JP4148931B2 - ネットワークシステム、監視サーバ及び監視サーバプログラム - Google Patents

Description

本発明は、フォールトトレラントを実現するネットワークシステム、監視サーバ及び監視サーバプログラムに関し、特に、スイッチ装置のポートについて、不具合を検出したら、他の１つ以上のポートの機能を停止するネットワークシステム、監視サーバ及び監視サーバプログラムに関する。

従来、フォールトトレラントを実現する為に、ネットワークの多重化が行われている。
図１８は、従来の多重化されたネットワークの例を示す図である。
従来の多重化されたネットワークは、左側のスイッチ装置９１１、９１２、９１３と右側のスイッチ装置９１４、９１５、９１６とサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８とから構成される。スイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６は、ネットワーク内の伝送データを、転送する。サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８は、様々なサービス要求にレスポンスする。現在、サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８は、左側のスイッチ装置９１１、９１２、９１３を経由して通信を行っている。

サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８間のフォールトトレラントを目的としたシステムでは、図１８のように、ネットワークを多重化している。例えば、現在は、左側のスイッチ装置９１１、９１２、９１３を利用して通信しているが、フォールトトレラントを目的としている為、ネットワークに不具合が発生した場合、右側のスイッチ装置９１４、９１５、９１６を利用して通信する。サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８に複数のＮＩＣ(Network Interface Card)を用意して、多重化されたそれぞれのネットワークに接続し、ＮＩＣにサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８のＩＰアドレスを割り当て、ＮＩＣとケーブルとスイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６との不具合時に、ＮＩＣのＩＰアドレスを他のＩＰアドレスに切り替える方式が用いられる（例えば、特許文献１参照）。

図１９は、従来のサーバのＮＩＣが切り替わる例を示す図である。
サーバ９２１の左のＮＩＣが、リンクの不具合を検出して右のＮＩＣに切り替えている。

図２０は、従来のサーバがネットワークの不具合を検出できない例を示す図である。
サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８からは、ＮＩＣが直接接続されているポイントの不具合しか検出できない。図２０のように、スイッチ装置９１１が不具合を起こしているが、全てのサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８は、リンクの不具合を検出できない。

ここで、具体的な不具合の検出は、サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８で実行する。検出方法には、各サーバがネットワークのリンクの不具合を検出する方法とサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８から他のサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８へPingコマンドを送信することにより監視する方法とがある。前者の方法は、後者の方法に比べて、Pingコマンドにレスポンスするサーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８を必要としない為、ネットワークのドライバで高速に検出できる。

しかし、スイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６が多段で構成される場合は、図２０の問題を回避する為、後者の方法を用いている。なお、Pingコマンドとは、ネットワーク上の任意のコンピュータに対して、接続性を確認する為のコマンドである（例えば、特許文献２参照）。
特開平５−５０６５５３号公報 特開２００３−３７６００号公報

上述の２つの方法は、切り替わりはサーバ２００単位であり、スイッチ装置１００の不具合を修正する為スイッチ装置１００を取り替える場合、切り替えを実行していないサーバ２００を強制的に切り替える必要がある。よって、切り替わりは全サーバ２００で一斉に実行させなければならない。

さらに、Pingコマンドを利用する場合、Pingコマンドを受けるサーバ２００を設定する必要があり、さらに、Pingコマンドに伴うネットワークとＣＰＵとの負荷が問題となる。ネットワークの形態によっては、複数のサーバ２００へPingコマンドを実行しなければならないし、Pingコマンドを受けるサーバ２００をフェイルオーバーする必要もある。よって、Pingコマンドの使用は避けたい。なお、フェイルオーバーとは、現用系と予備系との２系統のシステムをあらかじめ用意しておき、現用系が障害に陥った場合、自動的に予備系に移行できるようにすることである。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、ネットワークのリンクの不具合を検出し、不具合を発生させたスイッチ装置の取り替えが容易なネットワークシステム、監視サーバ及び監視サーバプログラムを提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために、通信経路が多重化されたネットワークシステムにおいて、複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置と、スイッチ装置が有するポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、不具合発生ポートが検出された場合、不具合発生ポートを有するスイッチ装置が属するスイッチグループ内の、不具合発生ポートを除く全ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、スイッチ装置が有する、不具合発生ポートと機能停止手段によって通信機能を停止させられたポートとを区別して表示する表示手段とを有するネットワークシステムが提供される。

このようなネットワークシステムによれば、遮断検出手段により、スイッチ装置が有するポートの通信状態が監視され、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートが検出される。不具合発生ポートが検出された場合、機能停止手段により、不具合発生ポートを有するスイッチ装置が属するスイッチグループ内の、不具合発生ポートを除く全ポートの通信機能が停止させられる。そして、表示手段により、スイッチ装置が有する、不具合発生ポートと機能停止手段によって通信機能を停止させられたポートとが区別して表示される。

本発明では、スイッチグループ内に不具合発生ポートが検出されると、そのスイッチグループ内の不具合発生ポートを除く全ポートをダウンさせ、このダウンさせられたポートと不具合発生ポートとを区別して表示するようにした。これにより、サーバ間のネットワークの場合、使用するスイッチグループは、ダウンしたスイッチグループからアップしているスイッチグループに、自動的に切り替わることになる。そして、不具合を発生させたスイッチ装置の取り替えが容易になる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、本発明の概念について説明し、その後、実施の形態の具体的な内容を説明する。
図１は、本発明の概念図である。

ネットワークシステムは、遮断検出手段１と機能停止手段２とネットワーク３とから構成される。遮断検出手段１は、ネットワーク３内の全てのリンクを監視して、通信状態に不具合が発生しているポートが存在する場合、そのポートを検出する。機能停止手段２は、不具合が発生しているポートと関係がある全てのポートの通信機能を停止させる。ネットワーク３は、電気通信サービスである。遮断検出手段１と機能停止手段２とネットワーク３とは、通信を行っている。

ネットワーク３は、スイッチグループ３ａ、３ｂとサーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈとから構成される。スイッチグループ３ａ、３ｂは、グループ化されたスイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃの集まりである。サーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈは、様々なサービス要求にレスポンスする。スイッチグループ３ａ、３ｂとサーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈとは、通信を行っている。

スイッチグループ３ａは、スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃから構成される。スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃは、ネットワーク３内の伝送データを転送する。スイッチ装置３ａａ、３ａｂ、３ａｃは、通信を行っている。

スイッチグループ３ｂは、スイッチ装置３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃから構成される。スイッチ装置３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃは、ネットワーク３内の伝送データを転送する。スイッチ装置３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃは、通信を行っている。

例えば、ネットワーク３内のスイッチグループ３ａにおいて、スイッチ装置３ａａとスイッチ装置３ａｃとの間の経路の不具合が、遮断検出手段１により検出された場合、機能停止手段２により、スイッチグループ３ａをダウンさせる。すると、サーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈはスイッチグループ３ａ経由の通信の遮断を検出し、自動的にスイッチグループ３ｂ経由の通信に切り替える。全てのサーバ３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ、３ｈの通信経路がスイッチグループ３ｂに切り替わることで、スイッチグループ３ａ内の障害の発生したスイッチ装置の交換等を、容易に行うことができる。

以下、実施の形態の具体的な内容を、第１の実施の形態と第２の実施の形態と第３の実施の形態とに分割して説明する。
以下、第１の実施の形態を説明する。第１の実施の形態は、あるポートのリンクダウンを検出したスイッチ装置が他のポートのリンクを強制的にダウンさせ、リンクダウンの状態を同一スイッチグループ内の他のスイッチ装置へ伝搬させる例である。

図２は、スイッチ装置の概念図である。
スイッチ装置１００は、ポート１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ，１００ｆ、通信コントローラ１００ｇ，１００ｈ，１００ｉ，１００ｊ，１００ｋ，１００ｌ、ＣＰＵ１００ｍ、ＬＥＤ１００ｏ，１００ｐ，１００ｑ，１００ｒ，１００ｓ，１００ｔ及びメモリ１００ｕから構成される。

ポート１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆは、スイッチ装置１００を通過する電気信号を、指定された条件で入出力する。
通信コントローラ１００ｇ、１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｌは、スイッチ装置１００内部の通信をコントロールする。例えば、接続されているポートのリンクのダウンを検出し、ＣＰＵ１００ｍに通知する。また、ＣＰＵ１００ｍからの命令により、ポートのリンクをダウンさせる。

ＣＰＵ１００ｍは、使用可能なポート情報として１と使用不可能なポート情報として０と各ポートをグループ化してその中の１つのポートが不具合な場合そのグループ内の全てのポートを０にする条件とその判断とを記録している。

ＬＥＤ１００ｏ、１００ｐ、１００ｑ、１００ｒ、１００ｓ、１００ｔは、各ポートに隣接して設けられている。ＬＥＤは、ポートの状態に応じてひかり方が変化する。例えば、点灯、消灯、点滅等である。後述する図４、図５、図６の例では、リンクダウンを検出した場合のひかり方を黒丸で示し、リンクダウンを伝播した場合のひかり方を白丸で示し、リンクダウンと無関係の場合のひかり方を縞模様の丸で示す。

ポート１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆと通信コントローラ１００ｇ、１００ｈ、１００ｉ、１００ｊ、１００ｋ、１００ｌとＣＰＵ１００ｍとＬＥＤ１００ｏ、１００ｐ、１００ｑ、１００ｒ、１００ｓ、１００ｔとは、通信を行っている。

メモリ１００ｕには、ＣＰＵ１００ｍが実行すべき処理を記述したプログラムや、処理に必要なデータが格納される。
後述する他のスイッチ装置も、図２に示したスイッチ装置１００と同様の構成である。

図３は、サーバの構成図である。
サーバ２００は、ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとＣＰＵ２００ｃとメモリ２００ｄとＨＤＤ（ハードディスク装置）２００ｅとから構成される。

ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとは、サーバ２００をネットワークに接続する。ここで、ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとに、サーバ２００のＩＰアドレスを割り当てている。

ＣＰＵ２００ｃは、サーバ２００を制御する。
メモリ２００ｄは、サーバ２００を制御する上で、必要となるソフトウェアを一時的に格納する。

ＨＤＤ２００ｅは、サーバ２００を制御する上で、必要となるソフトウェアを格納する。
ＮＩＣ２００ａとＮＩＣ２００ｂとＣＰＵ２００ｃとメモリ２００ｄとＨＤＤ２００ｅとは、バスを介して接続されている。

後述する他のサーバも、図３に示したサーバ２００と同様の構成である。
図４は、ネットワークの構成例を示す図である。
左側のスイッチ装置１０１、１０２、１０３と右側のスイッチ装置１０４、１０５、１０６とサーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８とから構成される。スイッチ装置１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６は、ネットワーク内の伝送データを転送する。サーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８は、様々なサービス要求にレスポンスする。現在、サーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８は、左側のスイッチ装置１０１、１０２、１０３を経由して通信を行っている。

以下、図４から図６まで、図４の変化に注目して説明する。
図５は、ネットワークの不具合の表示結果の第１の例を示す図である。
一度ＯＮになったリンクが不具合によりダウンした場合、その不具合が検出されると、そのネットワークの不具合に関係のある全てのリンクがダウンする。こうすることで、多段のスイッチ装置１００で構成されたネットワークで、任意のスイッチ装置１００に不具合が検出された場合、そのネットワークの不具合に関係のある全てのサーバ２００は、不具合を検出できる。図５では、スイッチ装置１０１が、不具合を発生させている。そして、スイッチ装置１０２とスイッチ装置１０３とにリンクダウンが伝播し、さらに、サーバ２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８にリンクダウンは伝播する。ＮＩＣやケーブル等の不具合も同様である。

なお、従来のスイッチ装置９１１、９１２、９１３、９１４、９１５、９１６では、サーバ９２１、９２２、９２３、９２４、９２５、９２６、９２７、９２８がリンクダウンを検出しても、切り替えはサーバ単位である。しかし、本実施の形態のスイッチ装置１００では、全てのサーバ２００が同時に切り替えを実行する。これによって、不具合を発生させたスイッチ装置１００を容易に取り替えられる。

実施の形態において、スイッチ装置１００は、ＬＥＤによって、リンクダウンを検出したポートとリンクダウンを伝播したポートとリンクダウンと無関係のポートとを区別して表示可能である。リンクダウンを検出したポートからスイッチ装置１００を辿っていくと、不具合を発生させているスイッチ装置１００を推測できる。黒丸がリンクダウンを検出したポートであり、白丸がリンクダウンを伝播したポートであり、縞模様の丸がリンクダウンと無関係のポートである。この例では、スイッチ装置１０２とスイッチ装置１０３とが、スイッチ装置１０１に対する不具合を検出しているので、スイッチ装置１０１が不具合を発生させていることが推測できる。

図６は、ネットワークの不具合の表示結果の第２の例を示す図である。
上述した図５と同様に考えて、スイッチ装置１０２からスイッチ装置１０１へ辿り、スイッチ装置１０１からスイッチ装置１０３へ辿る。よって、スイッチ装置１０３が不具合を発生させていることが推測できる。

こうすることで、Pingコマンドを利用せず、ネットワークのリンクの不具合を検出する方法によりのみ、サーバ２００のＮＩＣが直接接続されていないポイントの不具合までも検出する。さらに、サーバ２００の切り替わりについて、ネットワークの不具合に関係のある全てのサーバ２００を一斉に切り替えることで、不具合を発生させたスイッチ装置１００の取り替えが容易になる。

図７は、スイッチ装置の処理を示すフローチャートである。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
なお、ポートはｎ（ｎは自然数）個あり、ポート番号がｉ（ｉは０以上の整数）で示される。ポートｉは０からｎ−１まで変化し、Ａ［ｉ］はそのポートのＯＮ又はＯＦＦを表している。例えば、Ａ［ｉ］が１の場合ＯＮであり、Ａ［ｉ］が０の場合ＯＦＦである。

［Ｓ１１］スイッチ装置は、Ａ［０…ｎ−１］を０に初期化する。
［Ｓ１２］スイッチ装置は、ポートｉを、最小値の０に設定する。
［Ｓ１３］スイッチ装置は、ポートｉの情報を読み込み、調査を開始する。

［Ｓ１４］Ａ［ｉ］が１でＯＮの場合Ｓ１５へ進み、Ａ［ｉ］が０でＯＦＦの場合Ｓ１８へ進む。
［Ｓ１５］Ａ［ｉ］が実際にＯＮの場合、設定もＯＮであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ１６へ進む。Ａ［ｉ］が実際にＯＦＦの場合、設定はＯＮであるので、正しくない。よって、全ポートをＯＦＦにする為、Ｓ２０へ進む。

［Ｓ１６］スイッチ装置は、次に進む為、ｉを１だけ増やす。
［Ｓ１７］全てのポートの調査が完了したら、始めから調査を開始する。完了していないなら、次のポートの調査を開始する。ｉ＝ｎの場合、全てのポートの調査が完了しているので、Ｓ１２へ進み、０から調査を再び開始する。ｉ＝ｎでない場合、次のポートの調査を開始する為、Ｓ１３へ進み、次のポートから調査を開始する。

［Ｓ１８］Ａ［ｉ］が実際にＯＮの場合、設定はＯＦＦであるので、正しくない。よって、間違いを正す為、Ｓ１９へ進む。Ａ［ｉ］が実際にＯＦＦの場合、設定もＯＦＦであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ１６へ進む。

［Ｓ１９］スイッチ装置は、Ａ［ｉ］に１を設定する。
［Ｓ２０］スイッチ装置は、全ポートをＯＦＦにする。
このように、ネットワーク間に挿入された全スイッチ装置について、１つのポートで不具合が発生した場合、全てのポートがダウンするようにした。これにより、リンクダウンの状態が各ポートに接続された他のスイッチ装置に伝搬する。

その結果、各サーバが通信に利用するネットワークは、自動的に、現在利用中のネットワークから他のネットワークに切り替わる。すると、利用していないネットワーク間に挿入されたスイッチ装置は、全てダウンするので、不具合を発生させているスイッチ装置の取り替えが簡単である。

さらに、リンクダウンの伝搬状況がＬＥＤで示される。そのため、不具合箇所の発見が容易になる。
以下、第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態は、スイッチ装置１００がリンクダウンを検出したとき、予め設定されたポートのリンクをダウンさせる。すなわち、スイッチ装置１００は、リンクダウンを検出したとしても、他の全てのポートのリンクをダウンさせるわけではない。

第２の実施の形態では、スイッチ装置１００のポートをグループ分けする。そして、あるポートのリンクダウンを検出すると、そのポートと同じグループに属する他のポートのリンクをダウンさせる。各ポートがどのグループに属するのかは、ポートグループ管理テーブルとして、メモリ１００ｕに予めに格納される。

図８は、ポートグループ管理テーブルの例を示す図である。ポートグループ管理テーブル５００は、スイッチ装置１００の有するポートがグループ化されていて、そのグループの情報を記憶する。そのグループ毎にＯＮとＯＦＦとを実行し、ネットワークシステムを提供する。

ポートグループ管理テーブル５００は、グループNO.と所属ポートNO.とグループ状態と所属ポート状態とから構成される。グループNO.は、指定のグループを代表する番号である。所属ポートNO.は、指定のグループが有する全てのポート番号である。グループ状態は、指定のグループの状態を、ＯＮかＯＦＦで表す。所属ポート状態は、指定のグループが有する全てのポートの状態を、ＯＮかＯＦＦで表す。

このようなポートグループ管理テーブル５００に基づいて、スイッチ装置が以下の処理を実行する。
図９は、スイッチグループを考慮する場合の処理の例を示すフローチャートである。以下、図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

なお、グループ番号はｋ（ｋは０以上の整数）で示される。グループｋのポートはｎｋ（ｎｋは自然数）個ある。ポート番号はｊ（ｊは０以上の整数）で示される。ポートｊは０からｎｋ−１まで変化し、Ａ［ｊ］はそのポートのＯＮ又はＯＦＦを表している。例えば、Ａ［ｊ］が１の場合ＯＮであり、Ａ［ｊ］が０の場合ＯＦＦである。さらに、グループはｎ個あり、グループｋは０からｎ−１まで変化し、Ｂ［ｋ］はそのグループのＯＮ又はＯＦＦを表している。例えば、Ｂ［ｋ］が１の場合ＯＮであり、Ｂ［ｋ］が０の場合ＯＦＦである。

［Ｓ２１］監視サーバ４０５は、後述するＳ２１で、グループ状態と所属ポート状態とを初期化する。
［Ｓ２２］監視サーバ４０５は、グループｋを、最小値の０に設定する。

［Ｓ２３］そのグループがＯＮの場合検査する必要があるが、ＯＦＦの場合検査する必要はない。Ｂ［ｋ］が１でＯＮの場合Ｓ２４へ進み、Ｂ［ｋ］が０でＯＦＦの場合Ｓ２５へ進む。

［Ｓ２４］監視サーバ４０５は、後述する図１１の処理で、グループｋを検査する。
［Ｓ２５］監視サーバ４０５は、次に進む為、ｋを１だけ増やす。
［Ｓ２６］全グループの検査が終了した場合、Ｓ２７へ進む。終了していない場合、Ｓ２３へ進む。

［Ｓ２７］全グループの検査が終了し、全グループをダウンする場合、この処理を終了する。ダウンしない場合、０から再び開始する為、Ｓ２２へ進む。
図１０は、図９のＳ２１の処理を示すフローチャートである。以下、図１０に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［Ｓ２１ａ］監視サーバ４０５は、グループｋを、最小値の０に設定する。
［Ｓ２１ｂ］監視サーバ４０５は、Ｂ［ｋ］を１に設定する。
［Ｓ２１ｃ］監視サーバ４０５は、Ａｋ［０…ｎｋ−１］を０に設定する。

［Ｓ２１ｄ］監視サーバ４０５は、次に進む為、ｋを１だけ増やす。
［Ｓ２１ｅ］全グループの初期化が終了した場合、この処理を終了する。終了していない場合、Ｓ２１ｂへ進む。

図１１は、図９のＳ２４の処理を示すフローチャートである。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
［Ｓ２４ａ］監視サーバ４０５は、ポートｊを、最小値の０に設定する。

［Ｓ２４ｂ］監視サーバ４０５は、ポートｊの情報を読み込み、調査を開始する。
［Ｓ２４ｃ］Ａｋ［ｊ］が１でＯＮの場合Ｓ２４ｄへ進み、Ａｋ［ｊ］が０でＯＦＦの場合Ｓ２４ｇへ進む。

［Ｓ２４ｄ］Ａｋ［ｊ］が実際にＯＮの場合、設定もＯＮであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ２４ｅへ進む。Ａｋ［ｊ］が実際にＯＦＦの場合、設定はＯＮであるので、正しくない。よって、グループｋの全ポートをＯＦＦにする為、Ｓ２４ｉへ進む。

［Ｓ２４ｅ］監視サーバ４０５は、次に進む為、ｊを１だけ増やす。
［Ｓ２４ｆ］全てのポートの調査が完了したら、始めから調査を開始する。完了していないなら、次のポートの調査を開始する。完了の場合、全てのポートの調査が完了しているので、この処理を終了する。未完了の場合、次のポートの調査を開始する為、Ｓ２４ｂへ進み、次のポートから調査を開始する。

［Ｓ２４ｇ］Ａｋ［ｊ］が実際にＯＮの場合、設定はＯＦＦであるので、正しくない。よって、間違いを正す為、Ｓ２４ｈへ進む。Ａｋ［ｊ］が実際にＯＦＦの場合、設定もＯＦＦであるので、正しい。よって、次のポートを調査する為、Ｓ２４ｅへ進む。

［Ｓ２４ｈ］監視サーバ４０５は、Ａｋ［ｊ］に１を設定する。
［Ｓ２４ｉ］監視サーバ４０５は、グループｋの全ポートをＯＦＦにする。
［Ｓ２４ｊ］監視サーバ４０５は、Ｂ［ｋ］に０を設定する。

以上、ネットワーク間に挿入されたスイッチ装置１００について、１つのポートで不具合が発生した場合、グループ内の全てのポートがダウンするようにした。
こうすることで、柔軟に、自動的に、利用するネットワークは、現在利用中のネットワークから他のネットワークに切り替わる。すると、利用していないネットワーク間に挿入されたスイッチ装置１００は、全てダウンするので、不具合を発生させているスイッチ装置１００の取り替えが簡単である。

以下、第３の実施の形態を説明する。
第３の実施の形態は、スイッチ装置１００の不具合とポートのリンクの不具合とを検出して監視サーバに通知する機能を持ち、さらに、監視サーバからポートのダウンの命令を受ける機能も持つスイッチ装置１００の例である。このスイッチ装置１００の使用時において、監視サーバは、スイッチ装置１００の不具合とポートのリンクの不具合とを検出した場合、あらかじめ登録されているスイッチ装置１００のポートをダウンさせる。

監視サーバでポートのリンクアップやリンクダウンを制御することで、ポートグループを、複数のスイッチ装置１００にまたがらせることができる。そこで、以下の例では、１２個のポートを持つスイッチ装置１００が３個あり、その３個のスイッチ装置１００にまたがり、３個のグループがあるとする。

図１２は、監視サーバがネットワークの不具合を検出する場合のシステム構成を示す図である。このシステムは、スイッチ装置４０１、４０２、４０３、監視系ＬＡＮ４０４、監視サーバ４０５、モニタ４０６、複数スイッチポートグループデータベース７００及びグループ内位置データベース８００とから構成される。スイッチ装置４０１、４０２、４０３のハードウェア構成は、図２とほぼ同じである。但し、第３の実施の形態におけるスイッチ装置４０１、４０２、４０３は、ＬＥＤを有していなくてもよい。

監視系ＬＡＮ４０４は、ＳＮＭＰ(Simple Network Management Protocol)等を用いての電気通信サービスを行うための通信媒体である。監視サーバ４０５は、ネットワークの不具合の情報を集め、その情報を元にスイッチ装置４０１、４０２、４０３のＯＮとＯＦＦとを判断する。モニタ４０６は、監視サーバ４０５の処理結果を表示する。

複数スイッチポートグループデータベース７００には、スイッチ装置のポートのグループ分けが定義されている。グループ内位置データベース８００には、各ポートのグループ内でのポート番号が定義されている。

図１３は、スイッチ装置１００とポートとグループとの関係を分かり易くする図である。
この関係図６００は、スイッチNO.とポートNO.とグループNO.とから構成される。スイッチNO.は、指定のスイッチを代表する番号である。ポートNO.は、指定のスイッチが有するポート番号である。グループNO.は、スイッチNO.とポートNO.とによる指定のポートが属するグループ番号である。

このようなグループ分けの内容が、複数スイッチポートグループデータベース７００内に定義される。
図１４は、複数スイッチポートグループデータベースの例を示す図である。複数スイッチポートグループデータベース７００は、複数のスイッチ装置１００にまたがり、スイッチ装置１００の有するポートがグループ化されていて、そのグループの情報を記憶する。そのグループ毎にＯＮとＯＦＦとを実行し、ネットワークシステムを提供する。

複数スイッチポートグループデータベース７００は、グループNO.と所属ポートNO.とグループ状態と所属ポート状態とから構成される。グループNO.は、指定のグループを代表する番号である。所属ポートNO.は、指定のグループに属する全てのポート番号である。所属ポートNO.内の項目は、スイッチ装置毎のグループに分けて設定されている。

図１４では、括弧によってグループ分けが示されている。図１４の例では、左端のグループ（所属ポートNO.の項目の左側の括弧内の数字）が、スイッチＮＯ．０のスイッチ装置のうち、対応するグループに属するポートのポート番号を示してしている。中央のグループ（所属ポートNO.の項目の中央の括弧内の数字）が、スイッチＮＯ．１のスイッチ装置のうち、対応するグループに属するポートのポート番号を示してしている。右のグループ（所属ポートNO.の項目の右側の括弧内の数字）が、スイッチＮＯ．２のスイッチ装置のうち、対応するグループに属するポートのポート番号を示してしている。

グループ状態は、各グループに属するポートに設定する状態を、ＯＮかＯＦＦかで示している。すなわち、グループ状態の値がＯＮ（１）であれば、そのグループに属するポートのリンクをアップ可能な状態である。グループ状態の値がＯＦＦ（０）であれば、そのグループに属するポートのリンクをダウンさせておくべき状態である。

所属ポート状態は、各グループに属するポートの通信状態を、ＯＮかＯＦＦで示している。所属ポート状態は、Ａｋ［０，…，ｍ，…，ｎｋ−１］という形式で示される。ｋはグループ番号であり、ｍ（ｍは０以上の整数）は、グループ内で各ポートを一意に識別するための識別番号（グループ内位置NO.）である。ｎｋは、ｋ番のグループに属するポートの数である。

グループ内位置NO.は、グループ内位置データベース８００で管理されており、このデータベースを参照することで、各ポートのグループ内での順番を認識できる。
図１５は、グループ内位置データベースの例を示す図である。グループ内位置データベース８００は、スイッチNO.とポートNO.とグループNO.とグループ内位置NO.とから構成される。スイッチNO.は、指定のスイッチを代表する番号である。ポートNO.は、指定のスイッチが有するポート番号である。グループNO.は、スイッチNO.とポートNO.とによる指定のポートが属するグループ番号である。グループ内位置NO.は、スイッチNO.とポートNO.とによる指定のポートのグループ内の位置を示す番号である。

監視サーバ４０５は、各スイッチ装置からポートの状態に関する報告を受け取ることができる。スイッチ装置からの報告には、スイッチNO.とスイッチNO.に関係するスイッチ装置１００の中のポートNO.とが含まれている。監視サーバ４０５は、この情報を受け取ると、グループ内位置データベース８００を参照する。そして、ポートNO.に関係するポートが所属するグループのグループNO.を獲得し、グループの中のポートの位置を獲得することができる。

次に、監視サーバで実行される処理を具体的に説明する。
図１６は、監視サーバの処理を示すフローチャートである。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

［Ｓ３１］監視サーバ４０５は、前述した図９のＳ２１と同様に、グループ状態と所属ポート状態とを初期化する。
［Ｓ３２］監視サーバ４０５は、イベントの有無について、スイッチ装置１００からの報告を待つ。

［Ｓ３３］Ａｋ［ｍ］が１でＯＮの場合Ｓ３４へ進み、Ａｋ［ｍ］が０でＯＦＦの場合Ｓ３５へ進む。
［Ｓ３４］Ａｋ［ｍ］が実際にＯＮの場合、設定もＯＮであるので、正しい。よって、次のイベントを待つ為、Ｓ３２へ進む。Ａｋ［ｍ］が実際にＯＦＦの場合、設定はＯＮであるので、正しくない。よって、グループｋの全ポートをＯＦＦにする為、Ｓ３７へ進む。

［Ｓ３５］Ａｋ［ｍ］が実際にＯＮの場合、設定はＯＦＦであるので、正しくない。よって、間違いを正す為、Ｓ３６へ進む。Ａｋ［ｍ］が実際にＯＦＦの場合、設定もＯＦＦであるので、正しい。よって、次のイベントを待つ為、Ｓ３２へ進む。

［Ｓ３６］監視サーバ４０５は、Ａｋ［ｍ］に１を設定する。
［Ｓ３７］監視サーバ４０５は、グループｋの全ポートをＯＦＦにする。
［Ｓ３８］監視サーバ４０５は、Ｂ［ｋ］に０を設定する。

［Ｓ３９］全グループをダウンする場合、この処理を終了する。ダウンしない場合、次のイベントを待つ為、Ｓ３２へ進む。
以上、ネットワーク間に挿入されたスイッチ装置について、１つのポートで不具合が発生した場合、スイッチ装置１００をまたいだ同一グループ内の全てのポートがダウンするようにした。

こうすることで、複雑なネットワークに対して、柔軟に、自動的に、利用するネットワークは、現在利用中のネットワークから他のネットワークに切り替わる。すると、利用していないネットワーク間に挿入されたスイッチ装置は、全てダウンするので、不具合を発生させているスイッチ装置の取り替えが簡単である。

しかも、モニタ４０６にリンクダウンを検出したポートの位置を示すことで、不具合の発生したスイッチ装置を迅速に特定することができる。
なお、図１３に示すグループ分けでは１つのスイッチ装置のポートが異なるグループに属しているが、スイッチ装置毎のグループ分けとしてもよい。すなわち、同じグループに属するスイッチ装置のポートは、同じグループＮＯ．とする。これにより、第１の実施の形態の図４〜図６で示したような、リンクダウンが検出されたポートと同一ネットワーク内のスイッチ装置の全ポートのリンクダウン処理を、監視サーバ４０５の制御によって実現できる。

また、監視サーバ４０５は、以下のようなハードウェア構成で実現することができる。
図１７は、監視サーバのハードウェア構成例を示す図である。監視サーバ４０５は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４０５ａによって装置全体が制御されている。ＣＰＵ４０５ａには、バス４０５ｇを介してＲＡＭ(Random Access Memory)４０５ｂ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ:Hard Disk Drive）４０５ｃ、グラフィック処理装置４０５ｄ、入力インタフェース４０５ｅ、および通信インタフェース４０５ｆが接続されている。

ＲＡＭ４０５ｂには、ＣＰＵ４０５ａに実行させるＯＳ(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、ＲＡＭ４０５ｂには、ＣＰＵ４０５ａによる処理に必要な各種データが格納される。ＨＤＤ４０５ｃには、ＯＳやアプリケーションプログラムが格納される。

グラフィック処理装置４０５ｄには、モニタ２１が接続されている。グラフィック処理装置４０５ｄは、ＣＰＵ４０５ａからの命令に従って、画像をモニタ２１の画面に表示させる。入力インタフェース４０５ｅには、キーボード２２とマウス２３とが接続されている。入力インタフェース４０５ｅは、キーボード２２やマウス２３から送られてくる信号を、バス４０５ｇを介してＣＰＵ４０５ａに送信する。

通信インタフェース４０５ｆは、ネットワーク２４に接続されている。通信インタフェース４０５ｆは、ネットワーク２４を介して、他のコンピュータとの間でデータの送受信を行う。

以上のようなハードウェア構成によって、本実施の形態の処理機能を実現することができる。その場合、監視サーバ４０５が有すべき機能の処理内容を記述したサーバプログラムが提供される。監視サーバ４０５がサーバプログラムを実行することにより、上記処理機能が監視サーバ４０５上で実現される。

処理内容を記述したサーバプログラムは、監視サーバ４０５で読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。監視サーバ４０５で読み取り可能な記録媒体としては、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリなどがある。磁気記録装置には、ハードディスク装置（ＨＤＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、磁気テープなどがある。光ディスクには、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＤＶＤ−ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＣＤ−ＲＯＭ(Compact Disc Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Recordable)／ＲＷ(ReWritable)などがある。光磁気記録媒体には、ＭＯ(Magneto-Optical disk)などがある。

サーバプログラムを流通させる場合には、例えば、そのサーバプログラムが記録されたＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭなどの可搬型記録媒体が販売される。
サーバプログラムを実行するサーバコンピュータは、例えば、可搬型記録媒体に記録されたサーバプログラムを、自己の記憶装置に格納する。そして、サーバコンピュータは、自己の記憶装置からサーバプログラムを読み取り、サーバプログラムに従った処理を実行する。なお、サーバコンピュータは、可搬型記録媒体から直接サーバプログラムを読み取り、そのサーバプログラムに従った処理を実行することもできる。

（付記１） 通信経路が多重化されたネットワークシステムにおいて、
複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多 階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置と、
前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートを有する前記スイッチ装置が属するスイッチグループ内において、関係のある前記スイッチ装置の所定の前記ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
を有することを特徴とするネットワークシステム。

（付記２） データ伝送を中継するための複数のポートを有するスイッチ装置において、
前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
前記不具合発生ポートが検出されると、前記不具合発生ポート以外の１以上の前記ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
を有することを特徴とするスイッチ装置。

（付記３） 前記機能停止手段は、複数の前記ポートのグループ分けが予め設定されており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同一のポートグループに属する前記ポートの通信機能を停止させることを特徴とする付記２記載のスイッチ装置。

（付記４） 前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートの位置を視覚的に通知するアラーム発生手段を更に有することを特徴とする付記２記載のスイッチ装置。

（付記５） 前記アラーム発生手段は、前記ポートそれぞれに隣接して設けられた発光素子を有し、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートに隣接する前記発光素子を発光させることを特徴とする付記４記載のスイッチ装置。

（付記６） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバにおいて、
前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する機能停止手段と、
を有することを特徴とする監視サーバ。

（付記７） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバ制御方法において、
遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
ことを特徴とする監視サーバ制御方法。

（付記８） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバプログラムにおいて、
コンピュータに、
遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
処理を実行させることを特徴とする監視サーバプログラム。

（付記９） 多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有したスイッチ装置を監視する監視サーバプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
コンピュータに、
遮断検出手段が、前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出し、
機能停止手段が、前記スイッチ装置の前記ポートがグループ分けされており、前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートと同じグループに属する前記ポートの通信機能の停止指示を、前記スイッチ装置に対して送信する、
処理を実行させることを特徴とする監視サーバプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

本発明の概念図である。 スイッチ装置の概念図である。 サーバの構成図である。 ネットワークの構成例を示す図である。 ネットワークの不具合の表示結果の第１の例を示す図である。 ネットワークの不具合の表示結果の第２の例を示す図である。 スイッチ装置の処理を示すフローチャートである。 ポートグループ管理テーブルの例を示す図である。 スイッチグループを考慮する場合の処理の例を示すフローチャートである。 図９のＳ２１の処理を示すフローチャートである。 図９のＳ２４の処理を示すフローチャートである。 監視サーバがネットワークの不具合を検出する場合のシステム構成を示す図である。 スイッチ装置１００とポートとグループとの関係を分かり易くする図である。 複数スイッチポートグループデータベースの例を示す図である。 グループ内位置データベースの例を示す図である。 監視サーバの処理を示すフローチャートである。 監視サーバのハードウェア構成例を示す図である。 従来の多重化されたネットワークの例を示す図である。 従来のサーバのＮＩＣが切り替わる例を示す図である。 従来のサーバがネットワークの不具合を検出できない例を示す図である。

符号の説明

１ 遮断検出手段
２ 機能停止手段
３ ネットワーク
３ａ、３ｂ スイッチグループ
３ａａ、３ａｂ、３ａｃ、３ｂａ、３ｂｂ、３ｂｃ スイッチ装置
３ｃ〜３ｈ サーバ

Claims (3)

1. 通信経路が多重化されたネットワークシステムにおいて、
   複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置と、
   前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
   前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートを有するスイッチ装置が属するスイッチグループ内の、前記不具合発生ポートを除く全ポートの通信機能を停止させる機能停止手段と、
   前記スイッチ装置が有する、前記不具合発生ポートと前記機能停止手段によって通信機能を停止させられたポートとを区別して表示する表示手段と、
   を有することを特徴とするネットワークシステム。
2. 複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置を監視する監視サーバにおいて、
   前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段と、
   前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートを有するスイッチ装置が属するスイッチグループ内の、前記不具合発生ポートを除く全ポートの通信機能を停止させる指示を、前記スイッチ装置に対して送信する機能停止手段と、
   前記スイッチ装置が有する、前記不具合発生ポートと前記機能停止手段によって通信機能を停止させられたポートとを区別して表示する表示手段と、
   を有することを特徴とする監視サーバ。
3. 複数のスイッチグループにグループ分けされ、グループ内で互いに接続されることで多階層のネットワークを構成し、複数のポートを有した複数のスイッチ装置を監視する監視サーバプログラムにおいて、
   コンピュータを、
   前記スイッチ装置が有する前記ポートの通信状態を監視し、通信状態が接続状態から遮断状態に遷移した不具合発生ポートを検出する遮断検出手段、
   前記不具合発生ポートが検出された場合、前記不具合発生ポートを有するスイッチ装置が属するスイッチグループ内の、前記不具合発生ポートを除く全ポートの通信機能を停止させる指示を、前記スイッチ装置に対して送信する機能停止手段、
   前記スイッチ装置が有する、前記不具合発生ポートと前記機能停止手段によって通信機能を停止させられたポートとを区別して表示する表示手段、
   として機能させることを特徴とする監視サーバプログラム。

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