JP2009004927A - Ｉｐ網エンド・ツー・エンド導通試験方法、ルータおよびホームゲートウェイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザおよびシステム保守者が特定の中継経路を指定し、且つ故障したルータを経由する試験を行なうことができるＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法、ルータ装置及びパケット通信システムを提供する。
【解決手段】各ルータが保有している経路情報を予め収集し、収集した各ルータ毎の情報より自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成し、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出し、各ルータにて、次接続経路情報に設定されているルータに順次ＩＰパケットを送出し最終ルータは導通確認試験セルの到達結果を前記発端末装置に戻す。
【選択図】図１
【解決手段】各ルータが保有している経路情報を予め収集し、収集した各ルータ毎の情報より自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成し、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出し、各ルータにて、次接続経路情報に設定されているルータに順次ＩＰパケットを送出し最終ルータは導通確認試験セルの到達結果を前記発端末装置に戻す。
【選択図】図１
Description
本発明は、ＩＰ（Internet Protocol ）網エンド・ツー・エンド導通試験方法、ルータおよびホームゲートウェイ装置に関し、特に、各ルータが保有している経路表やラベル情報に依存しない経路選択により障害監視を可能とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法、ルータおよびホームゲートウェイ装置として用いると好適である。
図１６は、従来技術によるルータのルーティング動作の説明図である。同図において、発信端末（Ａ端）１からの送信データは、ＩＰパケット化されてパケット通信網８内の各ルータ（ＥＲ１）３1 〜ルータ（ＥＲ４）３4 を経由して着信端末（Ｚ端）４に到達する。ルータ（ＥＲ１）３1 は、ＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットから「着信先ＩＰアドレス」を取得し、「着信先ＩＰアドレス」と経路表を参照して、該当するネクストホップへＩＰパケットをフォワーディングする。このフォワーディング動作を各ルータルータ（ＥＲ１）３1 〜ルータ（ＥＲ４）３4 で繰り返すことにより、ＩＰパケットは指定された着信先まで転送される。（例えば、特許文献１参照）
この従来方法においては、障害箇所を把握する上で以下の問題点を有している。
（１）ユーザ／システム保守者は、どの経路を通っているか認識しない。（Ａ端→Ｚ端への転送が正常／異常かのみを認識。)
（２）フォワーディングするネクストホップは、ルータにて自動選択。（各ルータの経路表に依存する。）
（３）着信先ＩＰアドレスが同一であっても、同一経路を通るかは不明。（同一経路を通る保障がない。)
（４）転送経路に障害が発生しても、迂回接続によりＩＰパケット転送が正常終了する場合があるため、オンラインの障害監視が難しい。（ＩＰパケットの送受信結果からは、障害が認識されない可能性がある。)
図１７は、従来技術によるＭＰＬＳ対応ルータのルーティング動作の説明図である。同図において、ラベルスイッチルータ（ＥＲ１）３1 は、ＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットから「着信先ＩＰアドレス」を取得し、「着信先ＩＰアドレス」に対応する「ラベル」をラベル表を参照して付与する。以降は、各ラベルスイッチルータ（ＥＲ１）３1 〜ルータ（ＥＲ４）３4 を経由して「ラベル」によるフォワーディングを繰り返し、最終ラベルスイッチルータ（ＥＲ４）３4 まで転送されると、付与されたラベルを削除して通常のＩＰパケットの状態に戻す。（例えば、特許文献２参照）
この従来方法においては障害箇所を把握する上で以下の問題点を有している。
（１）ユーザは、どの経路を通っているか認識しない。 (Ａ端→Ｚ端への転送が正常／異常かのみを認識。）
（２）フォワーディングするネクストホップは、ラベルスイッチルータで自動選択。（各ラベルスイッチルータのラベル表に依存する。）
（３）転送経路に障害が発生しても、迂回接続によりＩＰパケット転送が正常終了する場合があるため、オンラインの障害監視が難しい。（ＩＰパケットの送受信結果からは、障害が認識されない可能性がある。)
図１８は、従来技術によるルータ故障時の迂回ルーティング動作の説明図である。同図において、ルータ（ＥＲ３）３3 は故障中を示す。そのため、ルータ（ＥＲ１）３1 は通信タイムアウトで迂回を開始し、ルータ（ＥＲ１）３1 →ルータ（ＥＲ２）３2 →ルータ（ＥＲ４）３4 に向けてフォワーディングする。（例えば、特許文献１参照）
この従来方法においては、迂回経路が存在する場合、故障箇所ルータ（ＥＲ３）３3 に対する監視レベルのアクセスが制限される。よって、システム保守者は、装置からあがる警報などを把握できても、ルータ（ＥＲ３）３3 を経由する経路での導通試験などが困難な状況となる。
この従来方法においては、障害箇所を把握する上で以下の問題点を有している。
（１）ユーザ／システム保守者は、どの経路を通っているか認識しない。（Ａ端→Ｚ端への転送が正常／異常かのみを認識。)
（２）フォワーディングするネクストホップは、ルータにて自動選択。（各ルータの経路表に依存する。）
（３）着信先ＩＰアドレスが同一であっても、同一経路を通るかは不明。（同一経路を通る保障がない。)
（４）転送経路に障害が発生しても、迂回接続によりＩＰパケット転送が正常終了する場合があるため、オンラインの障害監視が難しい。（ＩＰパケットの送受信結果からは、障害が認識されない可能性がある。)
図１７は、従来技術によるＭＰＬＳ対応ルータのルーティング動作の説明図である。同図において、ラベルスイッチルータ（ＥＲ１）３1 は、ＩＰパケットを受信すると、ＩＰパケットから「着信先ＩＰアドレス」を取得し、「着信先ＩＰアドレス」に対応する「ラベル」をラベル表を参照して付与する。以降は、各ラベルスイッチルータ（ＥＲ１）３1 〜ルータ（ＥＲ４）３4 を経由して「ラベル」によるフォワーディングを繰り返し、最終ラベルスイッチルータ（ＥＲ４）３4 まで転送されると、付与されたラベルを削除して通常のＩＰパケットの状態に戻す。（例えば、特許文献２参照）
この従来方法においては障害箇所を把握する上で以下の問題点を有している。
（１）ユーザは、どの経路を通っているか認識しない。 (Ａ端→Ｚ端への転送が正常／異常かのみを認識。）
（２）フォワーディングするネクストホップは、ラベルスイッチルータで自動選択。（各ラベルスイッチルータのラベル表に依存する。）
（３）転送経路に障害が発生しても、迂回接続によりＩＰパケット転送が正常終了する場合があるため、オンラインの障害監視が難しい。（ＩＰパケットの送受信結果からは、障害が認識されない可能性がある。)
図１８は、従来技術によるルータ故障時の迂回ルーティング動作の説明図である。同図において、ルータ（ＥＲ３）３3 は故障中を示す。そのため、ルータ（ＥＲ１）３1 は通信タイムアウトで迂回を開始し、ルータ（ＥＲ１）３1 →ルータ（ＥＲ２）３2 →ルータ（ＥＲ４）３4 に向けてフォワーディングする。（例えば、特許文献１参照）
この従来方法においては、迂回経路が存在する場合、故障箇所ルータ（ＥＲ３）３3 に対する監視レベルのアクセスが制限される。よって、システム保守者は、装置からあがる警報などを把握できても、ルータ（ＥＲ３）３3 を経由する経路での導通試験などが困難な状況となる。
又、別の従来技術として、網内トラヒック負荷を分散し、端末利用者の通信品質要求を満たす目的のために、移動端末に複数の経路情報を画面表示することにより、端末利用者から経路情報の選択を受け、選択された経路情報を通信制御装置に送信する。一方、通信制御装置では、移動端末で選択された経路情報に従って呼接続処理が行なう技術が知られている。（例えば、特許文献３参照）
この特許文献３では、ルートを指定できる仕組みについて記載されているが、経路演算部、及び実際のフォワーディング処理は、ルータ上の経路表・ラベルに依存する技術であり、障害が発生した経路に対しては、迂回経路がある場合に使用可能な経路を選択するという判断から、障害監視はむつかしい。
特開２００２−２８１０６７号公報
特開２００３−１３４１４８号公報
特開２００６−８１０８６号公報
この特許文献３では、ルートを指定できる仕組みについて記載されているが、経路演算部、及び実際のフォワーディング処理は、ルータ上の経路表・ラベルに依存する技術であり、障害が発生した経路に対しては、迂回経路がある場合に使用可能な経路を選択するという判断から、障害監視はむつかしい。
本発明は、ＩＰ網において任意の中継経路を経由するエンド・ツー・エンド導通試験を行なうために、ユーザおよびシステム保守者が特定の中継経路を指定し、且つ故障したルータを経由する試験を行なうことができるＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法、ルータ装置及びパケット通信システムを提供することを課題とする。
上記課題を解決するための第１の発明は、ホームゲートウェイ装置を経由する発端末装置から送信されたＩＰパケットを各ルータがフォワーディング動作を繰り返すことにより指定された着端末装置まで転送されるＩＰパケット通信網のエンド・ツー・エンド導通試験方法において、前記ホームゲートウェイ装置にて、前記各ルータが保有している経路情報を予め収集する経路情報収集ステップと、前記ホームゲートウェイ装置にて、収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成ステップと、前記ホームゲートウェイ装置にて、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し、経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出ステップと、各ルータにて、次接続経路情報に設定されているルータに順次ＩＰパケットを送出し、最終ルータは導通確認試験セルの到達結果を前記発端末装置に戻すステップと、を含んでいる。
この第１の発明によれば、ＩＰ網を経由する任意の中継経路を指定でき、且つ、故障中のルータを経由した経路を選択したエンド・ツー・エンド導通試験方法を提供できる。
第２の発明は、ルータは、経路情報収集及び経路指定の際に、ＩＰパケットのＩＰカプセル化の通過を許容する手段と、経路表収集用、ルーティングキャシュ収集用および経路指定要求＋試験要求を示すＩＰパケットのＴＹＰＥフィールド値を解析しフォワーディングする手段と、ＩＰパケットの次接続先ＩＰアドレスを解析しフォワーディングする手段と、ＩＰパケットの経路番号を解析しフォワーディングする手段と、を有している。
この第２の発明によれば、前位装置から送られて来るＩＰパケットの情報を読み取り、設定し、後位装置へ送出することで、経路情報収集及び経路指定を可能とし、エンド・ツー・エンド導通試験を可能とするルータを提供できる。
第３の発明は、ホームゲートウェイ装置は、各ルータが保有している経路情報を収集するための経路情報収集用ＩＰパケットを設定し隣接ルータに送出する経路情報収集用ＩＰパケット設定送出手段と、最終ルータから戻ってきたＩＰパケットに各ルータで付与された情報を格納する格納手段と、収集した各ルータ毎の情報より自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成手段と、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出手段と、最終ルータより送られてくる導通確認試験セルの到達結果を格納する経路指定エンド・ツー・エンド導通試験結果格納手段と、を有している。
この第３の発明によれば、ホームゲートウェイ装置は、ＩＰパケットを用いて自ネットワーク内の経路情報を収集することにより任意の接続経路の設定を可能とし、且つ、経路指定エンド・ツー・エンド導通試験の試験結果の情報を格納可能とするホームゲートウェイ装置を提供できる。
以上、本発明のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法、ルータおよびパケット通信システムによれば、利用者がネットワーク内にある複数の経路から任意の中継の経路を指定することが可能となる。
また、通常の通信では選択されない故障中のルータを経由した経路選択が可能となる。
さらに、ユーザ以外の装置を末端とした導通試験が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態におけるＩＰパケット構成図である。ＩＰパケットの構成は、「第１経由ルータ向け情報」、「第２経由ルータ向け情報」、・・・・「第ｎ経由ルータ向け情報」のように「ＩＰカプセル化」１２されており、その連結カウンタの情報が「代表ヘッダ」１１内の「オプション」内の「連結情報カウンタ」１３に設定される。
「代表ヘッダ」１１は、「送信先ＩＰアドレス」、「送信元ＩＰアドレス」及び「オプション」で構成され、「オプション」内には前述の「連結情報カウンタ」１３が存在している。
「第ｎ経由ルータ向け情報」の「データｎ」領域には、「ＴＹＰＥフィールド」１４が存在（図１では「第１経由ルータ向け情報」の「データ１」で図解している。）し、この「ＴＹＰＥフィールド」１４にて、ｘ：Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（経路表収集用）, ｙ：Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（ルーティングキャッシュ収集用），ｚ：Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（経路指定要求＋試験要求）を設定する。
また、その「データ 1-1」内には、「要求カウント数」１５、「経路ＮＯ」１６及び「ホップＮＯカウントフィールド」１７が存在し、各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータをつなげた経路としての情報を抽出し、それぞれ、最大接続数、経路ＮＯ、最大ホップ数が付与される。
更に、「データ３経路表情報」１８では、各ルータで経路表の情報を付与することで自ネットワーク内の全ての経路表情報を収集する。
図２は、本発明の一実施形態におけるルータの機能変更内容を示す図である。すなわち、ＩＰパケット通信網を構成する各ルータは、以下の機能変更内容を有する。
（１）経路情報収集／経路指定の際に、ＩＰカプセル化の通過許容
（２）ＴＹＰＥフィールド値＝ｘ，ｙ，ｚの解析及び許容
（３）ＴＹＰＥフィールド値＝ｚ（経路指定時）にルータの経路表、又はラベルを参照しないフォワーデイングの確立
（４）ホップ数の解析及びＩＰパケットにホップ数設定のトリガ
（５）次接続先ＩＰアドレスの解析及びフォワーディング
（６）経路ＮＯの解析及びフォワーディング
（７）ＴＹＰＥフィールド値＝ｙ（ルーティングキャッシュ情報収集）の場合、ルータの経路表ではなく、ルーティングキャッシュ情報をＩＰパケットに載せる機能の確立
図３は、ルータ上の経路表の一例を示す構成図である。同図に示すように、経路表は、 destination（宛先）とnexthop(ＩＰパケットが通過するルータの台数）およびinterface(インターフェース条件）で構成される。
（１）経路情報収集／経路指定の際に、ＩＰカプセル化の通過許容
（２）ＴＹＰＥフィールド値＝ｘ，ｙ，ｚの解析及び許容
（３）ＴＹＰＥフィールド値＝ｚ（経路指定時）にルータの経路表、又はラベルを参照しないフォワーデイングの確立
（４）ホップ数の解析及びＩＰパケットにホップ数設定のトリガ
（５）次接続先ＩＰアドレスの解析及びフォワーディング
（６）経路ＮＯの解析及びフォワーディング
（７）ＴＹＰＥフィールド値＝ｙ（ルーティングキャッシュ情報収集）の場合、ルータの経路表ではなく、ルーティングキャッシュ情報をＩＰパケットに載せる機能の確立
図３は、ルータ上の経路表の一例を示す構成図である。同図に示すように、経路表は、 destination（宛先）とnexthop(ＩＰパケットが通過するルータの台数）およびinterface(インターフェース条件）で構成される。
図４は、本発明の一実施形態におけるＩＰパケット内ＴＹＰＥフィールド値の追加内容を示す図である。同図に示すように、ＩＣＭＰ（Internet Control Message Protocol)での、ＴＹＰＥフィールドの設定値は、0 〜４１間で設定されており、４２〜２５５までリザーブ（未設定）されている。本発明では、この４２〜２５５を用いて新規に３つのＴＹＰＥフィールド値であるｘ、ｙ、ｚを追加する すなわち、ｘ：Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（経路表収集用）、ｙ：Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（ルーティングキャッシュ収集用）、ｚ：Ｅｃｈｏ Ｒｅｐｌｙ（経路指定要求＋試験要求）である。
図５は、本発明の一実施形態におけるホームゲートウェイ装置の構成図である。同図において、ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、ブロードバンド・ネットワークと家庭内のネットワークを接続するために家庭に設置される端末機器の総称であり、発信端末（Ａ端）１に付随して設けられている。３はルータ（ＥＲｘ）であり、発信端末（Ａ端）から着信端末（Ｚ端）４まで複数のルータを経由する構成を示す。
ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２の内部構成は、２１は外部からのアクセスを制限するファイアウォール部、２２はＩＰ形式の受け渡しを行うプロトコル変換部、２３は経路／装置などの情報解析を行う自動構成認識部、２４はパケットの送受信／経路設定を行う遠隔操作部、２５はＭＰＲＧ−４符号化部（本発明では未使用）、２６は公衆網へのＧＵＩ部（本発明では未使用）、２７はデータベース部である。
特に、プロトコル変換部２２、自動構成認識部２３および遠隔操作部２４は、本発明により新たに変更される部分であり、各装置の動作を以下の通りである。
（１）ＩＰパケット送信時
(1-1) 発信端末（Ａ端）１（システム保守端末、周期起動の場合もあり) より、プロトコル変換部２２へＩＰパケット送信の要求、及び着信端末（Ｚ端）４の情報を出す。
（１）ＩＰパケット送信時
(1-1) 発信端末（Ａ端）１（システム保守端末、周期起動の場合もあり) より、プロトコル変換部２２へＩＰパケット送信の要求、及び着信端末（Ｚ端）４の情報を出す。
(1-2) これを受け、プロトコル変換部２２から経路情報収集の場合には、自動構成認識部２３より自ノードＩＰ／隣接するルータのＩＰ情報等をデータベース２７から読み出す。
(1-3) 読み出したＩＰ情報をプロトコル変換部２２で一時保持する。
(1-4) 隣接するルータ情報を受けた後、遠隔操作部２４にて、経路情報収集（ルータ情報全て、キャッシュ）／導通試験であるか判定し、導通試験の場合は、経路情報をデータベース２７から読み出す。
(1-5) 読み出したＩＰ情報をプロトコル変換部２２で一時保持した情報とマージする。
(1-6) マージした情報をプロトコル変換部２２にて、ネットワークへ行けるＩＰ形式に変換を行う。
(1-7) 変換の終わったＩＰパケットをファイアウォール部２１を通してネットワークへ接続する。
（２）ＩＰパケット受信時
(2-1) ファイアウォール部２１で問題ないＩＰパケットを受ける。
（２）ＩＰパケット受信時
(2-1) ファイアウォール部２１で問題ないＩＰパケットを受ける。
(2-2) プロトコル変換部２２でＩＰパケットの情報を内部で解析可能な形式に変換する。
(2-3) ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２内で読み取り可能な変換の終わった情報を元に、自動構成認識部２３にて経路情報／試験結果を解析する。
(2-4) 経路情報収集の場合は、解析の終わったルータ情報をデータベース２７に格納する。
(2-5) 導通試験の場合は、解析の終わったルータ情報をデータベース２７に格納した後、遠隔操作部２４を介し、発信端末（Ａ端）１（システム保守端末の場合もあり) へ結果通知をするトリガをプロトコル変換部２２へ渡す。プロトコル変換部２２から、発信端末（Ａ端）１（システム保守端末の場合もあり）へ結果通知を渡す。
図６は、本発明の一実施形態におけるホームゲートウェイ装置の接続経路情報テーブルである。同図において、ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、収集した各ルータ毎の情報より全ての経路情報を生成する。
（１）各ＥＲ情報テーブルの生成
ＩＰパケット上の「データ3 経路表情報」に格納されている経路表情報を、各ＥＲ情報テーブルにルータ名と共に格納する。
（２）接続経路情報テーブルの生成
各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータを繋げた経路としての情報を抽出し、各経路毎に経路ＮＯを付与し、“経路ＮＯ" ，“接続経路" ，“最大ホップ数" を格納する。
（３）接続ホップ管理テーブルの生成
接続経路情報テーブルで作成した経路ＮＯごとにホップＮＯ（0,1,2 ・・・）におけるネクストホップＩＰアドレス情報を対応させ格納する。
（１）各ＥＲ情報テーブルの生成
ＩＰパケット上の「データ3 経路表情報」に格納されている経路表情報を、各ＥＲ情報テーブルにルータ名と共に格納する。
（２）接続経路情報テーブルの生成
各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータを繋げた経路としての情報を抽出し、各経路毎に経路ＮＯを付与し、“経路ＮＯ" ，“接続経路" ，“最大ホップ数" を格納する。
（３）接続ホップ管理テーブルの生成
接続経路情報テーブルで作成した経路ＮＯごとにホップＮＯ（0,1,2 ・・・）におけるネクストホップＩＰアドレス情報を対応させ格納する。
図７は、本発明の一実施形態における経路情報収集のフローチャート（その１）である。この経路情報収集方法は、経路表収集用ＩＰパケットを自ネットワーク内に送信し、各ルータで経路表や自ルータＩＰアドレス等の情報を付与することで、自ネットワーク内の全てのルータ内に存在する経路表情報をホームゲートウェイ（ＨＧＷ）２に収集する方法である。
以下に、経路情報収集の動作を図２〜図５を用いて説明する。
Ｓ１．スタートは、システムの周期処理を契機とする方法と、ユーザからの要求を契機とする方法がある。
Ｓ２．ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、隣接ルータへのＩＰパケットを作成する。設定内容は、(a) 連結情報カウンタ＝０、(b) ＴＹＰＥ＝ｘ：Echo Reply（経路表収集用）、(c) 要求カウント数＝０、(d) 経路ＮＯ＝０、(e) ホップＮＯカウントフィールド＝０である。
Ｓ３．隣接ルータへＩＰパケットを送信する。
Ｓ４．隣接ルータは受信したＩＰパケットの連結カウンタ、ＴＹＰＥフィールドの値を確認し、以下の情報を設定（追加／変更）する。設定内容は、(a) 連結情報カウンタ＝＋１、(b) ホップＮＯカウントフィールド＝＋１、(c) 自ルータＩＰアドレスの設定、(d) データ３経路表情報連結情報の設定である。
Ｓ５．自ルータが自ネットワーク内における着信端末（Ｚ端）４向けの最終ルータか否かを判断する。
Ｓ６．自ルータが最終ルータでない場合は、Ｓ３とＳ４の動作を行う。
Ｓ７．自ルータが最終ルータの場合は、ＴＹＰＥフィールドの値を０に設定し、発ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２に向けて、カプセル化したＩＰパケットを送出（Echoバック）する。
Ｓ８．ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、戻ってきたＩＰパケットに各ルータで付与された情報を格納する。また、収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の全ての経路情報（一つ一つのルータが繋がった経路としての情報）を生成する。
「各ＥＲ情報テーブルの生成」
ＩＰパケット上の「データ3 経路表情報」に格納されている経路表情報を、各ＥＲ情報テーブルにルータ名と共に格納する。
「接続経路情報テーブルの生成」
各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータを繋げた経路としての情報を抽出し、各経路毎に経路ＮＯを付与し、“経路ＮＯ" ，“接続経路" ，“最大ホップ数" を格納する。
「接続ホップ管理テーブルの生成」
接続経路情報テーブルで作成した経路ＮＯごとにホップＮＯ（0,1,2 ・・・）におけるネクストホップＩＰアドレス情報を対応させ格納する。
「各ＥＲ情報テーブルの生成」
ＩＰパケット上の「データ3 経路表情報」に格納されている経路表情報を、各ＥＲ情報テーブルにルータ名と共に格納する。
「接続経路情報テーブルの生成」
各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータを繋げた経路としての情報を抽出し、各経路毎に経路ＮＯを付与し、“経路ＮＯ" ，“接続経路" ，“最大ホップ数" を格納する。
「接続ホップ管理テーブルの生成」
接続経路情報テーブルで作成した経路ＮＯごとにホップＮＯ（0,1,2 ・・・）におけるネクストホップＩＰアドレス情報を対応させ格納する。
Ｓ９．隣接ＥＲの経路表に次の接続先が有るか否かを確認する。
Ｓ１０．隣接ＥＲの経路表に次の接続先が有り、且つ最終接続パターンで有るか否かを確認する。
Ｓ１１．隣接ＥＲの経路表に次の接続先が有り、且つ最終接続パターンが有る場合は、経路ＮＯを＋１し、前記Ｓ４〜Ｓ８を実施する。
Ｓ１２．前記Ｓ９にて隣接ＥＲの経路表に次の接続先が無く、且つ最終接続パターンが無い場合は、終了となる。
図８は、本発明の一実施形態における経路情報収集のフローチャート（その２）である。この経路情報収集方法は、ルーティングキャッシュ収集用ＩＰパケットを自ネットワーク内に送信し、各ルータでキャッシュに保持している最新のルーティング情報を付与することで、自ネットワーク内の全てのルータのルーティングキャッシュ情報をホームゲートウェイ（ＨＧＷ）２に収集する方法である。
以下に、経路情報収集の動作を図２〜図５を用いて説明する。
Ｓ１３．ユーザからの要求を契機としてスタートする。
Ｓ１４．ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、隣接ルータへのＩＰパケットを作成する。設定内容は、(a) 連結情報カウンタ＝０、(b) ＴＹＰＥ＝ｙ：Echo Reply（ルーティングキャシュ収集用）、(c) 要求カウント数＝０、(d) 経路ＮＯ＝０、(e) ホップＮＯカウントフィールド＝０である。
Ｓ１５．隣接ルータへＩＰパケットを送信する。
Ｓ１６．隣接ルータは受信したＩＰパケットの連結カウンタ、ＴＹＰＥフィールドの値を確認し、以下の情報を設定（追加／変更）する。設定内容は、(a) 連結情報カウンタ＝＋１、(b) ホップＮＯカウントフィールド＝＋１、(c) 自ルータＩＰアドレスの設定、(d) データ３ルーティングキャッシュ情報の設定である。
Ｓ１７．自ルータが自ネットワーク内における着信端末（Ｚ端）４向けの最終ルータか否かを判断する。
Ｓ１８．自ルータが最終ルータでない場合は、前記Ｓ１５とＳ１６の動作を行う。
Ｓ１９．自ルータが最終ルータの場合は、ＴＹＰＥフィールドの値を０に設定し、発ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２に向けて、カプセル化したＩＰパケットを送出（Echoバック）する。
Ｓ２０．ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、戻ってきたＩＰパケットに各ルータで付与された情報を格納する。また、収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の全ての経路情報（一つ一つのルータが繋がった経路としての情報）を生成する。
「各ＥＲ情報テーブルの生成」
ＩＰパケット上の「データ3 ルーティングキャッシュ情報」に格納されているルーティングキャッシュ情報を、各ＥＲ情報テーブルにルータ名と共に格納する。
「接続経路情報テーブルの生成」
各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータを繋げた経路としての情報を抽出し、各経路毎に経路ＮＯを付与し、“経路ＮＯ" ，“接続経路" ，“最大ホップ数" を格納する。
「接続ホップ管理テーブルの生成」
接続経路情報テーブルで作成した経路ＮＯごとにホップＮＯ（0,1,2 ・・・）におけるネクストホップＩＰアドレス情報を対応させ格納する。
「各ＥＲ情報テーブルの生成」
ＩＰパケット上の「データ3 ルーティングキャッシュ情報」に格納されているルーティングキャッシュ情報を、各ＥＲ情報テーブルにルータ名と共に格納する。
「接続経路情報テーブルの生成」
各ルータから情報収集し生成した各ＥＲ情報テーブルより、接続するルータを繋げた経路としての情報を抽出し、各経路毎に経路ＮＯを付与し、“経路ＮＯ" ，“接続経路" ，“最大ホップ数" を格納する。
「接続ホップ管理テーブルの生成」
接続経路情報テーブルで作成した経路ＮＯごとにホップＮＯ（0,1,2 ・・・）におけるネクストホップＩＰアドレス情報を対応させ格納する。
Ｓ２１．終了となる。
図９は、本発明の一実施形態における経路指定エンド・ツー・エンド導通試験のフローチャートである。
以下に、経路指定エンド・ツー・エンド導通試験の動作を図２〜図５を用いて説明する。
Ｓ２２．ユーザからの要求を契機としてスタートする。
Ｓ２３．ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、「各ＥＲ情報テーブル」、「接続経路情報テーブル」、「接続ホップ管理テーブル」より経由するルータ単位に経由順にフォワーディング用情報を並べ、ＩＰパケットに以下の情報を設定する。設定内容は、(a) ＴＹＰＥ＝ｚ：Echo Reply（経路指定要求＋試験要求）、(b) 連結情報カウンタ＝接続最大数、(c) ホップＮＯカウントフィールド＝接続順番の設定である。
Ｓ２４．隣接ルータへ経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを送信する。
Ｓ２５．隣接ルータは受信したＩＰパケットの連結カウンタ、ＴＹＰＥフィールドの値及びデータ３次接続経路情報を確認し、以下の情報を設定（追加／変更）する。設定内容は、(a) 連結情報カウンタ＝−１、(b) 要求カウント数＝−１、(c) ホップＮＯカウントフィールド＝＋１、(d) データ３次接続経路情報の設定である。
Ｓ２６．自ルータが自ネットワーク内における着信端末（Ｚ端）４向けの最終ルータか否かを判断する。
Ｓ２７．自ルータが最終ルータでない場合は、前記Ｓ２４とＳ２５の動作を行う。
Ｓ２８．自ルータが最終ルータの場合は、ＴＹＰＥフィールドの値を０に設定し、導通確認試験セルの到達結果を発ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２に向けて、ＩＰパケットを送出（Echoバック）する。
Ｓ２９．ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）２は、戻ってきた試験結果の情報を格納する。
Ｓ３０．終了となる。
図１０は、本発明の一実施形態におけるシステム保守端末からの経路情報取得方法の説明図である。同図において、システム保守端末５からの要求を契機とする経路情報取得の手順は、以下の通りである。
(1) システム保守者は、システム保守端末５からホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 に対して、経路情報を要求する。
(2) ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 から管理オペレーションシステム（ＯｐＳ）６に対して、経路情報を送信（応答）する。
なお、管理オペレーションシステム（ＯｐＳ）６は、設備（ネットワークやルータ）を保守・ 運用する設備管理オペレーションシステムであり、設備のソフト／ハード管理や故障修理、監視試験などのオペレーション業務を制御する。
図１１は、本発明の一実施形態におけるシステム保守端末からの導通試験方法の説明図である。同図において、システム保守端末５からの要求を契機とするエンド・ツー・エンド導通試験結果情報取得の手順は、以下の通りである。
(1) システム保守者は、受信済み経路情報のうちの任意経路に対する導通試験をホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 に要求する。
(2) ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 にて、システム保守端末５から要求された導通試験経路を通過するＩＰパケットを作成し、指定経路の導通試験を実施する。
(3) ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 より管理オペレーションシステム（ＯｐＳ）６に対して、導通試験結果を送信する。
図１２は、本発明により可能となる経路選択の説明図（その１）である。同図において、ルータ（ＥＲ１）３1 は、負荷分散を実施中であり、トラヒック量などに従って、負荷分散を目的として、フォワーディング先をマルチに選択可能な状態を示す。
一方、本発明に基づくＩＰパケットを用いることによりルータのスイッチングに左右されない経路指定が可能である。システム保守者は、任意の経路に対して確実にルータ（ＥＲ３）３3 を通す形式でＩＰパケットを送信することが可能である。すなわち、ルータ上の経路表に複数の選択肢が存在しても、ＩＰパケットにある接続経路情報に従うため、任意で通したい経路のルータ（ＥＲ３）３3 に対してアクセスを行うことが可能となる。
また、ＩＰ指定で経路選択を行うことにより、同一経路での確認を複数回実施することが可能となる。
図１３は、本発明により可能となる経路選択の説明図（その２）である。同図において、ルータ（ＥＲ３）３3 は、優先度の低い経路として設定中であり、障害発生などに使用する迂回経路を目的とする状態を示す。
一方、本発明に基づくＩＰパケットを用いることにより優先度が低い経路指定が可能である。システム保守者は、定期システム保守などの契機に従い、使用頻度の低い（優先度：低）の経路に対しても確実にルータ（ＥＲ３）３3 を通す形式でＩＰパケットを送信することが可能である。すなわち、ルータ上の経路表に優先度の高い経路が存在しても、ＩＰパケットにある接続経路情報に従うため、優先度が低い経路ルータ（ＥＲ３）３3 に対してアクセスを行うことが可能となる。
また、導通試験などを行うことで、試験結果からネットワークの動作保障が容易に行うことが可能となり、緊急呼など、特殊なケースで使用される回線／帯域に対する事前保障が可能となる。
図１４は、本発明により可能となる経路選択の説明図（その３）である。同図において、ルータ（ＥＲ３）３3 は、故障中であり、ルータ（ＥＲ１）３1 からルータ（ＥＲ３）３3 への接続要求はＯＫであるが、ルータ（ＥＲ３）３3 が故障のため、Ｚ端４までの接続が成立しない状態を示す。そのため、ルータ（ＥＲ１）３1 は、通信タイムアウトで迂回を開始し、ルータ（ＥＲ１）３1 からルータ（ＥＲ２）３2 への迂回経路が形成され、ルータ（ＥＲ４）３4 経由でＺ端４へ接続される。
一方、本発明に基づくＩＰパケットを用いることにより故障中の経路指定が可能である。システム保守者は、装置からあがる警報などを把握した場合、確実に故障中のルータ（ＥＲ３）３3 を通す形式でＩＰパケットを送信することが可能であるため、導通試験を行うことで、セル落ち／タイムアウトなどの結果から故障箇所の特定を容易に行うことが可能となる。すなわち、正常につながる迂回接続を意識しないで故障中のルータを経由した経路選択が可能となる。
また、ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 とアプリ連携することにより、ユーザがシステム保守者と同等に状態確認を可能とし、さらに、システム保守者は、ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ１）２1 をインタフェースとしてユーザと情報を共有することができる。
図１５は、本発明により可能となる経路選択の説明図（その４）である。同図において、７は今後ルータ（ＥＲ２）３2 に接続される予定の端末装置であり、末端がユーザ端末でない場合の経路選択の状態を示す。従来技術では、エンド・ツー・エンドが成立しない場合は、導通試験が困難であった。
一方、本発明に基づくＩＰパケットを用いることにより、エンド・ツー・エンドが成立しない場合でも、ＩＰパケットににある接続経路情報に従うため、フォワーディングが可能なルータ（ＥＲ２）３2 までの経路に対してアクセスを行うことが可能となる。
また、新たにユーザが追加される前（開通前）に導通試験などを行うことで、試験結果からネットワークの事前動作保障が容易に行えることを可能とする。
以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） ホームゲートウェイ装置を経由する発端末装置から送信されたＩＰパケットを各ルータがフォワーディング動作を繰り返すことにより指定された着端末装置まで転送するＩＰパケット通信網のエンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記ホームゲートウェイ装置にて、前記各ルータが保有している経路情報を予め収集する経路情報収集ステップと、
前記ホームゲートウェイ装置にて、収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成ステップと、
前記ホームゲートウェイ装置にて、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し、経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出ステップと、
各ルータにて、次接続経路情報に設定されているルータに順次ＩＰパケットを送出し、最終ルータは導通確認試験セルの到達結果を前記発端末装置に戻すステップと、
を含むことを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記２） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報は、経路表情報であることを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記３） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報は、ルーティングキャッシュ情報であることを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記４） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報収集ステップは、自ネットワーク上の各ノードのＩＰアドレス情報を保持し、前記導通試験用ＩＰパケット送出ステップは、ルータや装置のＩＰアドレスが振られている箇所に対して導通試験を行うことを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記５） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報収集ステップは、システムの周期処理を契機とすることを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記６） 経路情報収集及び経路指定の際に、ＩＰパケットのＩＰカプセルの通過を許容する手段と、
経路表収集用、ルーティングキャシュ収集用および経路指定要求・試験要求を示すＩＰパケットのＴＹＰＥフィールド値を解析しフォワーディングする手段と、
ＩＰパケットの次接続先ＩＰアドレスを解析しフォワーディングする手段と
ＩＰパケットの経路番号を解析しフォワーディングする手段と、
を有することを特徴とするルータ。
（付記７） 各ルータが保有している経路情報を収集するための経路情報収集用ＩＰパケットを設定し隣接ルータに送出する経路情報収集用ＩＰパケット設定送出手段と、
最終ルータから戻ってきたＩＰパケットに各ルータで付与された情報を格納する格納手段と、
収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成手段と、
各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出手段と、
最終ルータより送られてくる導通確認試験セルの到達結果を格納する経路指定エンド・ツー・エンド導通試験結果格納手段と、
を有することを特徴とするホームゲートウェイ装置。
（付記１） ホームゲートウェイ装置を経由する発端末装置から送信されたＩＰパケットを各ルータがフォワーディング動作を繰り返すことにより指定された着端末装置まで転送するＩＰパケット通信網のエンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記ホームゲートウェイ装置にて、前記各ルータが保有している経路情報を予め収集する経路情報収集ステップと、
前記ホームゲートウェイ装置にて、収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成ステップと、
前記ホームゲートウェイ装置にて、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し、経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出ステップと、
各ルータにて、次接続経路情報に設定されているルータに順次ＩＰパケットを送出し、最終ルータは導通確認試験セルの到達結果を前記発端末装置に戻すステップと、
を含むことを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記２） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報は、経路表情報であることを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記３） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報は、ルーティングキャッシュ情報であることを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記４） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報収集ステップは、自ネットワーク上の各ノードのＩＰアドレス情報を保持し、前記導通試験用ＩＰパケット送出ステップは、ルータや装置のＩＰアドレスが振られている箇所に対して導通試験を行うことを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記５） 付記１記載のＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記経路情報収集ステップは、システムの周期処理を契機とすることを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。
（付記６） 経路情報収集及び経路指定の際に、ＩＰパケットのＩＰカプセルの通過を許容する手段と、
経路表収集用、ルーティングキャシュ収集用および経路指定要求・試験要求を示すＩＰパケットのＴＹＰＥフィールド値を解析しフォワーディングする手段と、
ＩＰパケットの次接続先ＩＰアドレスを解析しフォワーディングする手段と
ＩＰパケットの経路番号を解析しフォワーディングする手段と、
を有することを特徴とするルータ。
（付記７） 各ルータが保有している経路情報を収集するための経路情報収集用ＩＰパケットを設定し隣接ルータに送出する経路情報収集用ＩＰパケット設定送出手段と、
最終ルータから戻ってきたＩＰパケットに各ルータで付与された情報を格納する格納手段と、
収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成手段と、
各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出手段と、
最終ルータより送られてくる導通確認試験セルの到達結果を格納する経路指定エンド・ツー・エンド導通試験結果格納手段と、
を有することを特徴とするホームゲートウェイ装置。
本発明は、通話品質を劣化させるＩＰ（Internet Protocol ）ネットワーク上の故障箇所を敏速に特定する障害監視を可能とすることから、従来のＩＰネットワークよりも高い通話品質を確保する必要があるＮＧＮ（Next Generation Network ）において、利用できる。
１ 発信端末（Ａ端）
２ ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）
３1 〜３4 ルータ（ＥＲ１）〜ルータ（ＥＲ４）
４ 着信端末（Ｚ端）
５ システム保守端末
６ 管理オペレーションシステム（ＯｐＳ）
７ 今後追加予定の装置
８ パケット通信網
９ ＭＰＬＳ（Muti-Protocol Label Switching ）
１１ 代表ヘッダ
１２ ＩＰカプセル化
１３ 連結情報カウンタ
１４ ＴＹＰＥフィールド
１５ 要求カウント数
１６ 線路ＮＯ
１７ ホップＮＯカウントフィールド
１８ データ３経路表情報
２１ ファイアウォール部
２２ プロトコル変換部
２３ 自動構成認識部
２４ 遠隔操作部
２５ ＭＰＥＧ−４符号部
２６ 公衆網へのＧＵＩ部
２７ データベース
２ ホームゲートウェイ装置（ＨＧＷ）
３1 〜３4 ルータ（ＥＲ１）〜ルータ（ＥＲ４）
４ 着信端末（Ｚ端）
５ システム保守端末
６ 管理オペレーションシステム（ＯｐＳ）
７ 今後追加予定の装置
８ パケット通信網
９ ＭＰＬＳ（Muti-Protocol Label Switching ）
１１ 代表ヘッダ
１２ ＩＰカプセル化
１３ 連結情報カウンタ
１４ ＴＹＰＥフィールド
１５ 要求カウント数
１６ 線路ＮＯ
１７ ホップＮＯカウントフィールド
１８ データ３経路表情報
２１ ファイアウォール部
２２ プロトコル変換部
２３ 自動構成認識部
２４ 遠隔操作部
２５ ＭＰＥＧ−４符号部
２６ 公衆網へのＧＵＩ部
２７ データベース
Claims (3)
- ホームゲートウェイ装置を経由する発端末装置から送信されたＩＰパケットを各ルータがフォワーディング動作を繰り返すことにより指定された着端末装置まで転送するＩＰパケット通信網のエンド・ツー・エンド導通試験方法において、
前記ホームゲートウェイ装置にて、前記各ルータが保有している経路情報を予め収集する経路情報収集ステップと、
前記ホームゲートウェイ装置にて、収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成ステップと、
前記ホームゲートウェイ装置にて、各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し、経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出ステップと、
各ルータにて、次接続経路情報に設定されているルータに順次ＩＰパケットを送出し、最終ルータは導通確認試験セルの到達結果を前記発端末装置に戻すステップと、
を含むことを特徴とするＩＰ網エンド・ツー・エンド導通試験方法。 - 経路情報収集及び経路指定の際に、ＩＰパケットのＩＰカプセルの通過を許容する手段と、
経路表収集用、ルーティングキャシュ収集用および経路指定要求・試験要求を示すＩＰパケットのＴＹＰＥフィールド値を解析しフォワーディングする手段と、
ＩＰパケットの次接続先ＩＰアドレスを解析しフォワーディングする手段と
ＩＰパケットの経路番号を解析しフォワーディングする手段と、
を有することを特徴とするルータ。 - 各ルータが保有している経路情報を収集するための経路情報収集用ＩＰパケットを設定し隣接ルータに送出する経路情報収集用ＩＰパケット設定送出手段と、
最終ルータから戻ってきたＩＰパケットに各ルータで付与された情報を格納する格納手段と、
収集した各ルータ毎の情報より、自ネットワーク内の各ルータが繋がった全ての経路情報を生成する経路情報生成手段と、
各ルータの経由順にフォワーディング用情報を設定し経路指定エンド・ツー・エンド導通試験用ＩＰパケットを隣接ルータへ送出する導通試験用ＩＰパケット送出手段と、
最終ルータより送られてくる導通確認試験セルの到達結果を格納する経路指定エンド・ツー・エンド導通試験結果格納手段と、
を有することを特徴とするホームゲートウェイ装置。
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-
2007
- 2007-06-20 JP JP2007161972A patent/JP4835522B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US11539611B2 (en) | 2014-05-08 | 2022-12-27 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Fine-grained network monitoring |
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