JP2011049835A - ネットワーク故障検出装置、ネットワーク故障検出プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】開示のネットワーク故障検出装置は、通信ネットワークに大きな負荷を掛けずに、また、中継装置に特別な機能要求をすること無く、該通信ネットワーク内における故障箇所を特定することができる。
【解決手段】開示するネットワーク故障検出装置の一形態では、各端末間でパケット送受信が可能か否か判定を行う疎通判定手段と、各端末間の経路情報を保持する経路情報保持手段と、を有し、該経路情報は、該通信ネットワーク内の接続される２つの中継装置で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される。そして、当該装置の一形態では、全ての前記端末の組合せに関して、疎通判定手段による前記判定の結果を、該判定の結果に対応する該端末間の経路情報を構成するパスに付与した場合、該パス毎の該判定の結果に基づいて、通信ネットワークにおいて通信障害が発生しているパスを特定する故障箇所特定手段を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信ネットワーク内において通信障害が発生した場合に障害の発生及び障害箇所を検出する技術に関する。

従来、複数のノードで結ばれた通信ネットワークにおいて通信異常を検知する方法として、隣接するノード間で信号の受け渡しを行い、隣接ノードからの信号を確認することにより通信異常を検知する方法が提案されている（特許文献１等）。つまり、この方法によれば、隣接ノードから送信された信号を正常に受信できない場合に、通信異常の発生を検知することが出来る。

特開平０５−１０２９９３号公報

しかし、上記技術において通信異常の発生を検知する場合、通信ネットワークを構成する全てのノードに関する疎通状態を確認する必要があるため、疎通確認信号による通信ネットワークに対する負荷が大きいという問題点がある。

また、上記技術においては、各ノードを中継する中継装置自体が疎通確認信号の送受信を行う必要があるため、各中継装置に要求されるスペックが高くなるという問題点がある。

そこで、本発明では、通信ネットワークに対する負荷が小さく、中継装置に高い機能要求をすること無く、該通信ネットワーク内における故障の発生を検知すると共に、故障箇所を特定するネットワーク故障検出装置を提供することを目的とする。

開示するネットワーク故障検出装置の一形態では、通信ネットワークを介して接続される複数の端末について、該各端末間においてパケットの送受信が可能か否かの判定を行う疎通判定手段と、前記疎通判定手段により該判定を行う際の該各端末間の経路情報を保持する経路情報保持手段と、を有し、該経路情報は、該通信ネットワーク内の接続される２つの中継装置で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される情報であるネットワーク故障検出装置であって、全ての前記端末の組合せに関して、前記疎通判定手段による前記判定の結果を、該判定の結果に対応する該端末間の前記経路情報を構成する前記パスに付与した場合、該パス毎の該判定の結果に基づいて、前記通信ネットワークにおいて通信障害が発生しているパスを特定する故障箇所特定手段を有することを特徴とする。

開示のネットワーク故障検出装置は、通信ネットワークに大きな負荷を掛けずに、また、中継装置に高い機能要求をすること無く、該通信ネットワーク内における故障の発生を検知すると共に、故障箇所を特定することができる。

本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置の動作原理を説明するための図である。 本実施の形態に係る通信ネットワーク構成の一例である。 本実施の形態に係る中継装置間の疎通判定結果の一例である。 本実施の形態に係る故障箇所の特定処理結果の一例である。 本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置による処理例のフローチャートである。

図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。

（本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置のハードウェア構成）
図１を用いて、本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置１００のハードウェア構成について説明する。図１は、ネットワーク故障検出装置１００のハードウェア構成の一例を示す図である。

図１に示すネットワーク故障検出装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１０、ＲＯＭ（Read-Only Memory）２２０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２３０、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）２４０、通信Ｉ／Ｆ（Interface）２５０、表示装置２６０を有する。

ＣＰＵ２１０は、ＲＯＭ２２０に記憶されたプログラムを実行する装置であり、ＲＡＭ２３０に展開（ロード）されたデータを、プログラムの命令に従って演算処理し、ネットワーク故障検出装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ２２０は、ＣＰＵ２１０が実行するプログラムやデータを記憶している。ＲＡＭ２３０は、ＣＰＵ２１０でＲＯＭ２２０に記憶されたプログラムを実行する際に、実行するプログラムやデータが展開（ロード）され、演算の間、演算データを一時的に保持する。ＨＤＤ２４０は、基本ソフトウェアであるＯＳや本実施の形態に係るアプリケーションプログラムなどを、関連するデータとともに記憶する装置である。

通信Ｉ／Ｆ２５０は、無線又は有線の通信ネットワークを介して接続された他の通信制御機能を備えた周辺機器（ルータ、プローブ等）とデータを送受信するためのインタフェースである。表示装置２６０は、ハードキーによるキースイッチやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成され、ネットワーク故障検出装置１００が有する機能をユーザが利用する際や各種設定を行う際のユーザインタフェースとして機能する装置である。

ネットワーク故障検出装置１００が有する各手段は、ＣＰＵ２１０が、ＲＯＭ２２０又はＨＤＤ２４０に記憶された各手段に対応するプログラムを実行することにより実現される。また、ネットワーク故障検出装置１００が有する各手段は、当該各手段に関する処理をハードウェアとして実現する形態としても良い。

（本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置の動作原理）
図２を用いて、本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置１００の動作原理を説明する。図２は、ネットワーク故障検出装置１００の機能ブロック図である。図２で示すネットワーク故障検出装置１００は、疎通判定手段１１０、経路情報保持手段１２０、故障箇所特定手段１３０を有する。

疎通判定手段１１０は、通信ネットワーク１６０に接続される複数の端末装置間において、パケットの送受信が可能か否かの判定を行う。ここで、端末装置は、例えば、通信ネットワークの終端に接続されるプローブである。また、パケット送受信の可否状況は、端末装置間において「ｐｉｎｇ」コマンド等を使用して確認する。

疎通判定手段１１０は、一の端末装置・他の端末装置間に関してパケット送受信の可否状況を判定する際、一の端末装置から他の端末装置の方向と他の端末装置から一の端末装置の方向との２つの方向について、送受信の可否状況を判定する。このように２方向の送受信可否を判定する場合、対象装置間の往路及び復路のパケット送受信状況に基づき送受信の可否状況を判定する。

ここで、端末装置間におけるパケット送受信の可否判定は、判定対象である端末装置間でパケットの送受信を１回行い、当該１回の送受信結果に基づき可否判定を行う。当該可否判定の別形態としては、判定対象である端末装置間でパケットの送受信を複数回行い、当該複数回の結果のうち送受信成功回数が所定の閾値以上である場合に、当該装置間でパケット送受信が可能であると判定する。さらに、各回のパケット送受信の可否判定は、パケット送受信に関する遅延時間が所定の閾値以下である場合に、パケット送受信が成功したと判定する。

疎通判定手段１１０は、通信ネットワーク１６０に接続される複数の端末装置間において、パケットの送受信が可能か否かの判定を行った結果である疎通情報１４０を記憶装置２４０に保存する。

ここで、図３を用いて、ネットワーク故障検出装置１００の処理対象となる通信ネットワーク１６０の構成例を説明する。例えば、図３で示すように、通信ネットワーク１６０においては、通信ネットワーク１６０の終端にある端末装置（１）−（４）がルータ（１）−（６）を介して相互に接続される。

そして、図３で示す通信ネットワーク１６０において、疎通判定手段１１０は、端末装置（１）−端末装置（２）（３）（４）間、端末装置（２）−端末装置（３）（４）間、端末装置（３）−端末装置（４）間について、各端末装置間でパケットの送受信を行い、その送受信の結果に基づき、パケット送受信の可否を判定する。例えば、図３で示す通信ネットワーク１６０に対する疎通情報１４０は、図４で示すような形態となる。図４では、端末装置（１）−端末装置（４）間、端末装置（１）−端末装置（４）間で、パケット送受信が出来なかった例を示している。

経路情報保持手段１２０は、疎通判定手段１１０による判定処理の判定対象装置間においてパケットが通過する経路に関する情報である経路情報１５０を取得して、当該経路情報１５０を記憶装置２４０で保持する。ここで、経路情報１５０は、通信ネットワーク１６０内で接続される２つの中継装置（例えば、ルータ）で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される情報である。

例えば、図３で示す通信ネットワーク１６０において、端末装置（１）−端末装置（２）間の経路情報１５０は、パス（１）とパス（２）とを繋いで生成される情報である。また、端末装置（１）から端末装置（２）の方向に関する経路情報１５０は、パス（１）とパス（２）とをこの順序で繋いで生成する情報であり、この逆方向に関する経路情報１５０は、パス（２）とパス（１）とをこの順序で繋いで生成される情報である。

経路情報保持手段１２０は、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）においてネットワークのリンク状態に関する情報を格納するためのデータベースであるＬＳＤＢ（Link State DataBase）から経路情報１５０を取得する。

故障箇所特定手段１３０は、２つの端末装置に係る全ての組合せについて、各組合せに対応する経路情報１５０を構成する全てのパスに対し、各組合せに対応する疎通情報１４０を付与する。そして、故障箇所特定手段１３０は、パス毎のパケット送受信の可否状況に基づいて、通信ネットワーク１６０において通信障害が発生していることを検出すると共に、通信障害が発生しているパスを検出する。つまり、故障箇所特定手段１３０は、付与されたパケット送受信の可否状況の全てが「否」となるパスにおいて通信障害が発生していると検出する。

図５を用いて、故障箇所特定手段１３０の動作の一例を説明する。図５は、図４で示す疎通情報１４０に基づいて生成されるテーブルであって、テーブル内の「○」は「通信可」を示し、「×」は「通信不可」を示し、「−」は経路情報１５０の構成要素ではないことを示している。図５で示すように、端末装置（１）−端末装置（４）間、端末装置（２）−端末装置（３）間においてパケットの送受信が不可であるため、故障箇所特定手段１３０は、各装置間の経路情報１５０を構成する全てのパスに「×」を付与する。

そして、図５で示すように、パス（３）に付与されたパケット送受信の可否状況が全て否である（「×」となっている）ことに基づき、故障箇所特定手段１３０は、パス（３）において通信障害が発生していることを検出する。

（本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置による処理例）
図６を用いて、本実施の形態に係るネットワーク故障検出装置１００による処理例を説明する。図６は、ネットワーク故障検出装置１００による処理例のフローチャートである。また、ここでは、図３で示す通信ネットワーク１６０を処理対象とし、図３のパス（３）において通信障害が発生する例に基づき説明を行う。

Ｓ１０でネットワーク故障検出装置１００が故障検出処理を開始する。Ｓ２０で疎通判定手段１１０が、図３で示す２つの端末装置に係る全ての組合せについて、各装置間でパケット送受信が可能か否かの判定を行う。つまり、疎通判定手段１１０は、図４で示す合計１２通り（_４Ｃ_２通り）の組合せについて、パケット送受信の可否判定を行う。続けて、Ｓ２０で疎通判定手段１１０が、パケット送受信の可否判定結果である疎通情報１４０をＨＤＤ２４０に保存する。つまり、疎通判定手段１１０は、図４で示すテーブルを疎通情報１４０として、ＨＤＤ２４０に保存する。

Ｓ３０で経路情報保持手段１２０が、経路情報１５０をＬＳＤＢ等から取得して、当該経路情報１５０をＨＤＤ２４０で保持する。つまり、図３で示すように、経路情報保持手段１２０は、端末装置（１）（２）間にパス（１）（２）を対応させ、端末装置（１）（３）間にパス（１）（３）（４）を対応させ、端末装置（１）（４）間にパス（１）（３）（５）を対応させ、これらの情報を保持する。経路情報保持手段１２０は、他にも、端末装置（２）（３）間、端末装置（２）（４）間、端末装置（３）（４）間に対応するパスも保持する。

Ｓ４０で故障箇所特定手段１３０が、図４で示す各端末装置間の送受信可否状況を、各端末装置間の経路情報１５０を構成する全てのパスに付与する。つまり、故障箇所特定手段１３０は、図５で示すテーブルを生成する。図５で示すように、故障箇所特定手段１３０は、通信が可能である端末装置（１）（２）間、端末装置（２）（４）間に対応するパスには「○」を付す。また、故障箇所特定手段１３０は、通信が不能である端末装置（１）（４）間、端末装置（２）（３）間に対応するパスに「×」を付す。

Ｓ５０で故障箇所特定手段１３０が、Ｓ４０において生成したテーブル内で「×」のみが付されたパスを検出し、「×」のみが付されたパスが検出された場合（Ｓ５０でＹｅｓの場合）、Ｓ６０の処理に移行する。この処理例で、故障箇所特定手段１３０は、「×」のみが付されたパス（３）を検出し、Ｓ６０の処理に移行する。一方、故障箇所特定手段１３０によって「×」のみが付されたパスが検出されない場合（Ｓ６０でＮｏの場合）、Ｓ７０の処理に移行する。この場合、通信ネットワーク１６０において通信障害が発生していないことを意味する。

Ｓ６０で故障箇所特定手段１３０が、通信ネットワーク１６０において通信障害が発生していることを検知すると共に、通信障害が発生している箇所をパス（３）と特定する。このように、ネットワーク故障検出装置１００は、通信ネットワークに過度の負荷を掛けることなく、かつ、中継装置であるルータに高い機能を要求せずとも、該通信ネットワーク内の通信障害の発生を検知し、同時に障害発生箇所を特定することが出来る。

Ｓ７０でネットワーク故障検出装置１００が、故障検出処理の終了指示を受け付けた場合（Ｓ７０でＹｅｓの場合）、Ｓ８０でネットワーク故障検出装置１００が故障検出処理を終了する。一方、Ｓ７０でネットワーク故障検出装置１００が、故障検出処理の終了指示を受け付けない場合（Ｓ７０でＮｏの場合）、ネットワーク故障検出装置１００がＳ２０以降の一連の処理を再実行する。

（総括）
開示のネットワーク故障検出装置は、通信ネットワークに大きな負荷を掛けずに、また、中継装置に特別な機能要求をすること無く、該通信ネットワーク内における故障の発生を検知すると共に、故障箇所を特定することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲において、種々の変形・変更が可能である。
（付記１）
通信ネットワークを介して接続される複数の端末について、該各端末間においてパケットの送受信が可能か否かの判定を行う疎通判定手段と、該疎通判定手段により該判定を行う際の該各端末間の経路情報を保持する経路情報保持手段と、を有し、該経路情報は、該通信ネットワーク内の接続される２つの中継装置で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される情報であるネットワーク故障検出装置であって、
全ての前記端末の組合せに関して、前記疎通判定手段による前記判定の結果を、該判定の結果に対応する該端末間の前記経路情報を構成する前記パスに付与した場合、該パス毎の該判定の結果に基づいて、前記通信ネットワークにおいて通信障害が発生しているパスを特定する故障箇所特定手段を有することを特徴とするネットワーク故障検出装置。
（付記２）
前記故障箇所特定手段は、付与された前記判定の結果の全てが否となる前記パスにおいて、前記通信障害が発生していると検出することを特徴とする付記１に記載のネットワーク故障検出装置。
（付記３）
前記疎通判定手段は、前記一の端末から前記他の端末の方向と、該他の端末から該一の端末の方向との２方向に関し、前記パケットの送受信が可能か否かの判定を行い、
前記故障箇所特定手段は、前記一の端末から他の端末の方向と、前記他の端末から一の端末の方向とを区別して、前記通信障害が発生しているパスを特定することを特徴とする付記１又は２に記載のネットワーク故障検出装置。
（付記４）
前記疎通判定手段は、前記各端末間において前記パケットの送受信を複数回行った結果に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする付記１乃至３の何れか一に記載のネットワーク故障検出装置。
（付記５）
コンピュータに、
疎通判定手段が、通信ネットワークを介して接続される複数の端末について、該各端末間においてパケットの送受信が可能か否かの判定を行うステップと、
経路情報保持手段が、前記疎通判定手段により前記判定を行う際の前記各端末間の経路情報を保持するステップと、を実行させ、
前記経路情報は、前記通信ネットワーク内の接続される２つの中継装置で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される情報であるネットワーク故障検出プログラムであって、
故障箇所特定手段が、全ての前記端末の組合せに関して、前記疎通判定手段による前記判定の結果を、該判定の結果に対応する該端末間の前記経路情報を構成する前記パスに付与した場合、該パス毎の該判定の結果に基づいて、前記通信ネットワークにおいて通信障害が発生しているパスを特定するステップを実行させることを特徴とするネットワーク故障検出プログラム。
（付記６）
前記故障箇所特定手段は、付与された前記判定の結果の全てが否となる前記パスにおいて、前記通信障害が発生していると検出することを特徴とする付記５に記載のネットワーク故障検出プログラム。
（付記７）
前記疎通判定手段は、前記一の端末から前記他の端末の方向と、該他の端末から該一の端末の方向との２方向に関し、前記パケットの送受信が可能か否かの判定を行い、
前記故障箇所特定手段は、前記一の端末から他の端末の方向と、前記他の端末から一の端末の方向とを区別して、前記通信障害が発生しているパスを特定することを特徴とする付記５又は６に記載のネットワーク故障検出プログラム。
（付記８）
前記疎通判定手段は、前記各端末間において前記パケットの送受信を複数回行った結果に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする付記５乃至７の何れか一に記載のネットワーク故障検出プログラム。

１００ ネットワーク故障検出装置
１１０ 疎通判定手段
１２０ 経路情報保持手段
１３０ 故障箇所特定手段
１４０ 疎通情報
１５０ 経路情報
１６０ 通信ネットワーク
２１０ ＣＰＵ
２２０ ＲＯＭ
２３０ ＲＡＭ
２４０ ＨＤＤ
２５０ 通信Ｉ／Ｆ
２６０ 表示装置

Claims (5)

1. 通信ネットワークを介して接続される複数の端末について、該各端末間においてパケットの送受信が可能か否かの判定を行う疎通判定手段と、該疎通判定手段により該判定を行う際の該各端末間の経路情報を保持する経路情報保持手段と、を有し、該経路情報は、該通信ネットワーク内の接続される２つの中継装置で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される情報であるネットワーク故障検出装置であって、
   全ての前記端末の組合せに関して、前記疎通判定手段による前記判定の結果を、該判定の結果に対応する該端末間の前記経路情報を構成する前記パスに付与した場合、該パス毎の該判定の結果に基づいて、前記通信ネットワークにおいて通信障害が発生しているパスを特定する故障箇所特定手段を有することを特徴とするネットワーク故障検出装置。
2. 前記故障箇所特定手段は、付与された前記判定の結果の全てが否となる前記パスにおいて、前記通信障害が発生していると検出することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク故障検出装置。
3. 前記疎通判定手段は、前記一の端末から前記他の端末の方向と、該他の端末から該一の端末の方向との２方向に関し、前記パケットの送受信が可能か否かの判定を行い、
   前記故障箇所特定手段は、前記一の端末から他の端末の方向と、前記他の端末から一の端末の方向とを区別して、前記通信障害が発生しているパスを特定することを特徴とする請求項１又は２に記載のネットワーク故障検出装置。
4. 前記疎通判定手段は、前記各端末間において前記パケットの送受信を複数回行った結果に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一に記載のネットワーク故障検出装置。
5. コンピュータに、
   疎通判定手段が、通信ネットワークを介して接続される複数の端末について、該各端末間においてパケットの送受信が可能か否かの判定を行うステップと、
   経路情報保持手段が、前記疎通判定手段により前記判定を行う際の前記各端末間の経路情報を保持するステップと、を実行させ、
   前記経路情報は、前記通信ネットワーク内の接続される２つの中継装置で特定されるパスを繋ぎ合わせて生成される情報であるネットワーク故障検出プログラムであって、
   故障箇所特定手段が、全ての前記端末の組合せに関して、前記疎通判定手段による前記判定の結果を、該判定の結果に対応する該端末間の前記経路情報を構成する前記パスに付与した場合、該パス毎の該判定の結果に基づいて、前記通信ネットワークにおいて通信障害が発生しているパスを特定するステップを実行させることを特徴とするネットワーク故障検出プログラム。

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