JP2006054767A - ネットワークシステム及び監視サーバ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ネットワークのリンクの不具合を検出し、不具合を発生させたスイッチ装置の取り替えを容易に行えるようにする。
【解決手段】 スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが互いに接続されることで、ネットワーク３を構成する。遮断検出手段１は、スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが有するポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する。不具合発生ポートが検出された場合、機能停止手段２が、不具合を検出したスイッチ装置が属するスイッチグループ内の他のスイッチ装置の各ポートの通信機能を停止させる。すると、全サーバの通信経路が切り替わる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フォールトトレラントを実現するネットワークシステム及び監視サーバ制御方法に関し、特に、スイッチ装置のポートについて、不具合を検出したら、他の１つ以上のポートの機能を停止するネットワークシステム及び監視サーバ制御方法に関する。

従来、フォールトトレラントを実現する為に、ネットワークの多重化が行われている。
図１８は、従来の多重化されたネットワークの例を示す図である。
従来の多重化されたネットワークは、左側のスイッチ装置９１１、９１２、９１３と右側のスイッチ装置９１４、９１５、９１６とサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８とから構成される。スイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６は、ネットワーク内の伝送データを、転送する。サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８は、様々なサービス要求にレスポンスする。現在、サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８は、左側のスイッチ装置９１１、９１２、９１３を経由して通信を行っている。

サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８間のフォールトトレラントを目的としたシステムでは、図１８のように、ネットワークを多重化している。例えば、現在は、左側のスイッチ装置９１１、９１２、９１３を利用して通信しているが、フォールトトレラントを目的としている為、ネットワークに不具合が発生した場合、右側のスイッチ装置９１４、９１５、９１６を利用して通信する。サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８に複数のＮＩＣ(Network Interface Card)を用意して、多重化されたそれぞれのネットワークに接続し、ＮＩＣにサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８のＩＰアドレスを割り当て、ＮＩＣとケーブルとスイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６との不具合時に、ＮＩＣのＩＰアドレスを他のＩＰアドレスに切り替える方式が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

図１９は、従来のサーバのＮＩＣが切り替わる例を示す図である。
サーバ９２１の左のＮＩＣが、リンクの不具合を検出して右のＮＩＣに切り替えている。

図２０は、従来のサーバがネットワークの不具合を検出できない例を示す図である。
サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８からは、ＮＩＣが直接接続されているポイントの不具合しか検出できない。図２０のように、スイッチ装置９１１が不具合を起こしているが、全てのサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８は、リンクの不具合を検出できない。

ここで、具体的な不具合の検出は、サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８で実行する。検出方法には、各サーバがネットワークのリンクの不具合を検出する方法とサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８から他のサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８へPingコマンドを送信することにより監視する方法とがある。前者の方法は、後者の方法に比べて、Pingコマンドにレスポンスするサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８を必要としない為、ネットワークのドライバで高速に検出できる。

しかし、スイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６が多段で構成される場合は、図２０の問題を回避する為、後者の方法を用いている。なお、Pingコマンドとは、ネットワーク上の任意のコンピュータに対して、接続性を確認する為のコマンドである（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−５０６５５３号公報 特開２００３−３７６００号公報

上述の２つの方法は、切り替わりはサーバ２００単位であり、スイッチ装置１００の不具合を修正する為スイッチ装置１００を取り替える場合、切り替えを実行していないサーバ２００を強制的に切り替える必要がある。よって、切り替わりは全サーバ２００で一斉に実行させなければならない。

さらに、Pingコマンドを利用する場合、Pingコマンドを受けるサーバ２００を設定する必要があり、さらに、Pingコマンドに伴うネットワークとＣＰＵとの負荷が問題となる。ネットワークの形態によっては、複数のサーバ２００へPingコマンドを実行しなければならないし、Pingコマンドを受けるサーバ２００をフェイルオーバーする必要もある。よって、Pingコマンドの使用は避けたい。なお、フェイルオーバーとは、現用系と予備系との２系統のシステムをあらかじめ用意しておき、現用系が障害に陥った場合、自動的に予備系に移行できるようにすることである。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ネットワークのリンクの不具合を検出し、不具合を発生させたスイッチ装置の取り替えが容易なネットワークシステム及び監視サーバ制御方法を提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために、図１に示すネットワークシステムが提供される。
通信経路が多重化されたネットワークシステムにおいて、複数のスイッチグループ３ａ、３ｂ内のスイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが互いに接続されることで、多階層のネットワーク３を構成している。スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃは複数のポートを有している。スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが有するポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段１を有し、不具合発生ポートが検出された場合、不具合発生ポートを有するスイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが属するスイッチグループ３ａ、３ｂ内において、関係のある所定のポートの通信機能を停止させる機能停止手段２とを有するネットワークシステムを提供する。

このようなネットワークシステムによれば、スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが有するポートの通信状態は監視される。そして、遮断検出手段１により、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートは検出される。不具合発生ポートが検出された場合、機能停止手段２により、不具合発生ポートを有するスイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃが属するスイッチグループ３ａ、３ｂ内において、関係のある所定のポートの通信機能は停止させられる。

本発明では、スイッチグループ内に不具合発生ポートが検出されると、そのスイッチグループ内の所定のポートをダウンさせるようにした。これにより、サーバ間のネットワークの場合、使用するスイッチグループは、ダウンしたスイッチグループからアップしているスイッチグループに、自動的に切り替わることになる。そして、不具合を発生させたスイッチ装置の取り替えが容易になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本発明の概念について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、本発明の概念図である。

ネットワークシステムは、遮断検出手段１と機能停止手段２とネットワーク３とから構成される。遮断検出手段１は、ネットワーク３内の全てのリンクを監視して、通信状態に不具合が発生しているポートが存在する場合、そのポートを検出する。機能停止手段２は、不具合が発生しているポートと関係がある全てのポートの通信機能を停止させる。ネットワーク３は、電気通信サービスである。遮断検出手段１と機能停止手段２とネットワーク３とは、通信を行っている。

ネットワーク３は、スイッチグループ３ａ、３ｂとサーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈとから構成される。スイッチグループ３ａ、３ｂは、グループ化されたスイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃの集まりである。サーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈは、様々なサービス要求にレスポンスする。スイッチグループ３ａ、３ｂとサーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈとは、通信を行っている。

スイッチグループ３ａは、スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃから構成される。スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃは、ネットワーク３内の伝送データを転送する。スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃは、通信を行っている。

スイッチグループ３ｂは、スイッチ装置３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃから構成される。スイッチ装置３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃは、ネットワーク３内の伝送データを転送する。スイッチ装置３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃは、通信を行っている。

例えば、ネットワーク３内のスイッチグループ３ａにおいて、スイッチ装置３ａａとスイッチ装置３ａｃとの間の経路の不具合が、遮断検出手段１により検出された場合、機能停止手段２により、スイッチグループ３ａをダウンさせる。すると、サーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈはスイッチグループ３ａ経由の通信の遮断を検出し、自動的にスイッチグループ３ｂ経由の通信に切り替える。全てのサーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈの通信経路がスイッチグループ３ｂに切り替わることで、スイッチグループ３ａ内の障害の発生したスイッチ装置の交換等を、容易に行うことができる。

以下、実施の形態の具体的な内容を、第１の実施の形態と第２の実施の形態と第３の実施の形態とに分割して説明する。
以下、第１の実施の形態を説明する。第１の実施の形態は、あるポートのリンクダウンを検出したスイッチ装置が他のポートのリンクを強制的にダウンさせ、リンクダウンの状態を同一スイッチグループ内の他のスイッチ装置へ伝搬させる例である。

図２は、スイッチ装置の概念図である。
スイッチ装置１００は、ポート１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ、通信コントローラ１００ｇ，１００ｈ，１００ｉ，１００ｊ，１００ｋ，１００ｌ、ＣＰＵ１００ｍ、ＬＥＤ１００ｏ，１００ｐ，１００ｑ，１００ｒ，１００ｓ，１００ｔ及びメモリ１００ｕから構成される。

ポート１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆは、スイッチ装置１００を通過する電気信号を、指定された条件で入出力する。
通信コントローラ１００ｇ、１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｌは、スイッチ装置１００内部の通信をコントロールする。例えば、接続されているポートのリンクのダウンを検出し、ＣＰＵ１００ｍに通知する。また、ＣＰＵ１００ｍからの命令により、ポートのリンクをダウンさせる。

ＣＰＵ１００ｍは、使用可能なポート情報として１と使用不可能なポート情報として０と各ポートをグループ化してその中の１つのポートが不具合な場合そのグループ内の全てのポートを０にする条件とその判断とを記録している。

ＬＥＤ１００ｏ、１００ｐ、１００ｑ、１００ｒ、１００ｓ、１００ｔは、各ポートに隣接して設けられている。ＬＥＤは、ポートの状態に応じてひかり方が変化する。例えば、点灯、消灯、点滅等である。後述する図４、図５、図６の例では、リンクダウンを検出した場合のひかり方を黒丸で示し、リンクダウンを伝播した場合のひかり方を白丸で示し、リンクダウンと無関係の場合のひかり方を縞模様の丸で示す。

ポート１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆと通信コントローラ１００ｇ、１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｌとＣＰＵ１００ｍとＬＥＤ１００ｏ、１００ｐ、１００ｑ、１００ｒ、１００ｓ、１００ｔとは、通信を行っている。

メモリ１００ｕには、ＣＰＵ１００ｍが実行すべき処理を記述したプログラムや、処理に必要なデータが格納される。
後述する他のスイッチ装置も、図２に示したスイッチ装置１００と同様の構成である。

図３は、サーバの構成図である。
サーバ２００は、ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとＣＰＵ２００ｃとメモリ２００ｄとＨＤＤ（ハードディスク装置）２００ｅとから構成される。

ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとは、サーバ２００をネットワークに接続する。ここで、ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとに、サーバ２００のＩＰアドレスを割り当てている。

ＣＰＵ２００ｃは、サーバ２００を制御する。
メモリ２００ｄは、サーバ２００を制御する上で、必要となるソフトウェアを一時的に格納する。

ＨＤＤ２００ｅは、サーバ２００を制御する上で、必要となるソフトウェアを格納する。
ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとＣＰＵ２００ｃとメモリ２００ｄとＨＤＤ２００ｅとは、バスを介して接続されている。

後述する他のサーバも、図３に示したサーバ２００と同様の構成である。
図４は、ネットワークの構成例を示す図である。
左側のスイッチ装置１０１、１０２、１０３と右側のスイッチ装置１０４、１０５、１０６とサーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８とから構成される。スイッチ装置１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、ネットワーク内の伝送データを転送する。サーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８は、様々なサービス要求にレスポンスする。現在、サーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８は、左側のスイッチ装置１０１、１０２、１０３を経由して通信を行っている。

以下、図４から図６まで、図４の変化に注目して説明する。
図５は、ネットワークの不具合の表示結果の第１の例を示す図である。
一度ＯＮになったリンクが不具合によりダウンした場合、その不具合が検出されると、そのネットワークの不具合に関係のある全てのリンクがダウンする。こうすることで、多段のスイッチ装置１００で構成されたネットワークで、任意のスイッチ装置１００に不具合が検出された場合、そのネットワークの不具合に関係のある全てのサーバ２００は、不具合を検出できる。図５では、スイッチ装置１０１が、不具合を発生させている。そして、スイッチ装置１０２とスイッチ装置１０３とにリンクダウンが伝播し、さらに、サーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８にリンクダウンは伝播する。ＮＩＣやケーブル等の不具合も同様である。

なお、従来のスイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６では、サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８がリンクダウンを検出しても、切り替えはサーバ単位である。しかし、本実施の形態のスイッチ装置１００では、全てのサーバ２００が同時に切り替えを実行する。これによって、不具合を発生させたスイッチ装置１００を容易に取り替えられる。

実施の形態において、スイッチ装置１００は、ＬＥＤによって、リンクダウンを検出したポートとリンクダウンを伝播したポートとリンクダウンと無関係のポートとを区別して表示可能である。リンクダウンを検出したポートからスイッチ装置１００を辿っていくと、不具合を発生させているスイッチ装置１００を推測できる。黒丸がリンクダウンを検出したポートであり、白丸がリンクダウンを伝播したポートであり、縞模様の丸がリンクダウンと無関係のポートである。この例では、スイッチ装置１０２とスイッチ装置１０３とが、スイッチ装置１０１に対する不具合を検出しているので、スイッチ装置１０１が不具合を発生させていることが推測できる。

図６は、ネットワークの不具合の表示結果の第２の例を示す図である。
上述した図５と同様に考えて、スイッチ装置１０２からスイッチ装置１０１へ辿り、スイッチ装置１０１からスイッチ装置１０３へ辿る。よって、スイッチ装置１０３が不具合を発生させていることが推測できる。

こうすることで、Pingコマンドを利用せず、ネットワークのリンクの不具合を検出する方法によりのみ、サーバ２００のＮＩＣが直接接続されていないポイントの不具合までも検出する。さらに、サーバ２００の切り替わりについて、ネットワークの不具合に関係のある全てのサーバ２００を一斉に切り替えることで、不具合を発生させたスイッチ装置１００の取り替えが容易になる。

図７は、スイッチ装置の処理を示すフローチャートである。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
なお、ポートはｎ（ｎは自然数）個あり、ポート番号がｉ（ｉは０以上の整数）で示される。ポートｉは０からｎ−１まで変化し、Ａ［ｉ］はそのポートのＯＮ又はＯＦＦを表している。例えば、Ａ［ｉ］が１の場合ＯＮであり、Ａ［ｉ］が０の場合ＯＦＦである。

［Ｓ１１］スイッチ装置は、Ａ［０…ｎ−１］を０に初期化する。
［Ｓ１２］スイッチ装置は、ポートｉを、最小値の０に設定する。
［Ｓ１３］スイッチ装置は、ポートｉの情報を読み込み、調査を開始する。

［Ｓ１４］Ａ［ｉ］が１でＯＮの場合Ｓ１５へ進み、Ａ［ｉ］が０でＯＦＦの場合Ｓ１８へ進む。
［Ｓ１５］Ａ［ｉ］が実際にＯＮの場合、設定もＯＮであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ１６へ進む。Ａ［ｉ］が実際にＯＦＦの場合、設定はＯＮであるので、正しくない。よって、全ポートをＯＦＦにする為、Ｓ２０へ進む。

［Ｓ１６］スイッチ装置は、次に進む為、ｉを１だけ増やす。
［Ｓ１７］全てのポートの調査が完了したら、始めから調査を開始する。完了していないなら、次のポートの調査を開始する。ｉ＝ｎの場合、全てのポートの調査が完了しているので、Ｓ１２へ進み、０から調査を再び開始する。ｉ＝ｎでない場合、次のポートの調査を開始する為、Ｓ１３へ進み、次のポートから調査を開始する。

［Ｓ１８］Ａ［ｉ］が実際にＯＮの場合、設定はＯＦＦであるので、正しくない。よって、間違いを正す為、Ｓ１９へ進む。Ａ［ｉ］が実際にＯＦＦの場合、設定もＯＦＦであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ１６へ進む。

［Ｓ１９］スイッチ装置は、Ａ［ｉ］に１を設定する。
［Ｓ２０］スイッチ装置は、全ポートをＯＦＦにする。
このように、ネットワーク間に挿入された全スイッチ装置について、１つのポートで不具合が発生した場合、全てのポートがダウンするようにした。これにより、リンクダウンの状態が各ポートに接続された他のスイッチ装置に伝搬する。

その結果、各サーバが通信に利用するネットワークは、自動的に、現在利用中のネットワークから他のネットワークに切り替わる。すると、利用していないネットワーク間に挿入されたスイッチ装置は、全てダウンするので、不具合を発生させているスイッチ装置の取り替えが簡単である。

さらに、リンクダウンの伝搬状況がＬＥＤで示される。そのため、不具合箇所の発見が容易になる。
以下、第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、スイッチ装置１００がリンクダウンを検出したとき、予め設定されたポートのリンクをダウンさせる。すなわち、スイッチ装置１００は、リンクダウンを検出したとしても、他の全てのポートのリンクをダウンさせるわけではない。

第２の実施の形態では、スイッチ装置１００のポートをグループ分けする。そして、あるポートのリンクダウンを検出すると、そのポートと同じグループに属する他のポートのリンクをダウンさせる。各ポートがどのグループに属するのかは、ポートグループ管理テーブルとして、メモリ１００ｕに予めに格納される。

図８は、ポートグループ管理テーブルの例を示す図である。ポートグループ管理テーブル５００は、スイッチ装置１００の有するポートがグループ化されていて、そのグループの情報を記憶する。そのグループ毎にＯＮとＯＦＦとを実行し、ネットワークシステムを提供する。

ポートグループ管理テーブル５００は、グループNO.と所属ポートNO.とグループ状態と所属ポート状態とから構成される。グループNO.は、指定のグループを代表する番号である。所属ポートNO.は、指定のグループが有する全てのポート番号である。グループ状態は、指定のグループの状態を、ＯＮかＯＦＦで表す。所属ポート状態は、指定のグループが有する全てのポートの状態を、ＯＮかＯＦＦで表す。

このようなポートグループ管理テーブル５００に基づいて、スイッチ装置が以下の処理を実行する。
図９は、スイッチグループを考慮する場合の処理の例を示すフローチャートである。以下、図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

なお、グループ番号はｋ（ｋは０以上の整数）で示される。グループｋのポートはｎｋ（ｎｋは自然数）個ある。ポート番号はｊ（ｊは０以上の整数）で示される。ポートｊは０からｎｋ−１まで変化し、Ａ［ｊ］はそのポートのＯＮ又はＯＦＦを表している。例えば、Ａ［ｊ］が１の場合ＯＮであり、Ａ［ｊ］が０の場合ＯＦＦである。さらに、グループはｎ個あり、グループｋは０からｎ−１まで変化し、Ｂ［ｋ］はそのグループのＯＮ又はＯＦＦを表している。例えば、Ｂ［ｋ］が１の場合ＯＮであり、Ｂ［ｋ］が０の場合ＯＦＦである。

［Ｓ２１］監視サーバ４０５は、後述するＳ２１で、グループ状態と所属ポート状態とを初期化する。
［Ｓ２２］監視サーバ４０５は、グループｋを、最小値の０に設定する。

［Ｓ２３］そのグループがＯＮの場合検査する必要があるが、ＯＦＦの場合検査する必要はない。Ｂ［ｋ］が１でＯＮの場合Ｓ２４へ進み、Ｂ［ｋ］が０でＯＦＦの場合Ｓ２５へ進む。

［Ｓ２４］監視サーバ４０５は、後述する図１１の処理で、グループｋを検査する。
［Ｓ２５］監視サーバ４０５は、次に進む為、ｋを１だけ増やす。
［Ｓ２６］全グループの検査が終了した場合、Ｓ２７へ進む。終了していない場合、Ｓ２３へ進む。

［Ｓ２７］全グループの検査が終了し、全グループをダウンする場合、この処理を終了する。ダウンしない場合、０から再び開始する為、Ｓ２２へ進む。
図１０は、図９のＳ２１の処理を示すフローチャートである。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［Ｓ２１ａ］監視サーバ４０５は、グループｋを、最小値の０に設定する。
［Ｓ２１ｂ］監視サーバ４０５は、Ｂ［ｋ］を１に設定する。
［Ｓ２１ｃ］監視サーバ４０５は、Ａｋ［０…ｎｋ−１］を０に設定する。

［Ｓ２１ｄ］監視サーバ４０５は、次に進む為、ｋを１だけ増やす。
［Ｓ２１ｅ］全グループの初期化が終了した場合、この処理を終了する。終了していない場合、Ｓ２１ｂへ進む。

図１１は、図９のＳ２４の処理を示すフローチャートである。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［Ｓ２４ａ］監視サーバ４０５は、ポートｊを、最小値の０に設定する。

［Ｓ２４ｂ］監視サーバ４０５は、ポートｊの情報を読み込み、調査を開始する。
［Ｓ２４ｃ］Ａｋ［ｊ］が１でＯＮの場合Ｓ２４ｄへ進み、Ａｋ［ｊ］が０でＯＦＦの場合Ｓ２４ｇへ進む。

［Ｓ２４ｄ］Ａｋ［ｊ］が実際にＯＮの場合、設定もＯＮであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ２４ｅへ進む。Ａｋ［ｊ］が実際にＯＦＦの場合、設定はＯＮであるので、正しくない。よって、グループｋの全ポートをＯＦＦにする為、Ｓ２４ｉへ進む。

［Ｓ２４ｅ］監視サーバ４０５は、次に進む為、ｊを１だけ増やす。
［Ｓ２４ｆ］全てのポートの調査が完了したら、始めから調査を開始する。完了していないなら、次のポートの調査を開始する。完了の場合、全てのポートの調査が完了しているので、この処理を終了する。未完了の場合、次のポートの調査を開始する為、Ｓ２４ｂへ進み、次のポートから調査を開始する。

［Ｓ２４ｇ］Ａｋ［ｊ］が実際にＯＮの場合、設定はＯＦＦであるので、正しくない。よって、間違いを正す為、Ｓ２４ｈへ進む。Ａｋ［ｊ］が実際にＯＦＦの場合、設定もＯＦＦであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ２４ｅへ進む。

［Ｓ２４ｈ］監視サーバ４０５は、Ａｋ［ｊ］に１を設定する。
［Ｓ２４ｉ］監視サーバ４０５は、グループｋの全ポートをＯＦＦにする。
［Ｓ２４ｊ］監視サーバ４０５は、Ｂ［ｋ］に０を設定する。

以上、ネットワーク間に挿入されたスイッチ装置１００について、１つのポートで不具合が発生した場合、グループ内の全てのポートがダウンするようにした。
こうすることで、柔軟に、自動的に、利用するネットワークは、現在利用中のネットワークから他のネットワークに切り替わる。すると、利用していないネットワーク間に挿入されたスイッチ装置１００は、全てダウンするので、不具合を発生させているスイッチ装置１００の取り替えが簡単である。

以下、第３の実施の形態を説明する。
第３の実施の形態は、スイッチ装置１００の不具合とポートのリンクの不具合とを検出して監視サーバに通知する機能を持ち、さらに、監視サーバからポートのダウンの命令を受ける機能も持つスイッチ装置１００の例である。このスイッチ装置１００の使用時において、監視サーバは、スイッチ装置１００の不具合とポートのリンクの不具合とを検出した場合、あらかじめ登録されているスイッチ装置１００のポートをダウンさせる。

監視サーバでポートのリンクアップやリンクダウンを制御することで、ポートグループを、複数のスイッチ装置１００にまたがらせることができる。そこで、以下の例では、１２個のポートを持つスイッチ装置１００が３個あり、その３個のスイッチ装置１００にまたがり、３個のグループがあるとする。

図１２は、監視サーバがネットワークの不具合を検出する場合のシステム構成を示す図である。このシステムは、スイッチ装置４０１、４０２、４０３、監視系ＬＡＮ４０４、監視サーバ４０５、モニタ４０６、複数スイッチポートグループデータベース７００及びグループ内位置データベース８００とから構成される。スイッチ装置４０１、４０２、４０３のハードウェア構成は、図２とほぼ同じである。但し、第３の実施の形態におけるスイッチ装置４０１、４０２、４０３は、ＬＥＤを有していなくてもよい。

監視系ＬＡＮ４０４は、ＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)等を用いての電気通信サービスを行うための通信媒体である。監視サーバ４０５は、ネットワークの不具合の情報を集め、その情報を元にスイッチ装置４０１、４０２、４０３のＯＮとＯＦＦとを判断する。モニタ４０６は、監視サーバ４０５の処理結果を表示する。

複数スイッチポートグループデータベース７００には、スイッチ装置のポートのグループ分けが定義されている。グループ内位置データベース８００には、各ポートのグループ内でのポート番号が定義されている。

図１３は、スイッチ装置１００とポートとグループとの関係を分かり易くする図である。
この関係図６００は、スイッチNO.とポートNO.とグループNO.とから構成される。スイッチNO.は、指定のスイッチを代表する番号である。ポートNO.は、指定のスイッチが有するポート番号である。グループNO.は、スイッチNO.とポートNO.とによる指定のポートが属するグループ番号である。

このようなグループ分けの内容が、複数スイッチポートグループデータベース７００内に定義される。
図１４は、複数スイッチポートグループデータベースの例を示す図である。複数スイッチポートグループデータベース７００は、複数のスイッチ装置１００にまたがり、スイッチ装置１００の有するポートがグループ化されていて、そのグループの情報を記憶する。そのグループ毎にＯＮとＯＦＦとを実行し、ネットワークシステムを提供する。

複数スイッチポートグループデータベース７００は、グループNO.と所属ポートNO.とグループ状態と所属ポート状態とから構成される。グループNO.は、指定のグループを代表する番号である。所属ポートNO.は、指定のグループに属する全てのポート番号である。所属ポートNO.内の項目は、スイッチ装置毎のグループに分けて設定されている。

図１４では、括弧によってグループ分けが示されている。図１４の例では、左端のグループ（所属ポートNO.の項目の左側の括弧内の数字）が、スイッチＮＯ．０のスイッチ装置のうち、対応するグループに属するポートのポート番号を示してしている。中央のグループ（所属ポートNO.の項目の中央の括弧内の数字）が、スイッチＮＯ．１のスイッチ装置のうち、対応するグループに属するポートのポート番号を示してしている。右のグループ（所属ポートNO.の項目の右側の括弧内の数字）が、スイッチＮＯ．２のスイッチ装置のうち、対応するグループに属するポートのポート番号を示してしている。

グループ状態は、各グループに属するポートに設定する状態を、ＯＮかＯＦＦかで示している。すなわち、グループ状態の値がＯＮ（１）であれば、そのグループに属するポートのリンクをアップ可能な状態である。グループ状態の値がＯＦＦ（０）であれば、そのグループに属するポートのリンクをダウンさせておくべき状態である。

所属ポート状態は、各グループに属するポートの通信状態を、ＯＮかＯＦＦで示している。所属ポート状態は、Ａｋ［０，…，ｍ，…，ｎｋ−１］という形式で示される。ｋはグループ番号であり、ｍ（ｍは０以上の整数）は、グループ内で各ポートを一意に識別するための識別番号（グループ内位置NO.）である。ｎｋは、ｋ番のグループに属するポートの数である。

グループ内位置NO.は、グループ内位置データベース８００で管理されており、このデータベースを参照することで、各ポートのグループ内での順番を認識できる。
図１５は、グループ内位置データベースの例を示す図である。グループ内位置データベース８００は、スイッチNO.とポートNO.とグループNO.とグループ内位置NO.とから構成される。スイッチNO.は、指定のスイッチを代表する番号である。ポートNO.は、指定のスイッチが有するポート番号である。グループNO.は、スイッチNO.とポートNO.とによる指定のポートが属するグループ番号である。グループ内位置NO.は、スイッチNO.とポートNO.とによる指定のポートのグループ内の位置を示す番号である。

監視サーバ４０５は、各スイッチ装置からポートの状態に関する報告を受け取ることができる。スイッチ装置からの報告には、スイッチNO.とスイッチNO.に関係するスイッチ装置１００の中のポートNO.とが含まれている。監視サーバ４０５は、この情報を受け取ると、グループ内位置データベース８００を参照する。そして、ポートNO.に関係するポートが所属するグループのグループNO.を獲得し、グループの中のポートの位置を獲得することができる。

次に、監視サーバで実行される処理を具体的に説明する。
図１６は、監視サーバの処理を示すフローチャートである。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［Ｓ３１］監視サーバ４０５は、前述した図９のＳ２１と同様に、グループ状態と所属ポート状態とを初期化する。
［Ｓ３２］監視サーバ４０５は、イベントの有無について、スイッチ装置１００からの報告を待つ。

［Ｓ３３］Ａｋ［ｍ］が１でＯＮの場合Ｓ３４へ進み、Ａｋ［ｍ］が０でＯＦＦの場合Ｓ３５へ進む。
［Ｓ３４］Ａｋ［ｍ］が実際にＯＮの場合、設定もＯＮであるので、正しい。よって、次のイベントを待つ為、Ｓ３２へ進む。Ａｋ［ｍ］が実際にＯＦＦの場合、設定はＯＮであるので、正しくない。よって、グループｋの全ポートをＯＦＦにする為、Ｓ３７へ進む。

［Ｓ３５］Ａｋ［ｍ］が実際にＯＮの場合、設定はＯＦＦであるので、正しくない。よって、間違いを正す為、Ｓ３６へ進む。Ａｋ［ｍ］が実際にＯＦＦの場合、設定もＯＦＦであるので、正しい。よって、次のイベントを待つ為、Ｓ３２へ進む。

［Ｓ３６］監視サーバ４０５は、Ａｋ［ｍ］に１を設定する。
［Ｓ３７］監視サーバ４０５は、グループｋの全ポートをＯＦＦにする。
［Ｓ３８］監視サーバ４０５は、Ｂ［ｋ］に０を設定する。

［Ｓ３９］全グループをダウンする場合、この処理を終了する。ダウンしない場合、次のイベントを待つ為、Ｓ３２へ進む。
以上、ネットワーク間に挿入されたスイッチ装置について、１つのポートで不具合が発生した場合、スイッチ装置１００をまたいだ同一グループ内の全てのポートがダウンするようにした。

こうすることで、複雑なネットワークに対して、柔軟に、自動的に、利用するネットワークは、現在利用中のネットワークから他のネットワークに切り替わる。すると、利用していないネットワーク間に挿入されたスイッチ装置は、全てダウンするので、不具合を発生させているスイッチ装置の取り替えが簡単である。

しかも、モニタ４０６にリンクダウンを検出したポートの位置を示すことで、不具合の発生したスイッチ装置を迅速に特定することができる。
なお、図１３に示すグループ分けでは１つのスイッチ装置のポートが異なるグループに属しているが、スイッチ装置毎のグループ分けとしてもよい。すなわち、同じグループに属するスイッチ装置のポートは、同じグループＮＯ．とする。これにより、第１の実施の形態の図４〜図６で示したような、リンクダウンが検出されたポートと同一ネットワーク内のスイッチ装置の全ポートのリンクダウン処理を、監視サーバ４０５の制御によって実現できる。

また、監視サーバ４０５は、以下のようなハードウェア構成で実現することができる。
図１７は、監視サーバのハードウェア構成例を示す図である。監視サーバ４０５は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４０５ａによって装置全体が制御されている。ＣＰＵ４０５ａには、バス４０５ｇを介してＲＡＭ(Random Access Memory)４０５ｂ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）４０５ｃ、グラフィック処理装置４０５ｄ、入力インタフェース４０５ｅ、および通信インタフェース４０５ｆが接続されている。

ＲＡＭ４０５ｂには、ＣＰＵ４０５ａに実行させるＯＳ(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ４０５ｂには、ＣＰＵ４０５ａによる処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ４０５ｃには、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。

グラフィック処理装置４０５ｄには、モニタ２１が接続されている。グラフィック処理装置４０５ｄは、ＣＰＵ４０５ａからの命令に従って、画像をモニタ２１の画面に表示させる。入力インタフェース４０５ｅには、キーボード２２とマウス２３とが接続されている。入力インタフェース４０５ｅは、キーボード２２やマウス２３から送られてくる信号を、バス４０５ｇを介してＣＰＵ４０５ａに送信する。

通信インタフェース４０５ｆは、ネットワーク２４に接続されている。通信インタフェース４０５ｆは、ネットワーク２４を介して、他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う。

以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。その場合、監視サーバ４０５が有すべき機能の処理内容を記述したサーバプログラムが提供される。監視サーバ４０５がサーバプログラムを実行することにより、上記処理機能が監視サーバ４０５上で実現される。

処理内容を記述したサーバプログラムは、監視サーバ４０５で読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。監視サーバ４０５で読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＤＶＤ−ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ(Magneto-Optical disk)などがある。

サーバプログラムを流通させる場合には、例えば、そのサーバプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。
サーバプログラムを実行するサーバコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたサーバプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、サーバコンピュータは、自己の記憶装置からサーバプログラムを読み取り、サーバプログラムに従った処理を実行する。なお、サーバコンピュータは、可搬型記録媒体から直接サーバプログラムを読み取り、そのサーバプログラムに従った処理を実行することもできる。

（付記１） 通信経路が多重化されたネットワークシステムにおいて、
複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多 階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置と、
前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートを有する前記スイッチ装置が属するスイッチグループ内において、関係のある前記スイッチ装置の所定の前記ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。

（付記２） データ伝送を中継するための複数のポートを有するスイッチ装置において、
前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
前記不具合発生ポートが検出されると、前記不具合発生ポート以外の１以上の前記ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
を有することを特徴とするスイッチ装置。

（付記３） 前記機能停止手段は、複数の前記ポートのグループ分けが予め設定されており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同一のポートグループに属する前記ポートの通信機能を停止させることを特徴とする付記２記載のスイッチ装置。

（付記４） 前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートの位置を視覚的に通知するアラーム発生手段を更に有することを特徴とする付記２記載のスイッチ装置。

（付記５） 前記アラーム発生手段は、前記ポートそれぞれに隣接して設けられた発光素子を有し、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートに隣接する前記発光素子を発光させることを特徴とする付記４記載のスイッチ装置。

（付記６） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバにおいて、
前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する機能停止手段と、
を有することを特徴とする監視サーバ。

（付記７） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバ制御方法において、
遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
ことを特徴とする監視サーバ制御方法。

（付記８） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバプログラムにおいて、
コンピュータに、
遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
処理を実行させることを特徴とする監視サーバプログラム。

（付記９） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
コンピュータに、
遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
処理を実行させることを特徴とする監視サーバプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

本発明の概念図である。 スイッチ装置の概念図である。 サーバの構成図である。 ネットワークの構成例を示す図である。 ネットワークの不具合の表示結果の第１の例を示す図である。 ネットワークの不具合の表示結果の第２の例を示す図である。 スイッチ装置の処理を示すフローチャートである。 ポートグループ管理テーブルの例を示す図である。 スイッチグループを考慮する場合の処理の例を示すフローチャートである。 図９のＳ２１の処理を示すフローチャートである。 図９のＳ２４の処理を示すフローチャートである。 監視サーバがネットワークの不具合を検出する場合のシステム構成を示す図である。 スイッチ装置１００とポートとグループとの関係を分かり易くする図である。 複数スイッチポートグループデータベースの例を示す図である。 グループ内位置データベースの例を示す図である。 監視サーバの処理を示すフローチャートである。 監視サーバのハードウェア構成例を示す図である。 従来の多重化されたネットワークの例を示す図である。 従来のサーバのＮＩＣが切り替わる例を示す図である。 従来のサーバがネットワークの不具合を検出できない例を示す図である。

符号の説明

１ 遮断検出手段
２ 機能停止手段
３ ネットワーク
３ａ、３ｂ スイッチグループ
３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃ スイッチ装置
３ｃ〜３ｈ サーバ

Claims (5)

1. 通信経路が多重化されたネットワークシステムにおいて、
   複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置と、
   前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
   前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートを有する前記スイッチ装置が属するスイッチグループ内において、関係のある前記スイッチ装置の所定の前記ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
   を有することを特徴とするネットワークシステム。
2. データ伝送を中継するための複数のポートを有するスイッチ装置において、
   前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
   前記不具合発生ポートが検出されると、前記不具合発生ポート以外の１以上の前記ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
   を有することを特徴とするスイッチ装置。
3. 前記機能停止手段は、複数の前記ポートのグループ分けが予め設定されており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同一のポートグループに属する前記ポートの通信機能を停止させることを特徴とする請求項２記載のスイッチ装置。
4. 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバにおいて、
   前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
   前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する機能停止手段と、
   を有することを特徴とする監視サーバ。
5. 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバプログラムにおいて、
   コンピュータに、
   遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
   機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
   処理を実行させることを特徴とする監視サーバプログラム。

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