JP2015173400A

JP2015173400A - ネットワーク監視装置およびネットワーク監視方法

Info

Publication number: JP2015173400A
Application number: JP2014048883A
Authority: JP
Inventors: 哲治岩山; Tetsuji Iwayama
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-10-01

Abstract

【課題】無線通信ネットワークのトポロジーを容易に把握することが可能なネットワーク監視装置を得ること。
【解決手段】本発明にかかるネットワーク監視装置は、無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々に対して、無線通信ネットワークのルートに該当するか否かを示す情報である第１情報および他の無線通信装置との接続状態に関する情報である第２情報の送信を要求する情報収集部５２と、無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々から受信した第１情報および第２情報に基づいて無線通信ネットワークのトポロジーを特定するトポロジー生成部５７と、トポロジー生成部５７により特定されたトポロジーを表示する表示部６０と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信ネットワークの状態を監視するネットワーク監視装置およびネットワーク監視方法に関する。

無線通信ネットワークの状態を監視する従来の装置として、特許文献１に記載された無線通信装置が存在する。特許文献１に記載された無線通信装置は、メッシュネットワークにおいて、自身と他の無線通信装置の接続状況を表示部に表示させて利用者に通知する機能を有する。無線通信装置は、接続状況を表示する際、自身からのホップ数などに応じて、他の無線通信装置を示すアイコンのサイズや表示色を変化させる。この無線通信装置においては、接続状況を把握するための情報をディスタンスベクター方式のプロトコルを用いて収集する。

特開２００８−２４５２３４号公報

特許文献１に記載された無線通信装置などの従来の機器は、無線通信ネットワークを形成している各機器の接続関係（トポロジー）を把握するための情報をルーティングプロトコルにより収集しているため、処理負荷が高くなるという問題があった。また、無線の接続状態のみを考慮した表示内容としているため、通信状態までは把握できないという問題があった。また、情報の伝搬遅延や紛失までは考慮していないため、各機器の間で状態の不整合が生じるという問題もあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線通信ネットワークのトポロジーを容易に把握することが可能なネットワーク監視装置およびネットワーク監視方法を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、無線通信ネットワークを形成している無線通信装置を監視してトポロジーを表示するネットワーク監視装置であって、前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々に対して、無線通信ネットワークのルートに該当するか否かを示す情報である第１情報および他の無線通信装置との接続状態に関する情報である第２情報の送信を要求する情報収集手段と、前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々から受信した前記第１情報および前記第２情報に基づいて前記無線通信ネットワークのトポロジーを特定するトポロジー特定手段と、前記トポロジー特定手段により特定されたトポロジーを表示する表示手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、トポロジーを把握する処理にかかる負荷を低減可能なネットワーク監視装置を実現できるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかるネットワーク監視装置を適用した無線通信システムの構成例を示す図である。図２は、無線監視装置が各無線通信装置から無線接続状態に関する情報を収集する動作のシーケンス例を示す図である。図３は、情報収集要求の構成例を示す図である。図４は、情報収集応答の構成例を示す図である。図５は、無線監視装置の構成例を示す図である。図６は、無線通信装置の構成例を示す図である。図７は、実施の形態２のトポロジー表示更新動作の一例を示す図である。図８は、実施の形態４のトポロジー表示更新動作の一例を示す図である。図９は、トポロジー表示の一例を示す図である。図１０は、トポロジー表示の一例を示す図である。図１１は、実施の形態４のトポロジー生成部の動作例を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態５のトポロジー生成部の動作例を示すフローチャートである。図１３は、通信状態表示画面の一例を示す図である。図１４は、電波強度、スループット、誤り率の通信状態をトポロジー表示画面で表示する一例を示す図である。

以下に、本発明にかかるネットワーク監視装置およびネットワーク監視方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかるネットワーク監視装置を適用した無線通信システムの構成例を示す図である。図１に示した無線通信システムは、ネットワーク監視装置としての無線監視装置１０と、無線通信ネットワークを形成している無線通信装置１１から１４とを含んで構成されている。なお、無線通信装置１１から１４の内部構成は同一である。

図１では、各無線装置（無線監視装置１０、無線通信装置１１から１４）の接続関係（無線リンク）を実線で示している。無線監視装置１０と無線通信装置１１は無線リンク１０ａで接続され、無線通信装置１１と無線通信装置１２は無線リンク１１ａで接続されている。無線通信装置１１と無線通信装置１４は無線リンク１１ｂで接続され、無線通信装置１２と無線通信装置１３は無線リンク１２ａで接続されている。無線リンクで接続されている２台の装置は隣接関係にある。

無線監視装置１０は、無線通信ネットワークを形成している各無線通信装置（無線通信装置１１から１４）の無線接続状態を監視する機能を有しており、利用者からの要求などに応じて、監視結果を外部へ通知する。例えば、自身と各無線通信装置の無線接続状態（無線通信ネットワークの構成）を表示部へ表示する。

図２は、無線監視装置１０が各無線通信装置から無線接続状態に関する情報を収集する動作のシーケンス例を示す図である。なお、図２は、図１に示した構成の無線通信ネットワークにおけるシーケンス例を示している。

図２に示したように、無線監視装置１０は、無線接続状態に関する情報を収集する場合、無線通信装置１１から１４に対して情報収集要求２１から２４を送信することにより、情報の送信を要求する。無線通信装置１１から１４は、情報収集要求２１から２４を受信すると、その応答として、情報収集応答３１から３４を無線監視装置１０へ送信する。情報収集応答３１から３４は、無線監視装置１０から要求された情報を含んでいる。図１の無線通信ネットワークにおいては、例えば、無線監視装置１０と無線通信装置１２は、無線通信装置１１を介して、情報収集要求２２および情報収集応答３２を送受信する。

図３は、情報収集要求２１から２４の構成例を示す図、図４は、情報収集応答３１から３４の構成例を示す図である。

情報収集要求２１から２４は、無線監視装置１０が無線通信装置１１から１４に対して装置情報およびリンク情報を要求するためのメッセージであり、パケットヘッダ１００、装置情報１１０およびリンク情報１２０を備える。パケットヘッダ１００は、メッセージの種別や宛先、送信元などを示す情報を含んでいる。装置情報１１０は、各無線通信装置が持つ固有の情報であり、機器種別、使用周波数、時刻情報（メッセージの送信時刻）などを含む。リンク情報１２０は、隣接している無線通信装置の間の無線リンクに固有の情報であり、物理リンク速度、送信フレーム数などを含む。

情報収集応答３１から３４は、無線通信装置１１から１４が無線監視装置１０に対して装置情報およびリンク情報を送信するためのメッセージであり、パケットヘッダ１００、装置情報１１０、隣接リンク数１１２、隣接リンク識別情報１１４およびリンク情報１２０を備える。パケットヘッダ１００、装置情報１１０、およびリンク情報１２０は、情報収集要求２１から２４が備えているものと同様の情報である。隣接リンク数１１２は、無線通信装置に接続している他の無線通信装置の数を示す。例えば、図１の無線通信装置１２の場合、無線リンク１１ａおよび１２ａが隣接リンクに該当し、隣接リンク数１１２は「２」となる。無線通信装置１４の場合、無線リンク１１ｂが隣接リンクに該当し、隣接リンク数１１２は「１」となる。隣接リンク識別情報１１４は、例えば、接続している他の無線通信装置のＭＡＣアドレスとする。この場合、無線通信装置１１においては、隣接リンクである無線リンク１１ａの隣接リンク識別情報１１４は、無線通信装置１２のＭＡＣアドレスとなる。一方、無線通信装置１２においては、隣接リンクである無線リンク１１ａの隣接リンク識別情報１１４は、無線通信装置１１のＭＡＣアドレスとなる。なお、隣接リンク識別情報１１４とリンク情報１２０は、隣接リンク数１１２が示す値と同じ数だけ含まれる（繰り返される）。情報収集応答３１から３４を受信した無線監視装置１０は、隣接リンク数１１２を確認することにより、メッセージ内での隣接リンク識別情報１１４とリンク情報１２０の繰り返し数を知ることができる。

図５は、無線監視装置１０の構成例を示す図である。無線監視装置１０は、無線伝送部５１、情報収集部５２、情報収集タイマー５３、トポロジー管理部５５、情報蓄積部５６、トポロジー生成部５７、通信状態生成部５８、表示部６０、表示タイマー６１およびグラフ生成部６２を備える。

無線伝送部５１は、無線通信装置１１から１４と通信する。情報収集部５２は、無線通信装置１１から１４に対して情報収集要求メッセージを生成して送信するとともに、その応答である情報収集応答メッセージを受信し解析する。情報収集タイマー５３は、情報収集要求メッセージを送信するタイミングを規定する。例えば、情報収集部５２は、情報収集タイマー５３が満了すると、無線通信装置１１から１４に対して、情報収集要求２１から２４を順次送信する。情報収集タイマー５３は、満了すると再起動するという動作を繰り返す。トポロジー管理部５５は、無線通信ネットワークを形成している無線通信装置１１から１４の識別情報を保持する。情報蓄積部５６は、情報収集部５２が無線通信装置１１から１４から収集した装置情報およびリンク情報（図４参照）を蓄積する。トポロジー生成部５７（トポロジー特定手段）は、トポロジー管理部５５が保持している情報（無線通信装置１１から１４の識別情報）および情報蓄積部５６が保持しているリンク情報に基づいて、無線接続状態を特定し、表示部６０へ表示させるトポロジーを生成する。通信状態生成部５８（通信状態特定手段）は、情報蓄積部５６が保持しているリンク情報に基づいて、後述する通信状態を生成する。表示部６０は、トポロジー生成部５７で生成されたトポロジーと通信状態生成部５８で生成された通信状態を表示する。表示タイマー６１は、表示部６０にトポロジーと通信状態を表示するタイミングを規定する。表示タイマー６１は、満了すると再起動するという動作を繰り返す。グラフ生成部６２は、通信状態生成部５８で生成された通信状態から所定フォーマットのグラフを生成し表示部６０に表示させる。

無線通信装置１１から１４は同一構成であり、図６に示したように、無線伝送部５１、情報収集部５４、装置情報蓄積部７０および隣接リンク情報蓄積部７１を備える。

無線伝送部５１は、無線監視装置１０が備えている無線伝送部５１と同じものであり、無線監視装置１０や他の無線通信装置と通信する。情報収集部５４は、無線監視装置１０から情報収集要求メッセージを受信して解析し、情報収集要求メッセージの応答である情報収集応答メッセージを生成して送信する。装置情報蓄積部７０は、装置情報（図４参照）を蓄積する。隣接リンク情報蓄積部７１は、無線監視装置１０や他の無線通信装置から無線伝送部５１を介して収集したリンク情報（図４参照）を蓄積する。

次に、図２から図４を用いて、無線監視装置１０がトポロジー表示を容易に行うための手段を説明する。なお、無線監視装置１０は、監視対象の無線通信ネットワークが無線通信装置１１から１４により構成されていることを予め知っている（無線通信装置１１から１４の識別情報をトポロジー管理部５５が保持している）ものとする。ただし、無線通信装置同士の詳細な接続関係までは知らないものとする。また、無線通信装置１１から１４がそれぞれ離れた場所に設置されるなどにより、図１のように接続されているものとする。

図２から図４を用いて、トポロジー表示を容易にするための手段を説明する。無線監視装置１０がトポロジーを表示するためには、無線通信装置１１から１４の接続関係を把握する必要がある。無線監視装置１０が例えばタブレット端末やスマートフォンといったそれほど高い処理能力を持たない装置でなければ、トポロジーを表示するために多くの時間を要する可能性がある。

そこで、無線通信装置１１から１４が無線監視装置１０へ送信する情報収集応答３１から３４において、装置情報１１０に含まれる機器種別には、トポロジーの“ルート”となるかそうでないかを示す情報を設定する。これ以降の説明では、“ルート”ではない場合を“リーフ”と呼ぶ。図１の無線通信ネットワークにおいて、無線通信装置１１は、情報収集要求２１を受信すると、装置情報１１０に“ルート”を設定した情報収集応答３１を返送する。無線通信装置１２から１４は、情報収集要求２２から２４を受信すると、識別情報に“リーフ”を設定した情報収集応答３２から３４を返送する。情報収集応答３１から３４を受信した無線監視装置１０は、装置情報１１０が“ルート”となっている無線通信装置１１からトポロジーの表示を開始する。

ここで、図１の構成例では無線監視装置１０がトポロジーのルートである無線通信装置１１に接続しているが、他の無線通信装置に接続していても良い。

各無線通信装置が、無線リンクで接続されている他の無線通信装置の情報を無線監視装置１０に通知する方法について説明する。

無線監視装置１０は、後述する通信状態を表示するために必要なリンク情報１２０（図４参照）を無線通信装置１１から１４から収集する。リンク情報１２０は、どの無線通信装置間のリンク情報であるかを示す情報を含む必要がある。

無線監視装置１０は、情報収集要求２１から２４の送信先である無線通信装置１１から１４をパケットヘッダ１００に指定して送信し、またその応答である情報収集応答３１から３４がどの無線通信装置１１から１４から送信されたものであるかは情報収集応答３１から３４のパケットヘッダ１００で識別できる。

これでは接続する相手の無線通信装置の情報（情報収集応答３１から３４の送信元の無線通信装置に接続している他の無線通信装置の情報）が不足しているが、無線監視装置１０は、無線通信装置１１から１４がどのように接続しているか分からないため、隣接リンク識別情報１１４を情報収集要求２１から２４に付与することは出来ない。そのため、無線監視装置１０は、通信状態を把握するために必要なリンク情報１２０だけを付与して情報収集要求２１から２４を送信し、無線通信装置１１から１４は、受信した情報収集要求２１から２４に対して接続する相手の無線通信装置を識別する隣接リンク識別情報１１４および隣接リンク数１１２を付与し、情報収集応答３１から３４として返送するように構成する。隣接リンク識別情報１１４は、例えば、装置固有の無線ＭＡＣアドレスとする。また、隣接リンク数１１２によって、明示的に接続する相手の無線通信装置の数を示してもよい。

このようにして、無線監視装置１０は、各無線通信装置１１から１４が接続する相手の無線通信装置１１から１４を把握する。

次に、トポロジー表示の方法を説明する。無線監視装置１０は、各無線通信装置から情報収集応答３１から３４を受信すると、まず、情報収集応答３１から３４の装置情報１１０の機器種別を確認し、ルートの無線通信装置を把握する。本実施の形態では無線通信装置１１がルートのため、無線通信装置１１を表示部６０へ表示する。次に、無線監視装置１０は、情報収集応答３１から３４の隣接リンク識別情報１１４を確認し、無線通信装置１１から１４の接続関係を把握し、残りの無線通信装置と無線リンクを表示部６０へ表示する。すなわち、無線通信装置１１から受信した情報収集応答３１の隣接リンク識別情報１１４には無線通信装置１２と無線通信装置１４の識別情報（ＭＡＣアドレスなど）が設定されており、また、無線通信装置１２から受信した情報収集応答３２の隣接リンク識別情報１１４には無線通信装置１１と無線通信装置１３の識別情報が設定されているため、無線通信装置１１と無線通信装置１２が相互に接続していることを把握し、無線リンク１１ａおよび無線通信装置１２を表示する。また、無線通信装置１３から受信した情報収集応答３３の隣接リンク識別情報１１４には無線通信装置１２の識別情報が設定されているため、無線通信装置１２と無線通信装置１３が相互に接続していることを把握し、無線リンク１２ａおよび無線通信装置１３を表示する。また、無線通信装置１４から受信した情報収集応答３４の隣接リンク識別情報１１４には無線通信装置１１の識別情報が設定されているため、無線通信装置１１と無線通信装置１４が相互に接続していることを把握し、無線リンク１１ｂおよび無線通信装置１４を表示する。

このように、本実施の形態の無線通信システムにおいて、無線監視装置１０は、無線通信ネットワークを形成している各無線通信装置から、トポロジーのルートに該当する装置か否かを示す情報および接続している他の無線通信装置の情報を収集し、収集した情報に基づいて、各無線通信装置の接続関係を把握し、無線通信ネットワークの構成（トポロジー）を表示する。これにより、ネットワークを構成している機器同士が無線リンクで接続される、予め接続相手が明確に決まらないシステムにおいても、容易にトポロジー表示を行うことが可能となる。

実施の形態２．
以上の実施の形態１では、トポロジー表示を容易に実現する方法について説明したが、実施の形態２では、無線伝送時に発生する情報の伝搬遅延や紛失を考慮したトポロジー表示について図７を用いて説明する。図７は、実施の形態２のトポロジー表示更新動作の一例を示す図である。なお、無線通信システムの構成は、実施の形態１と同様とする（図１参照）。無線監視装置１０、無線通信装置１１から１４の構成も実施の形態１と同様とする（図５，図６参照）。

図７において、情報収集周期１５０は、無線監視装置１０が無線通信装置１１から１４に情報収集要求２１から２４を定期的に送信するために、情報収集タイマー５３が起動する周期を示し、収集対象１５１は、情報収集対象の装置（無線通信装置１１から１４）を示し、受信状態１５２は、情報収集要求２１から２４を送信したか否かあるいは情報収集応答３１から３４を受信したか否かの状態を示し、表示更新周期１５３は、無線監視装置１０がトポロジー表示を定期的に行うために、表示タイマー６１が起動する周期を示し、表示対象１５４は、無線監視装置１０がトポロジー表示を表示部６０に行う対象の装置（無線通信装置１１から１４）を示す。なお、情報収集タイマー５３が起動する周期の長さ（タイマーが起動してから満了するまでの長さ）と表示タイマー６１が起動する周期の長さは同じであることが望ましいが、必須ではなく、両者が異なっていても構わない。

最新のトポロジー表示を行うためには、全ての無線通信装置から情報を収集する必要がある。トポロジー表示のトリガー、すなわち情報収集要求を送信するタイミングは、無線監視装置１０を操作するオペレータが手動で与えることができる。一方で自動的にトポロジー表示を行うためには、情報収集タイマー５３を用いて定期的に情報収集要求を送信することもできる。情報収集タイマー５３には再送しきい値というパラメータがあり、情報収集要求を再送するしきい値を規定する。いずれの方法でも、無線システムの場合、無線伝搬品質や干渉などの影響を受けてメッセージの伝搬遅延や紛失が容易に想定される。このような現象が発生すると、全ての無線通信装置から情報収集応答によって情報を収集するタイミングが一定でなかったり、一部または全ての無線通信装置から情報収集応答を受信できずに情報を収集できなかったりする。

具体例を用いて説明する。情報収集周期１５０の４周期目において、無線監視装置１０は無線通信装置１１および１２から情報収集応答３１および３２を受信し、無線通信装置１３および１４から情報収集応答３３および３４をメッセージの遅延または紛失により情報収集タイマー５３の満了時に受信できていなかったとする。この時の状態を受信状態１５２では、無線通信装置１１および１２に関しては“済み”、無線通信装置１３および１４に関しては“未”と示している。情報蓄積部５６に蓄積する場合は、前記のように受信状態１５２を無線通信装置毎に蓄積する方法以外に、無線通信装置の情報そのものを蓄積することにより受信状態１５２が“済み”であり蓄積しないことにより受信状態１５２が“未”であるとする方法もある。そして、無線通信装置１３および１４は問題なく動作しているものとする。ここで４周期目のタイマー満了時にトポロジー表示を行う場合、無線通信装置１３および１４が障害になった、または存在しなくなった、または無線通信装置１３および１４と他の無線通信装置間の通信が出来なくなったかどうか判断することが出来ずに、例えば図１の無線リンク１１ｂおよび１２ａを表示しないことにより無線通信装置１３および１４が存在しなくなったと判断する。

このように一時的な収集タイミングの揺らぎによりトポロジー表示が出来なくなることを回避するために、表示更新周期１５３を設け、情報収集周期１５０の１周期前の受信状態１５２でトポロジー表示を行う。図７において、表示タイマー６１が表示更新周期１５３の画面更新Ｄのタイミングで満了した場合（これを周期Ｎとする）、表示対象１５４の画面更新Ｄと示したように３周期目の情報収集周期１５０（すなわち周期Ｎ−１）で確定した受信状態１５２を用いて、トポロジー表示を行う。つまり、表示更新周期１５３において、画面更新Ｂのタイミングから画面更新Ｃのタイミングまでの間は、情報収集周期１５０の１周期において受信した情報収集応答３１から３４の内容に従ったトポロジー表示を行う。画面更新Ｃのタイミングになると、情報収集周期１５０の２周期において受信した情報収集応答３１から３４の内容に従ったトポロジー表示を開始する。画面更新Ｄのタイミングになると、情報収集周期１５０の３周期において受信した情報収集応答３１から３４の内容に従ったトポロジー表示を開始する。

情報収集周期１５０の長さは情報収集タイマー５３が起動してから満了するまでの長さに一致する。情報収集タイマー５３の満了時間は、無線監視装置１０と全ての無線通信装置間の伝搬および処理遅延と、無線伝搬品質や干渉などによるメッセージの誤りを考慮して決定される。一方、表示更新周期１５３の長さは表示タイマー６１が起動してから満了するまでの長さに一致する。トポロジー生成部５７は表示タイマー６１の満了時に情報収集周期１５０の１周期前の受信状態１５２を確認するため、表示タイマー６１の満了時間については情報収集タイマー５３のような考慮は必要ない。しかし、表示タイマー６１の満了時間は、表示部６０にトポロジー表示する遅延時間を考慮して決定する必要がある。

このように、本実施の形態の無線監視装置１０は、情報収集周期１５０と画面表示の更新周期（表示更新周期）をずらしたため、すなわち、表示タイマーの満了時に情報収集の１周期前の受信状態を確認してトポロジー表示を行うようにしたため、トポロジー表示タイミングが不規則になることが原因でユーザが感じる違和感を緩和できるとともに、正確なトポロジー表示を行うことができる。

実施の形態３．
以上の実施の形態２では、トポロジー表示について説明したが、実施の形態３では、無線伝送時に発生する情報の伝搬遅延や紛失を考慮した通信状態の取得タイミングについて説明する。なお、無線通信システムの構成は、実施の形態１と同様とする（図１参照）。無線監視装置１０、無線通信装置１１から１４の構成も実施の形態１と同様とする（図５，図６参照）。

通信状態とは、例えば、電波強度やスループット、誤り率などである。実施の形態２のトポロジーに関する情報や電波強度は、ある特定のタイミングで取得した情報に基づいて表示することができる。しかし、スループットや誤り率はある特定の２つの情報を用いる必要がある。例えば、１周期目の累積受信パケットサイズが１０００バイト、時刻が１時１０分２０秒、２周期目の累積受信パケットサイズが２０００バイト、時刻が１時１０分２２秒、スループットはパケットサイズの差÷時間＝（２０００−１０００）×８÷２＝４０００ビット／秒となる。ここで２周期目の通信状態が取得できなかった場合、１周期目と次の３周期目の通信状態を適用するという方法がある。累積のスループットを表示する場合はこの方法でよいが、時々刻々のスループットを表示する場合は、前記の場合１周期目と２周期目の通信状態でスループットを表示することが望ましく、この場合はスループットが計算できない状態になる。

図７を用いて説明する。無線通信装置１１と無線通信装置１４の通信状態を取得するためには、表示タイマー６１が表示更新周期１５３で示される画面更新Ｄのタイミングで満了した場合、表示対象１５４の画面更新Ｄと画面更新Ｃで示したように２周期目（すなわち２周期前）と３周期目（すなわち１周期前）の情報収集周期１５０で確定した受信状態１５２を用いて、通信状態表示を行う。通信状態は通信状態生成部５８が、情報蓄積部５６で保持されているリンク情報（物理リンク速度、送信フレーム数など）に基づいて特定する。

このように、本実施の形態の無線監視装置において、通信状態生成部５８は、通信状態表示を行うために、表示タイマーの満了時に情報収集の１周期前と２周期前の受信状態を確認し、通信状態を特定するようにしたため、通信状態表示タイミングが不規則になることが原因でユーザが感じる違和感を緩和できるとともに、正確な通信状態表示を行うことができる。

実施の形態４．
実施の形態２では、無線監視装置１０が無線通信装置１１から１４から情報収集応答３１から３４を受信した場合について説明したが、本実施の形態では、情報収集応答３１から３４を受信できなかった場合の動作について説明する。なお、無線通信システムの構成は、実施の形態１と同様とする（図１参照）。無線監視装置１０、無線通信装置１１から１４の構成も実施の形態１と同様とする（図５，図６参照）。

本実施の形態の無線監視装置１０は、情報収集応答３１から３４の受信結果に基づいて通信障害の発生の有無を判定し、障害を検知した場合には、障害の発生箇所を表示する。具体的には、状態判定用のしきい値を設定し、情報収集応答を連続して受信できなかった回数がしきい値以下の場合には障害状態と判断し、その旨を表示部６０へ表示する。また、情報収集応答を連続して受信できなかった回数がしきい値を超えた場合には不明状態と判断し、その旨を表示部６０へ表示する。なお、本明細書では、通信が一時的に不可能となった場合を“障害状態”、通信が長期間にわたって不可能となった場合を“不明状態”と呼ぶ。

図８、図９および図１０を参照しながら具体的な動作例について説明する。図８は、実施の形態４のトポロジー表示更新動作の一例を示す図である。図９および図１０は、表示部６０へのトポロジー表示の一例を示す図である。上記の状態判定用のしきい値が「２」であるものとして説明を行う。

図８に示したように２周期目の情報収集周期１５０で確定した受信状態１５２において、無線通信装置１３の受信状態１５２が、この情報収集周期１５０で情報収集応答３３を受信していないことを示す“未”であるとする。このとき、表示タイマー６１が表示更新周期１５３の画面更新Ｃのタイミングで満了すると、無線監視装置１０のトポロジー生成部５７は、表示対象１５４の画面更新Ｃの受信状態を確認する。具体的には、まず、情報蓄積部５６に蓄積された、情報収集周期１５０の２周期目において各無線通信装置から受信した情報収集応答に基づき作成されたリストを取得する。このリストは、図７や図８に示した収集対象１５１および受信状態１５２に相当する。表示タイマー６１が表示更新周期１５３の画面更新Ｃのタイミングで満了した場合には、情報収集周期１５０の２周期目に対応する収集対象１５１および受信状態１５２のリストを取得する。次に、取得したリストの受信状態（図８の受信状態１５２に相当する情報）を確認し、各無線通信装置から情報収集応答を受信したか否かを確認する。その結果、無線通信装置１１の受信状態１５２が“済み”、無線通信装置１２の受信状態１５２が“済み”、無線通信装置１３の受信状態１５２が“未”、無線通信装置１４の受信状態１５２が“済み”であることが分かる。無線通信装置１３の受信状態１５２が“未”であり、情報収集応答３３を受信できなかったため、次に、トポロジー生成部５７は、前の周期（１周期目）における無線通信装置１３の受信状態１５２を確認する。前の周期における無線通信装置１３の受信状態１５２は、情報蓄積部５６で保持されている情報を確認することにより知ることができる。無線通信装置１３の受信状態１５２が前の周期でも“未”の場合、少なくとも２回連続で情報収集応答３３を受信できなかったことがわかる。しかし、情報収集応答を連続して受信できなかった回数が状態判定用しきい値を超えたか否かはまだ分からないため、さらに前の周期（２周期前）における無線通信装置１３の受信状態１５２を確認する。確認した結果、２周期前における無線通信装置１３の受信状態１５２が“済み”であれば、連続受信失敗回数が状態判定用しきい値以下であることがわかる。そのため、トポロジー生成部５７は、無線通信装置１３が“障害状態”と見なし、図９のように無線通信装置１３の上に“障害状態”を示す障害マーク１６を表示する。無線リンク１２ａに障害マーク１５を表示するようにしてもよい。これに対して、２周期前における無線通信装置１３の受信状態１５２が“未”であれば、連続受信失敗回数が状態判定用しきい値を超えているため、図１０のように、無線通信装置１３の上の障害マーク１６の表示は行わない。また、無線リンク１２ａの表示を行わないようにして、“不明状態”であることを通知する。無線リンク１２ａの表示を行わない場合、これは無線通信装置１３が障害や停止によりこれ以上通信ができなくなったことを示し、物理的には存在していることを示している。

図１１を参照しながらトポロジー生成部５７の動作をさらに詳しく説明する。図１１は、トポロジー生成部５７の動作例を示すフローチャートであり、表示タイマー６１が満了した場合に実行する動作を示している。

トポロジー生成部５７は、例えば、情報収集周期１５０（図７、図８参照）が周期Ｎの状態において表示タイマー６１の満了を検出すると（ステップＳ１）、情報蓄積部５６から周期Ｎ−１における応答受信結果のリストを取得する（ステップＳ２）。ここで、応答受信結果のリストとは、情報収集タイマー５３が起動してから満了するまでの間（周期Ｎ−１）における各無線通信装置からの情報収集応答の受信結果リストである。応答受信結果は、図８の受信状態１５２に相当する情報である。そして、取得したリストの先頭の情報（図８の例であれば、無線通信装置１１の応答受信結果）を取得し（ステップＳ３）、応答受信結果が“済み”か否か（情報収集応答を受信済みか否か）を確認する（ステップＳ４）。情報収集応答を受信済みの場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、リストの先頭の情報（すなわち無線通信装置１１）に対応する受信ミス検出カウンタをリセットする（ステップＳ５）。受信ミス検出カウンタとは、情報収集応答を何回連続して失敗したかを示すカウンタである。受信ミス検出カウンタをリセットすると、次に、ステップＳ２で取得したリストに次（最初の繰り返し処理であれば先頭から２番目）の情報（図８の例であれば、無線通信装置１２の応答受信結果）が存在するか否かを確認し（ステップＳ６）、情報が存在している場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、次の情報（図８の例であれば、無線通信装置１２の応答受信結果）を取得する（ステップＳ７）。そして、取得した情報を対象として、上述したステップＳ４およびこれに続く処理を実行する。一方、上記リストに次の情報が存在しない場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、必要に応じて表示部６０へのトポロジーの表示を更新して動作を終了する（ステップＳ１４）。例えば、一時的に発生していた障害が解消された場合には、障害マーク（図９に示した障害マーク１５や１６に相当）の表示を消す。

これに対して、上記のステップＳ４において、応答受信結果が“未”すなわち情報収集応答を受信していないと判断した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、受信ミス検出カウンタの値Ｍに１を加算し（ステップＳ８）、受信ミス検出カウンタの値Ｍが状態判定用のしきい値よりも大きいか否かを確認する（ステップＳ９）。Ｍ≦しきい値の場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、情報蓄積部５６から周期Ｎ−１−Ｍの情報収集周期における応答受信結果を取得する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０で取得する応答受信結果は、ステップＳ３またはステップＳ７で取得した情報に対応する、周期Ｎ−１−Ｍの情報収集周期における応答受信結果である。例えば、ステップＳ３で無線通信装置１１の応答受信結果を取得し、この応答受信結果が“未”かつ「受信ミス検出カウンタ値Ｍ≦しきい値」の場合、周期Ｎ−１−Ｍの情報収集周期における無線通信装置１１の応答受信結果を取得する。応答受信結果が“済み”（情報収集応答を受信済み）の場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、障害検出と判断し、表示部６０に“障害状態”を示す障害マーク（図９に示した障害マーク１６に相当）を表示させ（ステップＳ１２）、ステップＳ６へ遷移する。一方、ステップＳ１１で取得した応答受信結果が“未”（情報収集応答を未受信）の場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ８へ遷移してステップＳ８およびこれに続く処理を繰り返す。また、上記ステップＳ９において、しきい値＜Ｍと判断した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、不明状態と判断し、その旨を示す表示を行うよう表示部６０を制御し（ステップＳ１３）、ステップＳ６へ遷移する。例えば、無線通信装置１３に対応する受信ミス検出カウンタ値Ｍがしきい値（状態判定用しきい値）を超えた場合、表示部６０は、図１０に示したような表示（無線通信装置１２と１３の間の無線リンク１２ａを消した状態の表示）を行う。

このように、本実施の形態の無線監視装置においては、同じ無線通信装置からの情報収集応答を連続して失敗した回数がしきい値を超えたか否かに応じて異なる表示、具体的には、しきい値以下の場合には、一時的な障害（軽度の障害）と判断してその旨を示す表示を行い、しきい値を超えた場合には、不明状態（長時間にわたって通信ができなくなる重度の障害）と判断し、その旨を示す表示を行う。これにより、一時的な誤りや伝搬遅延により通信状態が悪化した場合でも、正確なトポロジー表示を行うことが可能となる。また、継続した誤りや伝搬遅延により通信状態が悪化した場合でも、正確なトポロジー表示を行うことが可能となる。

なお、本実施の形態では、無線監視装置１０が、情報収集応答３１から３４の受信結果に基づいて障害発生の有無を判定することとしたが、無線通信装置１１から１４において障害発生を検知し、情報収集応答に含ませる装置情報１１０やリンク情報１２０に“障害状態”を付加して無線監視装置１０へ送信することも可能である。この場合も前記と同様に障害マーク１５や１６を無線リンク１２ａや無線通信装置１３に付けることが可能である。

実施の形態５．
本実施の形態では、実施の形態４のトポロジー生成部５７が実行する動作とは異なる動作について説明する。なお、無線通信システムの構成は、実施の形態１と同様とする（図１参照）。無線監視装置１０、無線通信装置１１から１４の構成も実施の形態１と同様とする（図５，図６参照）。

図１２は、実施の形態５のトポロジー生成部５７の動作例を示すフローチャートであり、表示タイマー６１が満了した場合に実行する動作を示している。なお、実施の形態４で説明した処理と同じ処理には同一のステップ番号を付している（図１１参照）。図１２に示したフローチャートは、図１１に示したフローチャートのステップＳ５とＳ６の間にステップＳ２１からＳ２４を挿入するとともに、ステップＳ１０からＳ１３をステップＳ２５からＳ２８に置き換えたものである。本実施の形態では、実施の形態４とは異なる部分について説明を行う。ただし、ステップＳ４において、情報収集応答を受信していないと判断した場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、遷移先はステップＳ６となる。

本実施の形態のトポロジー生成部５７はステップＳ５において受信ミス検出カウンタをリセットすると、次に、情報蓄積部５６から隣接リンク識別情報のリストを取得する（ステップＳ２１）。このステップＳ２１で取得する隣接リンク識別情報のリストは、ステップＳ３またはステップＳ７で取得した情報に対応する隣接リンク識別情報のリストである。例えば、ステップＳ３で無線通信装置１１の応答受信結果を取得し、この応答受信結果が“受信”の場合、無線通信装置１１の隣接リンク識別情報、具体的には、無線リンク１１ａおよび１１ｂの識別情報を取得する。次に、リストの先頭の隣接リンク識別情報に対応する無線通信装置から情報収集応答を受信済みか否かを確認する（ステップＳ２２）。この確認は、ステップＳ２で取得したリスト（応答受信結果のリスト）を確認することにより可能である。情報収集応答を受信済みの場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、対応する接続線（リストの先頭の隣接リンク識別情報に対応する無線リンク）を表示部６０へ表示する（ステップＳ２３）。例えば、ステップＳ３で無線通信装置１１の応答受信結果を取得し、かつステップＳ２２において、無線通信装置１２から情報収集応答を受信済みと判断した場合、無線リンク１１ａを表示する。ステップＳ７で無線通信装置１２の応答受信結果を取得し、かつステップＳ２２において、無線通信装置１３から情報収集応答を受信済みと判断した場合、無線リンク１２ａを表示する。

次に、ステップＳ２１で取得したリストに次（最初の繰り返し処理であれば先頭から２番目）の隣接リンク識別情報が存在するか否かを確認し（ステップＳ２４）、存在する場合（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、ステップＳ２２およびＳ２３を再度実行する。一方、次の隣接リンク識別情報が存在しない場合（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ６を実行する。

これに対して、ステップＳ２２での判定が「Ｎｏ」、すなわち、情報収集応答を受信していないと判断した場合には、ステップＳ８へ遷移する。そして、ステップＳ８の次に実行するステップＳ９での判定が「Ｎｏ」の場合、すなわち、Ｍ≦しきい値の場合、ステップＳ４で情報収集応答を受信済みか否かを確認した無線通信装置（第１の無線通信装置とする）と、ステップＳ２２で情報収集応答を受信済みか否かを確認した無線通信装置（第２の無線通信装置とする）とについて、周期Ｎ−１−Ｍの情報収集周期における応答受信結果を情報蓄積部５６から取得する（ステップＳ２５）。そして、取得した応答受信結果を確認し、第１の無線通信装置および第２の無線通信装置の双方から情報収集応答を受信済みの場合（ステップＳ２６：Ｙｅｓ）、第１の無線通信装置と第２の無線通信装置の間の無線リンク（接続線）に障害マークを表示し（ステップＳ２７）、ステップＳ２４へ遷移する。例えば、第１の無線通信装置が無線通信装置１２、第２の無線通信装置が無線通信装置１３の場合、図９に示したように、無線リンク１２ａの上に障害マーク１５を表示する。

第１の無線通信装置および第２の無線通信装置の少なくとも一方から情報収集応答を受信していない場合（ステップＳ２６：Ｎｏ）、ステップＳ８へ遷移してステップＳ８およびこれに続く処理を繰り返す。

また、上記ステップＳ９において、しきい値＜Ｍと判断した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、不明状態と判断し、その旨を示す表示を行うよう表示部６０を制御し（ステップＳ２８）、ステップＳ２４へ遷移する。例えば、無線通信装置１２および１３を対象としてステップＳ２２、Ｓ８およびＳ９を実行し、その結果、ステップＳ９における判定が「Ｙｅｓ」となった場合、表示部６０は、図１０に示したような表示（無線通信装置１２と１３の間の無線リンク１２ａを消した状態の表示）を行う。

本実施の形態の無線監視装置における制御を適用した場合でも実施の形態４と同様の効果を得ることができる。すなわち、一時的な誤りや伝搬遅延により通信状態が悪化した場合でも、正確なトポロジー表示を行うことが可能となる。また、継続した誤りや伝搬遅延により通信状態が悪化した場合でも、正確なトポロジー表示を行うことが可能となる。

実施の形態６．
本実施の形態では通信状態の表示方法について説明する。なお、無線通信システムの構成は、実施の形態１と同様とする（図１参照）。無線監視装置１０、無線通信装置１１から１４の構成も実施の形態１と同様とする（図５，図６参照）。

図１はトポロジー全体の表示を行うものであるが、通信状態を表示するためには視認性が悪くなる可能性がある。そのため、本実施の形態の無線監視装置１０では、特定の２つの無線通信装置を指定してその間の通信状態を表示するようにする。通信状態を表示する無線通信装置の数は、無線監視装置１０の表示部６０の大きさや解像度に依存して決められるものとする。

図１３は、図１において無線通信装置１１と無線通信装置１３を指定した後の通信状態表示画面の一例を示す図である。図１３に示した例では、無線通信装置１１と無線通信装置１３の間に無線通信装置１２もあるため、これも表示している。従来の技術では、電波強度８０のように無線通信装置間の無線品質のみを表示していたが、これだけでは実際に通信できる状態かどうか明確ではなかったため、本実施の形態の無線監視装置１０は、スループット８１や誤り率８２を表示する。スループット８１は方向性があるため、各方向に対して線の太さでスループットの大小を表示する。誤り率８２は方向性があるため、各方向に対して、例えば、顔の表情で誤り率の大小を表示する。図１３では線の太さや顔の表情で状態を表現するようにしたが、スループットや誤り率の大小を表示できるものであれば、他の手段を用いても良い。また、線の太さや顔の表情の変化は、それぞれスループットや誤り率の値によって変更できるようにしておくことによって、実際に使用する無線システムの環境やユーザの要求に対応することができる。

図１３のような電波強度８０、スループット８１、誤り率８２の通信状態は、実施の形態３で説明したように、情報収集応答３１から３４に付与されたリンク情報１２０から得られている。従って、最新の電波強度８０、スループット８１、誤り率８２の値を表示したり、過去の電波強度８０、スループット８１、誤り率８２のグラフを表示したりすることも可能である。

図１４は、電波強度８０、スループット８１、誤り率８２の通信状態をトポロジー表示画面で表示する一例を示す図である。通信状態をより簡易な表示で示すことにより、通信状態表示画面がなくてもある程度の情報をユーザに示すことが可能となる。例えば、誤り率が非常に悪くなった状態をトポロジー表示画面に注意マーク１７を表示して通知する。注意マーク１７で示されるのは、電波強度やスループットでも良く、ユーザの要求でどの通信状態を示すか決めることができる。

以上のように、本実施の形態によれば、スループットと誤り率を表示するようにしたので、通信可否の状態を視認性よく表示することが可能となる。

以上のように、本発明にかかるネットワーク監視装置は、複数の無線通信装置により形成された無線通信ネットワークのトポロジーを特定し、利用者に通知するネットワーク監視装置に適している。

１０無線監視装置、１１から１４無線通信装置、１０ａから１２ａ、１１ｂ無線リンク、１５，１６障害マーク、１７注意マーク、２１から２４情報収集要求、３１から３４情報収集応答、５１無線伝送部、５２，５４情報収集部、５３情報収集タイマー、５５トポロジー管理部、５６情報蓄積部、５７トポロジー生成部、５８通信状態生成部、６０表示部、６１表示タイマー、６２グラフ生成部、７０装置情報蓄積部、７１隣接リンク情報蓄積部、８０電界強度、８１スループット、８２誤り率、１００パケットヘッダ、１１０装置情報、１１２隣接リンク数、１１４隣接リンク識別情報、１２０リンク情報、１５０情報収集周期、１５１収集対象、１５２受信状態、１５３表示更新周期、１５４表示対象。

Claims

無線通信ネットワークを形成している無線通信装置を監視してトポロジーを表示するネットワーク監視装置であって、
前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々に対して、無線通信ネットワークのルートに該当するか否かを示す情報である第１情報および他の無線通信装置との接続状態に関する情報である第２情報の送信を要求する情報収集手段と、
前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々から受信した前記第１情報および前記第２情報に基づいて前記無線通信ネットワークのトポロジーを特定するトポロジー特定手段と、
前記トポロジー特定手段により特定されたトポロジーを表示する表示手段と、
を備えることを特徴とするネットワーク監視装置。
前記情報収集手段が前記無線通信装置の各々に対して前記要求を行うタイミングである情報要求タイミングを決定する情報収集タイマーと、
前記表示手段が前記表示を更新するタイミングである表示更新タイミングを決定する表示タイマーと、
を備え、
前記表示手段が前記表示を更新するタイミングとなった場合、前記トポロジー特定手段は、前記情報収集タイマーが決定した最新のタイミングの一つ前のタイミングにおいて受信した前記第１情報および前記第２情報に基づいてトポロジーを特定することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク監視装置。
前記第２情報に基づいて、隣接している無線通信装置の間の無線リンクにおける通信状態を特定する通信状態特定手段、
を備え、
前記表示手段が前記表示を更新するタイミングとなった場合、前記通信状態特定手段は、前記情報収集タイマーが決定した最新のタイミングの一つ前のタイミングにおいて受信した前記第２情報と、二つ前のタイミングにおいて受信した前記第２情報とに基づいて前記通信状態を特定することを特徴とする請求項２に記載のネットワーク監視装置。
前記トポロジー特定手段は、特定の無線通信装置から前記第１情報および前記第２情報を連続して受信できなかった回数がしきい値以下の場合、前記特定の無線通信装置で障害が発生していると判断して障害発生を示すマークを前記表示部へ表示させることを特徴とする請求項１、２または３に記載のネットワーク監視装置。
前記トポロジー特定手段は、特定の無線通信装置から前記第１情報および前記第２情報を連続して受信できなかった回数がしきい値を超えた場合、前記特定の無線通信装置である第１の無線通信装置と、当該第１の無線通信装置に隣接しかつ当該第１の無線通信装置から送信された前記第１情報および前記第２情報を中継する無線通信装置である第２の無線通信装置との接続を示す接続線の表示を消去することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のネットワーク監視装置。
前記表示手段は、前記トポロジーとともに無線通信装置間の通信状態を表示することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のネットワーク監視装置。
無線通信ネットワークを形成している無線通信装置を監視してトポロジーを表示するネットワーク監視装置におけるネットワーク監視方法であって、
前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々に対して、無線通信ネットワークのルートに該当するか否かを示す情報である第１情報および他の無線通信装置との接続状態に関する情報である第２情報の送信を要求する情報要求ステップと、
前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々から前記第１情報および前記第２情報を受信する情報受信ステップと、
前記無線通信ネットワークを形成している無線通信装置の各々から受信した前記第１情報および前記第２情報に基づいて前記無線通信ネットワークのトポロジーを特定するトポロジー特定ステップと、
前記トポロジー特定ステップで特定したトポロジーを表示部へ表示する表示ステップと、
を含むことを特徴とするネットワーク監視方法。