JP4377822B2

JP4377822B2 - 故障箇所発見方法および故障箇所発見装置

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Publication number: JP4377822B2
Application number: JP2005015063A
Authority: JP
Inventors: 崇宮村; 理恵林; 崇栗本; 明三澤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-01-24
Filing date: 2005-01-24
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2025-01-24
Also published as: JP2006203721A

Description

本発明は、故障箇所発見方法および故障箇所発見装置に関する。

近年、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）の急速な普及から、ＩＰ（Internet Protocol）トラヒックを含めたデータトラヒックが指数関数的に増加している。トラヒックの増加に対応するため、バックボーンネットワークにおける高速なＩＰパケットの転送を実現するメカニズムが求められている。同時にＩＰをベースとしたアプリケーションも多様化しており、従来は電子メールやウェッブなどのネットワークに品質を要求しないアプリケーションが中心であったが、最近ではＩＰ電話や電子商取引のようにネットワークに高い品質を要求するアプリケーションも普及しはじめている。

従来のＩＰルータ網では、中継段の各ルータで電気的なパケット処理が必要であり、またＥｎｄ−Ｅｎｄで高度な品質制御を行うメカニズムを持たないため、高速化の実現と高品質なサービスの提供を実現することが困難であった。ここで、品質としては、パケットの遅延時間や損失率という転送品質の他にも、ユーザから見えるサービス中断時間といった信頼性も重要な指標となる。

前記のＩＰルータ網に関わる問題を解決するひとつの手段として、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）が提案されている。ＭＰＬＳは転送するパケットに固定長のラベルを付与し、ラベルをもとに通信網内の各ノードでは転送する方路を決定する。このＭＰＬＳをＩＰバックボーンネットワークに導入することにより高速なＩＰパケットの転送と高度なＴＥ（Traffic Engineering）が可能となる。

さらに近年、ＩＰネットワークの中継ノードに光クロスコネクトなどのレイヤ１技術を利用したネットワークアーキテクチャが提案されている。これまでに、ＡＳＯＮ（Automated Switched Optical Network）、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）などが提案されている。これらネットワークに共通する特徴としては、パス（コネクション）がシグナリングにより動的に設定される点にある。このため、従来のレイヤ１網に比べて、パス開通までの時間を大幅に短縮でき、より効率的な網運営が期待できる。

前記のＭＰＬＳ、ＧＭＰＬＳに共通な特徴としては、ＩＰパケットを含むユーザのトラヒックを転送するにあたって、事前にパス設定を行う必要がある点があげられる。パス設定を行うためにはルーティングプロトコルなどを用いてネットワークのトポロジ情報（ノード間の接続構成に関する情報）を収集し、パスの中継経路を計算した上で、ＣＲ−ＬＤＰ（constraint-based Label Distribution Protocol）やＲＳＶＰ−ＴＥ（Resource Reservation Protocol -Traffic Engineering）などのシグナリングプロトコルによってパスの設定を行う。

パスの設定完了後に、該当パス上にトラヒックの転送を開始する。また、ＧＭＰＬＳとＭＰＬＳの関係であるが、ＧＭＰＬＳはＭＰＬＳの一般化であり、基本的にＭＰＬＳを包含するものである。

次にＭＰＬＳやＧＭＰＬＳを用いて、ネットワークの高信頼化を実現する技術について説明する。ここで、例としてはＧＭＰＬＳの場合を説明するが、ＭＰＬＳの場合にも適用可能である。

ネットワークの高信頼化は、ネットワークの故障に対してネットワークを故障前の正常な状態に戻すことを指す。よって、高信頼化のための作業は、現用系から予備系への切替による一時的な復旧作業、または、故障した部品の交換による恒久的な復旧作業に分類できる。

まず、一時的な復旧作業について、説明する。ＧＭＰＬＳにおける切替技術としては、パスプロテクションがよく知られている（非特許文献１、特許文献１）。パスプロテクションとは通信の起点となる通信ノードから終点となる通信ノード間に２本以上のパスをあらかじめ設定し、そのうちの１つを現用パスとして、通常時にユーザトラヒックを転送する。

現用パス上のノードまたはリンクに障害が発生した際に、起点となるノード（発側）においてパス切替えを行い、ユーザトラヒックを予備パス上に転送する。現用パスの経路上に障害が発生した際に、直ちに予備パスに切替えることにより、ユーザトラヒックの不通時間を短縮し、高信頼化を実現している。予備パスは現用パス上の障害の影響を受けないようにするため、現用パスとは中継段のリンクおよびノードを共有しないように設計する必要がある。

一般的に通信ネットワークは複数のレイヤで構成されている。光レイヤでは現用パス、予備パスは中継段において、ノードおよびリンクを共有していないが、物理レイヤまで考慮すると、現用パスと予備パスは１箇所で物理レイヤにおけるリンクであるファイバを共有している場合がある。このような場合に、共有しているファイバに故障が発生すると、パスプロテクションにより障害を復旧できないために著しくネットワーク信頼性、サービスの可用性が低下するという問題が生じる。

よって、パスプロテクションを用いても予備パス上のリソースに故障が発生した場合はサービスが中断してしまうため、故障したリソースを早期に特定し復旧することが重要となる。

このような問題を回避する方法として、ＳＲＧ（Shared Risk Group）番号が提案されている（非特許文献２）。物理レイヤの各ファイバリンクにＳＲＧ番号を付与し、光レイヤの各リンクが収容されているファイバのＳＲＧ番号の和を光レイヤのリンクのＳＲＧ情報としてルーティングプロトコルなどで広告して、パスの経路計算に用いる。

光レイヤでパスプロテクションの経路設計を実施する際に、光レイヤのトポロジに加えて、ＳＲＧ情報を考慮することで、任意の物理レイヤリソースの故障に対しても、復旧可能なパスプロテクションの設計が可能となる。

以上説明した切替作業による復旧は、現用系から予備系に動作を切り替えることで、ネットワークの品質にかかわらず稼働させればいいという一時しのぎ程度のものである。しかし、予備系が使用可能なネットワーク資源は、現用系のものより劣っていることが多く、故障前と同などのネットワークサービスを実現するためには、故障箇所を特定し、その部品（パーツ）を交換（または修理）する必要がある。

実際のネットワークでは、ファイバ以外の伝送装置、ＴＤＭ（Time Division Multiplexing）スイッチ、ルータ、回線カード、インターフェイスなど様々なパーツにおいて、それぞれ異なる要因で故障が発生する。

まず、光ネットワークなどではパスの終端点となる発側ノードまたは着側ノードのみにしか故障検出機能が配備されないため、パスの故障自体は検出可能だが故障箇所の特定が非常に困難であった。

そこで、故障箇所の発見方法としては特許文献２の方法が知られている。特許文献２に記載の方法により故障が発生したリンクまでは特定可能である。
特願２００２−２３５９８０号公報特開２００３−１１５８０６号公報 E. Oki他、"A Disjoint Path Selection Scheme with SRLG in GMPLS networks"、2002 WKsp.IEEE HPSR,May 2002,88-92 塩本公平著、"階層型ＳＲＧに基づくリストレーション方式"、電子情報通信学会総合大会論文集、２００３

しかし、特許文献２の特定するリンクとは、物理的なハードウェア資源としてのパーツではなく、ルーティングプロトコルが参照する論理的な回線である。よって、論理的なリンクは、実際には複数のパーツから構成されている。よって、特許文献２などの従来の故障箇所の特定技術では、物理的なパーツは特定することが困難である。そのため、現状では、作業員が現地に赴いてテスタなどで逐一部品の稼働状況を調査する必要があり、手間がかかっていた。

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、故障が発生したパーツを特定することを主な目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、パスを設定するノードを接続する通信ネットワークにおける構成要素となるパーツの故障を発見する故障箇所発見方法であって、前記パスを構成するリソースを一意に特定するリソースＩＤ、および、前記リソースを構成する前記パーツまたは同時に故障する可能性がある前記パーツの集合を一意に特定するパーツＩＤを格納する記憶手段にアクセスする手段を有するコンピュータが、前記パスの始点または終点となるノードから、故障が発生した第１パス情報の通知を受ける手順と、前記第１パス情報の通知から所定時間内に、故障が発生した第２パス情報の通知を受け、前記第１パス情報と前記第２パス情報とを併せて故障パスリストを作成する手順と、前記記憶手段を参照し、前記故障パスリストの各パスを構成するリソースのリソースＩＤの少なくとも一部から構成される故障リソースリストを作成する手順と、前記記憶手段を参照し、前記故障リソースリストの各リソースを構成するパーツのパーツＩＤの少なくとも一部から構成される故障パーツリストを作成する手順と、前記故障パーツリストを出力する手順と、を実行することを特徴とする。

これにより、出力された故障パーツリストから、故障が発生したパーツを特定することが可能となる。

本発明は、前記パーツを一意に特定するパーツＩＤが、パーツの種別を示すパーツ種別ＩＤと、前記パーツ種別ＩＤが同じパーツについて、一意に識別するパーツ製造ＩＤとの組み合わせにより構成されることを特徴とする。

これにより、複数のベンダから出されたネットワークのパーツについて、パーツＩＤを衝突することなく割り当てることが可能となる。

本発明は、前記故障リソースリストを作成する手順が、所定のリソースについて、前記通信ネットワーク内に設定されたパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数と、故障したパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数との割合と、第１閾値とを比較し、前記故障パスリストの各パスを構成する全てのリソースのうち、前記第１閾値との比較結果により所定のリソースを選別して、故障リソース候補リストを作成することを特徴とする。

これにより、第１閾値で指定された精度で、故障リソースリストを作成することが可能となる。

本発明は、前記故障パーツリストを作成する手順が、所定のパーツについて、前記通信ネットワーク内に設定された所定のパーツを使用しているリソースの数と、前記故障リソースリストにある所定のパーツを使用しているリソースの数との割合と、第２閾値とを比較し、前記故障リソースリストの各リソースを構成する全てのパーツのうち、前記第２閾値との比較結果により所定のパーツを選別して、故障パーツリストを作成することを特徴とする。

これにより、第２閾値で指定された精度で、故障パーツリストを作成することが可能となる。

本発明は、パスを設定するノードを接続する通信ネットワークにおける構成要素となるパーツの故障を発見する故障箇所発見装置であって、前記パスを構成するリソースを一意に特定するリソースＩＤ、および、前記リソースを構成する前記パーツまたは同時に故障する可能性がある前記パーツの集合を一意に特定するパーツＩＤを格納する記憶手段にアクセスする手段を有する故障箇所発見装置が、前記パスの始点または終点となるノードから、故障が発生した第１パス情報の通知を受けるネットワークインターフェイスと、前記第１パス情報の通知から所定時間内に、故障が発生した第２パス情報の通知を受け、前記第１パス情報と前記第２パス情報とを併せて故障パスリストを作成し、前記記憶手段を参照し、前記故障パスリストの各パスを構成するリソースのリソースＩＤの少なくとも一部から構成される故障リソースリストを作成し、前記記憶手段を参照し、前記故障リソースリストの各リソースを構成するパーツのパーツＩＤの少なくとも一部から構成される故障パーツリストを作成する故障パーツ発見部と、前記故障パーツリストを出力する故障パーツ出力部と、を有することを特徴とする。

本発明は、前記故障パーツ発見部が、所定のリソースについて、前記通信ネットワーク内に設定されたパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数と、故障したパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数との割合と、第１閾値とを比較し、前記故障パスリストの各パスを構成する全てのリソースのうち、前記第１閾値との比較結果により所定のリソースを選別して、故障リソース候補リストを作成することを特徴とする。

本発明は、前記故障パーツ発見部が、所定のパーツについて、前記通信ネットワーク内に設定された所定のパーツを使用しているリソースの数と、前記故障リソースリストにある所定のパーツを使用しているリソースの数との割合と、第２閾値とを比較し、前記故障リソースリストの各リソースを構成する全てのパーツのうち、前記第２閾値との比較結果により所定のパーツを選別して、故障パーツリストを作成することを特徴とする。

本発明によれば、ネットワーク内のリソースに付与されたＳＲＧ情報と故障したパスの情報のみを用いて、ネットワーク内の中継ノードに故障検出機能がない場合であっても、故障したパーツを精度よく迅速に発見可能となる。

以下に、本発明が適用される通信システム１の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、本実施形態の通信システム１の構成について、図１から図５を参照して説明する。図１に示す通信システム１は、通信ネットワーク２内で障害が発生した場合に、その発生箇所を通信システム１の構成要素であるパーツの単位（ファイバ、装置のインターフェイスカードなど）まで特定することを特徴とする。

通信システム１は、パスＣの設定を行うノードＮ、故障の発生箇所を発見する故障箇所発見装置３を含むものとする。そして、通信システム１は、ノードＮ間を通信ネットワーク２で接続する。この、通信ネットワーク２においては、網内の各ノードＮでルーティングプロトコルを動作させて、ネットワークトポロジ情報およびリソースＲ情報の収集を行っている。ルーティングプロトコルとしてはＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）やＩＳ−ＩＳ（Intermediate System - Intermediate System）などが通常利用されている。

なお、通信システム１を構成する装置（ノードＮ、故障箇所発見装置３）は、それぞれ演算処理を行う際に用いられる記憶手段としてのメモリと、前記演算処理を行う演算処理装置と、通信ネットワーク２に接続するためのネットワークインターフェイスとを少なくとも備えるコンピュータとして構成される。なお、メモリは、ＲＡＭ（Random Access Memory）などにより構成される。演算処理は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって構成される演算処理装置が、メモリ上のプログラムを実行することで、実現される。

各ノードＮは、発側ノードＮＳ、中継ノードＮＭ、着側ノードＮＥに分類される。発側ノードＮＳはパスＣの開始点となるノードＮで、新たなパスＣを設定する際に設定のためのシグナリングメッセージの生成などを行う。例えばＧＭＰＬＳネットワークの場合、ＣＲ−ＬＤＰやＲＳＶＰ−ＴＥなどのシグナリングプロトコルを用いてパスＣの設定を行う。中継ノードＮＭはパスＣ上を転送されるデータの中継を主に行う。着側ノードＮＥは、パスＣの終端点となるノードＮである。また、発側ノードＮＳおよび着側ノードＮＥは、図示しないユーザ側の通信装置と接続しており、通信ネットワーク２は、２拠点間のユーザ側の通信装置を接続するコネクションを提供している。また、故障箇所発見装置３は、通信システム１内に少なくとも１つ配備され、発側ノードＮＳ、着側ノードＮＥと接続している。

なお、パスＣの端点となる発側ノードＮＳおよび着側ノードＮＥは、そのパスＣの通信不通などの故障を検出するパス故障検出部１０を有している。パス故障検出部１０は、例えば、発側ノードＮＳが定期的に生存確認メッセージをパスＣに流し、正常に生存確認メッセージが着側ノードＮＥに届いたか否かによって、故障を検出する。このパス故障検出部１０は、各パスＣの故障自体は検出可能ではある。そして、故障箇所発見装置３が、パス故障検出部１０からの故障情報をもとに、発側ノードＮＳから着側ノードＮＥまでの間のどの区間で故障したのかを切り分ける。

次に、通信システム１の一部を示すリソースＲとパーツＰの概念を説明する。

図２（ａ）は、通信システム１の装置間を回線（ファイバ）で接続したネットワーク構成図を示している。通信システム１には、ノードＮ１からノードＮ４へのパスＣが２本（現用パスＣと予備パスＣ）設定されている。各パスＣは、パスＣの経路上に存在するノードＮをリンクＬにより順に接続した集合として定義する。このリンクＬには、通常のルーティングプロトコルで使用される、リンクＬコストおよび帯域情報などの付加情報が付与されている。

なお、現用パスＣ以外のパスＣを予備パスＣと呼ぶ。この予備パスＣを現用パスＣとリンクＬおよびノードＮを共有しないように設定する図２の例のように、２つのパスＣが共有するリンクＬおよびノードＮを持たないとき、ｄｉｓｊｏｉｎｔ（互いに素）なパスＣと呼ぶ。

リソースＲは、パスＣの集合の要素であるノードＮまたはリンクＬである。よって、パスＣは、複数のリソースＲの順序集合である。なお、図２（ａ）は、ノードＮ１からスイッチＳＷに接続し、スイッチＳＷからノードＮ２またはノードＮ３に分岐している。そして、各リソースＲには、リソースＲをユニークに識別するためのリソースＩＤが割り当てられている。リソースＩＤは、例えば、ＳＲＧ番号の組み合わせであるＳＲＧ情報である。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の通信システム１において、リソースＲを抽出した図である。例えば、現用パスＣは、＜ノードＮ１→リンクＬ２→ノードＮ３→リンクＬ４→ノードＮ４＞の順序集合であり、５つのリソースＲから構成されている。同じように、予備パスＣは、＜ノードＮ１→リンクＬ１→ノードＮ２→リンクＬ３→ノードＮ４＞の順序集合であり、５つのリソースＲから構成されている。

図２（ｂ）のリンクＬ１は１本であるが、このリンクＬ１を構成する要素は、図２（ａ）に示すように、２本のファイバ（＃１、＃２）である。また、リンクＬ２は１本であるが、このリンクＬ２を構成する要素は、図２（ａ）に示すように、２本のファイバ（＃１、＃３）である。よって、リンクＬ１とリンクＬ２とは、ファイバ＃１を共用している。これにより、ファイバ＃１が故障したときには、リンクＬ１とリンクＬ２とは、同時に使用ができなくなってしまう。

図３は、リソースＲの共用を示す説明図である。図３の通信システム１には、３本のパスＣ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）が設定されており、矢印はパスＣの経路を示す。例えば、リンクＬ１５に障害が発生したときには、そのリンクＬ１５を共用している２本のパスＣ（Ｃ２、Ｃ３）が使用ができなくなるが、リンクＬ１５を使用していないパスＣ１は、引き続き使用可能である。また、リンクＬ１４に障害が発生したときには、そのリンクＬ１４を使用しているパスＣ３のみが使用ができなくなる。

このように、同じパスＣ３の故障であっても、その故障の原因となるリンクＬの位置によって、パスＣ３とは別のパスＣの故障が起きるか否かが決まる。よって、故障箇所発見装置３は、通信システム１に設定されている所定のパスＣの故障について、そのパスＣ以外のパスＣの故障を併せて検討することによって、所定のパスＣの故障原因となるリンクＬの位置を特定する。

図４は、パーツＩＤの割り当てを示す説明図である。パーツＰは、リソースＲを構成するネットワークまたは装置の部品（ハードウェア資源）であり、通常のルーティングプロトコルで配布されない下位レイヤの物理的な機器の構成要素を表す。パーツＰは、例えば、図４に示される回線カード、インターフェイス、ファイバなどが挙げられる。パーツＩＤは＜パーツ種別ＩＤ、パーツ製造ＩＤ＞の組合せで構成されている。パーツＩＤは、通信システム１内の各パーツＰに対してユニークに割り当てられている。パーツＩＤは、例えば、ＳＲＧ番号である。

まず、パーツ種別ＩＤは障害要因となるパーツＰの種類を表す。パーツＰの種類は、回線カードや、ファイバ回線などパーツＰの用途を識別する単位に設定してもよいし、同じイーサネット（登録商標）の回線カードでも、Ａ社が製造する回線カードと、Ｂ社が製造する回線カードとで、別々のパーツ種別ＩＤを割り当ててもよい。よって、通信システム１は、同じパーツ種別ＩＤを有する複数のパーツＰから構成されてもよい。

次に、パーツ製造ＩＤは、パーツ種別ＩＤごとに割り当てられるＩＤである。これは、例えば、Ａ社が製造する複数の回線カードには、それぞれユニークな（別々の）パーツ製造ＩＤが割り当てられる。例えば、パーツ製造ＩＤは、各製品にメーカが割り当てる製造番号である。よって、Ａ社とＢ社とでは、独立に製造番号を割り当てられるので、通信システム１は、同じパーツ製造ＩＤを有する複数のパーツＰから構成されてもよい。しかし、パーツ種別ＩＤとパーツ製造ＩＤとの組で構成されるパーツＩＤは、通信システム１内の各パーツＰに対してユニークに割り当てられている。

パーツＩＤに関する情報は、各ノードＮが保持し、ルーティングプロトコルにより、ネットワーク内の他のノードＮおよび故障箇所発見装置３間に配布される。

図５は、故障箇所発見装置３を示す構成図である。故障箇所発見装置３は、記憶手段（パス情報データベース２０、トポロジデータベース２２、および、故障情報データベース２４）と、制御手段（故障パーツ発見部２６、および、故障パーツ出力部２８）とを備える。

まず、パス情報データベース２０は、通信ネットワーク２内のパスＣの中継経路（使用しているリソースＲ）に関する情報を記録する。この情報は、パスＩＤと、パスＩＤの始点から終点までの経路上のリソースＲのリソースＩＤとの対応情報を含む。これにより、所定のパスＩＤのパスＣが故障したときには、このパス情報データベース２０を検索することにより、その故障したパスＣを構成するリソースＲのリソースＩＤを取得することができる。

次に、トポロジデータベース２２は、ルーティングプロトコルにより配布されている経路情報などから作成されるネットワークトポロジを格納する。さらに、トポロジデータベース２２は、リソースＩＤとパーツＩＤとの対応情報を保持する。

リソースＩＤとパーツＩＤとの対応情報を具体的に説明する。図４の例では、１つのノードＮに、２つのリンクＬ（Ｌ１，Ｌ２）が接続されており、パーツＰは、ファイバ、インターフェイス、回線カード、装置の４つの階層で構成されている。各階層には、異なるパーツ種別ＩＤが付与されている。

２つのリンクＬ（Ｌ１，Ｌ２）は、装置と回線カードとを共用しているが、インターフェイスとファイバは、別々のものを使用している。よって、リソースＩＤ（リンク＃Ａ）は、パーツＩＤの集合＜装置＃１、回線カード＃２、インターフェイス＃３１、ファイバ＃４１＞と対応づけられる。また、リソースＩＤ（リンク＃Ｂ）は、＜装置＃１、回線カード＃２、インターフェイス＃３２、ファイバ＃４２＞と対応づけられる。

このリソースＩＤとパーツＩＤとの対応情報は、例えば、ルーティングプロトコルにより、通信ネットワーク２内に配布される。この情報より、リンクＬ１とリンクＬ２は、同時に故障する可能性があり、要因としては共用している装置の故障と、共用している回線カードの故障がある。一方、インターフェイスまたはファイバの故障については、１つのパーツＰだけ故障したときには、その故障に起因して発生するリンクＬの故障は片方だけであり、同時には故障しない。

そして、故障情報データベース２４は、通信ネットワーク２の故障に関する情報を格納する。具体的には、故障箇所発見装置３は、故障が発生したときに、図６に示すフローチャートに従う動作を行うことにより、図７に示すように故障情報データベース２４を更新する。

以下、通信システム１の動作について、図１から図５および図７を参照しつつ、図６のフローチャートに沿って説明する。図６は、故障箇所発見処理を示すフローチャートである。

まず、故障箇所発見装置３は、パスＣの故障を検出する（Ｓ１０１）。つまり、故障箇所発見装置３は、パスＣの故障を検出した発側ノードＮＳ（または着側ノードＮＥ）から、故障したパスＣを特定可能な情報（ＧＭＰＬＳではＴｕｎｎｅｌＩＤ、ＬＳＰＩＤ、終端ノードＮのアドレスなど）を含む故障発生通知を受信する。故障箇所発見装置３は、特定可能な情報からパス情報データベース２０を参照することにより、そのパスＣのパスＩＤを取得する。

次に、故障箇所発見装置３は、パスＣの故障通知をまとめて故障パスリストを作成する（Ｓ１０２）。つまり、故障箇所発見装置３は、Ｓ１０１の故障発生通知の内容を故障情報データベース２４に保存し、所定期間（一定時間など）のタイマを起動する。そのタイマが終了するまでの間に受信した故障発生通知は、Ｓ１０１の故障発生通知と同時に発生した故障として、故障情報データベース２４に保存される（図７（ａ）の左列を参照）。

なお、図７（ａ）の右列は、左列のパスＣが使用するリソースＩＤのリストとなっている。例えば、パス＃１は、３つのリソースＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ４）を経由するパスＣである。Ｓ１０２のタイマが終了すると、故障パーツ発見部２６は、図７（ａ）の左列を検索キーとして、パス情報データベース２０を検索することにより、図７（ａ）の右列を取得する。

そして、故障箇所発見装置３は、故障パスリスト（図７（ａ））から故障リソースリスト（図７（ｂ））を作成する（Ｓ１０３）。具体的には、各リソースＲをＲｉ（ｉ＝１、２、…、Ｎ）とし、ｉ＝１〜Ｎまでに対して以下の手順１から手順３まで適用することにより、リソースＲを選別する。
手順１：パス情報データベース２０を検索し、リソースＲｉに含まれる全てのパス数をカウントし、ＰＡとする。
手順２：図７（ａ）を参照し、Ｒｉを使用しているパスＣの数をカウントし、ＰＢとする。
手順３：条件（ＰＡ−ＰＢ）／ＰＡ≦閾値α（第１閾値）を満たす場合、リソースＲｉを故障リソースＲとして、図７（ｂ）の左列の故障リソースリストに追加する。

ここで閾値αは、０以上１以下の実数である。基本的には故障したリソースＲに収容される全てのパスＣはサービス断となるので、α＝０として、手順３の条件式を満たすリソースＲが故障したリソースＲである。これにより、故障したリソースＲを検出する精度が向上する。

一方、ノードＮから故障箇所発見装置３ヘの故障発生通知の到着が遅れたため、故障は発生したが故障情報データベース２４に含まれないパスＣが存在するケースもある。そのときには、例えば、α＝０．２などαを０より大きな値とする。これにより、迅速に故障が発生したリソースＲを発見できる。

そして、故障箇所発見装置３は、故障リソースリスト（図７（ｂ））から故障パーツリスト（図７（ｃ））を作成する（Ｓ１０４）。そのために、まず、故障箇所発見装置３は、トポロジデータベース２２を検索することにより、故障リソースリスト（図７（ｂ）の左列）から、その各リソースＲが使用するパーツＰのリスト（図７（ｂ）の右列）を作成する。

故障リソースリストの作成が完了すると、リスト内のリソースＲの情報から、さらにトポロジデータベース２２を検索して、リソースＲに付与された階層化ＳＲＧ番号を検索し、該当するＳＲＧ情報を故障ＳＲＧ候補リストに追加し、故障パーツリストを作成する。

次に故障パーツ発見部２６は故障が発生したパーツＰを発見する処理として、図７（ｂ）の右列に含まれる全てのパーツＰに対して以下の手順４〜手順６を適用する。

手順４：所定のパーツＰについてトポロジデータベース２２を検索し、所定のパーツＰを含むリソースＲの数をカウントする。このリソースＲの数をＱＡとする。
手順５：所定のパーツＰについて故障リソースリストに含まれている全リソースＲの数をカウントする。この数をＱＢとする。
手順６：条件ＱＡ／ＱＢ≧閾値β（第２閾値）を満たす場合、所定のパーツＰを故障したパーツＰとして、図７（ｃ）の故障パーツリストに追加する。

ここで、閾値βは、０以上１以下の実数である。基本的には故障したパーツＰが１つであれば、β＝１として、手順６の条件式を満たすパーツＰが、故障したパーツＰである。

実際には確率は低いが同時に複数のＳＲＧが故障することがあるため、例えばβ＝０．２などβを１より小さな値とすることで、多重故障が発生した場合でも故障したパーツＰを発見できる。パーツＩＤとパーツＰとは１対１に対応しているため、故障箇所発見装置３内の故障パーツリスト内に含まれるパーツＩＤにより、故障したパーツＰを発見することができる。

さらに、故障パーツ出力部２８は、Ｓ１０４で発見した故障パーツリストを出力する（Ｓ１０５）。出力の形式は、例えば、パーツＩＤやパーツＩＤに対応するパーツＰ名をテキスト形式で出力するシンプルなものでもよいし、ネットワークトポロジを示すマップ上に位置するパーツＩＤに対応するパーツＰのアイコンの色を赤色にするなどの視覚的にわかりやすい形式で出力してもよい。

以上説明した本実施形態は、通信網に収容される各コネクションの中継経路の計算を行う装置および方法に関する。本実施形態は、例えば、レイヤ３のヘッダ情報を元に転送を行なうノードＮ網、固定長のラベルを転送するパケットに付与することで通信網内を転送するＭＰＬＳ通信網、ＴＤＭのタイムスロットや光の波長を一般化ラベルとして扱うＧＭＰＬＳ通信網、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）通信網などに適用される。これにより、障害発生がどのリンクＬ、装置で発生したかまでを発見するだけでなく、従来の方法では困難であった、そのリンクＬのファイバの断線か、そのリンクＬの両端のどちらの装置か、装置のどのインターフェイスカードか、といった詳細な障害発生箇所まで特定することが可能となった。

以上説明した本発明は、以下のようにその趣旨を逸脱しない範囲で広く変形実施することができる。

例えば、故障箇所発見装置３の記憶手段における各データベースは、故障箇所発見装置３がデータアクセスできればいいので、故障箇所発見装置３の内部に格納してもよいし、故障箇所発見装置３とは別の装置に格納してもよい。

また、本実施形態で記載されている故障箇所発見装置３は、ノードＮと別装置として説明されているが、ノードＮ内に故障箇所発見装置３を配備してもよいし、複数の装置に故障箇所発見装置３の機能を分散させてもよい。

さらに、パーツＩＤは、パーツＰをユニークに識別するように設定されているとしたが、複数のパーツＰが同時に故障する可能性があるときには、それらの複数のパーツＰをまとめて、１つのパーツＩＤを割り当ててもよい。

本発明の一実施形態に関する通信システムを示す構成図である。本発明の一実施形態に関するリソースの概念を示す説明図である。本発明の一実施形態に関するリソースの共用を示す説明図である。本発明の一実施形態に関するパーツＩＤの割り当てを示す説明図である。本発明の一実施形態に関する故障箇所発見装置を示す構成図である。本発明の一実施形態に関する故障箇所発見処理を示すフローチャートである。本発明の一実施形態に関する故障パーツリストの作成を示す説明図である。

符号の説明

Ｃパス
Ｌリンク
Ｎノード
Ｐパーツ
Ｒリソース
１通信システム
２通信ネットワーク
３故障箇所発見装置
１０パス故障検出部
２０パス情報データベース
２２トポロジデータベース
２４故障情報データベース
２６故障パーツ発見部
２８故障パーツ出力部

Claims

パスを設定するノードを接続する通信ネットワークにおける構成要素となるパーツの故障を発見する故障箇所発見方法であって、
前記パスを構成するリソースを一意に特定するリソースＩＤ、および、前記リソースを構成する前記パーツまたは同時に故障する可能性がある前記パーツの集合を一意に特定するパーツＩＤを格納する記憶手段にアクセスする手段を有するコンピュータが、
前記パスの始点または終点となるノードから、故障が発生した第１パス情報の通知を受ける手順と、
前記第１パス情報の通知から所定時間内に、故障が発生した第２パス情報の通知を受け、前記第１パス情報と前記第２パス情報とを併せて故障パスリストを作成する手順と、
前記記憶手段を参照し、前記故障パスリストの各パスを構成するリソースのリソースＩＤの少なくとも一部から構成される故障リソースリストを作成する手順と、
前記記憶手段を参照し、前記故障リソースリストの各リソースを構成するパーツのパーツＩＤの少なくとも一部から構成される故障パーツリストを作成する手順と、
前記故障パーツリストを出力する手順と、
を実行することを特徴とする故障箇所発見方法。
前記パーツを一意に特定するパーツＩＤは、パーツの種別を示すパーツ種別ＩＤと、前記パーツ種別ＩＤが同じパーツについて、一意に識別するパーツ製造ＩＤとの組み合わせにより構成されること
を特徴とする請求項１に記載の故障箇所発見方法。
前記故障リソースリストを作成する手順は、
所定のリソースについて、前記通信ネットワーク内に設定されたパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数と、故障したパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数との割合と、第１閾値とを比較し、
前記故障パスリストの各パスを構成する全てのリソースのうち、前記第１閾値との比較結果により所定のリソースを選別して、故障リソース候補リストを作成すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の故障箇所発見方法。
前記故障パーツリストを作成する手順は、
所定のパーツについて、前記通信ネットワーク内に設定された所定のパーツを使用しているリソースの数と、前記故障リソースリストにある所定のパーツを使用しているリソースの数との割合と、第２閾値とを比較し、
前記故障リソースリストの各リソースを構成する全てのパーツのうち、前記第２閾値との比較結果により所定のパーツを選別して、故障パーツリストを作成すること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の故障箇所発見方法。
パスを設定するノードを接続する通信ネットワークにおける構成要素となるパーツの故障を発見する故障箇所発見装置であって、
前記パスを構成するリソースを一意に特定するリソースＩＤ、および、前記リソースを構成する前記パーツまたは同時に故障する可能性がある前記パーツの集合を一意に特定するパーツＩＤを格納する記憶手段にアクセスする手段を有する故障箇所発見装置が、
前記パスの始点または終点となるノードから、故障が発生した第１パス情報の通知を受けるネットワークインターフェイスと、
前記第１パス情報の通知から所定時間内に、故障が発生した第２パス情報の通知を受け、前記第１パス情報と前記第２パス情報とを併せて故障パスリストを作成し、前記記憶手段を参照し、前記故障パスリストの各パスを構成するリソースのリソースＩＤの少なくとも一部から構成される故障リソースリストを作成し、前記記憶手段を参照し、前記故障リソースリストの各リソースを構成するパーツのパーツＩＤの少なくとも一部から構成される故障パーツリストを作成する故障パーツ発見部と、
前記故障パーツリストを出力する故障パーツ出力部と、
を有することを特徴とする故障箇所発見装置。
前記パーツを一意に特定するパーツＩＤは、パーツの種別を示すパーツ種別ＩＤと、前記パーツ種別ＩＤが同じパーツについて、一意に識別するパーツ製造ＩＤとの組み合わせにより構成されること
を特徴とする請求項５に記載の故障箇所発見装置。
前記故障パーツ発見部は、
所定のリソースについて、前記通信ネットワーク内に設定されたパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数と、故障したパスの中で所定のリソースを使用しているパスの本数との割合と、第１閾値とを比較し、
前記故障パスリストの各パスを構成する全てのリソースのうち、前記第１閾値との比較結果により所定のリソースを選別して、故障リソース候補リストを作成すること
を特徴とする請求項５または請求項６に記載の故障箇所発見装置。
前記故障パーツ発見部は、
所定のパーツについて、前記通信ネットワーク内に設定された所定のパーツを使用しているリソースの数と、前記故障リソースリストにある所定のパーツを使用しているリソースの数との割合と、第２閾値とを比較し、
前記故障リソースリストの各リソースを構成する全てのパーツのうち、前記第２閾値との比較結果により所定のパーツを選別して、故障パーツリストを作成すること
を特徴とする請求項５または請求項６に記載の故障箇所発見装置。