JP5349229B2 - パケット・リング・ネットワークにおける障害箇所特定方法及び該方法を実行するシステム - Google Patents

Description

本発明は、パケット・リング・ネットワークにおいて障害箇所を効率よく特定する技術に関する。

イーサネット（登録商標）の保守運用管理機能については、非特許文献１、２及び３で規定されており、ＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）といった、リング構成のネットワークのためのブリッジ装置やパケット処理装置が既に市販されている。

ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１、"ＯＡＭ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｆｏｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ Ｂａｓｅｄ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ" ＩＥＥＥ８０２.１ａｇ、"Ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ Ｆａｕｌｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ" ＩＥＥＥ８０２.１Ｑａｗ、"Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄａｔａ−ｄｒｉｖｅｎ ａｎｄ ｄａｔａ−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ ｆａｕｌｔｓ"

図１は、パケット・リング・ネットワークの概略的な構成を示す図であり、符号０から５は、それぞれ、リング構成のためのプロトコルを実装したブリッジ装置又はパケット処理装置（以後、単に、ノード装置と呼ぶ）を表しており、ノード装置間の矢印は、伝送路を表している。

図２は、各ノード装置の概略的な構成図であり、各ノード装置は、２つのライン・インタフェース１１、１２と、ドロップ・インタフェース１３とを備えている。各ライン・インタフェース１１、１２は、それぞれ、リング構成において隣接するノード装置のライン・インタフェースと伝送路により接続される。また、ドロップ・インタフェース１３は、リングに入力するパケットと、リングから取り出して出力するパケットのためのインタフェースである。

保守運用管理機能の１つである接続性検査機能とは、ネットワーク内のあるポイントから、接続性検査メッセージ（ＣＣＭ）を周期的に送信し、他のポイントにおいて、このＣＣＭの受信を確認することにより行われている。通常、このポイントは、各インタフェースにおいて、各方向に設定可能である。

接続性検査は、設定したＣＣＭの送信ポイントと、そのＣＣＭの受信ポイントとの間（以後、接続性検査区間と呼ぶ。）の疎通が確保されているか否かを検出するものであり、接続性検査区間内の障害箇所を特定するものではない。しかしながら、複数の接続性検査区間を設定し、各接続性検査区間の疎通状況により障害箇所が判定できれば便利である。

したがって、本発明は、接続性検査機能を利用して、パケット・リング・ネットワークの障害箇所を特定する方法及びシステムを提供することを目的とする。

本発明によるパケット・リング・ネットワークにおいて障害箇所を特定する方法は、
リングを構成するＮ個のノード装置のドロップ・インタフェースのそれぞれに、リング内を時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第１の送信ポイントと、リング内を反時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第２の送信ポイントを設け、各ノード装置のドロップ・インタフェースに、時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第１の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行う第１の受信確認ポイントと、反時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第２の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行う第２の受信確認ポイントを設け、第１及び第２の受信確認ポイントが検出する疎通状態に基づき、障害箇所を判定し、Ｎは３以上の自然数であり、ｋはＮ／２を除く、２以上でＮ−１以下の自然数であることを特徴とする。

本発明の方法における他の実施形態によれば、
判定する障害箇所は、ノード装置のドロップ・インタフェースの出力方向障害、ノード装置のドロップ・インタフェースの入力方向障害、ノード装置間の時計周り方向伝送路と該伝送路に接続するライン・インタフェースの時計周り方向障害、ノード装置間の反時計周り方向伝送路と該伝送路に接続するライン・インタフェースの反時計周り方向障害、ノード装置のライン・インタフェース間の転送部分の時計回り方向障害、ノード装置のライン・インタフェース間の接続部分の反時計回り方向障害のいずれかであることも好ましい。

本発明によるシステムは、
パケットの転送を行い、２つのライン・インタフェースと、１つのドロップ・インタフェースを有するＮ個のノード装置を有し、各ノード装置のライン・インタフェースを、他のノード装置のライン・インタフェースと接続してリング構成としたシステムであって、各ノード装置のドロップ・インタフェースには、リング内を時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第１の送信ポイントと、リング内を反時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第２の送信ポイントと、リング内を時計回り方向に転送される接続検査メッセージの受信確認を行う第１の受信確認ポイントと、リング内を反時計回り方向に転送される接続検査メッセージの受信確認を行う第２の受信確認ポイントとが設けられており、各ノード装置の第１の受信確認ポイントは、時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第１の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行うことで、時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第１の送信ポイントとの疎通確認を行い、各ノード装置の第２の受信確認ポイントは、反時計回り方向において、ｋだけ上流にあるノード装置の第２の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行うことで、反時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第２の送信ポイントとの疎通確認を行い、Ｎは３以上の自然数であり、ｋはＮ／２を除く、２以上でＮ−１以下の自然数であることを特徴とする。

本発明のシステムにおける他の実施形態によれば、
各ノード装置から、第１及び第２の受信確認ポイントが検出する疎通状態についての情報を収集して、障害箇所を判定する管理装置をさらに備えていることも好ましい。また、ｋはＮ−１であることも好ましい。

受信確認ポイントが接続断を検出した場合、障害箇所を簡易に絞り込むことが可能になる。

パケット・リング・ネットワークの概略的な構成を示す図である。 各ノード装置の概略的な構成図である。 障害箇所を示す図である。 設定する接続性検査区間を示す図である。 図３に示す障害箇所に対して接続断を検出する接続性検査区間を示す図である。 他の実施形態において設定する接続性検査区間を示す図である。 他の実施形態において、図３に示す障害箇所に対して接続断を検出する接続性検査区間を示す図である。

本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、あるノード装置から時計周り方向においてｋだけ上流のノード装置とは、時計周り方向において、あるノード装置からｋだけ前の装置を意味し、時計周り方向においてｋだけ下流のノード装置とは、時計周り方向において、あるノード装置からｋだけ後の装置を意味する。具体的には、図１の構成において、ノード装置３から時計周り方向において１つ上流のノード装置とはノード装置２であり、ノード装置３から時計周り方向において２つ上流のノード装置とはノード装置１であり、ノード装置３から時計周り方向において１つ下流のノード装置とはノード装置４であり、ノード装置３から時計周り方向において２つ下流のノード装置とはノード装置５である。

同様に、あるノード装置から反時計周り方向においてｋだけ上流のノード装置とは、反時計周り方向において、あるノード装置からｋだけ前の装置を意味し、反時計周り方向においてｋだけ下流のノード装置とは、反時計周り方向において、あるノード装置からｋだけ後の装置を意味する。具体的には、図１の構成において、ノード装置３から反時計周り方向において１つ上流のノード装置とはノード装置４であり、ノード装置３から反時計周り方向において１つ下流のノード装置とはノード装置２である。なお、リング構成であるから、例えば、ノード装置３から時計周り方向において２つ上流の装置と、ノード装置３から時計周り方向において４つ下流の装置と、ノード装置３から反時計周り方向において２つ下流の装置と、ノード装置３から反時計周り方向において４つ上流の装置は、総て同じノード装置１を示すことになる。

本発明において、各ノード装置のドロップ・インタフェースは、それぞれ、４つの接続性検査区間の検査に関連することになる。なお、４つの接続性検査のうち２つについてはＣＣＭを送信する側となり、残りの２つについてはＣＣＭの受信を確認する側となる。つまり、２つのＣＣＭ送信ポイントと、２つのＣＣＭ受信確認ポイントが、それぞれ、各ノード装置のドロップ・インタフェースに設定される。よって、本発明においては、ライン・インタフェースにＣＣＭ送信ポイント及びＣＣＭ受信確認ポイントを設ける必要はない。

２つのＣＣＭ送信ポイントは、共に、リング・ネットワーク側にＣＣＭを送信するが、一方のＣＣＭ送信ポイントからのＣＣＭはリング・ネットワークを時計周り方向に転送され、他方のＣＣＭ送信ポイントからのＣＣＭはリング・ネットワークを反時計周り方向に転送される様に、各ＣＣＭ送信ポイントを設定する。

また、各ノード装置に設定される２つのＣＣＭ受信確認ポイントの一方のＣＣＭ受信確認ポイントは、時計周り方向で１つ下流側にあるノード装置に設定したＣＣＭ送信ポイントから、時計周り方向にリング内を転送されてきたＣＣＭの受信確認を行い、他方のＣＣＭ受信確認ポイントは、反時計周り方向で１つ下流側にあるノード装置に設定したＣＣＭ送信ポイントから、反時計周り方向にリング内を転送されてきたＣＣＭの受信確認を行う。

図４は、図１に示すリング・ネットワークに対して設定する各接続性検査区間を示す図であり、白色の三角がＣＣＭ送信ポイントを、黒色の三角がＣＣＭ受信確認ポイントを示している。なお、その位置は、上述した様に、共に、ドロップ・インタフェースである。

図５は、図４に示す接続性検査区間を設定した場合において、図３のＡ〜Ｆで示す箇所にて障害が発生した場合に接続断を検出する接続性検査区間を示している。なお方向は、ＣＣＭがリング内で転送される方向である。各ＣＣＭ受信確認ポイントは、時計周り方向のＣＣＭの受信確認を行うものと、反時計周り方向のＣＣＭの受信確認を行うものに分類され、方向は、接続断を検出したＣＣＭ受信確認ポイントから特定可能である。

図５に示す様に、ノード装置２のＡにて障害が発生した場合、ノード装置２の時計回り及び反時計回り方向に対応する２つのＣＣＭ受信確認ポイントの両方で接続断が検出される。また、ノード装置２のＢにて障害が発生した場合、両隣のノード装置１及び３のＣＣＭ受信確認ポイントにて、それぞれ、異なる方向の接続断が検出される。つまり、同一ノード装置の２つのＣＣＭ受信確認ポイントにて共に接続断が検出された場合、それは、当該ノード装置のドロップ・インタフェースにおける出力方向障害と判断でき、あるノード装置の両隣にあるノード装置のＣＣＭ受信確認ポイントにて、それぞれ、異なる方向の接続断が検出された場合、それは、当該あるノード装置のドロップ・インタフェースにおける入力方向障害と判断できる。

また、障害箇所がＣ、つまり、ノード装置２からノード装置３に至る伝送路にて障害が発生した場合、ノード装置２を除く総てのノード装置の時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出される。同様に、障害箇所がＤ、つまり、ノード装置３からノード装置２に至る伝送路にて障害が発生した場合、ノード装置３を除く総てのノード装置の反時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出される。つまり、あるノード装置以外の総てのノード装置の同一方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントにて接続断が検出された場合、接続断を検出していないノード装置から、検出した方向において、１つ下流側にあるノード装置に至る伝送路及びこの伝送路に接続するライン・インタフェースの障害と判定できる。

続いて、ライン・インタフェース間の転送部分、つまり、図３のＥ、Ｆにて障害が発生した場合について説明する。障害箇所がＥである場合、ノード装置１及び２を除く総てのノード装置の時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出される。同様に、障害箇所がＦである場合、ノード装置２及び３を除く総てのノード装置の反時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出される。つまり、連続する２つのノード装置以外の総てのノード装置の同一方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出された場合、検出していない２つのノード装置のうちの、検出した方向において、１つ下流側となるノード装置におけるライン・インタフェース間の転送部分の障害と判定できる。なお、方向は、接続断を検出した方向に一致する。

図６は、本発明の他の実施形態における接続性検査区間を示す図である。本実施形態において、時計周り方向のＣＣＭを確認するＣＣＭ受信確認ポイントは、時計回り方向において２つ上流にあるノード装置にあるＣＣＭ送信ポイントからのＣＣＭを確認し、反時計周り方向のＣＣＭを確認するＣＣＭ受信確認ポイントは、反時計回り方向において２つ上流にあるノード装置にあるＣＣＭ送信ポイントからのＣＣＭを確認する。

図７は、図６に示す接続性検査区間を設定した場合において、図３に示す障害箇所で障害が発生したときに接続断を検出する接続性検査区間を示している。図７に示す様に、ノード装置２のＡにて障害が発生した場合、ノード装置２の時計回り及び反時計回りに対応する２つのＣＣＭ受信確認ポイントの両方で接続断が検出される。また、ノード装置２のＢにて障害が発生した場合、ノード装置４の時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントと、ノード装置０の反時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出される。つまり、同一ノード装置の２つのＣＣＭ受信確認ポイントにて共に接続断が検出された場合、それは、当該ノード装置のドロップ・インタフェースにおける出力方向障害と判断できる。

また、時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントと、反時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントでそれぞれ接続断が検出された場合、それぞれ、接続断を検出したノード装置から、検出した方向において、接続長だけ上流側にあるノード装置が同一であるか否かを判定し、同一である場合には、このノード装置のドロップ・インタフェースにおける入力方向障害と判断できる。なお、ここで接続性検査区間の接続長とは、接続性検査区間に含まれるノード装置から１だけ引いた値とする。つまり、本実施形態において、接続長は２であり、時計周り方向において、ノード装置４の２つ上流にあるノード装置と、反時計周り方向において、ノード装置０の２つ上流にあるノード装置は、共にノード装置２であり、よって、ノード装置２のドロップ・インタフェースにおける入力方向障害と判断できる。

また、障害箇所がＣである場合、時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出されるが、検出するノード装置は、連続して配置されたものであり、その数は接続長に等しくなる。同様に、障害箇所がＤである場合、反時計回り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断が検出されるが、検出するノード装置は連続して配置されたものであり、その数は接続長に等しくなる。ここで、接続断を検出した連続するノード装置のうち、検出した方向において１つ上流のノード装置が、接続断を検出したノード装置ではない場合、このノード装置を、“接続断を検出した連続するノード装置の中で、検出した方向において最も上流のノード装置”と定義する。例えば、時計周り方向において、ノード装置５、０、１、２で接続断を検出している場合、ノード装置０、１、２の１つ上流のノード装置は、それぞれ、ノード装置５、０、１であり接続断を検出しているが、ノード装置５の１つ上流のノード装置は、接続断を検出していないノード装置４であり、よって、ノード装置５は、最も上流のノード装置である。

障害箇所がＣやＤである場合、連続したノード装置で接続断を検出するが、このうち、検出した方向において最も上流のノード装置は、障害となった伝送路を受信するライン・インタフェースを有するノード装置を表している。つまり、障害箇所がＣである場合、ノード装置３及び４で接続断を検出するが、時計回り方向で最も上流のノード装置３へ入力する時計周り方向の伝送路が障害と特定できる。同様に、障害箇所がＤである場合、ノード装置１及び２で接続断を検出するが、反時計回り方向で最も上流のノード装置２へ入力する反時計周り方向の伝送路が障害と特定できる。

また、ライン・インタフェース間の転送部分の障害の場合も、障害方向と同じ方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントにて接続断が検出されるが、その数は、接続長より１だけ少ないものとなる。また、障害となっているノード装置は、接続断を検出したノード装置の最も上流にあるノード装置から、検出した方向において１つ上流のノード装置となる。つまり、障害箇所がＥである場合、ノード装置３で接続断を検出するが、時計回り方向でノード装置３の１つ上流にあるノード装置２のライン・インタフェース間の転送部分の障害と特定できる。同様に、障害箇所がＦである場合、ノード装置１で接続断を検出するが、反時計回り方向でノード装置１の１つ上流にあるノード装置２のライン・インタフェース間の転送部分の障害と特定できる。

上記２つの実施形態より明らかなように、本発明においては、リング・ネットワークを構成するＮ個のノード装置（Ｎは３以上の自然数）のドロップ・インタフェースに対して、リング・ネットワークの時計周り方向にＣＣＭを送信するＣＣＭ送信ポイントと、リング・ネットワークの反時計周り方向にＣＣＭを送信するＣＣＭ送信ポイントを、それぞれ設ける。また、各ノード装置のドロップ・インタフェースに対して、リング・ネットワークを時計周り方向に転送されたＣＣＭの受信確認を行うＣＣＭ受信確認ポイントと、リング・ネットワークを反時計周り方向に転送されたＣＣＭの受信確認を行うＣＣＭ受信確認ポイントとを、それぞれ設ける。

ここで、各ノード装置の時計周り方向に転送されるＣＣＭに対するＣＣＭ受信確認ポイントは、時計周り方向においてｋだけ上流にあるノード装置のＣＣＭ送信ポイントが送信したＣＣＭを監視し、各ノード装置の反時計周り方向に転送されるＣＣＭに対するＣＣＭ受信確認ポイントは、反時計周り方向においてｋだけ上流側にあるノード装置のＣＣＭ送信ポイントが送信したＣＣＭを監視する。ここで、ｋは、２以上Ｎ−１以下の自然数であり、かつ、Ｎ／２を除く値である。なお、ｋは、上述した接続長に対応する。ここで、ｋ＝１が不可なのは、図３の障害箇所ＥやＦ等のライン・インタフェース間の接続部分の障害を検知できないからであり、ｋ＝Ｎ／２を除くのは、図３の障害箇所ＡとＢの区別がつかなくなるからである。

上記の設定において、あるノード装置の２つのＣＣＭ受信確認ポイントにて共に接続断を検出した場合には、そのノード装置のドロップ・インタフェースの出力方向障害と判定できる。また、あるノード装置の時計周り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントと、他のノード装置の反時計周り方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断を検出した場合、接続断を検出したノード装置それぞれについて、検出方向においてｋだけ上流にあるノード装置を特定し、このノード装置が両方向共に同じノード装置であれば、このノード装置のドロップ・インタフェースの入力方向障害と判定できる。なお、一致しない場合には、多重障害である。

また、連続したｋ個のノード装置の同一方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断を検出しているのであれば、伝送路又はライン・インタフェース障害であり、その伝送路及びライン・インタフェースは、上述した様に、検出している方向と、接続断を検出しているノード装置の中で最も上流にあるノード装置から判定できる。

さらに、連続したｋ−１個のノード装置の同一方向に対応するＣＣＭ受信確認ポイントで接続断を検出しているのであれば、あるノード装置のライン・インタフェース間を接続する部分の障害であり、障害となっているノード装置は、上述した様に、検出している方向と、接続断を検出しているノード装置の中で最も上流にあるノード装置から判定できる。

なお、図６に示す設定において、ノード装置３の、図３のＥに相当する箇所の障害と、ノード装置１の、図３のＦに相当する箇所が同時に障害になると、ノード装置２のＢにおける障害と誤判定することになる。この誤判定の可能性を避け、多重障害を多重障害であると判定させるためにはｋの値は大きいことが望ましい。特に、ｋ＝Ｎ−１の場合には、図４及び図５を用いて説明した様に、最も良く発生する伝送路断については、伝送路断を検出していないＣＣＭ受信確認ポイントが障害区間を示しており、よって、ｋ＝Ｎ−１とすることが望ましい。

以上の構成により、リング・ネットワークを構成する各ノード装置の２つの受信確認ポイントが検出する接続状態、つまり、接続状態又は断状態との情報を、図示しないネットワーク管理装置に取り込み、ネットワーク管理装置において、上述した方法により、障害箇所を素早く特定することができる。

０、１、２、３、４、５ ノード装置
１１、１２ ライン・インタフェース
１３ ドロップ・インタフェース

Claims (5)

1. パケット・リング・ネットワークにおいて、障害箇所を特定する方法であって、
   リングを構成するＮ個のノード装置のドロップ・インタフェースのそれぞれに、リング内を時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第１の送信ポイントと、リング内を反時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第２の送信ポイントを設け、
   各ノード装置のドロップ・インタフェースに、時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第１の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行う第１の受信確認ポイントと、反時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第２の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行う第２の受信確認ポイントを設け、
   第１及び第２の受信確認ポイントが検出する疎通状態に基づき、障害箇所を判定し、
   Ｎは３以上の自然数であり、ｋはＮ／２を除く、２以上でＮ−１以下の自然数である方法。
2. 判定する障害箇所は、ノード装置のドロップ・インタフェースの出力方向障害、ノード装置のドロップ・インタフェースの入力方向障害、ノード装置間の時計周り方向伝送路と該伝送路に接続するライン・インタフェースの時計周り方向障害、ノード装置間の反時計周り方向伝送路と該伝送路に接続するライン・インタフェースの反時計周り方向障害、ノード装置のライン・インタフェース間の転送部分の時計回り方向障害、ノード装置のライン・インタフェース間の接続部分の反時計回り方向障害のいずれかである請求項１に記載の方法。
3. パケットの転送を行い、２つのライン・インタフェースと、１つのドロップ・インタフェースを有するＮ個のノード装置を有し、
   各ノード装置のライン・インタフェースを、他のノード装置のライン・インタフェースと接続してリング構成としたシステムであって、
   各ノード装置のドロップ・インタフェースには、リング内を時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第１の送信ポイントと、リング内を反時計回り方向に転送される接続検査メッセージを周期的に送信する第２の送信ポイントと、リング内を時計回り方向に転送される接続検査メッセージの受信確認を行う第１の受信確認ポイントと、リング内を反時計回り方向に転送される接続検査メッセージの受信確認を行う第２の受信確認ポイントとが設けられており、
   各ノード装置の第１の受信確認ポイントは、時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第１の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行うことで、時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第１の送信ポイントとの疎通確認を行い、
   各ノード装置の第２の受信確認ポイントは、反時計回り方向において、ｋだけ上流にあるノード装置の第２の送信ポイントから送信された接続検査メッセージの受信確認を行うことで、反時計回り方向においてｋだけ上流にあるノード装置の第２の送信ポイントとの疎通確認を行い、
   Ｎは３以上の自然数であり、ｋはＮ／２を除く、２以上でＮ−１以下の自然数であるシステム。
4. 各ノード装置から、第１及び第２の受信確認ポイントが検出する疎通状態についての情報を収集して、障害箇所を判定する管理装置をさらに備えている請求項３に記載のシステム。
5. ｋはＮ−１である、請求項３又は４に記載のシステム。

Images