JP4081472B2 - ネットワーク装置のクラスタ管理方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク装置に関し、特にクラスタ形態における、トランスファコントロールプロトコル／インターネットプロトコールのネットワーク装置を管理する方法とその装置に関する。

ネットワークの規模と範囲が急速に拡大し、人々の活動がさらにネットワークサービスに依存するようになってきており、ネットワークの負荷がより重くなってきているので、ネットワークの加入者の観点からだけでなくネットワークの管理者の観点からも、ネットワークの管理を効率的に行うことはますます差し迫った事柄となってきている。

今日のネットワーク環境において、以下に示すように、ネットワーク装置を管理するために主として３つの方法がある。

第１の方法は、ネットワーク装置の構成管理を実行するために、シリアルポートを介して管理対象のネットワーク装置にネットワーク管理装置を直接接続する方法である。この方法の主たる利点は他の付加的な装置を必要とせず単純な管理方法となる点である。従って、シリアルポートを介して管理対象の直接ネットワーク装置に接続するので、その設定を行うときに管理ＩＰアドレスを割り振る必要がない。しかしながら、ネットワーク装置は広い範囲に分布しているので、特に、電気通信会社において、ネットワーク中に多数のデータ装置が存在しているので、このような管理方法は不可避的な保守の困難さをもたらし過大な作業負荷の原因となる。

第２の方法は、Simple Network Management Protocol （ＳＮＭＰ）又はTerminal Emulation Protocol（ＴＥＬＮＥＴ）に基づき遠隔からＴＣＰ／ＩＰネットワーク装置を管理する方法である。第１の方法と比較して、ネットワーク管理手順が標準のＩＰプロトコルスタックに組み込まれるので、実施が容易であり作業負荷も低い。加えて、他の装置との相関も小さいので、管理者は、ネットワーク管理端末又はＴｅｌｎｅｔエミュレーション端末を通してネットワーク装置の遠隔管理を行うことができる。しかしながら、この方法の主な欠点は、管理対象の各ネットワーク装置に公的なネットワークＩＰアドレスを割り振らなければならないことであり、これによりＩＰアドレスのリソースが消費され、特に、多くの装置を持つ電気通信会社のネットワークにおいて、この欠点はさらに厳しいものとなる。

最後の方法は、第２の方法に基づき提案されたものであり、この中核となる考え方は、ネットワーク装置の管理を行うために、装置の製造業者により割り振られたネットワーク装置のシリアル番号を装置のアドレスとして採用するものである。従って、このような方法によりＩＰアドレスのリソースは節約されるが、この方法は特定の製造業者の装置に適用可能であり、ネットワーク管理プログラムは私的なプロトコルスタック上を走り、それゆえ、管理プロトコルはほとんど開放性が無く、異なった製造業者のネットワーク装置に統合された管理を行うことが不可能となる。

本発明の目的は、ネットワーク装置のクラスタ管理の方法を提供すことであり、これにより、少ないＩＰアドレスリソースで大量のＴＣＰ／ＩＰネットワーク装置の管理を集中的に行うことができ、作業負荷が軽減されネットワーク管理が簡略化される。

本発明の他の目的は、ネットワーク装置のクラスタ管理装置を提供すことである。

上記目的を達成するために、本発明に係るネットワーク装置のクラスタ管理の方法によれば、複数のネットワーク装置がクラスタを具備し、ここで、少なくとも１つのネットワーク装置はクラスタ管理装置として設定され公的なＩＰアドレスが設定されており、他のネットワーク装置は私的なＩＰアドレスが設定され更新され、前記クラスタ管理装置によりルートが定められることを特徴とし、前記クラスタ管理装置は以下のステップによりクラスタ中のネットワーク装置を管理する。

（Ａ）前記クラスタ管理装置により、クラスタ中のネットワーク装置と前記ネットワーク管理装置との間に前記クラスタ管理装置を介してＩＰデータチャンネルを確立するステップと、
（Ｂ）前記ネットワーク管理装置により、前記ＩＰデータチャンネルを通してクラスタ中のネットワーク装置の管理を行うステップ。

ネットワーク装置の上記管理方法において、前記クラスタ管理装置は、他のネットワーク装置に私的なＩＰアドレスの設定と更新を行い、そして、ネットワークの接続形態についての情報とクラスタにおけるネットワーク装置の装置情報とに従いルーティングを行うことが好ましい。さらには、前記管理装置は、他のネットワーク装置に、ダイナミックに私的なＩＰアドレスの設定と更新を行うことがより好ましい。

ネットワーク装置の上記管理方法において、前記クラスタは複数の前記クラスタ管理装置を具備することが好ましく、前記クラスタ管理装置の内の１つは、私的なＩＰアドレスの設定と更新の管理、前記クラスタにおける前記ネットワーク装置のルーティング、及び、前記ネットワーク管理装置と前記クラスタ中のネットワーク装置の通信の責任を担う。前記クラスタ管理装置が故障した場合、他のクラスタ管理装置の内の一つが、あらかじめ定められた手段により、私的なＩＰアドレスの設定と更新の管理、前記クラスタにおける前記ネットワーク装置のルーティング、及び、前記ネットワーク管理装置と前記クラスタ中のネットワーク装置の通信を引き受けるよう指定される。

本発明において、前記複数のネットワーク装置は以下のステップを通じてクラスタを構成する。

（１）ネットワーク中の装置をクラスタ管理装置として指定し、前記ネットワーク管理装置によりこれに対応して前記装置を設定するステップ
（２）前記クラスタ管理装置により、前記ネットワーク中の指定のホップ数内において前記ネットワークの接続形態の情報を取得する形態取得処理工程を開始するステップ
（３）前記クラスタ管理装置から得られた接続形態情報に従い、前記接続形態における前記クラスタに追加するための候補となる装置を指定し、ネットワーク管理装置によりクラスタメンバ装置の追加処理を開始するよう前記クラスタに連絡するステップ
（４）前記候補となる装置が前記クラスタのメンバ装置となるように、前記指定された候補となる装置を前記クラスタに追加し、前記クラスタ管理装置により前記候補となる装置をこれに対応して設定するステップ
（５）前記クラスタが確立した後、クラスタ管理装置により前記クラスタ中のメンバ装置を管理し、標準のネットワークアドレストランスレーション（ＮＡＴ）処理を経由して、前記クラスタの外部から来て前記メンバ装置へ向かう管理メッセージを対応するメンバ装置に処理のために送り、前記メンバ装置により通常の処理工程に従って前記管理メッセージを処理するステップ
ステップ（１）に記載したような、対応する前記クラスタ管理装置の設定には、前記装置の以下の項目すなわち、クラスタ名、クラスタのイネーブル状態、クラスタの管理ＩＰアドレスプール、クラスタの状態保持時間、メンバ装置のハンドシェイク時間間隔、前記クラスタ中のクラスタ管理装置の役割、及びクラスタ管理装置のＩＰアドレス、についての設定が含まれる。

ステップ（４）における、前記クラスタに候補となるネットワーク装置を追加する工程は、
（Ａ１）前記クラスタ管理装置により前記クラスタに追加することができる、候補となるネットワーク装置にクラスタ追加要求を送るステップと、
（Ａ２）各候補となる装置により前記クラスタの状況に応じてクラスタに追加できるかどうかを決定するステップであって、候補となる装置を前記クラスタに追加できない場合は、拒否応答をフィードバックしクラスタ追加処理を停止し、それ以外の場合は、クラスタ管理装置に受諾応答をフィードバックすることを特徴とするステップと、
（Ａ３）候補となる装置からの前記応答を受信した後、もし前記候補となる装置が前記クラスタに追加されることを受諾したならば、前記クラスタ管理装置は、私的なＩＰアドレス、メンバ数、ハンドシェイク間隔、状態保持時間、等を含む設定メッセージを前記候補となる装置に送り、前記メッセージを受信した後、それに対応して候補となる装置を設定し、前記設定の後、前記クラスタ管理装置に完全な応答を送るステップと、
を具備する。

ステップ（Ａ２）において、候補となる装置自身を前記クラスタに追加することができるかどうかの判断は、前記候補となる装置がすでに他のクラスタにあるかどうか、及び前記候補となる装置のソフトウエア版がクラスタ管理をサポートするかどうかを判断することにより行われる。

ステップ（Ａ２）において、前記クラスタ管理装置に前記クラスタに追加することを受諾する応答をフィードバックする前に、前記候補となる装置は、スーパーユーザパスワードがそれ自身に用いられているかどうかを判断し、もしスーパーユーザパスワードが設定されていない場合は、前記候補となる装置は前記クラスタに直接追加されるべきとの受諾応答のメッセージをフィードバックする。もし、スーパーユーザパスワードが設定されている場合は、前記候補となる装置は、前記クラスタ管理装置に認証要求をフィードバックし、次いで、前記クラスタ管理装置から送られてきた認証情報に従って前記候補となる装置が自らを認証する。認証が成功した場合は、前記候補となる装置は、前記クラスタに追加すべきとの受諾応答をフィードバックし、それ以外の場合は、前記クラスタに追加することを拒否する応答を前記クラスタ管理装置にフィードバックする。

ステップ（４）において前記クラスタに追加される各メンバ装置に必要な設定には、以下の項目すなわち、メンバ装置の番号、メンバ装置の私的なＩＰアドレス、メンバ装置の名前、メンバ装置の状態、メンバ装置の運転状態、及びクラスタ管理パスワードの設定が含まれる。

ステップ（４）において前記クラスタに追加される各メンバ装置の設定は、以下のフィールドを具備するデータ構造により行われる。

ネットワークタイプ：前記が存在するネットワークのタイプを特定するように計画されている
物理アドレス：前記ネットワーク中の装置の物理的なアドレスを特定するよう計画されている
上記ネットワーク装置管理装置において、ステップ（１）で、前記クラスタ管理装置は、前記クラスタ管理装置を介して、前記ネットワーク管理装置と、ストリームトランスフォーム技術又はネットワークアドレストランスレーション技術を有するネットワーク装置との間のＩＰデータチャンネルを確立する。

本発明に係るネットワーク装置の前記クラスタ管理機構は、クラスタ設備管理装置とクラスタ設備管理装置に結合されるメンバ装置からなり、
前記クラスタ設備管理装置は、
メンバ装置の管理メッセージに対するネットワークアドレス変換を行うよう計画された、アドレス変換モジュールと、
メンバネットワーク装置に私的なＩＰアドレスの割り振りを行うよう計画された、ダイナミックホストコンフィギュレーションプロトコル（ＤＨＣＰ）類似モジュールと、
アドレス変換モジュールＡ１１、ＤＨＣＰ類似モジュールＡ１２、及び形態情報処理モジュールＡ１４と個々に接続され、通常の処理工程に従ってメンバ装置が管理メッセージを処理することができるように、集中的にメンバネットワーク装置を管理し、前記クラスタの外部から来てメンバ装置に向かう管理メッセージを処理するためにそれぞれメンバ装置に送るよう計画された、第１のクラスタメンバ管理モジュールと、
ネットワークの接続形態を検出し、前記ネットワーク中の指定のホップ数内においてネットワークの接続形態の情報を取得するよう計画された、第１の形態情報処理モジュールと、
を具備し、
前記メンバ装置は、
前記メンバ装置端でクラスタ管理を実行するよう計画された、第２のクラスタメンバ管理モジュールと、
隣接する装置の検出を行い形態情報獲得要求に応答／形態情報獲得要求の転送を行うよう計画された、第２の形態情報処理モジュールと、
を具備する。

本発明は、（私的なＩＰアドレスの割り振りと特定を含んで）前記クラスタに各メンバ装置を追加するよう設定することにより、既知のＩＰプロトコルスタックに組み込むことができることが上記の説明からわかる。従って、実行が容易であり十分開放性があり、異なった製造業者のネットワーク装置を管理することを容易にする。ネットワーク装置の管理において私的なＩＰアドレスを用いることにより、貴重な公的なネットワークＩＰアドレスを節約する。加えて、本発明は装置の管理メッセージを転送するために標準のＮＡＴを用いるので、ハードウエアにて実行することが容易であり、それにより、本発明の一般性を向上させ、前記管理装置のＣＰＵ負荷を削減し、多数のネットワーク装置の管理を集中して行うことができる。従って、本発明により、効率的なネットワーク装置の管理を行うことができる。

本発明の中核となる考え方は、複数のネットワーク装置がクラスタを構成し、クラスタ管理装置として示された前記ネットワーク装置は公的なＩＰアドレスが割り振られ、他のネットワーク装置は、クラスタ管理装置により設定され更新される私的なＩＰアドレス部分を用いる。クラスタ管理装置はクラスタ全体に対する外部からの唯一の管理インターフェースである。言い換えれば、ネットワーク管理装置がクラスタにおけるいかなるネットワーク装置に対してアクセス又は管理を試みるときはいつも、クラスタ管理装置を介してＩＰデータチャンネルが確立されなければならない。このようにして、クラスタ内のネットワーク装置は集中的に管理される。上記の公的なＩＰアドレスは、クラスタ外部のネットワーク管理装置により設定されるか又は、加入者によりクラスタ管理装置上に設定される。

図１は、本発明の方法を用いたクラスタ管理システムの概略図である。図１に示す通り、ネットワーク管理装置ステーションのＩＰアドレスは６９．１１０．１．１００である。ネットワーク管理運営者はクラスタ内のネットワーク装置をコマンドスイッチ（通常Ｌａｙ−３スイッチ又は性能の良いネットワーク装置）により指定し、これに対して公的なアドレス６９．１１０．１．１を割り振っている（例えば、ネットワーク管理装置のコマンドラインインターフェース又はコマンドスイッチのコマンドラインインターフェースにより設定される）。クラスタ内にバックアップスイッチ（通常Ｌａｙ−３スイッチ又は性能の良いネットワーク装置）と、メンバスッチ１〜３（通常Ｌａｙ−２スイッチ又は同様の機能を持つ廉価なネットワーク装置）がある。図１のクラスタにおいて、コマンドスイッチは、メンバ装置の追加／削除、メンバ装置の状態の維持管理、及び例えば私的なＩＰアドレスやメンバスイッチへの経路などのクラスタネットワークの接続状態の情報獲得を含む、クラスタネットワーク全体の構築、管理の集中、及び保守の責任を担う。ネットワーク管理の信頼性を向上させ、クラスタ管理機能のシングルポイント障害の影響を排除するために、バックアップスイッチ又はバックアップクラスタ管理装置も組み込まれるべきであり、そうすることにより、コマンドスイッチが故障したとき集中的にクラスタネットワーク全体の管理を続けるためにバックアップスイッチがコマンドスイッチの機能を引き受けることができる。メンバ装置がクラスタに追加された後、ユーザはコマンドスイッチにより遠隔でそれらの設定及び調査を含む管理を行うことができる。加えて、例えば図１に示したクラスタ管理機能を有する候補スイッチのようにクラスタ管理機能を有するスイッチは、その機能によりクラスタに追加すべきかどうかを判断しても良い。

公的なＩＰアドレスの資源を可能な限り節約するために、クラスタ内のコマンドスイッチのみに公的なＩＰアドレスが割り振られ、クラスタ管理機能を有する他のネットワーク装置には公的なＩＰアドレスを割り振らない。コマンドスイッチが故障した場合、そのコマンドスイッチの公的なＩＰアドレスが代替のバックアップスイッチに割り振られるか、又は、新しい公的なＩＰアドレスがコマンドスイッチを代替するバックアップスイッチに割り振られる。このような切り替えが行われた後、具体的なクラスタの構成の更新が始まり新しいコマンドスイッチにより更新が実行される。

本発明による標準的なプロトコルスタックと私的なＩＰアドレス部分とを持つネットワーク装置の集中的な管理の間、詳細な実施の形態を示す図２に示す通りに、以下のステップで複数のネットワーク装置がクラスタの構成を行う。まず、ステップ１で、ネットワーク管理装置又はユーザによりコマンドラインを通じてネットワークの装置（通常Ｌａｙ−３スイッチ又は性能の良いネットワーク装置）がクラスタ管理装置に指定され、そして、それに対応してこの装置が設定される。本実施の形態において、設定された項目には、
クラスタ名：管理されるクラスタを特定する名である
クラスタイネーブル状態：管理されるクラスタが有効であるかどうかを特定するために計画される
クラスタ管理装置ＩＰアドレスプール：メンバ装置のために設定された私的なＩＰアドレス部分
クラスタ保持時間：メンバ装置からハンドシェイクメッセージを受け取らなかった場合、メンバが管理装置から切り離されたと判断されたときからの持続時間を示すために計画される
ハンドシェイク時間間隔：メンバ装置と管理装置との間でハンドシェイクメッセージを送る時間間隔を設定するために計画される
クラスタにおける管理装置の役割：その装置が管理装置なのかメンバ装置なのかを判断するために計画される
管理装置の管理ＩＰアドレス：クラスタ内における通信のための管理装置を特定するために計画されるＩＰアドレスである
が含まれる。

ステップ２において、管理クラスタの範囲が決められる。この目的のために、ネットワーク管理装置は、ネットワークの形態を取得するためにホップ数を決定する必要があり、次いで、クラスタ管理装置は、管理クラスタに追加すべき管理される装置の、ＭＡＣアドレスと各管理される装置のポート数を含む情報を取得するためにネットワーク中のホップ数が所定値以内のネットワークにおける接続形態の情報を取得するための形態取得処理を開始する。

ステップ３において、ネットワーク管理装置／コマンドラインのユーザは、クラスタ管理装置及び他の関連情報から得られた形態情報に従って装置管理クラスタを定めるかどうかを決定する。例えば、少ししか装置がない場合、直ちに管理クラスタを定める代わりに管理クラスタの範囲を再選定すべきである。もし管理クラスタを定めることができたなら、ネットワーク管理装置／コマンドラインのユーザは、クラスタ管理装置にメンバ装置追加処理を開始するよう通告する。

ステップ４において、クラスタ管理装置はクラスタに追加することのできる候補となる装置を決定し、この候補となる装置がクラスタのメンバ装置となるように決定した候補となる装置をクラスタに追加する。同時に、クラスタ管理装置はクラスタに追加された各メンバ装置に対して、私的なＩＰアドレスとメンバ番号の割り振りを含む設定を行う。（実際の通信ネットワークにおいて、場合によっては、インターネット又は専用のネットワークに装置を接続する必要がない。この場合、ＩＰアドレスの申し込みと登録のための規則に従う必要は無く、その装置はどんなアドレス、例えば私的なＩＰアドレスなどを用いることができる）ＲＦＣ１５９７（私的なインターネットに対するアドレスの割り振り）では、私的なアドレスとして用いるために以下のアドレス区分を定義している。

クラスＡアドレス：１０．０．０．０から１０．２５５．２５５．２５５
クラスＢアドレス：１７２．１６．０．０から１７２．３１．２５５．２５５．２５５
クラスＣアドレス：１９２．１６８．０．０から１９２．１６８．２５５．２５５
従って、上記私的なＩＰアドレスは、クラスタにおける装置の管理に用いることができる。

クラスタに追加された各メンバ装置に対する（私的なＩＰアドレスとメンバ番号の割り振りを含む）設定には、以下の項目の設定が含まれる。

クラスタ名：現在のスイッチあるクラスタの名前を特定するために計画される
クラスタパスワード：一様なクラスタ管理パスワードであって、クラスタ内の管理工程を認証するために計画される
メンバ装置番号：クラスタにおいて装置を一義的に特定するために計画される。実施例において索引をつけるための内部的な番号である
メンバ装置の私的なＩＰアドレス：ＩＰネットワークと通信するためのメンバ装置におけるネットワークアドレスである
管理装置のＩＰアドレス：クラスタにおいてメンバ装置と管理装置との間のＩＰに基づく通信のために計画される
メンバ装置名：メンバ装置を特定するために計画される
実施の形態において、クラスタに追加された各メンバ装置の特定は、以下のフィールドからなるデータ構造において実行される。

ネットワークの形式（形式）：装置が存在するネットワークの形式を特定するために計画される
物理アドレス：ネットワーク中にあって特性を表現する装置の物理アドレスを特定するために計画される
上記構成には全部で１０バイトが使われ、形式フィールドは２バイトからなり、物理アドレスフィールドは６バイトからなり、他の使用のための保留フィールドは２バイトからなる。上記構成において、製造業者が定義した特定方法を用いる必要はない。この方法は各装置の一意性を確保するために都合が良い。装置の一意性は物理アドレスの一意性により確保される。さらに、このような特定方法は特定の物理ネットワークに限定されるものではなく、例えば、形式＝０であれば、ネットワーク中の物理アドレスはイーサネットアドレスを意味する。装置が存在する物理的なネットワークに応じて上記形式を拡張しても良い。

上記ステップ４において、候補となる装置をクラスタに追加する処理は図３を参照して、以下のステップを具備する。

ステップ１１において、クラスタ管理装置は、クラスタに追加される候補となるネットワーク装置にクラスタ追加要求を送る。ステップ１２において、候補となる装置は、その状態に応じてクラスタに追加できるかどうか、例えば、候補となる装置が他のクラスタにあるかどうか、又は、装置のソフトウエアがクラスタ管理を支持しているかどうかを決定する。候補となる装置をクラスタに追加することができない場合は、追加処理を終了し、クラスタに追加すべき拒絶応答をクラスタ管理装置にフィードバックする。それ以外の場合は、ステップ１３において、候補となる装置はスーパーユーザパスワードを設定するかどうかを決定する。もししない場合は、認証は不要となり、候補となる装置は受諾応答を直接フィードバックする。装置がパスワードを設定した場合は、候補となる装置はステップ１４においてクラスタ管理装置を認証する。認証に成功した場合は、候補となる装置はステップ１５において受諾応答をフィードバックする。それ以外の場合は、候補となる装置は拒絶メッセージをフィードバックしクラスタ追加処理を終了する。

上述の装置認証操作は以下の通りである。まず、認証のための課題を含むメッセージをクラスタ管理装置に返送する。このメッセージを受け取った後、クラスタ管理装置は認証のための課題を用いて、候補となるネットワーク装置の認証パスワード（これはクラスタ管理装置から送られるクラスタ管理パスワードであっても良い）を含む認証情報を暗号化し、応答メッセージに認証情報を封入し、このメッセージをそれぞれの候補となる装置に送る。候補となる装置がクラスタ管理装置の同一性を認証し確認した後、候補となる装置は承認受諾メッセージをクラスタ管理装置に返送する。ステップ１６において、候補となるネットワーク装置から受諾応答を受け取った後、クラスタ管理装置はクラスタメンバ識別子、管理用の私的なＩＰアドレス、及び他の設定情報を候補となるネットワーク装置に割り振り、情報とパスワード（暗号化していても良い）を設定メッセージに封入し、このメッセージを候補となる装置に送る。メッセージを受け取った後、候補となる装置は、その中にパスワード、クラスタ管理番号、管理用私的なＩＰアドレスを含む情報構造の構文解析を行い、クラスタ管理装置から送られてきた構成情報を記録し、そして、候補となるネットワーク装置は、その役割をメンバスイッチに切り替え、全てのメッセージをクラスタ管理装置に返送する。送られてきた全てのメッセージを候補となるネットワーク装置が受け取った後、クラスタ管理装置は、候補となるネットワーク装置をクラスタ番号の通りに特定する。そして、候補となる装置の追加処理が終了する。

図４は、本発明に係る装置の実施の形態における構成ブロック線図である。図中に示されたネットワーク装置に対するクラスタ管理装置は、コマンドスイッチ側に配置されたクラスタ装置マネージャＡ１とメンバスイッチ側のクラスタメンバ装置マネージャＡ２とを具備する。ここで、
クラスタ装置マネージャＡ１はクラスタ管理装置内に配置され、メンバ装置のクラスタ管理を実行するよう計画されており、
メンバ装置の管理メッセージのためにネットワークアドレスの変換を行うよう計画されたアドレス変換モジュールＡ１１と、
私的なＩＰアドレスをメンバネットワーク装置に割り振るＤＨＣＰ類似モジュールＡ１２と、
アドレス変換モジュールＡ１１、ＤＨＣＰ類似モジュールＡ１２、及び形態情報処理モジュールＡ１４の各々に接続され、集中的にメンバネットワーク装置を管理し、メンバ装置が管理メッセージを通常の処理手順に従って処理することができるように、クラスタの外部から来てメンバ装置に向かう管理メッセージを処理するためにそれぞれのメンバ装置に送るよう計画されたクラスタメンバ管理モジュールＡ１３と、
ネットワークの接続形態を検出し、ネットワーク中の指定のホップ数内においてネットワークの接続形態の情報を取得するよう計画された形態情報処理モジュールＡ１４と、
を具備する。

メンバ装置Ａ２は、クラスタ管理においてメンバ装置側で管理を行うよう計画されており、
メンバ装置端でクラスタ管理を行うよう計画されたクラスタメンバ管理モジュールＡ１３と、
隣接する装置の検出を行い、形態情報取得要求に対する応答と送信を行うよう計画されている形態情報処理モジュールＡ２２と、
を具備する。

上記装置をネットワーク装置のクラスタ管理に使用するときは、まず、候補となる装置の側で形態情報処理モジュールＡ２２を通じて、ネットワーク中の指定のホップ数内においてネットワークの接続形態の情報を形態情報処理モジュールＡ１４が取得し、この情報をクラスタメンバ管理モジュールＡ１３に送る。クラスタメンバ管理モジュールＡ１３は、クラスタ追加要求をクラスタメンバ管理モジュールＡ２１に送る。クラスタメンバ管理モジュールＡ２１は、その状況に応じてクラスタに追加すべきかどうかを判断し、受諾又は拒否の応答をクラスタメンバ管理モジュールＡ１３にフィードバックする。クラスタメンバ管理モジュールＡ１３が候補となる装置から受諾メッセージを受け取ったときは、ＤＨＣＰ類似モジュールＡ１２は、メンバネットワーク装置の私的なＩＰアドレスの割り振りを実行し、メンバ番号、ハンドシェイク間隔、及び状態保持時間等を含む設定情報と共に、私的なＩＰアドレスを、クラスタメンバ管理モジュールＡ１３を介して候補となる装置内のクラスタメンバ管理モジュールＡ２１に送る。クラスタメンバ管理モジュールＡ２１はこの情報を候補となる装置を設定するために用い、設定操作の後全ての応答をクラスタ管理装置にフィードバックする。候補となる装置がクラスタのメンバ装置となった後、クラスタの外部から来てメンバ装置に向かう管理メッセージは、変換モジュールＡ１１で標準のネットワークアドレス変換により処理され、そして、メンバ装置が通常の処理手順により管理メッセージを処理できるように、クラスタメンバ管理モジュールＡ１３を介してそれぞれのメンバ装置におけるクラスタメンバ管理モジュールＡ２１に送られる。

図１に示したクラスタ内のクラスタ管理を実行する好ましい実施の形態を図４を参照しながら以下に記載する。図４に示すように、変換モジュールＡ１１、ＤＨＣＰ類似モジュールＡ１２、クラスタメンバ管理モジュールＡ１３、及び形態情報処理モジュールＡ１４はコマンドスイッチ端に配置され、クラスタメンバ管理モジュールＡ２１と形態情報処理モジュールＡ２２とは各メンバスイッチ端に配置される。以下に、各モジュールの機能とモジュール間の協調動作の流れを記載する。

図４の形態情報処理モジュールは、ネットワークの接続形態の情報とネットワーク装置の情報とを取得するよう設計されている。特に、形態情報処理モジュールは、ネットワーク装置検出機能を実行し、例えば装置の形式及びソフトウエア／ハードウエアのバージョンなど受け取った装置の情報を処理することにより、ネットワークの接続形態の情報を取得する。

電源がオンになると、コマンドスイッチ中の形態情報処理モジュールとメンバスイッチとは、それぞれのモジュールを有する装置の情報を含む形態情報処理メッセージを周りの近接する装置に繰り返し送る。同時に、周りの近接する装置からの装置の情報を含む形態情報処理メッセージを受け取り、それに応じて情報を処理する。例えば、受信したメッセージが未登録の新しい装置からのものである場合、形態情報処理モジュールはこの新しい装置の情報を記憶させるために近接する装置についての情報バッファに新しい項目を追加し、新しい項目の計時を開始する。もしモジュールが所定の時間内に登録された装置からどんな新しいメッセージも受け取らなかった場合、モジュールは対応する項目をそのままにする。もし受信したメッセージに含まれる情報が登録された装置に先に記憶された情報と異なる場合は、先に記憶された情報を更新し、計時を再開する。形態情報処理モジュールによる装置の情報（形態情報処理メッセージ）の周期的な送信はタイマーにより実行しても良い。例えば、タイマーが設定値に達したらモジュールは装置の情報（形態情報処理メッセージ）の送信を開始する。送信が完了した後、タイマーは計時を再開する。加えて、装置の情報（形態情報処理メッセージ）の送信は標準的なスパニングツリープロトコル（ＳＴＰ）とは独立しており、ネットワーク装置間で物理的な接続がある限り実行することができる。形態情報処理メッセージはＳＴＰ阻止ポートを通過するが、先に進むことができない。すなわち、形態情報処理メッセージは１ホップ以内でのみ有効である。このようにして、装置は隣接する装置の状態と接続形態を常に検知している。

ネットワークの形態接続情報が必要なとき又はクラスタを認定するべきとき、形態情報処理モジュールは、以下のステップにより情報の取得を開始することができる。まず、取得範囲を取得開始装置（この装置は必ずしもコマンドスイッチでなくても良く、必要に応じて、メンバ装置も取得開始装置となるかもしれない）により設定し、装置の形態情報処理モジュールが周りの近接する装置に取得要求を送信する。周りの近接する装置の形態情報処理モジュールは、この要求を受信した後、装置の初期化を行うために装置の情報を含む応答メッセージを返送し、ホップ数を１だけ減少させる。もし１だけ減少させた後のホップ数が０でない場合は、近接する装置の形態情報処理モジュールは、近接するネットワーク装置に要求を転送する。それ以外の場合は、転送を停止する。メッセージを繰り返し送信すること及びループにより氾濫状態になることを避けるために、形態情報処理モジュールは、ＳＴＰツリーに応じて要求メッセージの送信又は転送を行わなければならない。取得開始装置の形態情報処理モジュールは、取得範囲のネットワークの接続形態情報を取得するために装置の情報を含む応答メッセージを処理する。ネットワークの接続形態情報の完全性と有用性を確保するために、形態情報処理モジュールは、データリンク層で取得と処理とを行う。形態情報処理モジュールを通してネットワークの接続形態情報を取得した後、コマンドスイッチはクラスタの認定を開始する。とりわけ、まず、コマンドスイッチ端のクラスタメンバ管理モジュールは、該当する候補となるスイッチ（すなわち、クラスタに追加することができるがまだ追加していないネットワーク装置）の情報を形態情報処理モジュールから取得し、次いで、各候補となるスイッチのクラスタメンバ管理モジュールと協調して、自動モード（全ての候補となるスイッチを自動的にクラスタに追加する）又は手動モード（候補となるスイッチのリストからユーザがクラスタに追加すべき候補となるスイッチを特定する）においてこの候補となるスイッチをクラスタに追加する。もしユーザが候補となるネットワーク装置の情報（例えばＭＡＣ Ａｄｄｒｅｓｓ）を知っていたならば、形態情報処理モジュールにより実行される接続形態情報の取得ステップは省略してもよく、ユーザが手動操作で直接クラスタにその装置を追加しても良い。

候補となるスイッチがクラスタに追加されると、コマンドスイッチ端のメンバ管理モジュールが管理対象の装置（候補となるメンバスイッチ）を特別なユーザとして扱い、私的なＩＰアドレスを割り振り候補となるメンバ装置にＤＨＣＰ類似モジュールを介して該当する動的なルートを設定するので、コマンドスイッチとメンバスイッチとの間のＩＰデータチャンネルがクラスタ内で確立する。メンバ装置が私的なＩＰアドレスにより設定された後、クラスタ内外での通信のためのＩＰデータチャンネルもまた確立する。この目的を達成するために、コマンドスイッチ端のクラスタメンバ管理モジュールは、メンバ装置が追加されたとき変換モジュールを介して私的なＩＰアドレス変換ポリシーに基づきメンバ装置を設定し、クラスタ外のネットワーク管理装置ステーションがクラスタ内のメンバ装置にアクセスすることができるよう、あるいは、メンバ装置がこのネットワーク管理装置ステーションにアクセスすることができるようにＩＰデータチャンネルを確立する。この変換をストリームトランスフォーム（ｓｔｒｅａｍ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）技術又はＮＡＴ技術により実行しても良い。結論として、上述の設定により、ネットワーク管理装置とメンバスッチとの間のＩＰデータチャンネルがコマンドスイッチを介して確立され、遠隔ネットワーク管理ステーションからユーザはクラスタ内の複数の装置を私的なＩＰアドレスで管理することができる。

メンバスイッチをクラスタに追加した後、メンバスイッチは、クラスタの状態を維持するために、それぞれのクラスタメンバ管理モジュールを介してコマンドスイッチによりハンドシェイク処理を開始することができる。

上記本来の機能モジュールに加えて、バックアップモジュール（不図示）もコマンドスイッチのバックアップ機能を実行するために用いることができる。すなわち、バックアップスイッチを指定することにより、コマンドスイッチが故障したときコマンドスイッチの管理機能が指定されたバックアップコマンドスイッチに所定の手段で引き渡され、このことにより、コマンドスイッチにおける一箇所の故障でシステムが停止することを避けることができる。

本発明の方法を用いたクラスタ管理システムの概略図である。 本発明に係るクラスタを構成する複数のネットワーク装置が用いる方法のフロー線図である。 図２に示した方法に用いられる、候補となるネットワーク装置をクラスタに加えるステップのフロー線図である。 本発明に係る装置の実施の形態における構成ブロック線図である。

Claims (4)

1. ネットワーク装置の管理方法であって、複数のネットワーク装置がクラスタを構成し、少なくとも１つのネットワーク装置はクラスタ管理装置として設定され公的なＩＰアドレスが設定されており、ここで、クラスタ管理プロトコルを支持する前記ネットワーク装置のどの１つでもクラスタ管理装置として設定することが可能であり、他のネットワーク装置は私的なＩＰアドレスの設定及び更新がなされ、前記クラスタ管理装置によりルートが定められることを特徴とし、ネットワーク管理装置は、
   （Ａ）前記クラスタ管理装置により、前記クラスタ中の前記ネットワーク装置と前記ネットワーク管理装置との間に前記クラスタ管理装置を介してＩＰデータチャンネルを確立するステップと、
   （Ｂ）前記ネットワーク管理装置により、前記ＩＰデータチャンネルを通して前記クラスタ中の前記ネットワーク装置の管理を行うステップと、
   によりクラスタ中のネットワーク装置を管理し、
   前記クラスタは複数の前記クラスタ管理装置を具備し、クラスタ管理装置の内の１つは、私的なＩＰアドレスの設定と更新の管理、前記クラスタにおける前記ネットワーク装置のルーティング、及び、前記ネットワーク管理装置と前記クラスタ中のネットワーク装置の通信の責任を担い、前記クラスタ管理装置が故障した場合、他のクラスタ管理装置の内の１つが、あらかじめ定められた手段により、私的なＩＰアドレスの設定と更新の管理、前記クラスタにおける前記ネットワーク装置のルーティング、及び、前記ネットワーク管理装置と前記クラスタ中の前記ネットワーク装置の通信を引き受けるよう指定され、
   前記複数のネットワーク装置は、
   （１）前記ネットワーク中の装置をクラスタ管理装置として指定し、前記ネットワーク管理装置によりこれに対応して前記装置を設定するステップと、
   （２）前記クラスタ管理装置により、前記ネットワーク中の指定のホップ数内において前記ネットワークの接続形態の情報を取得する形態取得処理工程を開始するステップと、
   （３）前記クラスタ管理装置から得られた前記接続形態情報に従い、前記接続形態における前記クラスタに追加するための候補となる装置を指定し、前記ネットワーク管理装置により前記クラスタメンバ装置の追加処理を開始するよう前記クラスタ管理装置に連絡するステップと、
   （４）前記候補となる装置が前記クラスタのメンバ装置となるように、前記指定された候補となる装置を前記クラスタに追加し、前記クラスタ管理装置により前記候補となる装置をこれに対応して設定するステップと、
   （５）前記クラスタが確立した後、前記クラスタ管理装置により前記クラスタ中の前記メンバ装置を管理し、標準のネットワークアドレストランスレーション（ＮＡＴ）処理を経由して、前記クラスタの外部から来て前記メンバ装置へ向かう管理メッセージを対応するメンバ装置に処理のために送り、前記メンバ装置により通常の処理工程に従って前記管理メッセージを処理するステップと、
   を経てクラスタを構成し、
   前記ステップ（１）に記載したような、対応する前記クラスタ管理装置の設定には、前記装置中に、クラスタ名、クラスタのイネーブル状態、クラスタの管理ＩＰアドレスプール、クラスタの状態保持時間、メンバ装置のハンドシェイク時間間隔、前記クラスタ中の前記クラスタ管理装置の役割、及び前記クラスタ管理装置のＩＰアドレス、についての設定が含まれる、
   ことを特徴とする、ネットワーク装置の管理方法。
2. ネットワーク装置の管理方法であって、複数のネットワーク装置がクラスタを構成し、少なくとも１つのネットワーク装置はクラスタ管理装置として設定され公的なＩＰアドレスが設定されており、ここで、クラスタ管理プロトコルを支持する前記ネットワーク装置のどの１つでもクラスタ管理装置として設定することが可能であり、他のネットワーク装置は私的なＩＰアドレスの設定及び更新がなされ、前記クラスタ管理装置によりルートが定められることを特徴とし、ネットワーク管理装置は、
   （Ａ）前記クラスタ管理装置により、前記クラスタ中の前記ネットワーク装置と前記ネットワーク管理装置との間に前記クラスタ管理装置を介してＩＰデータチャンネルを確立するステップと、
   （Ｂ）前記ネットワーク管理装置により、前記ＩＰデータチャンネルを通して前記クラスタ中の前記ネットワーク装置の管理を行うステップと、
   によりクラスタ中のネットワーク装置を管理し、
   前記クラスタは複数の前記クラスタ管理装置を具備し、クラスタ管理装置の内の１つは、私的なＩＰアドレスの設定と更新の管理、前記クラスタにおける前記ネットワーク装置のルーティング、及び、前記ネットワーク管理装置と前記クラスタ中のネットワーク装置の通信の責任を担い、前記クラスタ管理装置が故障した場合、他のクラスタ管理装置の内の１つが、あらかじめ定められた手段により、私的なＩＰアドレスの設定と更新の管理、前記クラスタにおける前記ネットワーク装置のルーティング、及び、前記ネットワーク管理装置と前記クラスタ中の前記ネットワーク装置の通信を引き受けるよう指定され、
   前記複数のネットワーク装置は、
   （１）前記ネットワーク中の装置をクラスタ管理装置として指定し、前記ネットワーク管理装置によりこれに対応して前記装置を設定するステップと、
   （２）前記クラスタ管理装置により、前記ネットワーク中の指定のホップ数内において前記ネットワークの接続形態の情報を取得する形態取得処理工程を開始するステップと、
   （３）前記クラスタ管理装置から得られた前記接続形態情報に従い、前記接続形態における前記クラスタに追加するための候補となる装置を指定し、前記ネットワーク管理装置により前記クラスタメンバ装置の追加処理を開始するよう前記クラスタ管理装置に連絡するステップと、
   （４）前記候補となる装置が前記クラスタのメンバ装置となるように、前記指定された候補となる装置を前記クラスタに追加し、前記クラスタ管理装置により前記候補となる装置をこれに対応して設定するステップと、
   （５）前記クラスタが確立した後、前記クラスタ管理装置により前記クラスタ中の前記メンバ装置を管理し、標準のネットワークアドレストランスレーション（ＮＡＴ）処理を経由して、前記クラスタの外部から来て前記メンバ装置へ向かう管理メッセージを対応するメンバ装置に処理のために送り、前記メンバ装置により通常の処理工程に従って前記管理メッセージを処理するステップと、
   を経てクラスタを構成し、
   前記ステップ（１）に記載したような、対応する前記クラスタ管理装置の設定には、前記装置中に、クラスタ名、クラスタのイネーブル状態、クラスタの管理ＩＰアドレスプール、クラスタの状態保持時間、メンバ装置のハンドシェイク時間間隔、前記クラスタ中の前記クラスタ管理装置の役割、及び前記クラスタ管理装置のＩＰアドレス、についての設定が含まれる、
   ことを特徴とする、ネットワーク装置の管理方法であって、
   前記ステップ（４）における、前記クラスタに候補となるネットワーク装置を追加する工程は、
   （Ａ１）前記クラスタ管理装置により前記クラスタに追加することができる、候補となるネットワーク装置にクラスタ追加要求を送るステップと、
   （Ａ２）各候補となる装置により前記クラスタの状況に応じてクラスタに追加できるかどうかを決定するステップであって、候補となる装置を前記クラスタに追加できない場合は、拒否応答をフィードバックし前記クラスタ追加処理を停止し、それ以外の場合は、前記クラスタ管理装置に受諾応答をフィードバックすることを特徴とするステップと、
   （Ａ３）前記候補となる装置からの前記応答を受信した後、もし前記候補となる装置が前記クラスタに追加されることを受諾したならば、私的なＩＰアドレス、メンバ数、ハンドシェイク間隔、状態保持時間、等を含む設定メッセージを前記候補となる装置に送り、前記メッセージを受信した後、それに対応して候補となる装置を設定し、前記設定の後、前記クラスタ管理装置に完全な応答を送るステップと、
   を具備することを特徴とするネットワーク装置の管理方法。
3. 前記ステップ（Ａ２）において、前記候補となる装置自身を前記クラスタに追加することができるかどうかの判断は、前記候補となる装置がすでに他のクラスタにあるかどうか、及び前記候補となる装置のソフトウエア版がクラスタ管理をサポートするかどうかを判断することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記ステップ（Ａ２）において、前記クラスタ管理装置に前記クラスタに追加することを受諾する応答をフィードバックする前に、前記候補となる装置は、スーパーユーザパスワードがそれ自身に用いられているかどうかを判断し、もしスーパーユーザパスワードが設定されていない場合は、前記候補となる装置は前記クラスタに直接追加されるべきとの受諾応答のメッセージをフィードバックし、もし、スーパーユーザパスワードが設定されている場合は、前記候補となる装置は、前記クラスタ管理装置に認証要求をフィードバックし、次いで、前記クラスタ管理装置から送られてきた認証情報に従って前記候補となる装置が自らを認証し、認証が成功した場合は、前記候補となる装置は、前記クラスタに追加すべきとの受諾応答をフィードバックし、それ以外の場合は、前記クラスタに追加することを拒否する応答を前記クラスタ管理装置にフィードバックすることを特徴とする請求項２に記載の方法。

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