JP4984162B2 - 監視制御方法および監視制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は複数の通信装置を有するネットワークの監視制御方法および監視制御装置に関する。
複数の通信装置の状態をポーリング方式で監視するネットワーク監視システムでは、各通信装置に問い合わせを行い、その応答の有無によって各通信装置の状態を判定する。たとえば、図5に示すように、監視制御装置1は、定められた順番に従って、各通信装置2に対してポーリングパケット(ヘルスチェックパケット)を送信し(S1)、そのポーリングパケットに対する応答パケットを所定時間内に受信すれば(S2)、当該監視対象である通信装置2の健全性を確認することができる。以下、問い合わせ(ポーリングパケット)の送信から応答(応答パケット)の受信までの経過時間を応答時間、監視制御装置1が応答を待機する時間を応答待ち時間、問い合わせ(ポーリングパケット)送信の時間間隔をポーリング間隔あるいは送信間隔というものとする。
ポーリング方式を利用した監視制御に関しては種々の技術が提案されている。たとえば、特許文献1に開示されたヘルスチェックシステムは、装置ごとの応答時間の統計に基づいて応答待ち時間を設定し、各装置の処理負荷に合わせたヘルスチェックを行おうとするものである。
また、特許文献2に開示された通信ネットワーク管理方法は、管理装置が発する診断要求の間隔(送信間隔)をネットワークのトラフィックの状況に応じて変化させることで、ポーリングによるトラフィック増大を回避しようとするものである。
特開平8−223191号公報 特開平10−327148号公報
しかしながら、1つの監視制御装置が多くの通信装置を監視する場合、通信装置ごとに応答待ち時間を設定したり、通信状況の変化に応じてポーリング間隔を動的に変化したりするのでは監視制御装置の負荷増大を招く。
そこで、本発明の目的は、監視制御の負荷を軽減することができる監視制御方法およびシステムを提供することにある。
本発明の監視制御装置は、複数の通信装置を複数の装置群にグループ化したネットワークの監視制御装置であって、各通信装置の監視制御を行うための監視制御情報を装置群ごとに検索可能に格納する格納手段と、問い合わせ信号を各通信装置へ送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間を測定する測定手段と、平常時の応答時間を装置群ごとに平均した平常時平均応答時間と、測定した応答時間を装置群ごとに平均した測定平均応答時間と、を比較して通信状況変化の有無を判定する判定手段と、ある装置群との通信状況変化が生じた場合、前記格納手段に格納されている当該装置群の監視制御情報を更新する更新手段と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、通信状況の変化に応じた監視制御の負荷を軽減することができる。
1.実施形態
1.1)監視制御システム概略
図1は本発明の一実施形態による監視制御システムの概略的構成図である。ここでは、1つの監視制御装置(以下、NMS(Network Management System)ともいう。)がグループ化された複数の通信装置(以下、NE(Network Element)ともいう。)を監視制御用通信回線(以下、SV回線という。)を通して監視する場合を説明する。
監視制御装置10は、配下にある複数の通信装置20の状態をSV回線30を通してそれぞれ監視する。複数の通信装置20はネットワーク直列に接続される場合や並列に接続される場合など種々の接続形態が可能であるが、本実施形態では、いくつかのグループ化された通信装置(以下、NE群ともいう)がそれぞれSV回線30を通して監視制御装置10に接続された形態を仮定する。このようなグループ化された接続形態では、グループ単位で輻輳や遅延が発生することが多く、本実施形態ではグループ単位の監視制御により処理負荷の軽減を図っている。
以下、説明を複雑にしないために、5つのNE群21〜NE群25がそれぞれSV回線31〜35を通して監視制御装置10に並列接続されている接続形態を例示する。なお、図1において、通信装置20が有線接続されている場合は実線で示され、無線接続されている場合は点線で示されている。図1に示すネットワークを移動体通信システムに適用すれば、各通信装置20は基地局に対応する。
SV回線31〜35は監視制御装置10が各通信装置20の状態を監視するために必要な信号をやりとりする通信回線であり、監視制御装置10からの問い合わせ信号や通信装置20からの応答信号を伝送する。SV回線31〜35は有線でもよいし無線でもよい。また、SV回線31〜35は公衆網あるいは私設網により設定された回線であってもよいし、パケット網を通して問い合わせパケットや応答パケットを転送することも可能である。
1.2)監視制御装置の構成
監視制御装置10は、通信インタフェース101およびSV回線31〜35を通して各通信装置(NE)との間で上述した問い合わせ信号および応答信号の送受信を行い、各NEの状態を監視する。送信部102は問い合わせ信号を各NE宛に送信し、受信部103は各NEから応答信号を受信する。応答時間測定部104は、問い合わせ信号の送信時間とそれに対する応答信号の受信時間とから各NEの応答時間を測定し、送信間隔・応答待ち時間制御部105へ通知する。
送信間隔・応答待ち時間制御部105は、後述するように、監視制御用データベース106に格納された監視制御情報に従って問い合わせ信号および応答信号の送受信制御を行う。監視制御情報は、少なくとも最適送信間隔および最適応答待ち時間を含み、運用時において送信間隔決定部107および応答待ち時間決定部108により更新されうる。
監視制御用データベース106には、次に説明するように、応答時間測定部104により測定されたNE20ごとの測定応答時間およびその平常時の応答時間と、送信間隔決定部107および応答待ち時間決定部108により決定されたNE群21〜25の各々の最適送信間隔および最適応答待ち時間と、がそれぞれ格納される。ここで、最適送信間隔とはNE群ごとに最適化された問い合わせの送信間隔をいい、最適応答待ち時間とはNE群ごとに最適化された応答待ち時間をいう。また、最適送信間隔および最適応答待ち時間を併せて、適宜、監視制御情報ともいう。
図2は本実施形態による監視制御装置に設けられた監視制御用データベースの一例を示す図であり、図2(A)は各NEの応答時間テーブル、図2(B)は各NE群の監視制御情報テーブルをそれぞれ示す。
図2(A)に示す応答時間テーブルは、各NEの識別情報NE−IDに対して、当該NEが属する群を示す所属群情報、平常時応答時間および測定された応答時間を少なくとも格納する。図示された例では、たとえばNE−ID=“001”のNEはNE群21に属し、平常時応答時間はT1、測定された応答時間はt1であり、NE−ID=“002”のNEはNE群24に属し、平常時応答時間はT2、測定された応答時間はt2である。平常時応答時間は、システム起動時の輻輳が発生していない状態で測定した応答時間であり、これを運用時の応答時間と比較することで通信状況の変化を検出することができる。あるいは平常時応答時間を複数回の測定結果の平均により求めることもできる。なお、応答時間テーブルには各NEの最適送信間隔および最適応答待ち時間を格納してもよい。
図2(B)に示す監視制御情報テーブルは、各NE群について少なくとも最適送信間隔および最適応答待ち時間を格納する。この例では、各NE群の平常時平均応答時間および測定平均応答時間も格納する。平常時平均応答時間Tg1〜Tg5は、図2(A)の平常時応答時間をNE群ごとに平均した値であり、測定平均応答時間tg1〜tg5は、図2(A)の測定応答時間をNE群ごとに平均した値である。ただし、測定平均応答時間tg1〜tg5は、監視制御情報テーブルに格納せずに、送信間隔・応答待ち時間制御部105が必要時に応答時間テーブルの測定応答時間を参照して計算することもできる。
最適送信間隔INTtx1〜INTtx5は、各NE群に属する少なくとも1つのNE20の測定応答時間(たとえば群平均応答時間)に基づいて計算された、問い合わせ信号の最適送信間隔である。各NE群の最適送信間隔は当該NE群に属するNE20の測定応答時間に基づいて計算されるので、監視制御装置10から各NE群までのSV回線30の回線速度および距離に従った最適な問い合わせ信号送信間隔を設定することができる。
最適応答待ち時間Tw1〜Tw5は、各NE群に属する少なくとも1つのNE20の測定応答時間(たとえば群平均応答時間)に基づいて計算された、応答信号を待機する最大待ち時間である。各NE群の最適応答待ち時間は当該NE群に属するNE20の測定応答時間に基づいて計算されるので、監視制御装置10から各NE群までのSV回線30の回線速度および距離に従った最適な応答待ち時間を設定することができる。
なお、NE20の測定応答時間に基づいて最適送信間隔および最適応答待ち時間を計算する手法は、公知の手法によればよく、特に限られるものではない。
1.3)監視制御動作
図2に示す監視制御用データベース106を一例として、以下、送信間隔・応答待ち時間制御部105の動作について説明する。
まず、システム起動時に送信間隔・応答待ち時間制御部105は、応答時間測定部104で測定された各NEの応答時間を平常時の応答時間として監視制御用データベース106に格納する。また送信間隔・応答待ち時間制御部105は、NE群毎に応答時間の平均値を求めて群平均応答時間として関し制御用データベース106に格納してもよい。さらに、送信間隔決定部107および応答待ち時間決定部108は、送信間隔・応答待ち時間制御部105の制御の下で、測定された応答時間あるいはその平均値に基づいて平常時の監視制御情報(最適送信間隔および最適応答待ち時間)を計算し監視制御用データベース106に格納する。送信間隔・応答待ち時間制御部105は最適送信間隔に従って送信部102から問い合わせ信号を送信し、最適応答待ち時間内での応答信号受信の有無を判断する。
次に送信間隔・応答待ち時間制御部105は、運用中に応答時間測定部104で測定された各NEの応答時間と監視制御用データベース106に格納されている当該NEの平常時の応答時間とを比較する。測定時と平常時との間で応答時間に所定値以上の差が生じた場合は、通信状況に何らかの変化が生じていると判断する。この通信状況の変化は、上述したように、NE群単位で発生することが多い。通信状況が変化すると、送信間隔・応答待ち時間制御部105は、当該NEの平常時応答時間を更新するとともに、送信間隔決定部107および応答待ち時間決定部108に当該NEが属するNE群の監視制御情報を再計算させ、監視制御用データベース106の監視制御情報(最適送信間隔および最適応答待ち時間)を更新する。こうして、送信間隔・応答待ち時間制御部105は、当該更新された監視制御情報に基づいて送信部102および受信部104を制御し、問い合わせ信号の送信制御および応答信号の待機制御を実行する。
その他、送信間隔・応答待ち時間制御部105は監視制御装置10の全体的な動作制御を行う制御部により実現してもよい。なお、これらの制御は、CPU等のプログラム制御プロセッサ上でそれぞれの機能および機能制御プログラムを実行することで、ソフトウエアにより実現されうる。
応答時間測定部104は、送信部102が問い合わせ信号を送信する時にタイマを起動し、受信部103が当該問い合わせ信号に対する応答信号を受信したときに、タイマを停止する。送信間隔・応答待ち時間制御部105は、タイマ停止時のタイマ値を当該NEの測定応答時間として監視制御用データベース106に格納する。
受信部103は、送信間隔・応答待ち時間制御部105の制御の下、監視制御用データベース106に格納された最適応答待ち時間に従って応答信号を待機し、問い合わせ信号を送信してから応答待ち時間内に応答信号を受信できたか否かを送信間隔・応答待ち時間制御部105へ通知する。なお、応答待ち時間内に応答信号を受信しなかった場合(タイムアウト)、送信間隔・応答待ち時間制御部105は、たとえばアラームを発生させて、その旨を報知することができる。
送信間隔決定部107は、送信間隔・応答待ち時間制御部105の制御の下、監視制御用データベース106における各NE20の所属群情報および測定応答時間に基づいて、NE群ごとに最適送信間隔を計算する。また、送信間隔・応答待ち時間制御部105が通信状況の変化を検出した場合、送信間隔決定部107は、監視制御用データベース106を参照し、更新の必要なNE群の最適送信間隔を再計算し、その結果を送信間隔・応答待ち時間制御部105に渡す。
応答待ち時間決定部108は、送信間隔・応答待ち時間制御部105の制御の下、監視制御用データベース106における各NE20の所属群情報および測定応答時間に基づいて、NE群ごとに最適応答待ち時間を計算する。また、送信間隔・応答待ち時間制御部105が通信状況の変化を検出した場合、応答待ち時間決定部108は、監視制御用データベース106を参照し、更新の必要なNE群についての最適応答待ち時間を再計算し、その結果を送信間隔・応答待ち時間制御部105に渡す。
図1に示すように複数の通信装置(NE)20がグループ化されたネットワークにおいては、輻輳の発生や輻輳状態の解消などの通信状況の変化はNE群ごとに発生することが多い。また、通信速度はSV回線30の容量およびトラフィック量に依存するので、回線ごとに通信速度が異なる場合も多い。このため、通信状況の変化に応じてネットワーク全体のNE毎に監視制御用の問い合わせおよび応答の管理を行うことは監視制御装置10の負荷を増大させることになる。本実施形態では、上述のように、通信状況に変化が生じたNE群について監視制御用データベース106の更新を行うことで、最適なポーリングを実行するとともに監視制御装置10の負荷を軽減している。
2.実施例
2.1)起動時の監視制御
図3は本発明の一実施例による監視制御装置10の起動時におけるポーリング動作を示すシーケンス図である。
監視制御装置10が起動し、図1に示すNEネットワーク構成情報が送信間隔・応答待ち時間制御部105に入力されると(S201)、送信間隔・応答待ち時間制御部105は送信部102を制御してポーリングパケット(ヘルスチェックパケット)を全てのNE20へ所定順序で送信するとともに、応答時間測定部104のタイマをスタートさせ、応答時間の測定を開始する(S202)。
送信部102から送信されたポーリングパケットはSV回線30を通して各NE20に送信される(S203)。ポーリングパケットを受信した当該NE20は応答処理(S204)によってポーリングパケットを折り返し応答パケットとして返信する(S205)。
NE20から応答パケットを受信すると、応答時間測定部104はタイマを停止して応答時間の測定を終了する(S206)。
こうして測定された各NEの応答時間は、監視制御用データベース106に測定応答時間として格納され(S207)、さらに送信間隔・応答待ち時間制御部105は送信間隔決定部107および応答待ち時間決定部108により計算されたNE群ごとの監視制御情報を監視制御用データベース106に格納する(S208)。
こうして送信間隔・応答待ち時間制御部105は、各NE群のNEに対して当該NE群の最適送信間隔に基づいてポーリングパケットを送信し、当該NE群の最適応答待ち時間内に応答パケットを受信したか否かを判断する監視制御を開始する(S209)。
2.2)監視制御用データベースの更新
上述したように最適送信間隔および最適応答待ち時間が計算され、当該監視制御情報に基づいて監視制御が実行される。この運用状態において、送信間隔・応答待ち時間制御部105は測定応答時間をモニタし、通信状況の変化を検出すると、監視制御用データベース106の更新処理を実行する。以下、この更新処理を具体的に説明する。
図4は本発明の第1実施例による監視制御用データベース更新処理を示すフローチャートである。ここでは、監視制御用データベース106に格納されている最適送信間隔および最適応答待ち時間に基づいて監視制御が実行され、監視制御用データベース106の各NEの測定応答時間(図2(A))が更新されているものとする(S301)。
送信間隔・応答待ち時間制御部105は、監視制御用データベース106の監視制御情報テーブルから順次NE群を選択し、当該NE群の測定平均応答時間を計算する(S302)。送信間隔・応答待ち時間制御部105は、算出された測定平均応答時間と当該NE群の平常時平均応答時間とを比較することで、当該NE群との間の通信状況に変化があるか否かを判定する(S303)。具体的には、測定平均応答時間と平常時平均応答時間との差が予め設定された閾値(αとする)以上であれば、通信状況に変化があったと判断される。すなわち、測定平均応答時間が平常時平均応答時間より大きい場合には、SV回線30に輻輳が発生したものと判断することができ、測定平均応答時間が平常時平均応答時間より小さい場合にはSV回線30の輻輳が解消したものと判断することができる。
通信状況に変化があったと判定すると(S303:Yes)、送信間隔・応答待ち時間制御部105は送信間隔決定部107に最適送信間隔の再計算を指示し(S304)、応答待ち時間決定部108に最適応答待ち時間の再計算を指示する(S305)。上述したように、送信間隔決定部107は当該NE群に属するNEの測定応答時間を用いて最適送信間隔を再計算する。また、応答待ち時間決定部108は当該NE群に属するNEの測定応答時間を用いて最適応答待ち時間を再計算する。
送信間隔・応答待ち時間制御部105は、再計算された最適送信間隔および最適応答待ち時間を用いて監視制御用データベース106の監視制御情報テーブルを更新する(S306)。こうして、更新された最適送信間隔および最適応答待ち時間に基づいて、送信間隔・応答待ち時間制御部105は監視制御を実行する(S301)。なお、通信状況に変化がない場合には(S303:No)、そのままの監視制御情報で送信間隔・応答待ち時間制御部105は監視制御を実行する(S301)。
上述したように、あるNE群との通信に輻輳が発生すると、当該NE群に属するNE20については、平常時に測定された応答時間に比して遅延が生じる。この遅延の平均値がα以上である場合、遅延が発生しているNE群についての監視制御情報を再計算して監視制御情報を輻輳発生時の値に更新する。その後で輻輳状態が解消し、応答時間の平均値が輻輳時に測定されたNE群応答時間に比してα以上に短縮した場合、当該NE群についての監視制御情報を再計算して監視制御情報を元の平常時の値に更新する。
2.3)効果
上述したように、本実施例によれば、監視制御装置10は通信状況に変化が生じたNE群についてだけ最適送信間隔および最適応答待ち時間を再設定するだけでよく、監視制御用データベース106の全体を更新する必要がない。このための送信間隔・応答待ち時間制御部105の制御負荷を大幅に軽減することができる。
また、輻輳などが発生した場合でも、その通信状況に応じて最適応答待ち時間を再設定することができ、タイムアウトを発生させることなく最適なポーリングを実行することができる。また、輻輳の解消など通信が正常に回復した場合も、監視制御装置10は該当するNE群についてだけ最適送信間隔および最適応答待ち時間を再設定するだけでよい。このように、通信状況に変化があった場合でも監視制御装置10の処理負荷を軽減することができる。
3.その他実施例
本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨内で各種の変形が可能である。
たとえば、上記実施例では、測定平均応答時間と平常時平均応答時間とを比較することで通信状況に変化があるか否かを判定している(図4のS303)が、通信状況変化の判定方法はこれに限定されない。たとえば、NE群に属する複数のNEのうちで所定割合以上のNEにおいて測定応答時間と平常時応答時間との差がαを超えた場合や、予め設定された数以上のNEについて測定応答時間と平常時応答時間との差がαを超えた場合に、通信状況変化を検出する方法を採用することも可能である。
なお、監視制御装置(NMS)10および通信装置(NE)20は、その名称に拘束されるものではなく、通信回線を通じて接続され、ポーリング方式による通信装置の状態を監視できるシステムであれば適用可能である。
本発明は、監視制御装置およびその監視対象となる通信装置が通信回線を介して接続された監視制御システム一般に適用可能である。たとえば、携帯電話システムにおける多数の基地局を接続するマイクロ波通信システムの監視制御に適用することが好適である。
本発明の一実施形態による監視制御システムの概略的構成図である。 本実施形態による監視制御装置に設けられた監視制御用データベースの一例を示す図であり、図2(A)は各NEの応答時間テーブル、図2(B)は各NE群の監視制御情報テーブルをそれぞれ示す。 本発明の一実施例による監視制御装置10の起動時におけるポーリング動作を示すシーケンス図である。 本発明の第1実施例による監視制御用データベース更新処理を示すフローチャートである。 ポーリング動作の一例を示すシーケンス図である。
符号の説明
10 監視制御装置(NMS)
20 通信装置(NE)
21〜25 通信装置群(NE群)
30、31−35 監視制御用通信回線(SV回線)
101 通信インタフェース
102 送信部
103 受信部
104 応答時間測定部
105 送信間隔・応答待ち時間制御部
106 監視制御用データベース
107 送信間隔決定部
108 応答待ち時間決定部

Claims (10)

  1. 複数の通信装置を複数の装置群にグループ化したネットワークの監視制御装置において、
    各通信装置の監視制御を行うための監視制御情報を装置群ごとに検索可能に格納する格納手段と、
    問い合わせ信号を各通信装置へ送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間を測定する測定手段と、
    平常時の応答時間を装置群ごとに平均した平常時平均応答時間と、測定した応答時間を装置群ごとに平均した測定平均応答時間と、を比較して通信状況変化の有無を判定する判定手段と、
    ある装置群との通信状況変化が生じた場合、前記格納手段に格納されている当該装置群の監視制御情報を更新する更新手段と、
    を有することを特徴とする監視制御装置。
  2. 前記監視制御情報は、前記問い合わせ信号を各通信装置へ送信する送信間隔と当該通信装置からの応答信号を待機する応答待ち時間とを含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載の監視制御装置。
  3. 前記更新手段は、装置群に通信状況変化が生じた場合、当該装置群に属する通信装置へ問い合わせ信号を送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間に基づいて前記監視制御情報を更新することを特徴とする請求項1または2に記載の監視制御装置。
  4. 複数の通信装置を複数の装置群にグループ化したネットワークの監視制御方法において、
    各通信装置の監視制御を行うための監視制御情報を格納手段に装置群ごとに検索可能に格納し、
    問い合わせ信号を各通信装置へ送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間を測定し、
    平常時の応答時間を装置群ごとに平均した平常時平均応答時間と、測定した応答時間を装置群ごとに平均した測定平均応答時間と、を比較して通信状況変化の有無を判定し、
    ある装置群との通信状況変化が生じた場合、前記格納手段に格納されている当該装置群の監視制御情報を更新する、
    ことを特徴とする監視制御方法。
  5. 前記監視制御情報は、前記問い合わせ信号を各通信装置へ送信する送信間隔と当該通信装置からの応答信号を待機する応答待ち時間とを含むことを特徴とする請求項4に記載の監視制御方法。
  6. 前記装置群に通信状況変化が生じた場合、当該装置群に属する通信装置へ問い合わせ信号を送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間に基づいて前記監視制御情報を更新することを特徴とする請求項4または5に記載の監視制御方法。
  7. 複数の装置群にグループ化された複数の通信装置と各通信装置を監視するための監視制御装置とがネットワークで接続された監視制御システムにおいて、
    前記監視制御装置は、
    各通信装置の監視制御を行うための監視制御情報を装置群ごとに検索可能に格納する格納手段と、
    問い合わせ信号を各通信装置へ送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間を測定する測定手段と、
    平常時の応答時間を装置群ごとに平均した平常時平均応答時間と、測定した応答時間を装置群ごとに平均した測定平均応答時間と、を比較して通信状況変化の有無を判定する判定手段と、
    ある装置群との通信状況変化が生じた場合、前記格納手段に格納されている当該装置群の監視制御情報を更新する更新手段と、
    を有することを特徴とする監視制御システム。
  8. 前記監視制御装置は前記複数の装置群とそれぞれ監視制御用回線で並列接続されていることを特徴とする請求項7に記載の監視制御システム。
  9. 前記ネットワークは移動体通信ネットワークであり、前記複数の通信装置は前記移動体通信ネットワークの基地局であることを特徴とする請求項7または8に記載の監視制御システム。
  10. 複数の通信装置を複数の装置群にグループ化したネットワークの監視制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、
    各通信装置の監視制御を行うための監視制御情報を格納手段に装置群ごとに検索可能に格納し、
    問い合わせ信号を各通信装置へ送信してから当該通信装置から応答信号を受信するまでの応答時間を測定し、
    平常時の応答時間を装置群ごとに平均した平常時平均応答時間と、測定した応答時間を装置群ごとに平均した測定平均応答時間と、を比較して通信状況変化の有無を判定し、
    ある装置群との通信状況変化が生じた場合、前記格納手段に格納されている当該装置群の監視制御情報を更新する、
    ように前記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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