JP2008124791A

JP2008124791A - レイヤ２スイッチおよびネットワーク監視方法

Info

Publication number: JP2008124791A
Application number: JP2006306426A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Motoyoshi; 慎一郎本吉
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-11-13
Filing date: 2006-11-13
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2026-11-13
Also published as: JP4888067B2

Abstract

【課題】ケーブル接続ミスやＶＬＡＮ設定ミスの検出機能を有するレイヤ２スイッチを実現する。
【解決手段】レイヤ２スイッチがパケットを受信した際にそのパケットを受信したポートに対してＭＡＣ学習を行いＭＡＣテーブルを作成し、自装置が保持しているＭＡＣテーブルを他のレイヤ２スイッチに送信し、他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルを保持し、他のレイヤ２スイッチから受信したパケットのヘッダ情報から得たＭＡＣ関連情報と予め保持している当該他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルの記録内容とを比較し、比較結果が一致しないときには、他のレイヤ２スイッチと自装置との間にネットワーク構築上の誤りが存在すると判断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、イーサネット（登録商標）などのレイヤ２スイッチなどで構成されるネットワークに利用する。特に、障害発生時の故障個所特定技術に関する。

ＶＬＡＮ(Virtual Local Area Network)を設定して利用するネットワークでは、レイヤ２スイッチはパケットを転送する機能を有し、端末はレイヤ２スイッチを経由して相互に接続される。従来のレイヤ２スイッチを用いたネットワークを構成する場合においては、接続性の確認を端末間で行うか、あるいは、リンクアップ、ダウンなどの物理的な接続のみで検出する。

特開２０００−１６５４３０号公報特開２０００−１９６６４７号公報特開平１０−１４５４１１号公報

従来、ネットワーク障害発生時は、端末間でのｐｉｎｇによる導通確認や、ｔｒａｃｅｒｏｕｔｅによるルータ経路の調査を行うことで問題の確認を行っているが、この場合には、レイヤ２レベルでの経路調査ができず、ネットワーク上のどの位置に不具合が生じているのか、把握することはできない。

すなわち、レイヤ１での検出の場合には、間違ったポートにケーブルを接続してもリンクアップすれば接続したものとみなされるので、接続ミスを見つけづらい。また、レイヤ３レベルの場合には、端末間のどこかで通信障害が発生しているということしか分からず、障害のポイントを把握できない。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、ケーブル接続ミスやＶＬＡＮ設定ミスの検出機能を有するレイヤ２スイッチを提供することを目的とする。

本発明ではＭＡＣ(Media Access Control)アドレスというレイヤ２アドレスを監視し、さらに各レイヤ２スイッチでＭＡＣテーブルを送受信することにより、詳細に問題発生位置が分り、さらにそれを自動化することができる。

すなわち、本発明は、自装置に接続されている端末または他のレイヤ２スイッチに対してパケットの転送を行うレイヤ２スイッチであって、本発明の特徴とするところは、パケットを受信した際にそのパケットを受信したポートに対してＭＡＣ学習を行いＭＡＣテーブルを作成する手段と、自装置が保持しているＭＡＣテーブルを他のレイヤ２スイッチに送信する手段と、他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルを保持する手段と、他のレイヤ２スイッチから受信したパケットのヘッダ情報から得たＭＡＣ関連情報と予め保持している当該他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルの記録内容とを比較する手段と、この比較する手段による比較結果が一致しないときには、前記他のレイヤ２スイッチと自装置との間にネットワーク構築上の誤りが存在すると判断する手段とを備えたところにある。

例えば、前記ＭＡＣ学習は、パケットを受信したポートに対してそのパケットの属するＶＬＡＮの識別情報とそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を記録する学習であり、前記ＭＡＣ関連情報は、受信したパケットのヘッダ情報に含まれるそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとそのパケットが属するＶＬＡＮとの対応関係の情報である。

さらに、前記判断する手段が誤りが存在すると判断したときには、その旨を通知する手段を備えることができる。

また、本発明をネットワーク監視方法としての観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、自装置に接続されている端末または他のレイヤ２スイッチに対してパケットの転送を行うレイヤ２スイッチが実行するネットワーク監視方法であって、本発明の特徴とするところは、レイヤ２スイッチがパケットを受信した際にそのパケットを受信したポートに対してＭＡＣ学習を行いＭＡＣテーブルを作成するステップと、自装置が保持しているＭＡＣテーブルを他のレイヤ２スイッチに送信するステップと、他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルを保持するステップと、他のレイヤ２スイッチから受信したパケットのヘッダ情報から得たＭＡＣ関連情報と予め保持している当該他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルの記録内容とを比較するステップと、この比較するステップによる比較結果が一致しないときには、前記他のレイヤ２スイッチと自装置との間にネットワーク構築上の誤りが存在すると判断するステップとを実行するところにある。

さらに、レイヤ２スイッチが前記判断するステップにより誤りが存在すると判断したときには、その旨を通知するステップを実行することができる。

また、本発明を、本発明のレイヤ２スイッチを含んで構成されたネットワークとしての観点から観ることもできる。

また、本発明を、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本発明のレイヤ２スイッチに相応する機能を実現させるプログラムとしての観点から観ることもできる。

本発明のプログラムは記録媒体に記録されることにより、前記汎用の情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記汎用の情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。

これにより、汎用の情報処理装置を用いて、本発明のレイヤ２スイッチを実現することができる。

なお、本発明のプログラムは、汎用の情報処理装置によって直接実行可能なものだけでなく、ハードディスクなどにインストールすることによって実行可能となるものも含む。また、圧縮されたり、暗号化されたりしたものも含む。

本発明によれば、イーサネットなどのレイヤ２スイッチなどで構成されるネットワークにおいて、レイヤ２スイッチ間のケーブル接続間違いやＶＬＡＮ設定間違いなどによるネットワーク構築ミスを容易に検出ことができる。

本発明の実施形態を図１を参照して説明する。図１は本発明の実施形態のネットワーク構成を示す図である。図１において、レイヤ２スイッチ１０または１１は、接続されている端末２０〜２３や他のレイヤ２スイッチ１１または１０に対し、パケットの転送を行う。レイヤ２スイッチ１０および１１は、パケットを受信した際にそのパケットを受信したポートに対してそのパケットの属するＶＬＡＮの識別情報と送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を記録したＭＡＣテーブルを作成する。

また、レイヤ２スイッチ１０はレイヤ２スイッチ１１に対してレイヤ２スイッチ１０が保持しているＭＡＣテーブルをレイヤ２スイッチ１１に送信する機能を有し、レイヤ２スイッチ１１はその送信されたレイヤ２スイッチ１０のＭＡＣテーブルを保持する機能を有している。逆に、レイヤ２スイッチ１１はレイヤ２スイッチ１０に対し、レイヤ２スイッチ１１が保持しているＭＡＣテーブルをレイヤ２スイッチ１０に送信する機能を有し、レイヤ２スイッチ１０はその送信されたレイヤ２スイッチ１１のＭＡＣテーブルを保持する機能を有している。

ここで、本実施例の異常判定手順を図２のフローチャートを参照して説明する。レイヤ２スイッチ１０および１１は、パケットを受信すると（Ｓ１）、受信したパケットのヘッダ情報を参照し（Ｓ２）、そのヘッダ情報に含まれるそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとそのパケットが属するＶＬＡＮとの対応関係を抽出し（Ｓ３）、抽出した対応関係と予め保持している他のレイヤ２スイッチ１１および１０から受信したＭＡＣテーブル（対向装置のＭＡＣテーブル）の記録内容におけるＭＡＣアドレスとＶＬＡＮとの対応関係とを比較し（Ｓ４）、この比較結果が一致しないときには（Ｓ５）、他のレイヤ２スイッチ１１および１０と自レイヤ２スイッチ１０および１１との間に、ケーブル接続間違いやＶＬＡＮ設定間違いなどのネットワーク構築上の誤りが存在すると判断して異常を保守者に通知する（Ｓ６）。

保守者に通知する手段として、例えば、ＬＥＤによる表示やブザー鳴動、ＳＮＭＰ(Simple
Network Management Protocol)のトラップ送出による管理サーバへの通知などが考えられる。

このようにして、本発明では、各レイヤ２スイッチでそれぞれ対向接続装置の確認を行うことにより、ネットワークのどの箇所でミスをしているのかを容易に検出することができる。

次に、本実施例のレイヤ２スイッチの構成を図３を参照して説明する。図３は本実施例のレイヤ２スイッチのブロック構成図である。図３において、レイヤ２スイッチ１０内のＭＡＣテーブル送信部３０は、レイヤ２スイッチ１０の自装置ＭＡＣテーブル１００とレイヤ２スイッチ１０装置自体のＭＡＣアドレスをレイヤ２スイッチ１１に送信する。

レイヤ２スイッチ１１のＭＡＣテーブル受信部３２は、レイヤ２スイッチ１０から送信されたＭＡＣテーブルを受信し、その内容を対向装置ＭＡＣテーブル格納メモリ１１１に格納する。逆に、レイヤ２スイッチ１１内のＭＡＣテーブル送信部３３は、レイヤ２スイッチ１１の自装置ＭＡＣテーブル１１０とレイヤ２スイッチ１１装置自体のＭＡＣアドレスとをレイヤ２スイッチ１０に送信する。

レイヤ２スイッチ１０のＭＡＣテーブル受信部３１は、レイヤ２スイッチ１１から送信された内容を受信し、対向装置ＭＡＣテーブル格納メモリ１０１に内容を格納する。

ＭＡＣアドレス比較部４０および４１は、受信したパケットの送信元ＭＡＣアドレスおよびＶＬＡＮの識別情報が、対向装置ＭＡＣテーブル格納メモリ１０１および１１１に格納されているか確認を行う。

以上、実施例の構成を述べたが、図１のレイヤ２スイッチのパケット転送の基本機能は当業者にとってよく知られており、また、本発明とは直接関係しないので、その詳細な構成は省略する。

次に、図３のレイヤ２スイッチの動作を図４を参照して説明する。図４は受信パケットのヘッダ情報および対向装置ＭＡＣテーブル格納メモリの記録内容を示す図である。図３において、レイヤ２スイッチ１０とレイヤ２スイッチ１１とが接続されると、レイヤ２スイッチ１１はレイヤ２スイッチ１０に対してＭＡＣテーブル送信部３３からＭＡＣアドレステーブルを送出し、レイヤ２スイッチ１０は対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリ１０１にその情報を格納する。レイヤ２スイッチ１０からレイヤ２スイッチ１１へも同様にＭＡＣアドレステーブルが送出され、その情報は対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリ１１１に格納される。

次に、図４を用いて、パケット受信時の動作について説明する。ＭＡＣアドレステーブルはポート番号、ＶＬＡＮ識別情報、ＭＡＣアドレスの対応が記載されているものであり、その様子を対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリ１０１に示す。

レイヤ２スイッチ１０がパケットを受信したとき、ＭＡＣアドレス比較部４０において受信パケットのＶＬＡＮ識別情報および送信元ＭＡＣアドレスを抜き出しＶＬＡＮ識別情報と送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係と同じ対応関係がＭＡＣアドレス格納メモリ１０１に存在しているのかを確認する。このとき、対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリ１０１の中のポート番号は関係ないので無視する。

確認した結果、ＭＡＣアドレス格納メモリ１０１に同じ対応関係が存在していなければ、ケーブル接続間違いやＶＬＡＮ設定間違いなどによるネットワーク構築ミスと判断することができる。

正常のネットワーク構成時と間違って接続したときの動作について、具体例を挙げて説明する。図１は正常のネットワーク構成のときの例であり、図５にこの構成の場合におけるレイヤ２スイッチ１０内の対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリ１０１を示す。このとき、端末２１から端末２０に向けてパケットが送信された場合には、パケットのＶＬＡＮ識別情報と送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係と同じ対応関係が対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリに存在しているため、正常構成とみなすことができる。なお、図５における空欄は、本動作例では意識しない箇所のため特に記載しない。

次に、接続間違い時の動作について図６および図７を参照して説明する。図６はレイヤ２スイッチ１０と１１との間において、ケーブル接続を誤った場合のネットワーク構成図である。図７に、図６の構成の場合におけるレイヤ２スイッチ１０内の対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリ１０１を示す。このとき、端末２１から端末２０に向けてパケットが送信された場合には、パケットのＶＬＡＮ識別情報と送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係（ｂ：端末２１のＭＡＣアドレス）と同じ対応関係が対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリに存在していないため、ケーブル接続間違いやＶＬＡＮ設定間違いなどによるネットワーク構築ミスとみなすことができる。なお、図６における空欄は、本動作例では意識しない箇所のため特に記載しない。

この場合には、保守者に通知する手段として、例えば、ＬＥＤなどによる表示やブザー鳴動、ＳＮＭＰのトラップ送出による管理サーバへの通知などが考えられる。

本発明によれば、イーサネットなどのレイヤ２スイッチなどで構成されるネットワークにおいて、レイヤ２スイッチ間のケーブル接続間違いやＶＬＡＮ設定間違いなどによるネットワーク構築ミスを容易に検出ことができるので、ネットワーク運営事業者にとって効率の良い保守管理を実現することができる。また、効率の良いネットワークの保守管理が実現されることにより、ユーザにとってはサービス品質を向上させることができる。

本発明の実施形態のネットワーク構成を示す図。本発明の異常判定手順を示すフローチャート。本実施例のレイヤ２スイッチのブロック構成図。受信パケットのヘッダ情報および対向装置ＭＡＣテーブル格納メモリの記録内容を示す図。正常のネットワーク構成の場合におけるレイヤ２スイッチ内の対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリを示す図。レイヤ２スイッチ間において、ケーブル接続を誤った場合のネットワーク構成図。レイヤ２スイッチ間において、ケーブル接続を誤った場合におけるレイヤ２スイッチ内の対向装置ＭＡＣアドレス格納メモリを示す図。

符号の説明

１０、１１レイヤ２スイッチ
２０〜２３端末
３０、３３ＭＡＣテーブル送信部
３１、３２ＭＡＣテーブル受信部
４０、４１ＭＡＣアドレス比較部
１００、１１０自装置ＭＡＣテーブル
１０１、１１１対向装置ＭＡＣテーブル格納メモリ

Claims

自装置に接続されている端末または他のレイヤ２スイッチに対してパケットの転送を行うレイヤ２スイッチにおいて、
パケットを受信した際にそのパケットを受信したポートに対してＭＡＣ(Media Access
Control)学習を行いＭＡＣテーブルを作成する手段と、
自装置が保持しているＭＡＣテーブルを他のレイヤ２スイッチに送信する手段と、
他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルを保持する手段と、
他のレイヤ２スイッチから受信したパケットのヘッダ情報から得たＭＡＣ関連情報と予め保持している当該他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルの記録内容とを比較する手段と、
この比較する手段による比較結果が一致しないときには、前記他のレイヤ２スイッチと自装置との間にネットワーク構築上の誤りが存在すると判断する手段と
を備えたことを特徴とするレイヤ２スイッチ。
前記ＭＡＣ学習は、パケットを受信したポートに対してそのパケットの属するＶＬＡＮ(Virtual
Local Area Network)の識別情報とそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を記録する学習であり、
前記ＭＡＣ関連情報は、受信したパケットのヘッダ情報に含まれるそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとそのパケットが属するＶＬＡＮとの対応関係の情報である
請求項１記載のレイヤ２スイッチ。
前記判断する手段が誤りが存在すると判断したときには、その旨を通知する手段を備えた請求項１または２記載のレイヤ２スイッチ。
自装置に接続されている端末または他のレイヤ２スイッチに対してパケットの転送を行うレイヤ２スイッチが実行するネットワーク監視方法において、
レイヤ２スイッチが
パケットを受信した際にそのパケットを受信したポートに対してＭＡＣ学習を行いＭＡＣテーブルを作成するステップと、
自装置が保持しているＭＡＣテーブルを他のレイヤ２スイッチに送信するステップと、
他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルを保持するステップと、
他のレイヤ２スイッチから受信したパケットのヘッダ情報から得たＭＡＣ関連情報と予め保持している当該他のレイヤ２スイッチから受信したＭＡＣテーブルの記録内容とを比較するステップと、
この比較するステップによる比較結果が一致しないときには、前記他のレイヤ２スイッチと自装置との間にネットワーク構築上の誤りが存在すると判断するステップと
を実行することを特徴とするネットワーク監視方法。
前記ＭＡＣ学習は、パケットを受信したポートに対してそのパケットの属するＶＬＡＮの識別情報とそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとの対応関係を記録する学習であり、
前記ＭＡＣ関連情報は、受信したパケットのヘッダ情報に含まれるそのパケットの送信元ＭＡＣアドレスとそのパケットが属するＶＬＡＮとの対応関係の情報である
請求項４記載のネットワーク監視方法。
レイヤ２スイッチが前記判断するステップにより誤りが存在すると判断したときには、その旨を通知するステップを実行する請求項５または６記載のネットワーク監視方法。
請求項１ないし３のいずれかに記載のレイヤ２スイッチを含んで構成されたネットワーク。
汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、請求項１ないし３のいずれかに記載のレイヤ２スイッチに相応する機能を実現させるプログラム。