク40のネットワーク構成をグラフィック表示したものに、経路探索パケットの通過経緯を矢印で表示し、インターフェースの識別情報をL2スイッチに付加して表示し、運用者が一目で判別できるようにした表示例である。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態について、図１の本発明の経路探索方式によるネットワーク構成に示した内容を基に説明したが、中継ノードとなるL2スイッチの数、L2スイッチ間の接続形態、ネットワーク監視装置との接続形態、ホストとの接続形態などは、図１の内容に限定されるものではなく、様々なバリエーションが考えられるが、本発明は同様に適用できる。
【００７０】
また、経路探索コマンドについては、ネットワーク監視装置から送信した場合を例に説明したが、経路探索コマンドをホストからL2スイッチに送信するように構成することもでき、この場合も上記の説明と同様に、各L2スイッチからの状態通知パケットはネットワーク監視装置に送信され、経路探索パケットの転送経路をネットワーク監視装置の運用者に表示することが可能である。さらに、各L2スイッチからの状態通知パケットもホストに送信し、ホストのコンピュータに経路探索結果を表示するように構成することも可能である。
【００７１】
（付記１） 複数の中継ノードを含むネットワーク内のパケットの通信経路を探索するネットワークの経路探索方式において、
該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを備え、該中継ノードは、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを備え、該経路探索コマンドを受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。
【００７２】
（付記２） 付記１に記載のネットワークの経路探索方式において、
前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の前記通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットを前記ネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。
【００７３】
（付記３） 付記１または付記２のいずれかに記載のネットワークの経路探索方式において、
前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報を含む、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。
【００７４】
（付記４） パケットを中継するネットワークの中継ノードにおいて、
該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索処理手段を備え、該経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを含み、該経路探索処理手段は、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを含み、該経路探索コマンド情報を受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。
【００７５】
（付記５） 付記４に記載のネットワークの中継ノードにおいて、
前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。
【００７６】
（付記６） 付記４または付記５のいずれかに記載のネットワークの中継ノードにおいて、
前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報とをログ情報として含む、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。
【００７７】
（付記７） ネットワークを構成する中継ノードに接続されたネットワーク監視網を介して、該ネットワークを監視するネットワーク監視装置において、
該中継ノードとして付記４に記載された中継ノードを用いた場合、前記第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる前記第二の中継ノードのアドレスを設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットを受信して状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた状態通知パケットを受信して該状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する
ことを特徴とするネットワーク監視装置。
【００７８】
（付記８） 付記７に記載のネットワーク監視装置において、
該中継ノードとして付記６に記載された中継ノードを用いた場合、第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる第二の中継ノードのアドレスおよび最大通過段数を設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットに含まれるログ情報を受信して蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた該状態通知パケットを受信してログ情報を蓄積した時点、または、通過段数が該経路探索コマンドに設定した最大通過段数と一致するログ情報を含んだ状態通知パケットを受信して、該ログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する
ことを特徴とするネットワーク監視装置。
【００７９】
【発明の効果】
本発明は、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層以下に相当する機能だけを用いて、ネットワーク内の任意の二つの中継ノードを指定して、その中継ノード間を流れるパケットの経路を探索し、その探索結果を分かりやすく表示できるようにする。
【００８０】
これにより、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層以下に相当する機能で実現された中継ノードで構成されているネットワーク、つまり、L2ネットワークにおいても、容易に中継されるパケットの経路を探索することが可能となり、L2ネットワーク内のネットワーク異常時の不具合原因を迅速に発見することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の経路探索方式によるネットワーク構成
【図２】本発明の経路探索方式のプロトコル階層処理手順
【図３】本発明の経路探索パケットの構成例
【図４】本発明の経路探索方式による状態通知パケットの構成例
【図５】本発明の経路探索方式による転送シーケンス（１）
【図６】本発明の経路探索方式による転送シーケンス（２）
【図７】本発明の経路探索方式による転送シーケンス（３）
【図８】本発明のＬ２スイッチの構成
【図９】本発明のL2スイッチの経路探索パケット処理部の動作フローチャート
【図１０】本発明のL2スイッチの経路探索コマンド処理部の動作フローチャート
【図１１】本発明のネットワーク監視装置の構成
【図１２】本発明のネットワーク監視装置による経路探索結果の表示例
【図１３】従来技術の経路探索方式のプロトコル階層間処理手順
【符号の説明】
10,10a,10b,10c,10d,10e,10zL２スイッチ
11 経路探索パケット処理部
12 経路探索コマンド処理部
13 中継処理部
20A,20B ホスト
30 ネットワーク監視装置
31 経路探索コマンド受付部
32 経路探索コマンド生成部
33 経路探索コマンド送信部
34 探索経路編集表示部
35 状態通知情報編集蓄積部
36 状態通知パケット受信部
37 経路状態データ記憶部
40 L2ネットワーク
50 ネットワーク監視網
60 経路探索コマンド
70a,70b,70c,70d,70e ネットワーク監視用回線
80,80a,80b 経路探索パケット
81 宛先MACアドレス
82 送信元MACアドレス
83 イーサタイプ
84 通過段数
85 最大通過段数
90,90a,90b,90c,90d,90e 状態通知パケット
91 ヘッダ部
92 ペイロード部
92a スイッチ識別子
92b 通過段数
92c 受信ＩＦ
92d 送信ＩＦ
C(DA,ｍ) 経路探索コマンド
（DAは経路探索の終点ノードアドレス、ｍは最大通過段数）
R(DA,ｍ,ｉ) 経路探索パケット
（DAは経路探索の終点ノードアドレス、ｍは最大通過段数、ｉは通過段数）
T(NA,ｉ) 状態通知パケット
（ NAは中継ノードアドレス、ｉは通過段数）
Claims (5)
- 複数の中継ノードを含むネットワーク内のパケットの通信経路を探索するネットワークの経路探索方式において、
該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索パケットは、ＯＳＩ(OpenSystems Interconnection)基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを備え、該中継ノードは、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを備え、該経路探索コマンドを受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。 - 請求項１に記載のネットワークの経路探索方式において、
前記経路探索パケットは、該経路探索パケットが中継ノードを通過する回数の最大値を規定する最大通過段数フィールドを備え、該経路探索パケットを受信した中継ノードは、カウントアップした後の前記通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値未満のときは、前記状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを次の中継ノードへ転送し、該通過段数フィールドの値が該最大通過段数フィールドの値以上のときは、該状態通知パケットを前記ネットワーク監視装置へ送信した後、該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。 - 請求項１または請求項２のいずれかに記載のネットワークの経路探索方式において、
前記状態通知パケットは、該中継ノードを通過する該経路探索パケットに含まれるカウントアップされた後の通過段数フィールドの値と、該経路探索パケットを受信および送信するインターフェースの識別情報を含む、
ことを特徴とするネットワークの経路探索方式。 - パケットを中継するネットワークの中継ノードにおいて、
該中継ノードは、ネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置に接続され、パケットの通信経路を探索するための経路探索処理手段を備え、該経路探索パケットは、ＯＳＩ基本参照モデルのデータリンク層に相当するヘッダ部内に、該経路探索パケットを識別するための識別情報と、該経路探索パケットが過去に通過した中継ノードの数を格納する通過段数フィールドとを含み、該経路探索処理手段は、該経路探索パケット内の通過段数フィールドを更新する通過段数更新手段と、該経路探索パケットの通信経路に関するログ情報を格納した状態通知パケットをネットワーク監視網を介してネットワーク監視装置へ送信する状態通知パケット送信手段と、経路探索の開始を指示するための経路探索コマンドを受信する経路探索コマンド受信手段とを含み、該経路探索コマンド情報を受信した第一の中継ノードは、通過段数フィールドに所定の初期値を設定した経路探索パケットを生成して、経路探索の終点となる第二の中継ノードを宛先として送信し、該経路探索パケットを送信または受信する第一および第二の中継ノードを含めた各中継ノードは、該経路探索パケットに含まれる通過段数フィールドの値をカウントアップした後、状態通知パケットをネットワーク監視装置へ送信し、第二の中継ノードでは該経路探索パケットを終端して廃棄する、
ことを特徴とするネットワークの中継ノード。 - ネットワークを構成する中継ノードに接続されたネットワーク監視網を介して、該ネットワークを監視するネットワーク監視装置において、
該中継ノードとして請求項４に記載された中継ノードを用いた場合、前記第一の中継ノードに対して、経路探索の終点となる前記第二の中継ノードのアドレスを設定した前記経路探索コマンドを送信し、該経路探索パケットが通過した中継ノードから送信されてくる前記状態通知パケットを受信して状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積し、第二の中継ノードから送信されてきた状態通知パケットを受信して該状態通知パケットに含まれるログ情報を蓄積した時点で、蓄積されたログ情報を編集して経路探索結果として運用者に表示する
ことを特徴とするネットワーク監視装置。
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| JP2002375245A JP2004208068A (ja) | 2002-12-25 | 2002-12-25 | ネットワークの経路探索方式、中継ノードおよびネットワーク監視装置 |
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