JP2006148530A - 回線診断方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 ルータを1台しか含まないサブネット同士に混食が発生した場合に、その混食の発生を検出することができる回線診断方法を提供する。
【解決手段】 サブネットに接続された機器(ノード)は、受信パケット内の送信元アドレスおよび受信先アドレス内のいずれのサブネットIDも自身のものと一致しないかどうかを判断する(S31)。ここで、いずれのサブネットIDも自身のものと一致しない場合は、その受信パケットはそのサブネット内には本来流れるはずのないパケットとであることから混食が検出され、廻り込み検出処理(S32)をする。いすれかのサブネットIDが自身のものと一致した場合には、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDとノードIDとが自身のものと一致するかどうかを判断し(S33)、一致した場合のみ、受信パケットを処理する(S34)。
【選択図】 図2

Description

本発明は、回線診断方法に関し、特にサブネットを接続するルータを介して全体を構成するネットワークシステムにおいてルータや機器内での回線の廻り込みを検出することができる回線診断方法に関する。
一般的に規模の大きなネットワークシステムでは、ネットワーク管理や回線資源の分配を効率よく行うために、ネットワークをいくつかのサブネットと呼ばれる小規模なネットワークに分割することが行われている。そして、サブネット内での通信負荷(通信パケット量)を低減したりサブネットの長さを延長したりする目的で、2つの異なるサブネットを接続するのにルータが使用されている。
このような構成において、ルータのパケット伝搬可否判別の負荷を減らすために、ルータにて区切られるサブネットごとに識別番号(サブネットID)を設け、この識別番号と個々のサブネットにおける機器の番号(ノードID)とをペアとしたアドレスでネットワークシステム内での機器を一意に指定する方法がある。ここで、個々の通信パケットは、アドレスにて送信元および受信先を示し、以下の条件でルータが受信先アドレス内のサブネットIDによって反対側サブネットへの通信パケットの伝搬を制限している。
すなわち、パケット伝搬の第1条件として、ルータはその両側のサブネットに流れる全てのパケットを取り敢えず一旦受信する。第2条件として、当該受信パケットの受信先アドレス内のサブネットIDを調べる。第3条件として、当該サブネットIDに対応するサブネットが当該受信パケットの受信と反対側のサブネット側に存在すること。そして、第4条件として、第3条件が成立する場合に限り、受信側と反対側のサブネット側に当該受信パケットをそのままの内容で送信する。次に、ルータでのパケット伝搬の例を示す。
図3はネットワークシステムの構成例を示す図である。
ここでは、ネットワークシステムとして、4つのサブネット1,2,3,4があり、サブネット1とサブネット2との間にルータ12が接続され、サブネット2とサブネット3との間にルータ23が接続され、サブネット2とサブネット4との間にルータ24が接続されていて、末端のサブネット1,3,4には、複数の機器(ノード)が接続されて構成されている場合を例に示している。サブネット1には、ノード1a,1bが接続され、サブネット3には、ノード3a,3b,3cが接続され、サブネット4には、ノード4a,4bが接続されている。
ここで、各ルータ12,23,24は、上記の第3条件を確認する手段としてその両側のサブネットに対応して個々にそのサブネット側にどのサブネットがあるかを示すサブネットIDテーブルを持つ。すなわち、ルータ12では、サブネット1側に1側サブネットIDテーブル121があり、サブネット1側には他のサブネットがないことから、1側サブネットIDテーブル121の内容は、サブネット1のみのサブネットIDを示している。反対にサブネット2側には2側サブネットIDテーブル122があり、サブネット2側にはルータ23およびルータ24を介してサブネット3およびサブネット4が接続されていることから、2側サブネットIDテーブルの内容は、サブネット2,3および4のサブネットIDを示している。ルータ23およびルータ24も同様に自身の両側のサブネットに対応して、2側および3側サブネットIDテーブル231,232および2側および4側サブネットIDテーブル241,242をそれぞれ持っている。ルータ23の2側サブネットIDテーブル231は、サブネット1,2,4のサブネットIDを示し、3側サブネットIDテーブル232は、サブネット3のサブネットIDを示している。そして、ルータ24の2側サブネットIDテーブル241は、サブネット1,2,3のサブネットIDを示し、4側サブネットIDテーブル242は、サブネット4のサブネットIDを示している。
上記の構成のネットワークシステムにおいて、たとえばサブネット3のノード3aからサブネット1のノード1aへパケットを送信する場合は、サブネット1内のノード1a向けパケットは、ルート5を通る。また、サブネット1のノード1bからサブネット4のノード4bへパケットを送信する場合は、サブネット4内のノード4b向けパケットは、ルート6を通る。このようにパケット伝搬時においては、ルータ12,23,24を通るが、そのときのルータの受信処理は以下のようにして行われている。
図4はルータ内部の受信処理を示すフローチャートである。
ルート5,6の途中にあるルータ23,12は、パケットを受信することにより起動して受信処理を開始する。ここで、受信したパケットの内、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDがパケット受信側と反対側のサブネットIDテーブルに含まれているかどうかが判断される(ステップS1)。たとえばルート5のルータ23,12では、パケット受信側と反対側にある2側サブネットIDテーブル231および1側サブネットIDテーブル121に受信先のノード1aが接続されているサブネット1のサブネットIDが含まれているかどうかが判断され、ルート6のルータ12,24では、パケット受信側と反対側にある2側サブネットIDテーブル122および4側サブネットIDテーブル242に受信先のノード4bが接続されているサブネット4のサブネットIDが含まれているかどうかが判断される。ここで、受信先アドレス内のサブネットIDがパケット受信側と反対側のサブネットIDテーブルに含まれていなければ、この受信処理はそのまま終了する。受信先アドレス内のサブネットIDがパケット受信側と反対側のサブネットIDテーブルに含まれていれば、その受信パケットを受信側と反対側へ送信してこのルータにおける受信処理を終了する(ステップS2)。たとえばルート5のルータ23,12では、受信パケットをそれぞれ受信側と反対側へ送信し、ルート6のルータ12,24では、受信パケットをそれぞれ受信側と反対側へ送信することになる。
このようにして、各ルータは、パケットの受信側と反対側のサブネットIDテーブル内にあるサブネットIDを受信先アドレスに持つパケットのみを受信側と反対側に送信するようにしている。
図5は機器内部の受信処理を示すフローチャートである。
受信先のノード1a,4bは、パケットを受信することにより起動して受信処理を開始する。ここで、受信したパケットの内、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDとノードIDとが自身のものと一致するかどうかが判断される(ステップS11)。ここで、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDおよびノードIDがノード1a,4bの接続されているサブネット1,4のサブネットIDおよび自身のノードIDと一致しない場合には、何も処理をすることなくこの受信処理を終了する。受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDおよびノードIDがノード1a,4bの接続されているサブネット1,4のサブネットIDおよび自身のノードIDと一致した場合には、ノード1a,4bは、受信パケットをそれぞれ処理して受信処理を終了することになる(ステップS12)。
このようにして、各ノードは、受信したパケットの内、その受信先アドレスが自身を示すパケットみを処理するようにしている。
ルータおよびノードが以上のような処理を行うネットワークシステムにおいては、物理回線を増設したり、ルータを増設して物理回線を分断したりすることがよくあり、その都度またはその後において、サブネットにおける個々の機器の動作状況や障害を診断する必要がある。その診断を効率的に行う方法として、たとえばシステム的にサーバ側から個々の機器へ動作確認信号を送り、その応答により機器の動作状況を判別するようにした診断方法が知られている(たとえば特許文献1参照。)。
特開2002−217976号公報(段落番号〔0035〕〜〔0036〕,図3)
しかしながら、ネットワークシステムでの障害としては、機器自体の動作以外にルータや機器内で回線の廻り込みが発生することがあり、このような場合には、同一パケットの2重送信が発生したり、ネットワークの負荷を極度に増大させたりするという問題点があった。
すなわち、上記のようなルータを含むネットワークシステムの場合、初期の物理回線敷設や物理回線の増設、もしくはルータ増設による物理回線の分断時に、図3におけるサブネット1,3,4のように、ルータを複数台含まない物理回線同士が工事ミス等の何らかの原因で物理回線が接触して混食を起こす(渡りができる)ことがある。
図6はネットワークシステムにおける不具合発生の事例を示す図である。
この不具合発生の事例では、ルータを1台しか含まないサブネット3,4の物理回線間に渡りルート7ができてしまった場合を示している。このような場合、以下のような不具合を発生する。
まず、混食が起こったサブネット3,4内のノード3aからそのサブネット外の(サブネット1内の)ノード1aへのパケットは、全て本来のルート5以外に混食を起こしたサブネット3,4側からもルータ24を介して送信されるルート51が確立されるため、同一パケットの2重送信となる。
また、混食が起こったサブネット外(サブネット1)のノード1bからそのサブネット3,4内のノード4bへのパケットは、全て本来のルート6以外に混食を起こしたサブネット3側にも渡りルート7を介して廻り込む(ルート61)。さらに、混食が起こったサブネット3に廻り込んだパケットは、ルータ23を介してその反対側へ送信されることでパケットがサブネット2,3,4を永久に巡回し、ネットワークの負荷を極度に増大させる(ルート62)。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、混食が発生した場合でもパケットの永久巡回を阻止し、同時に混食の発生を検出する回線診断方法を提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、2つの異なる物理回線を接続するルータにて区切られるネットワークシステム内で、個々の通信パケットが、前記ルータにて区切られるサブネットの物理回線ごとの識別番号であるサブネットIDと前記サブネット内の機器ごとの識別番号であるノードIDとで構成されるアドレスにて送信元アドレスおよび受信先アドレスを示し、前記ルータが前記受信先アドレス内のサブネットIDによって反対側サブネットへの通信パケットの伝搬を制限するネットワークの回線診断方法において、唯一の前記ルータに接続されるサブネットに接続された任意の機器が、回線上を流れるパケットの送信元アドレスおよび受信先アドレス内のサブネットIDを監視し、受信したパケットの送信元アドレスおよび受信先アドレス内のサブネットIDのいずれもが自身の接続されているサブネットのサブネットIDと異なるパケットを検出した場合に、別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断するようにしたことを特徴とする回線診断方法が提供される。
このような回線診断方法によれば、サブネット内のいずれかの機器において、回線上を流れるパケットの送信元アドレスおよび受信先アドレス内のサブネットIDを監視し、そのいずれもが自身のサブネットIDと異なるパケットを検出することで、そのサブネット内には本来流れないパケットを検出することができ、これにより、回線の混食の存在の検出を可能にしている。
本発明は、また、2つの異なる物理回線を接続するルータにて区切られるネットワークシステム内で、個々の通信パケットが、前記ルータにて区切られるサブネットの物理回線ごとの識別番号であるサブネットIDと前記サブネット内の機器ごとの識別番号であるノードIDとで構成されるアドレスにて送信元アドレスおよび受信先アドレスを示し、前記ルータが前記受信先アドレス内のサブネットIDによって反対側サブネットへの通信パケットの伝搬を制限するネットワークの回線診断方法において、サブネットに接続された唯一の前記ルータは、前記サブネット側から当該サブネットのサブネットIDと異なるサブネットIDを送信元アドレスに持つパケットを受信した場合に、別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断するようにしたことを特徴とする回線診断方法が提供される。
このような回線診断方法によれば、ルータにおいて、受信パケットのアドレス内のサブネットIDがその受信側のサブネットIDと一致しないものを検出するようにしたことで、そのサブネット内からは送信し得ないパケットを検出することができ、これにより、回線の混食の存在の検出を可能にしている。
本発明の回線診断方法は、ルータにおいては受信パケットのアドレス内のサブネットIDがその受信側のサブネットIDと一致しないものを検出し、そのパケットは反対側への送信を行わないようにしたことで、ルータにてサブネット内からは送信し得ないパケットを検出することができるので、回線の混食を検出できるという利点がある。また、ルータがそのようなパケットを反対側に送信しないことで、パケットの永久巡回を阻止することができるという利点もある。
また、サブネット内の機器においても、そのサブネット内には本来流れないパケットを検出するようにしたことで、回線の混食を検出できるという利点がある。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。ここで説明するネットワークシステムは、図3に例示した構成のものを参照する。
図1はルータ内部の受信処理を示すフローチャートである。
ネットワークシステムにて、パケットが伝搬するルート5,6の途中に設けられたルータ23,12は、パケットを受信することにより起動して受信処理を開始する。ここで、受信したパケットの内、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDがパケット受信側と反対側のサブネットIDテーブルに含まれているかどうかが判断される(ステップS21)。たとえばルート5の途中にあるルータ23,12では、パケット受信側と反対側にある2側サブネットIDテーブル231および1側サブネットIDテーブル121に受信先のノード1aが接続されているサブネット1のサブネットIDが含まれているかどうかが判断され、ルート6の途中にあるルータ12,24では、パケット受信側と反対側にある2側サブネットIDテーブル122および4側サブネットIDテーブル242に受信先のノード4bが接続されているサブネット4のサブネットIDが含まれているかどうかが判断される。ここで、受信先アドレス内のサブネットIDがパケット受信側と反対側のサブネットIDテーブルに含まれていなければ、この受信処理はそのまま終了する。
受信先アドレス内のサブネットIDがパケット受信側と反対側のサブネットIDテーブルに含まれていれば、受信パケット内の送信元アドレス内のサブネットIDがパケット受信側のサブネットIDテーブルに含まれているかどうかが判断される(ステップS22)。たとえばルート5の途中にあるルータ23,12では、パケット受信側にある3側サブネットIDテーブル232および2側サブネットIDテーブル122に送信元のノード3aが接続されているサブネット3のサブネットIDが含まれているかどうかが判断され、ルート6の途中にあるルータ12,24では、パケット受信側にある1側サブネットIDテーブル121および2側サブネットIDテーブル241に送信元のノード1bが接続されているサブネット1のサブネットIDが含まれているかどうかが判断される。ここで、送信元アドレス内のサブネットIDがパケット受信側のサブネットIDテーブルに含まれていなければ、別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断して、この受信処理はそのまま終了する。
送信元アドレス内のサブネットIDがパケット受信側のサブネットIDテーブルに含まれていれば、その受信パケットを受信側と反対側へ送信してこのルータにおける受信処理を終了する(ステップS23)。たとえばルート5のルータ23,12では、受信パケットをそれぞれ受信側と反対側へ送信し、ルート6のルータ12,24では、受信パケットをそれぞれ受信側と反対側へ送信することになる。
このようにして、各ルータは、パケットの受信側と反対側のサブネットIDテーブル内にあるサブネットIDを受信先アドレスに持ち、かつ、パケットの受信側のサブネットIDテーブル内にあるサブネットIDを送信元アドレスに持つパケットのみを受信側と反対側に送信するようにしている。サブネット側からそのサブネットのサブネットIDと異なるサブネットIDを送信元アドレスに持つパケットを受信した場合には、ルータは、その受信パケットをサブネット内からは送信し得ないパケットとして検出することができ、別のサブネットから廻り込んだパケットであると判断することができる。このような場合、受信パケットを受信側と反対側に送信するステップS23をスキップさせて、ルータがそのようなパケットを反対側に送信しないようにしたことで、パケットの永久巡回を阻止することができる。
図2は機器内部の受信処理を示すフローチャートである。
受信先のノード1a,4bは、サブネット1,4の回線上を流れるパケットを受信することにより起動して受信処理を開始する。ここで、回線上を流れるパケットの送信元アドレスおよび受信先アドレス内のサブネットIDを監視し、いずれのサブネットIDも自身のものと一致しないかどうかが判断される(ステップS31)。送信元アドレスおよび受信先アドレス内のいずれのサブネットIDも、ノード1a,4bが接続されているサブネット1,4のサブネットIDと一致しない場合には、その受信パケットは、そのサブネット1,4内には本来流れるはずのないパケットとであると判断することができ、その場合、ノード1a,4bは、廻り込み検出処理をして終了する(ステップS32)。送信元アドレスまたは受信先アドレス内のサブネットIDとノード1a,4bが接続されているサブネット1,4のサブネットIDとが一致した場合には、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDとノードIDとが自身のものと一致するかどうかが判断される(ステップS33)。ここで、受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDおよびノードIDがノード1a,4bの接続されているサブネット1,4のサブネットIDおよび自身のノードIDと一致しない場合には、何も処理をすることなくこの受信処理を終了する。受信パケット内の受信先アドレス内のサブネットIDおよびノードIDがノード1a,4bの接続されているサブネット1,4のサブネットIDおよび自身のノードIDと一致した場合には、ノード1a,4bは、受信パケットをそれぞれ処理して受信処理を終了することになる(ステップS34)。
このようにして、各ノードは、受信パケット内の送信元アドレスおよび受信先アドレスに含まれる物理回線ごとの識別番号であるサブネットIDの正当性をチェックし、そのようなパケットが検出されない場合にのみ、受信パケットの受信先アドレスが自身を示すパケットみを受信処理するようにしている。もし、いずれのサブネットIDも自身のものと一致しない場合には、サブネットの物理回線が混食を起こしていると判断することができ、そのような場合には、廻り込み検出処理により、たとえばサブネットIDなどを基にして廻り込みのルートを検出することができる。
ルータ内部の受信処理を示すフローチャートである。 機器内部の受信処理を示すフローチャートである。 ネットワークシステムの構成例を示す図である。 ルータ内部の受信処理を示すフローチャートである。 機器内部の受信処理を示すフローチャートである。 ネットワークシステムにおける不具合発生の事例を示す図である。
符号の説明
1,2,3,4 サブネット
1a,1b,3a,3b,3c,4a,4b ノード
12,23,24 ルータ
121 1側サブネットIDテーブル
122 2側サブネットIDテーブル
231 2側サブネットIDテーブル
232 3側サブネットIDテーブル
241 2側サブネットIDテーブル
242 4側サブネットIDテーブル

Claims (5)

  1. 2つの異なる物理回線を接続するルータにて区切られるネットワークシステム内で、個々の通信パケットが、前記ルータにて区切られるサブネットの物理回線ごとの識別番号であるサブネットIDと前記サブネット内の機器ごとの識別番号であるノードIDとで構成されるアドレスにて送信元アドレスおよび受信先アドレスを示し、前記ルータが前記受信先アドレス内のサブネットIDによって反対側サブネットへの通信パケットの伝搬を制限するネットワークの回線診断方法において、
    唯一の前記ルータに接続されるサブネットに接続された任意の機器が、回線上を流れるパケットの送信元アドレスおよび受信先アドレス内のサブネットIDを監視し、
    受信したパケットの送信元アドレスおよび受信先アドレス内のサブネットIDのいずれもが自身の接続されているサブネットのサブネットIDと異なるパケットを検出した場合に、別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断するようにしたことを特徴とする回線診断方法。
  2. 前記別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断された場合に、前記廻り込みの原因となるルートを検出する廻り込み検出処理をし、受信したパケットの受信処理はしないようにすることを特徴とする請求項1記載の回線診断方法。
  3. 2つの異なる物理回線を接続するルータにて区切られるネットワークシステム内で、個々の通信パケットが、前記ルータにて区切られるサブネットの物理回線ごとの識別番号であるサブネットIDと前記サブネット内の機器ごとの識別番号であるノードIDとで構成されるアドレスにて送信元アドレスおよび受信先アドレスを示し、前記ルータが前記受信先アドレス内のサブネットIDによって反対側サブネットへの通信パケットの伝搬を制限するネットワークの回線診断方法において、
    サブネットに接続された唯一の前記ルータは、前記サブネット側から当該サブネットのサブネットIDと異なるサブネットIDを送信元アドレスに持つパケットを受信した場合に、別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断するようにしたことを特徴とする回線診断方法。
  4. 前記ルータは、これにて区切られる2つの物理回線がそれぞれ接続されている側に存在するすべてのサブネットのサブネットIDを登録した2つのサブネットIDテーブルを有し、受信側のサブネットのサブネットIDと異なるサブネットIDを送信元アドレスに持つパケットを受信したかどうかは、受信したパケットの送信元アドレス内のサブネットIDが受信側に存在するすべてのサブネットを登録している前記サブネットIDテーブルに含まれているかどうかで判断するようにしたことを特徴とする請求項3記載の回線診断方法。
  5. 前記別のサブネットからのパケットの廻り込みと判断された場合に、受信したパケットの反対側サブネットへの送出は行わないようにすることを特徴とする請求項3記載の回線診断方法。
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