JP2005109679A

JP2005109679A - パス故障検出方法および検出装置、ならびにそのプログラム

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Publication number: JP2005109679A
Application number: JP2003337807A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Mitsubori; 英彦三堀; Akira Murashige; 村重　　彰
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2003-09-29
Filing date: 2003-09-29
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-29
Also published as: JP3897012B2

Abstract

【課題】Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳのようにパスレベルでの直接的な故障検出が困難なパスにおいても、パスレベルでのソフトウェアバグやハードウェア故障を検出することが可能であり、多数の故障検出対象パスが収容されているネットワーク中でも検出可能にする。
【解決手段】端末１Ａと端末２Ａとの間で、故障検出対象となるパスレベルでの故障検出が困難な通信パス（Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９）と、同一経路の故障検出用パス（Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１）を設定し、入力装置１Ｄから故障検出用パス１１に周期的に導通を確認するパケット（ｐｉｎｇ）を送出し、出力装置１Ｅからのパケットの応答の到着を監視して、応答パケットの未到着により故障検出用パス上の故障検出とすると同時に、故障検出対象の通信用パス９上の故障検出とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パケットまたはフレームをカプセリングして、予め決められた経路に設定された論理パス上を転送する転送方式において、転送パスレベルでの故障検出方法および検出装置、ならびにそのプログラムに関する。

任意のパケットまたはフレームをカプセリングして、予め決められた経路に設定された論理パス上を転送する技術としては、例えば、ＭＰＬＳ（Ｍｕｌｔｉ−ＰｒｏｔｏｃｏｌＬａｂｅｌＳｗｉｔｃｈｉｎｇ）転送方式が知られている。このような転送方式を用いた通信において、パスの経路上に存在する回線、装置などの低位レイヤの故障検出をもって、パスの故障を検出とするだけではなく、パスのレイヤにて故障を検出し、必要な場合には迂回パスへ切替えを行えることが望ましい。

図２、図３および図４は、いずれも従来の技術の説明図である。
図２には、一般的なＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９による通信を行うためのネットワーク構成と下位レイヤ故障をＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９の故障とみなす故障検出、切替方法が示されている。また、図３には、隣接装置間で周期的にパス情報をやり取りし、一定期間のパケット未受信やパス情報不一致をもって故障とみなす故障検出、切替え方法が示されている。さらに、図４には、レイヤ２フレームの構成、および、Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス上のＭＰＬＳパケットの構成が示されている。
図２に示すような、端末１Ａ、端末２Ａ間の通信がＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９で結ばれているネットワークにおいて、従来のＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス故障検出方法を考える。まず、このネットワーク中の回線１Ｂ、回線４Ｂにおけるフレームフォーマットを図４（ａ）に、また回線２Ｂ、回線３Ｂにおけるフレームフォーマットを図４（ｂ）に、それぞれ示す。

ここで、レイヤ２ヘッダ１、レイヤ２トレイラ１は回線１Ｂ、回線４Ｂの回線種別に対応したもの、レイヤ２ヘッダ２、レイヤ２トレイラ２は回線２Ｂ、回線３Ｂの回線種別に対応したものとなる。すなわち、端末１Ａでは、図４（ａ）に示した任意のパケットを含むレイヤ２フレームとして論理コネクション上を入力装置１Ｄに転送し、入力装置１Ｄ
では、レイヤ２フレームごとにＭＰＬＳカプセリングを行い、図４（ｂ）に示したカプセルとして論理コネクションに対応するＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９上を中継装置１Ｃに転送し、中継装置１ＣではＭＰＬＳヘッダのみを参照してＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９上を出力装置１Ｅに転送し、出力装置１Ｅでは、ＭＰＬＳデカプセリングを行い、Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９に対応した論理コネクション２上を出力装置１Ｅへ転送することにより通信が行われている。

この場合、従来のＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス上の故障検出方法は、以下に述べる２つの方法がある（例えば、『ＭＰＬＳ〜基礎、実現するサービス、そして最新動向〜』松嶋，池尻，インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｉ．ｗｉｄｅ．ａｄ．ｊｐ／ｃｌａｓｓ／20020036/ｓｌｉｄｅｓ／26/〉(非特許文献１参照））。
その１つ目は、中継回線における伝送路故障、また入力装置，出力装置における装置故障というような、レイヤ２よりも下位レイヤの故障をもって故障検出とする方法である。
ここでは、図２に示す流れに従って説明する。
ステップ１：故障発生。
ステップ２：回線終端機能部７が下位レイヤの故障として検出し、パス終端機能部６では故障検出した回線に含まれるパスで故障検出したものとみなす。
ステップ３：必要に応じて、既知技術を用いて故障検出パスを迂回パス１０に切り替えを実施する。

その２つ目は、隣接装置間で設定されているパス情報をレイヤ３（ＩＰ）パケットで周期的にやり取りし、一定期間のパケット未受信やパス情報不一致をもって故障検出とする方法である。ここでは、図３に示す流れに従って説明する。
ステップ０：予め隣接装置間で、設定されているパス情報をレイヤ３パケットで周期的にやり取りする。
ステップ１：故障発生。
ステップ２：対向からのパス情報が一定期間到着しないので、パス終端機能部６でパスの故障として検出する。
ステップ３：必要に応じて、既知技術を用いて故障検出パスを迂回パス１０へ切替えを実施する。

『ＭＰＬＳ〜基礎、実現するサービス、そして最新動向〜』松嶋，池尻，〔２００３年８月１３日検索〕、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｉ．ｗｉｄｅ．ａｄ．ｊｐ／ｃｌａｓｓ／20020036/ｓｌｉｄｅｓ／26/〉

従来技術の１つ目の方法では、装置レベル、回線レベルでの故障検出を行うが、パスレベルのソフトウェアバグや想定外ハードウェア故障が発生した場合に検出ができない、という問題点があった。しかしながら、ＭＰＬＳヘッダには、試験用パケットを判別するためのビットは用意されていないこと、および、Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳは、出力装置においてはＭＰＬＳカプセル内のレイヤ２フレームの情報を参照せずに送出するため、レイヤ２フレームにも試験用パケットを判別するための識別子を設けられないこと、などから直接的なパスレベルの故障検出の実現は困難であった。
また、従来技術の２つ目の方法では、パスレベルでの故障検出を行うが、常時、パスごとに状態管理を行う必要があり、そのためにソフト処理負荷が増加する、という問題点があった。このために、多量のパスに対する故障検出の実現は困難であった。

（目的）
そこで、本発明の目的は、さらに大規模で、高信頼なネットワークの構築のために、Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳのようにパスレベルでの直接的な故障検出が困難なパスにおいても、パスレベルでのソフトウェアバグやハードウェア故障を検出することが可能であり、多数の故障検出対象パスが収容されているネットワーク中でも実現可能なパス故障検出方法および検出装置、ならびにそのプログラムを提供することにある。

本発明のパス故障検出方法は、故障検出対象となるパスレベルでの故障検出が困難な通信パスと、同一経路の故障検出用パスを設定し、故障検出用パスに周期的に導通を確認するパケットを送出し、そのパケットの応答の到着を監視して、応答パケットの未到着により故障検出用パス上の故障検出とすると同時に、故障検出対象の通信用パス上の故障検出とする。
また、本発明のパス故障検出装置は、故障検出対象となるパスと同一経路に設定された故障検出用パスに、周期的に導通を確認するパケットを送出する手段と、そのパケットの応答の到着を監視する手段と、応答パケットの未到着により故障検出用パス上の障害を検出すると共に、故障検出対象パス上にも故障を検出したとみなす手段とを設ける。

本発明によれば、故障検出用パス上の故障検出をもって、故障検出対象パスの故障としているため、パスレベルの故障検出が可能となる。また、同一経路の故障検出対象パスが複数設定されている場合でも、故障検出用パスは１本で済むため、ソフトウェア処理負荷の抑制が可能となる。その結果、低負荷でパスレベルのソフトウェアバグやハードウェア故障を検出して、パスを切り替えることが可能となり、高信頼かつ大規模なネットワークを構築できる、という効果が得られる。

以下、本発明の実施形態を、図面により詳細に説明する。
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係るパス故障検出装置の説明図であって、パスの入力側の装置に導通確認機能を搭載した構成を示している。
図１では、入力装置１Ｄに、ＩＰ導通確認機能部５を新たに搭載している。
故障検出、切替えの動作は、以下のような流れで行われる。
ステップ０：入力装置１Ｄに搭載されたＩＰ導通確認機能部５からｐｉｎｇパケットを、故障検出対象となるＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９と同一経路に設定されたＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１に送出する。出力装置１Ｅでは、Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１から受信したｐｉｎｇパケットに応答する。
ステップ１：故障発生。
ステップ２：パケット未受信のＮ回継続によりＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１上で故障を検出する。
ステップ３：Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１と同一経路をもつＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９での故障検出とし、迂回パス１０へ切り替えを実施する。

図５は、本発明の第１の実施例に係るパス故障検出方法の動作フローチャートである。
第１の実施例では、故障検出対象パスとしてＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９を、故障検出用パスとしてＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１を、それぞれ用いた場合である。ネットワーク中において、予め故障検出対象であるＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９と同一経路のＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１は設定されているものとする。
ここで、障害監視を行う導通確認機能部５は、ＩＰで一般的な導通確認手段として用いられるｐｉｎｇパケットを作成し、Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１に向けて送出する（ステップ１０１）。一定時間経過後に（ステップ１０２）、送出したｐｉｎｇパケットに対する応答を受信しているか否かを確認し（ステップ１０３）、受信している場合には、ｐｉｎｇパケットの送出を繰り返す（ステップ１０１）。また、未受信の場合には、未受信がＮ回連続したかを確認し（ステップ１０４）、連続していない場合には、ｐｉｎｇパケット送出を繰り返す（ステップ１０１）。また、連続していた場合には、ｐｉｎｇパケットを送出しているＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１と同一経路のＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９を故障とみなし、迂回用パス１０に切替えを行う（ステップ１０５）。

（第２の実施例）
図６は、本発明の第２の実施例に係るパス故障検出装置の構成図である。
図６では、ＭＰＬＳパスを設定する装置とは別に、ＩＰ導通確認用の装置１２を配備した構成を採用し、故障検出，切り替え動作は以下のような流れで行われる。
ステップ０：ＩＰ導通確認用装置１２からｐｉｎｇパケットを入力装置１Ｄに送出する。このパケットは、故障検出対象となるＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９と同一経路に設定されたＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１を経由して出力装置１Ｅへ転送する。出力装置１Ｅでは、Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１から受信したｐｉｎｇパケットに応答する。
ステップ１：故障発生。
ステップ２：パケット未受信のＮ回継続によりＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１上で故障を検出する。
ステップ３：Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス１１と同一経路をもつＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス９での故障検出とし、入力装置１Ｄへ切り替え指示を行う。
ステップ４：切り替え指示を受けた入力装置１Ｅは、迂回用パス１０へ切り替えを実施する。

図１または図６に示した各ステップの手順、あるいは図５に示したフローチャートのステップの手順を、プログラムコード化してそれぞれＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に格納しておけば、本プログラムの販売、貸与に便利であり、また、入力装置１Ｄあるいは出力装置１Ｅのコンピュータに記録媒体を装着して、プログラムをインストールし、実行させることにより、本発明を容易に実現することができる。

本発明の第１の実施例に係るパス故障検出装置の構成図である。従来におけるＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスによる通信を行うネットワーク構成と下位レイヤ故障をＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスの故障とみなす故障検出、切替方法を示す図である。従来における隣接装置間で周期的にパス情報をやり取りし、一定期間のパケット未受信やパス情報不一致をもって故障とみなす故障検出、切替方法を示す図である。従来におけるレイヤ２フレームの構成およびＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス上のＭＰＬＳパケットの構成図である。本発明におけるパス故障検出方法の動作フローチャートである。本発明の第２の実施例に係るパス故障検出装置の構成図である。

符号の説明

１Ａ，２Ａ：端末、１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ：回線、１Ｄ：入力装置、１Ｅ：出力装置、
１Ｃ，２Ｃ：中継装置、５：ＩＰ導通確認機能部、６：パス終端機能部、
７：回線終端機能部、８：ｐｉｎｇ応答機能部、
９：Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパス、１０：迂回用パス、
１１：Ｌａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパス、１２：ＩＰ導通確認用装置。

Claims

任意の通信用パスが故障したことを検出するパス故障検出方法において、
前記通信用パスと同一経路を通る故障検出用パスを設定するステップと、
前記故障検出用パスの導通を確認するステップと、
前記故障検出用パスの導通が確認できなかったとき、前記通信用パスにも障害が発生したとみなすステップと
を有することを特徴とするパス故障検出方法。
前記故障検出用パスの導通確認を周期的に行うことを特徴とする請求項１記載のパス故障検出方法。
前記故障検出用パスの導通確認として、該故障検出用パスにパケットを送出し、前記パケットの応答の到着を監視することを特徴とする請求項１または２記載のパス故障検出方法。
前記通信用パスをＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスとし、前記故障検出用パスを前記Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスと同一経路のＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパスとすることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載のパス故障検出方法。
任意の通信用パスが故障したことを検出するパス故障検出装置において、
前記通信用パスと同一経路に故障検出用パスを設定する手段と、
前記故障検出用パスの導通を確認する手段と、
前記故障検出用パスの導通が確認できなかったとき、前記通信用パスにも障害が発生したとみなす手段とを備えたことを特徴とするパス故障検出装置。
前記故障検出用パスの導通を確認する手段は、確認を周期的に行うことを特徴とする請求項５記載のパス故障検出装置。
前記故障検出用パスの導通を確認する手段は、故障検出用パスにパケットを送出する手段と、前記パケットの応答の到着を監視する手段とを有することを特徴とする請求項５または６記載のパス故障検出装置。
前記通信用パスをＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスとし、前記故障検出用パスを前記Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスと同一経路のＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパスとすることを特徴とする請求項５から７までのいずれかに記載のパス故障検出装置。
任意の通信用パスが故障したことを検出するパス故障検出用プログラムであって、
パス故障検出装置のコンピュータに、前記通信用パスと同一経路を通る故障検出用パスを設定する手順、前記故障検出用パスの導通を確認する手順、前記故障検出用パスの導通が確認できなかったとき、前記通信用パスにも障害が発生したとみなす手順を、それぞれ実行させるためのパス故障検出用プログラム。
前記故障検出用パスの導通を確認する手順は、同一手順を周期的に行う手順であることを特徴とする請求項９記載のパス故障検出用プログラム。
前記故障検出用パスの導通を確認する手順は、前記故障検出用パスにパケットを送出する手順、前記パケットの応答の到着を監視する手順を含むことを特徴とする請求項９または１０記載のパス故障検出用プログラム。
前記通信用パスと同一経路を通る故障検出用パスを設定する手順は、前記通信用パスをＬａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスとし、前記故障検出用パスを前記Ｌａｙｅｒ２ＦｒａｍｅｏｖｅｒＭＰＬＳパスと同一経路のＬａｙｅｒ３ｏｖｅｒＭＰＬＳパスとすることを特徴とする請求項９から１１までのいずれかに記載のパス故障検出用プログラム。