JP2007243466A

JP2007243466A - 接続性確認方法

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Publication number: JP2007243466A
Application number: JP2006061608A
Authority: JP
Inventors: Shingo Kashima; 伸悟加島; Takeshi Horikawa; 健史堀川
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2006-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2026-03-07
Also published as: JP4588652B2

Abstract

【課題】ネットワークの接続性を正しく確認し、故障発生時には故障を検出することのできる接続性確認方法を提供する。
【解決手段】一連のＩＥＥＥ８０２標準に基づくイーサネットフレームを送受信するポートを備えたブリッジから構成されるネットワークにおいて、すべての物理回線を通過する試験フレームの集合を生成し、ブリッジＡ（Ｆ）から試験フレームを送信し、ブリッジＦ（Ａ）が試験フレームを受信することにより接続性を確認する。ブリッジＦ（Ａ）が、最終受信時刻から予め設定された時間内に試験フレームを受信できなかったときは、経路に故障が発生したと判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、試験フレームを用いたネットワークの接続性確認方法に関し、特にＩＥＥＥ８０２標準に基づくイーサネット（登録商標）フレームを送受信するブリッジから構成されるネットワークにおける接続性確認方法に関するものである。

ＩＥＥＥ８０２標準に基づくイーサネットフレームを送受信するブリッジによって提供されるネットワークの接続性を確認する方法としては、非特許文献１に記載されたイーサネットＯＡＭのＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙＣｈｅｃｋが既知である。この非特許文献１では、試験フレームを定期的に送信し、その導通状況を確認することによって、故障検出を実現している。
ＩＥＥＥＤｒａｆｔＰ８０２．１ａｇ／Ｄ５．２，"ＣｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙＦａｕｌｔＭａｎａｇｅｍｅｎｔ"，Ｎｏｖ２００５

しかし、非特許文献１に記載の方法、すなわち、イーサネットＯＡＭのＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙＣｈｅｃｋによる経路の正常性確認では、ＶＬＡＮ（ＶｉｒｔｕａｌＬＡＮ）単位に試験フレームを送信するため、フレーム内のＶＬＡＮＩＤの情報を経路選択に用いる冗長構成に対してはすべての物理回線をいずれかの試験フレームが通過するが、図１１に示すように、ＬＡＧ（ＬｉｎｋＡｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）のようにＶＬＡＮＩＤ以外の情報によって物理回線選択が行われる冗長構成に対してはその内の１つの物理回線にだけしか試験フレームが通過しない。

したがって、試験フレームが通過しない物理回線において故障が発生した場合には、故障が検出されない可能性がある。このため、部分故障が発生しているにも係わらず、正常と判断してしまう問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ネットワークの接続性を正しく確認して、故障を検出することのできる接続性確認方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、一連のＩＥＥＥ８０２標準に基づくネットワークフレームを送受信するポートを備えたブリッジから構成されるネットワークにおける接続性確認方法であって、ネットワークの単数のブリッジから通信をしている他の単数もしくは複数のブリッジに至るすべての物理回線を通過する試験フレームの集合を生成し、前記単数のブリッジが前記試験フレームを送信し、前記単数もしくは複数のブリッジが前記試験フレームを受信することによりブリッジ間の接続性を確認することを特徴とする。

前記試験フレームの集合は、試験フレームを送信するブリッジまたはネットワークを管理する外部装置がネットワーク内の冗長構成の有無および冗長構成が存在する場合には冗長構成における入力フレーム情報を入力値とし、選択される物理回線を出力値とする関数の入力値および出力値の対応関係のすべてもしくは一部の情報である物理回線選択ロジック情報を含むネットワーク構成情報から生成することが好ましい。また、前記ネットワークの構成情報は、試験フレームの集合を生成するブリッジまたは外部装置に予め設定されていることが好ましく、または試験フレームの集合を生成するブリッジまたは外部装置がネットワーク内のブリッジから取得することが好ましい。

また、前記試験フレームの集合は、単数のフレーム、もしくは宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスのうち一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＩＰパケットをカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレスの一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＴＣＰ／ＵＤＰパケットをカプセル化したＩＰパケットをさらにカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、宛先ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、送信元ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＩＰｖ６パケットをカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰｖ６アドレス、送信元ＩＰｖ６アドレスの一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＴＣＰ／ＵＤＰパケットをカプセル化したＩＰｖ６パケットをさらにカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰｖ６アドレス、送信元ＩＰｖ６アドレス、宛先ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、送信元ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の一部もしくはすべてが異なる複数のフレームから構成されることが好ましい。

また、ネットワーク内にＶＬＡＮが設定されている場合には、前記試験フレーム集合の生成、および前記試験フレームの送受信をＶＬＡＮ単位に行うことが好ましい。

本発明によれば、すべての物理回線を通過する試験フレームの集合を用いることにより、接続性を正しく確認し、またネットワーク内に故障が発生した場合には、その故障を検出することが可能となる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の接続性確認方法の機能を提供するネットワーク構成を示す図である。ネットワークはブリッジＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆとそれらを接続する物理回線１０１〜１０８によって構成されている。また、このネットワークを管理する外部装置が存在する。

冗長構成１００１は、物理回線１０１と物理回線１０２により構成され、ブリッジＡから転送されるフレームは、そのフレーム内の情報を用いて物理回線１０１もしくは物理回線１０２を選択し、転送される。冗長構成１００２は、物理回線１０３と物理回線１０４により構成され、ブリッジＢからブリッジＤに転送されるフレームは、そのフレーム内の情報を用いて物理回線１０３もしくは物理回線１０４を選択し、転送される。ブリッジＤからブリツジＢに転送されるフレームは、そのフレーム内の情報を用いて物理回線１０３もしくは物理回線１０４を選択し、転送される。冗長構成１００３は、物理回線１０５と物理回線１０６により構成され、ブリッジＣからブリッジＥ転送されるフレームは、そのフレーム内の情報を用いて物理回線１０５しくは物理回線１０６を選択し、転送される。ブリッジＥからブリッジＣに転送されるフレームは、そのフレーム内の情報を用いて物理回線１０５もしくは物理回線１０６を選択し、転送される。冗長構成１００４は、物理回線１０７と物理回線１０８により構成され、ブリッジＦから転送されるフレームは、そのフレーム内の情報を用いて物理回線１０７もしくは物理回線１０８を選択し、転送される。

ブリッジＡ、Ｆは、ＶＬＡＮＩＤを物理回線選択に用いる設定となっており、ブリッジＢ、Ｄは、宛先ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスを物理回線選択に用いる設定となっており、ブリッジＣ、Ｅは、送信元ＴＣＰポート番号を用いる設定となっている。

それぞれのブリッジおける物理回線選択は、図２に示すように行われる設定となっている。すなわち、物理回線選択に用いるフィールド値の下位ビットが０の場合にはポート番号が大きい物理回線を選択し、１の場合にはポート番号が小さい物理回線が選択される。そして、このネットワークに対してはＶＬＡＮが設定されており、設定されたＶＬＡＮＩＤは、１００１、１００２、１００３、１００４である。

本実施の形態では、ブリッジＡ−Ｆ間の接続性を確認する場合について説明する。外部装置は、上記ネットワークの構成を把握しており、予め設定されているネットワークの構成情報から図２に示すようにＶＬＡＮ単位に配送経路を計算する。

ＶＬＡＮ＝１００１の場合、ブリッジＡからブリッジＦに向かう経路は２つ存在し、ブリッジＡ−物理回線１０１−ブリッジＢ−物理回線１０３−ブリッジＤ−物理回線１０７−ブリッジＦの第１の経路と、ブリッジＡ−物理回線１０１−ブリッジＢ−物理回線１０４−ブリッジＤ−物理回線１０７−ブリッジＦの第２の経路となる。

外部装置は、第１の経路を選択する試験フレームとして、ＶＬＡＮＩＤ＝１００１を持ち、宛先ＩＰアドレス＝１９２．１６８．０．１を持つＩＰパケットをカプセル化したフレームを生成し、第２の経路を選択する試験フレームとして、ＶＬＡＮＩＤ＝１００１を持ち、宛先ＩＰアドレス＝１９２．１６８．０．２を持つＩＰパケットをカプセル化したフレームを生成する。図９は、第１の経路を選択する試験フレームのフレームフォーマットの一例を示す図であり、図１０は、第２の経路を選択する試験フレームのフレームフォーマットの一例を示す図である。

なお、ここでは、ＶＬＡＮ＝１００１のネットワーク内に冗長構成が存在し、その冗長構成の物理回線選択ロジック情報として、入力フレーム情報（ここでは宛先ＩＰアドレス）を入力値とし、選択される物理回線を出力値とする関数の入力値および出力値のすべての対応関係の情報が既知であるため、ＩＰパケットをカプセル化したフレームであって、２つの経路を網羅する宛先ＩＰアドレスを任意に選択した異なる２つのフレームで試験フレームを構成したが、ネットワーク内に冗長構成が存在しない場合には試験フレーム集合は１つのフレームから構成され、冗長構成が存在する場合には冗長構成における入力フレーム情報を入力値とし、選択される物理回線を出力値とする関数の入力値および出力値の対応関係のすべてもしくは一部の情報である物理回線選択ロジック情報を含むネットワーク構成情報から生成する必要がある。

したがって、試験フレームの集合は、単数のフレーム、もしくは宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスのうち一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＩＰパケットをカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレスの一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）／ＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットをカプセル化したＩＰパケットをさらにカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、宛先ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、送信元ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＩＰｖ６（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌＶｅｒｓｉｏｎ６）パケットをカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰｖ６アドレス、送信元ＩＰｖ６アドレスの一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、もしくはＴＣＰ／ＵＤＰパケットをカプセル化したＩＰｖ６パケットをさらにカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰｖ６アドレス、送信元ＩＰｖ６アドレス、宛先ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、送信元ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の一部もしくはすべてが異なる複数のフレームから構成される場合がある。

ＶＬＡＮ＝１００２、１００３、１００４の場合も同様にして試験フレームの集合を生成し、生成した試験フレームの集合を図３に示すようなブリッジＡの送信試験フレームテーブルに設定する。

ブリッジＦからブリッジＡに向かう経路の場合も同様に、ＶＬＡＮ単位に経路を計算し、全物理回線を通過する試験フレームの集合を生成し、生成した試験フレームの集合を図４に示すようなブリッジＦの送信試験フレームテーブルに設定する。

なお、上述した実施の形態では、ネットワークを管理する外部装置が、ネットワークの構成情報から試験フレームの集合を生成したが、フレームを送信するブリッジにネットワークの構成情報を予め設定しておいて、フレームを送信するブリッジが、そのネットワークの構成情報から試験フレームの集合を生成するようにしても良い。

ブリッジＡは、設定された送信試験フレームテーブルに基づき、定期的に試験フレームを送信する。ブリッジＦも同様に、設定された送信試験フレームテーブルに基づき、定期的に試験フレームを送信する。

ブリッジＦでは、ブリッジＡからの試験フレームを受信すると、図６に示すように、そのフレームの送信元ブリッジ、ＶＬＡＮＩＤ、宛先ＩＰアドレス、送信元ＴＣＰポート番号、最終受信時刻を受信試験フレームテーブルに記憶する。ブリッジＡでも、同様にブリッジＦからの試験フレームを受信すると、図５に示すように、受信試験フレームテーブルに記憶する。

図６に示す受信試験フレームテーブルのように、ブリッジＦがブリッジＡからの試験フレームのすべてを、最終受信時刻から予め設定された時間内に受信している場合には、ブリッジＡからブリッジＦに向かう全経路が正常であることが確認できる。また、図５に示す受信試験フレームテーブルのように、ブリッジＡがブリッジＦからの試験フレームのすべてを、最終受信時刻から予め設定された時間内に受信している場合には、ブリッジＦからブリッジＡに向かう全経路が正常であることが確認できる。両者を組みあせることによって、ブリッジＡ−ブリッジＦ間の接続性を確認することができる。

一方、物理回線１０３が故障し、回線断となった場合、ブリッジＡから送信された試験フレームのうち、ＶＬＡＮＩＤ＝１００１、１００３、宛先ＩＰアドレス＝１９２．１６８．０．１を持つＩＰパケットをカプセル化した試験フレームがブリッジＦに到達しなくなる。ブリッジＦは、図８のテーブルに示すように、ＶＬＡＮＩＤ＝１００１、１００３、宛先ＩＰアドレス＝１９２．１６８．０．１の試験フレームの最終受信時刻から予め設定された時間内に試験フレームが受信されないため、故障が発生したと判断する。この場合、ブリッジＡから送信された試験フレームの一部が到達しないため、ブリッジＡからブリッジＦに向かう配送経路に故障が発生したと判断する。

同様に、ブリッジＦから送信された試験フレームのうち、ＶＬＡＮＩＤ＝１００１、１００３、宛先ＩＰアドレス＝１９２．１６８．０．１を持つＩＰパケットをカプセル化した試験フレームがブリッジＡに到達しなくなる。ブリッジＡは、図７のテーブルに示すように、ＶＬＡＮＩＤ＝１００１、１００３、宛先ＩＰアドレス＝１９２．１６８．０．１の試験フレームの最終受信時刻から予め設定された時間内に試験フレームが受信されないため、故障が発生したと判断する。

本実施の形態では、ネットワーク構成を外部装置が予め把握している場合について記述したが、外部装置がネットワーク内のブリッジのＭＩＢ（ＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢａｓｅ）から構成情報を取得するものであってもよいし、外部装置がＴＥＬＮＥＴなどのプロトコルを用いてブリッジにログインし、コマンドラインから構成情報を取得するものであってもよいし、外部装置が存在せず、試験フレーム送信ブリッジがネットワークの構成情報を予め把握しておいてもよいし、試験フレーム送信ブリッジがネットワークの構成情報をネットワーク内のブリッジのＭＩＢから構成情報を取得するものであってもよい。

また、本実施の形態では、試験フレームはユニキャストフレームであったが、試験フレームは着ブリッジを指定したユニキャストフレームであってもよいし、着ブリッジを１つに指定しないマルチキャストフレーム、ブロードキャストフレーム、宛先未学習のユニキャストフレームであってもよい。

本発明のネットワークの接続性確認方法の機能を提供するネットワーク構成を示す図である。ＶＬＡＮ単位の配送経路の計算例を示す図である。ブリッジＡの送信試験フレームテーブルの一例を示す図である。ブリッジＦの送信試験フレームテーブルの一例を示す図である。配送経路が正常であるときのブリッジＡの送信試験フレームテーブルの一例を示す図である。配送経路が正常であるときのブリッジＦの送信試験フレームテーブルの一例を示す図である。配送経路が故障しているときのブリッジＡの送信試験フレームテーブルの一例を示す図である。配送経路が故障しているときのブリッジＦの送信試験フレームテーブルの一例を示す図である。第１の経路を選択する試験フレームのフレームフォーマットの一例を示す図である。第２の経路を選択する試験フレームのフレームフォーマットの一例を示す図である。イーサネットＯＡＭのＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙＣｈｅｃｋによる経路の正常性確認を説明する図である。

符号の説明

１０１〜１０７物理回線
１００１〜１００４冗長構成

Claims

一連のＩＥＥＥ８０２標準に基づくネットワークフレームを送受信するポートを備えたブリッジから構成されるネットワークにおける接続性確認方法であって、
ネットワークの単数のブリッジから通信をしている他の単数もしくは複数のブリッジに至るすべての物理回線を通過する試験フレームの集合を生成し、前記単数のブリッジが前記試験フレームを送信し、前記単数もしくは複数のブリッジが前記試験フレームを受信することによりブリッジ間の接続性を確認することを特徴とする接続性確認方法。
前記試験フレームの集合は、試験フレームを送信するブリッジまたはネットワークを管理する外部装置がネットワーク内の冗長構成の有無および冗長構成が存在する場合には冗長構成における入力フレーム情報を入力値とし、選択される物理回線を出力値とする関数の入力値および出力値の対応関係のすべてもしくは一部の情報である物理回線選択ロジック情報を含むネットワーク構成情報から生成することを特徴とする請求項１に記載の接続性確認方法。
前記ネットワークの構成情報は、試験フレームの集合を生成するブリッジまたは外部装置に予め設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の接続性確認方法。
前記ネットワークの構成情報は、試験フレームの集合を生成するブリッジまたは外部装置がネットワーク内のブリッジから取得することを特徴とする請求項１または２に記載の接続性確認方法。
前記試験フレームの集合は、単数のフレーム、
もしくは宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレスのうち一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、
もしくはＩＰパケットをカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレスの一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、
もしくはＴＣＰ／ＵＤＰパケットをカプセル化したＩＰパケットをさらにカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰアドレス、送信元ＩＰアドレス、宛先ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、送信元ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、
もしくはＩＰｖ６パケットをカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰｖ６アドレス、送信元ＩＰｖ６アドレスの一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、
もしくはＴＣＰ／ＵＤＰパケットをカプセル化したＩＰｖ６パケットをさらにカプセル化したフレームであって、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＩＰｖ６アドレス、送信元ＩＰｖ６アドレス、宛先ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号、送信元ＴＣＰ／ＵＤＰポート番号の一部もしくはすべてが異なる複数のフレーム、
から構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の接続性確認方法。
ネットワーク内にＶＬＡＮが設定されている場合には、前記試験フレーム集合の生成、および前記試験フレームの送受信をＶＬＡＮ単位に行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の接続性確認方法。