JP4644639B2 - 回線監視システム - Google Patents

Description

本発明は、ネットワーク装置において回線の状態を監視する回線監視システムに関する。

ネットワーク装置における回線の状態監視は、中央処理装置がＯＳＩ参照モデルの物理層（第１層）を制御するデバイスであるＰＨＹのマネジメントレジスタをリードすることで回線の状態を監視し、リンクアップ／ダウン判定または回線状態の統計情報を採取していた。例えば、イーサネット（登録商標）のリンクアップ／ダウン判定を行う場合、ＩＥＥＥ８０２．３で規定されるＰＨＹマネジメントレジスタのアドレス１：Statusレジスタに含まれるリンクステータスビットを監視することで行うことができる。また、特許文献１には、送信フレーム毎に送信完了予測タイマをもって制御する技術が記載されている。

特開2001-156837号公報

近年、ネットワーク装置一台に収容するポート数は、飛躍的に多くなっている。そのため、従来方式での監視を行うと、ポート数の増加に伴い中央処理装置が行う回線監視処理の負荷が高くなってしまい、中央処理装置が行っているルーティング処理等の性能が落ちてしまう問題が発生する。また、短い間隔で回線のリンクアップ／ダウンの繰り返しが発生した場合、該当する回線の運用処理／閉塞処理が多発してしまうことで、中央処理装置の負荷が高くなり、かつ、閉塞状態へ移行してしまうと運用状態へ移行するまで該当回線の通信が停止してしまうことによってネットワークの性能悪化、品質低下を引き起こす要因となってしまう。また、１０ギガイーサネット等の高速通信技術の登場によるネットワークの高速化にともない１秒あたりに送信できるフレーム数が増加したことによって、送信フレーム毎に送信完了予測タイマをもって制御する方式を実現するのは困難である。

本発明の目的は、回線監視処理によって中央処理装置の負荷を低減し、ネットワーク装置の性能を改善する回線監視システムを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、回線の監視を行うためにＰＨＹアクセスを要求する回線監視要求部、リンクアップ／ダウンの判定及び判定結果を中央処理装置へ通知する回線状態判定部、回線状態の統計情報を採取する統計情報格納部、中央処理装置からのアクセスを制御するアクセス制御部、中央処理装置と回線監視要求部からのＰＨＹアクセス要求を制御してＰＨＹアクセスを行うＰＨＹアクセス制御部で構成される回線監視制御部がネットワークの回線監視を行う構成を採用する。

また、ＰＨＹのマネジメントレジスタが任意の回数連続してリンクアップまたはダウンを示す場合に回線状態を確定して中央処理装置に通知する構成を採用する。

本発明によれば、回線の状態監視、リンクアップ／ダウン判定または回線状態の統計情報採取を中央処理装置で行わずに回線監視制御部が行うため、回線監視処理にかかわる中央処理装置の負荷を低減することが可能となり、ネットワーク装置に収容するポート数を容易に増加させることが可能となる。

以下に、本発明の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態である回線監視システムにおけるネットワーク装置４０の構成例を示す。図１において、４０はネットワーク装置、１０は中央処理装置、３０Ａ〜３０Ｂはイーサネット等の回線インタフェースを制御するネットワークインタフェース機構（以下、ＮＩＦと称する）、１Ａ〜１Ｂは回線の監視を行う回線監視制御部、５０Ａ〜５０Ｈはネットワーク装置に収容されるポート、６０Ａ〜６０Ｈはネットワーク回線、７０Ａ〜７０Ｈは回線監視処理のアクセス経路、８０Ａ〜８０Ｂは回線状態変化通知である。

図２は、図１におけるＮＩＦ３０の詳細な構成例を示す。図１では、ＮＩＦを２つ含む構成なので、ＮＩＦを３０Ａと３０Ｂに区別したが、図２では、説明の便宜のために、１つのＮＩＦ３０について説明する。従って、図１におけるアルファベット付きの番号（例えば３０Ａ、１Ａ）と、図２におけるアルファベット無しの番号（例えば３０、１）とは、それぞれ対応する構成である。

図２において、１は回線の監視を行う回線監視制御部、２は中央処理装置１０から回線監視制御部２またはＰＨＹ２０へのアクセスを制御するアクセス制御部、３は回線監視をするためにＰＨＹマネジメントレジスタへのアクセスを要求する回線監視要求部、３ａは回線監視要求部３からＰＨＹマネジメントレジスタへのリードアクセス要求及びＰＨＹマネジメントレジスタアドレスを指定するアクセス要求情報、３ｂは回線監視要求部３からのアクセス要求情報３ａに対するＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ、４はＰＨＹマネジメントレジスタの情報をもとに回線の状態を判定する回線状態判定部、５はＰＨＹマネジメントレジスタの情報をもとに回線状態の統計情報を格納する統計情報格納部、６はアクセス制御部２を介して要求される中央処理装置からのＰＨＹアクセス要求と、回線監視要求部３からのＰＨＹアクセス要求とを制御するＰＨＹアクセス制御部、１０は中央処理装置、２０はＯＳＩ参照モデルの物理層を制御するデバイスであるＰＨＹ、８０は回線状態変化通知である。

中央処理装置１０は、アクセス制御部２を介して、回線状態判定部４に対して、リンクアップ判定条件およびリンクダウン判定条件を指定する。また、中央処理装置部１０は、アクセス制御部２を介して、回線監視要求部３に対して、アクセスするＰＨＹマネジメントレジスタのアドレス及びアクセス周期時間を指定する。また、中央処理装置部１０は、アクセス制御部２を介して、統計情報格納部５に対して、統計採取するＰＨＹマネジメントレジスタのアドレスを指定する。これらの設定の完了後に、中央処理装置１０は、回線監視要求部３に対して回線監視の実行を指示する。回線監視要求部３は、中央処理装置部１０から回線監視の指示を受けると、ＰＨＹマネジメントレジスタのアクセスを開始する。

統計情報格納部５は、回線監視要求部３からのアクセス要求情報３ａに対するＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ３ｂをＰＨＹアクセス制御部６から受け取ると、中央処理装置１０から指定されたＰＨＹマネジメントレジスタのステータス情報を統計情報としてカウントし格納する。統計情報格納部５は、保持している統計情報を、中央処理装置１０からの要求により、アクセス制御部２を介して中央処理装置１０へ通知する。

アクセス制御部２は、中央処理装置１０からのアクセス要求が回線監視要求部３に対する要求であるか、または回線状態判定部４、統計情報格納部５、ＰＨＹ２０に対する要求かを判定し、各アクセス対象へのアクセスを行う。

ＰＨＹアクセス制御部６は、中央処理装置部１０または回線監視要求部３からのＰＨＹアクセス要求に従い、ＰＨＹ２０のマネジメントレジスタにアクセスを行う。また、ＰＨＹアクセス制御部６は、回線監視要求部３、回線状態判定部４、統計情報格納部５に対して、ＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ３ｂを送信する。

図３は、回線監視要求部３が行う処理フローの例を示す。回線監視要求部３は、まず、ＰＨＹマネジメントレジスタのアクセス周期間隔を中央処理装置１０から受信し記憶する（Ｓ３０１）。次に、アクセスするＰＨＹマネジメントレジスタのアドレスを中央処理装置１０から受信し記憶する（Ｓ３０２）。次に、アクセス周期のタイミングを計るためのタイマを開始する（Ｓ３０３）。回線監視要求部３は、ステップ３０２で記憶したアドレスの中から、アクセスするＰＨＹマネジメントレジスタのアドレスを選択し（Ｓ３０４）、アクセス要求情報３ａをＰＨＹアクセス制御部６へ発行する（Ｓ３０５）。このとき、アクセス要求情報３ａを回線状態判定部４及び統計情報格納部５へも送信することで、アクセスするＰＨＹマネジメントレジスタのアドレスを回線状態判定部４及び統計情報格納部５に通知する。

ステップ３０５に示す処理によって、ＰＨＹアクセス制御部６が回線監視要求部３からのアクセス要求情報３ａを受信すると、ＰＨＹアクセス制御部６は、ＰＨＹ２０へアクセスを行い、ＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ３ｂを回線監視要求部３、回線状態判定部４、統計情報格納部５に送信する。

回線監視要求部３は、ＰＨＹアクセス制御部６から、このリードデータ３ｂを受信したか否かを判断する（Ｓ３０６）。受信した場合は、ステップ３０７へ進む。受信しない場合は、受信するまで待機する（Ｓ３０６：Ｎｏ）。

ステップ３０６で、リードデータ３ｂを受信すると（Ｓ３０６：Ｙｅｓ）、回線監視要求部３は、ステップＳ３０２において中央処理装置１０から指定されたレジスタのアドレスへのアクセスを全て完了したかを判定する（Ｓ３０７）。全てのレジスタをアクセス完了していない場合（Ｓ３０７：Ｎｏ）、ステップ３０４へ戻り、全てのレジスタのアクセスが完了するまでＰＨＹマネジメントレジスタのアクセスを繰り返す（Ｓ３０４〜Ｓ３０６）。全てのレジスタへのアクセスを完了した場合（Ｓ３０７：Ｙｅｓ）、回線監視要求部３は、ステップ３０３で開始したタイマがステップ３０１で中央処理装置１０から指定されたアクセス周期間隔の時間を超えたか否かを判断する（Ｓ３０８）。アクセス周期間隔の時間を超えた場合は（Ｓ３０８：Ｙｅｓ）、ステップ３０３で開始したタイマをクリアし（Ｓ３０９）、ステップＳ３０３へ戻り、回線状態監視を繰り返す。回線監視要求部３が行う図３の処理は、中央処理装置１０からの回線監視処理停止の指示で停止する。

回線状態判定部４は、回線監視要求部３からのアクセス要求情報３ａに対するＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ３ｂをＰＨＹアクセス制御部６から受け取ると、回線のリンク状態の判定を行う。アクセス要求情報３ａが、リンク状態を示すアドレスのＰＨＹマネジメントレジスタのアクセス要求である場合、ＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ３ｂにはリンクステータス情報が含まれるため、回線状態判定部４は、ＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ３ｂを受信すると、リードデータ３ｂに含まれるリンクステータス情報を読み取り、回線のリンク状態を検出する。このリンク状態が、中央処理装置１０から指定された回数連続して検出した場合、該当回線のリンクアップまたはリンクダウンと判定する。

ここで、リンクアップまたはリンクダウンと判定した結果、リンクの状態がアップからダウンへ、またはダウンからアップへと変化した場合、回線状態判定部４は、中央処理装置１０に対して、回線状態変化の通知を行う（回線状態変化通知８０）。回線状態判定部４から回線状態変化通知８０を受けた中央処理装置１０は、回線状態判定部４が判定したリンク状態に従い、該当回線の運用処理または閉塞処理を実施する。

このように、ある回線のリンク状態を所定回数連続して検出した場合に、その回線のリンクアップまたはリンクダウンと判断し、リンク状態に応じてその回線の運用処理または閉塞処理を行うことにより、リンクアップ／ダウンのばたつきによる該当回線の運用処理／閉塞処理の多発を防ぐことが可能になる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、回線状態の監視、統計情報の採取を中央処理装置１０を介さずに行うことができ、また、ＰＨＹのマネジメントレジスタが任意の回数連続してリンクアップまたはダウンを示す場合に回線状態を確定して中央処理装置に通知することで、リンクアップ／ダウンのばたつきによる該当回線の運用処理／閉塞処理の多発を防ぐことが可能となる。よって、中央処理装置１０の回線監視及び制御にかかる処理の負荷が軽減されることで、ネットワーク装置の通信処理性能を低下させずにポート数を増やすことが可能となる。

また、送信フレーム毎に監視する必要がないため、高速ネットワークに接続するネットワーク装置においても実現可能な構成である。

また、回線監視制御部１がネットワークの回線を監視することによって、ポート数の増加により中央処理装置のリソースを圧迫する回線監視処理が増加することはないため、容易にポート数を増やすことが可能となる。

本発明の一実施の形態であるネットワーク装置の構成の一例を示した図である。 図１のネットワーク装置における回線監視制御部の詳細な構成の一例を示した図である。 回線監視要求部３の処理フローの例を示した図である。

符号の説明

１、１Ａ〜１Ｂ：回線監視制御部、２：アクセス制御部、３：回線監視要求部、３ａ：アクセス要求情報、３ｂ：ＰＨＹマネジメントレジスタのリードデータ、４：回線状態判定部、５：統計情報格納部、６：ＰＨＹアクセス制御部、１０：中央処理装置部、２０：ＰＨＹ、３０、３０Ａ〜３０Ｂ：ＮＩＦ、４０：ネットワーク装置、５０Ａ〜５０Ｈ：ポート、６０Ａ〜６０Ｈ：ネットワーク回線、７０Ａ〜７０Ｈ：回線監視処理のアクセス経路、８０、８０Ａ〜８０Ｂ：回線状態変化通知

Claims (4)

1. ネットワーク回線を監視する回線監視システムにおいて、
   中央処理装置と通信を行い、該中央処理装置からのアクセス要求を制御するアクセス制
   御部と、
   前記アクセス制御部からの回線アクセス要求に従い、回線の監視を行うためにＰＨＹア
   クセスを要求する回線監視要求部と、
   ＰＨＹと通信を行い、該回線監視要求部からのＰＨＹアクセス要求を受信して、前記Ｐ
   ＨＹに対してアクセスを行うＰＨＹアクセス制御部と、
   該ＰＨＹアクセス制御部によるＰＨＹアクセス情報を受信し、回線状態を判定する回線
   状態判定部とを備え、
   前記アクセス制御部と前記回線監視要求部と前記ＰＨＹアクセス制御部と前記回線状態判定部はネットワークインタフェース上に配置され、
   前記回線監視要求部と前記ＰＨＹアクセス制御部により前記ネットワークインタフェース上の複数のＰＨＹの監視を行い、
   前記回線状態判定部により特定の回線状態の判定を行い、特定の回線状態が発生した場合に前記中央処理装置に通知することを特徴とする回線監視システム。
2. 前記ＰＨＹアクセス制御部は、前記ＰＨＹのマネジメントレジスタにアクセスを行い、
   前記回線状態判定部が前記ＰＨＹアクセス制御部から受信するＰＨＹアクセス情報は、
   前記ＰＨＹのマネジメントレジスタのリードデータを含み、
   該リードデータに含まれるステータス情報が、所定回数連続して同じステータス情報で
   ある場合に、前記回線状態判定部は、前記所定回数連続するステータス情報に基づいて回
   線状態を判定し、
   前記回線状態判定部は、該判定結果を前記中央処理装置に送信することを特徴とする請
   求項１記載の回線監視システム。
3. 前記回線監視要求部は、前記ＰＨＹアクセス制御部から送信されるＰＨＹのマネジメン
   トレジスタのリードデータを受信し、前記中央処理装置から指定されたレジスタへのアク
   セスが完了したか否かを判断することを特徴とする請求項２記載の回線監視システム。
4. 前記回線監視システムはさらに、
   前記ＰＨＹアクセス制御部から送信されたステータス情報を格納する統計情報格納部を
   備え、
   該統計情報格納部は、前記中央処理装置からの要求により、前記ステータス情報を、前
   記アクセス制御部を介して前記中央処理装置に送信することを特徴とする請求項２記載の
   回線監視システム。

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