JP5370500B2 - ネットワーク中継装置および診断方法 - Google Patents

Description

本件は、装置内のパケットの経路を診断するネットワーク中継装置および診断方法に関する。

ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークにおいて、高速かつ大容量のパケットフォワーディングを可能とするハイエンドルータは、パケットのハードウェア処理が主流となっている。また、処理性能の拡張性を実現するため、フォワーディング処理部の増減が可能である。このような特徴を持つルータにおいては、パケットのフォワーディング先の検索方式として、例えば、Ingress/Egress方向でそれぞれフォワーディング先を検索する２段検索方式が採用されている。

図２０は、２段検索方式のＩＰルータのブロック図である。図２０に示すように、ＩＰルータは、制御部１０１、増減設可能なフォワーディング処理部１０２，１０３、スイッチ１０４、およびポート１０５ａ〜１０５ｃ，１０６ａ〜１０６ｃを有している。フォワーディング処理部１０２は、Ｉ（Ingress）側モジュール１０２ａおよびＥ（Egress）側モジュール１０２ｂを有し、フォワーディング処理部１０３は、Ｉ側モジュール１０３ａおよびＥ側モジュール１０３ｂを有している。

Ｉ側モジュール１０２ａ，１０３ａは、ポート１０５ａ〜１０５ｃ，１０６ａ〜１０６ｃにて受信されたＩＰパケットの転送先であるＥ側モジュール１０２ｂ，１０３ｂを決定している。スイッチ１０４は、Ｉ側モジュール１０２ａ，１０３ａによって、Ｅ側モジュール１０２ｂ，１０３ｂへの出力先が決定されたパケットを、所定のＥ側モジュール１０２ｂ，１０３ｂへ出力する。Ｅ側モジュール１０２ｂ，１０３ｂは、ＩＰパケットの転送先であるポート１０５ａ〜１０５ｃ，１０６ａ〜１０６ｃを決定している。

制御部１０１は、図２０に図示していないが、ルーティングテーブルを有しており、Ｉ側モジュール１０２ａ，１０３ａおよびＥ側モジュール１０２ｂ，１０３ｂのＩＰパケットの転送先を制御している。すなわち、Ｉ側モジュール１０２ａ，１０３ａおよびＥ側モジュール１０２ｂ，１０３ｂは、制御部１０１の制御によって、ＩＰパケットの転送先を決定している。

例えば、ポート１０５ａにて受信されたＩＰパケットは、Ｉ側モジュール１０２ａによって、Ｅ側モジュール１０２ｂへ転送されるように決定される。転送先が決定されたＩＰパケットは、スイッチ１０４によって、Ｅ側モジュール１０２ｂへ出力される。Ｅ側モジュール１０２ｂは、Ｉ側モジュール１０２ａから転送されたパケットをポート１０５ｂに出力する。また、ポート１０６ａにて受信されたＩＰパケットは、Ｉ側モジュール１０３ａによって、Ｅ側モジュール１０２ｂへ転送されるように決定される。転送先が決定されたＩＰパケットは、スイッチ１０４によって、Ｅ側モジュール１０２ｂへ出力される。Ｅ側モジュール１０２ｂは、Ｉ側モジュール１０３ａから転送されたパケットをポート１０５ｃに出力する。このようにして、２段検索方式のＩＰルータは、受信したＩＰパケットを所定のポート１０５ａ〜１０５ｃ，１０６ａ〜１０６ｃから出力するようにする。

ハイエンドのＩＰルータは、高速かつ大容量の処理が可能なため、ＩＰネットワークの中枢部に配置されるのが一般的であり、ハードウェア障害による予期せぬダウンタイムは極力短いのが好ましい。そのため、ハイエンドのＩＰルータは、ハードウェア単体やデバイス間を接続するインタフェース部等に障害検出機能を設け、システム運用（オンライン）状態において障害監視を行っている。

しかし、ハイエンドのＩＰルータは、一般に市販の汎用デバイスを使用することが多く、デバイスの障害検出機能を強化するには限界がある。そのため、ハイエンドのＩＰルータは、オンライン状態においては、障害を検出する機能を補完する目的で装置内に診断用パケットを疎通させ、その正常性を確認している。

なお、従来、自己診断方法を内蔵したパケット信号のルーティング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、ネットワークシステム資源を監視制御するためのプログラムをネットワーク上の全装置に巡回プログラムとして巡回させ、各装置における該プログラムの実行結果を該巡回プログラムに取り込み回収するネットワークシステムが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１１−３３１２５９号公報 特開平１０−３１３３３７号公報

しかし、従来のネットワーク中継装置では、ユーザパケットが実際に通過する経路の診断を行うことができないという問題点があった。
例えば、図２０の制御部１０１は、スイッチ１０４を経由してフォワーディング処理部１０２に診断用パケットを送出し、フォワーディング処理部１０２から診断用パケットを受信する。これにより、制御部１０１は、送出した診断用パケットが戻ってきたか否かに基づいて、例えば、フォワーディング処理部１０２内のデバイスやデバイス間のインタフェースの診断を行うことができる。

しかし、上記のように制御部１０１は、単にフォワーディング処理部１０２に診断用パケットを送出して受信するため、例えば、フォワーディング処理部１０３、スイッチ１０４、およびフォワーディング処理部１０２を経由するユーザパケットの経路や、フォワーディング処理部１０２、スイッチ１０４、およびフォワーディング処理部１０２を経由するユーザパケットの経路の診断を行うことができない。そのため、制御部１０１は、例えば、フォワーディング処理部１０２，１０３内のユーザパケットの経路を決定するためのメモリ内のデータやソフトエラーを診断することができない。

本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、ユーザパケットの通過する経路における診断を行うことができるネットワーク中継装置および診断方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、装置内のパケットの経路を診断するネットワーク中継装置が提供される。このネットワーク中継装置は、前記パケットの転送先の情報を記憶したルーティングテーブルと、前記ルーティングテーブルの情報に基づいて、前記パケットの転送先を決定するフォワーディング部と、前記フォワーディング部の転送先の決定に基づいて、前記パケットの前記フォワーディング部への出力先を切り替えるスイッチ部と、前記ルーティングテーブルの情報に基づいて、前記装置内のアクティブパスを循環する診断用パケットを生成する診断用パケット生成部と、前記診断用パケット生成部によって生成された前記診断用パケットを、前記スイッチ部を介して前記フォワーディング部に送出する診断用パケット送信部と、を有し、前記フォワーディング部は、前記スイッチ部から前記診断用パケットを受信すると、前記診断用パケットにフラグを付与し、自身のレイヤ処理より下位のレイヤ処理を行うレイヤ処理部に出力する。

開示のネットワーク中継装置および診断方法によれば、ユーザパケットの通過する経路における診断を行うことができる。
本発明の上記および他の目的、特徴および利点は本発明の例として好ましい実施の形態を表す添付の図面と関連した以下の説明により明らかになるであろう。

第１の実施の形態に係るネットワーク中継装置のブロック図である。 第２の実施の形態に係るネットワーク中継装置のブロック図である。 ユーザパケットのアクティブパスを説明する図である。 診断用パスのオンライン診断を説明する図である。 ＳＣＭのブロック図である。 ルーティングテーブルを示した図である。 診断用パケット生成テーブルを示した図である。 診断用パケットの生成を説明する図である。 診断用パケット送信部を説明する図である。 ＬＴＭの診断用パケットの折り返しを説明する図である。 アクティブパスの診断例を説明する図のその１である。 アクティブパスの診断例を説明する図のその２である。 アクティブパスの診断処理を示したフローチャートである。 診断用パケットによるネットワーク中継装置の負荷を説明する図である。 ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその１である。 ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその２である。 ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその３である。 ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその４である。 障害箇所の特定処理を示したフローチャートである。 ２段検索方式のＩＰルータのブロック図である。

以下、第１の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るネットワーク中継装置のブロック図である。図１に示すように、ネットワーク中継装置は、ルーティングテーブル１、フォワーディング部２ａ〜２ｄ、スイッチ部３、診断用パケット生成部４、および診断用パケット送信部５を有している。

ルーティングテーブル１は、パケット（ユーザパケット）の転送先の情報を記憶している。
フォワーディング部２ａ〜２ｄは、スイッチ部３と接続されている。フォワーディング部２ａ〜２ｄは、ルーティングテーブル１の情報に基づいて、パケットの転送先を決定する。

スイッチ部３は、フォワーディング部２ａ〜２ｄの転送先の決定に基づいて、パケットのフォワーディング部２ａ〜２ｄへの出力先を切り替える。
診断用パケット生成部４は、ルーティングテーブル１の情報に基づいて、装置内のアクティブパスを循環する診断用パケットを生成する。アクティブパスは、一般にはユーザパケットの宛先プレフィクスへ到達するための有効なネットワーク経路を言うが、ここでは、ユーザパケットが宛先プレフィクスへ到達するために通過するネットワーク中継装置内の経路をいう。例えば、フォワーディング部２ａから、スイッチ部３を介してフォワーディング部２ｂへユーザパケットが通過する場合、この経路をアクティブパスと呼ぶ。

診断用パケット送信部５は、診断用パケット生成部４によって生成された診断用パケットを、スイッチ部３を介してフォワーディング部２ａ〜２ｄに送出する。
ここで、診断用パケットは、ユーザパケットの転送先の情報を記憶したルーティングテーブル１に基づいて、アクティブパスを循環するように生成される。そのため、診断用パケットは、フォワーディング部２ａ〜２ｄによって、ユーザパケットの経由する経路と同様に経路が決定される。従って、例えば、図１に示してない判定部によって、装置内を循環した診断用パケットを受信することによって、装置内のユーザパケットの通過する経路における診断を行うことが可能となる。

このように、ネットワーク中継装置は、ルーティングテーブル１に基づいて、装置内のアクティブパスを循環する診断用パケットを生成し、装置内を循環させるようにした。これにより、ユーザパケットの通過する経路における診断を行うことができる。

次に、第２の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第２の実施の形態に係るネットワーク中継装置のブロック図である。図２に示すようにネットワーク中継装置は、ＳＣＭ（System Control Module）１１、ＳＦＭ（Switch Fabric Module）１２、ＰＦＭ（Packet Forwarding Module）１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎ、およびＬＴＭ（Line Terminal Module）１５ａ〜１５ｎ，１６ａ〜１６ｎを有している。ネットワーク中継装置は、例えば、ハイエンドのＩＰルータである。

ＳＣＭ１１は、ネットワーク中継装置のシステム制御や管理、ルーティングプロトコル終端処理等を行うモジュールである。また、ＳＣＭ１１は、診断用パケットの生成、送受信、正常性確認等を行う。ＳＣＭ１１は、図２に示してないが、ルーティングテーブルを有しており、ＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎのパケットの転送先を制御している。

ＳＦＭ１２は、ＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎ間のパケットスイッチングを行うモジュールである。ＳＦＭ１２は、クロスバ・スイッチ（Cross Bar Switch）方式により、パケット入力インタフェースおよびパケット出力インタフェースを収容するＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎを接続する。

ＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎは、レイヤ２およびレイヤ３のプロトコル終端処理等を行うモジュールである。ＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎはそれぞれ、例えば、図２０で説明したように、Ｉ側モジュールおよびＥ側モジュールを有し、ＳＣＭ１１の制御に基づいて、Ingress/Egress方向でパケットのフォワーディング先を検索する（２段検索方式）。

ＬＴＭ１５ａ〜１５ｎ，１６ａ〜１６ｎは、レイヤ１のプロトコル終端処理およびレイヤ２処理を行うモジュールである。ＬＴＭ１５ａ〜１５ｎ，１６ａ〜１６ｎは、回線から受信したパケットの正常性確認やレイヤ１のヘッダおよびテイラの除去、レイヤ２のテイラ除去の処理等を行う。また、ＬＴＭ１５ａ〜１５ｎ，１６ａ〜１６ｎは、回線に出力するパケットのレイヤ２のテイラ付与、レイヤ１のヘッダおよびテイラの付与処理等を行う。

図３は、ユーザパケットのアクティブパスを説明する図である。図３のネットワーク中継装置において、図２と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図３のネットワーク中継装置では、４つのＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂと、４つのＬＴＭ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが示してある。

図３に示す矢印Ａ１１，Ａ１２は、ユーザパケットが通過するアクティブパスを示している。例えば、矢印Ａ１１に示すように、ＬＴＭ１５ａに入力されたユーザパケットは、ＰＦＭ１３ａによってＰＦＭ１３ｂへ転送されることが決定され、ＳＦＭ１２に出力される。ＳＦＭ１２は、ＰＦＭ１３ａの決定に基づいて、入力されたユーザパケットをＰＦＭ１３ｂに出力する。ＰＦＭ１３ｂは、ＳＦＭ１２から入力されたユーザパケットをＬＴＭ１５ｂに出力し、ＬＴＭ１５ｂは、所定の宛先プレフィクスへとユーザパケットを出力する。

図４は、診断用パスのオンライン診断を説明する図である。図４において、図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。
ＳＣＭ１１は、従来、自身からＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎに対して診断用パケットを送信し、再び自身に戻ってくるようにしてオンライン診断を行っていた。例えば、ＳＣＭ１１は、図４の矢印Ａ２１〜Ａ２４に示すように、ＰＦＭ１３ａ〜１３ｎ，１４ａ〜１４ｎに対して診断用パケットを送信し、再び自身に戻ってくるようにしてオンライン診断を行っていた。

そのため、図４のオンライン診断では、図３の矢印Ａ１１，Ａ１２に示すように、ユーザパケットが実際にＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの相互間を通過するアクティブパスに対して診断を行うことができない。例えば、図４において、ＰＦＭ１３ａからＳＦＭ１２を介してＰＦＭ１３ｂを通過するアクティブパスに対して診断を行うことができない。

また、図４のオンライン診断では、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ自身を折り返し通過するアクティブパスに対して診断を行うことができない。例えば、図４において、ＬＴＭ１５ａ−ＰＦＭ１３ａ−ＳＦＭ１２−ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａという折り返しのアクティブパスに対して診断を行うことができない。

従って、図４のオンライン診断では、例えば、各ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ内におけるデバイスやデバイス間のインタフェースを診断することはできるが、ユーザパケットのルーティングを決定するメモリ内のデータやソフトエラー、ＳＦＭ１２のパケット切り替えの診断をすることができない。そのため、例えば、特定のフローがスタックしたような異常状態を検出できない場合が生じる。

そこで、ＳＣＭ１１は、ルーティングテーブルに基づいて、ユーザパケットのアクティブパスを循環する診断用パケットを生成する。例えば、図４において、ＳＣＭ１１は、ＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２−ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ−ＰＦＭ１３ａ−ＳＦＭ１２−ＰＦＭ１３ｂ−ＬＴＭ１５ｂ−ＰＦＭ１３ｂ−ＳＦＭ１２−ＳＣＭ１１を循環する診断用パケットを生成する。これにより、ＳＣＭ１１は、装置内に送出した診断用パケットの受信有無や、受信した診断用パケットのペイロードデータの変化等によって、例えば、図３の矢印Ａ１１のユーザパケットのアクティブパスの診断（障害検出）を行うことができる。

なお、ネットワーク中継装置内を循環する診断用パケットを再びＳＣＭ１１へ戻す方法として、Time Exceededを使用する。例えば、ＳＣＭ１１は、ＴＴＬ（Time To Live）が‘０’になったパケットにおいては、ICPM Time Exceeded Messageを送信元に送信する。そのため、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは、ＴＴＬ＝０となったパケットをＳＣＭ１１へ送信する。そこで、ＳＣＭ１１は、診断用パケットに所定のＴＴＬを設定し、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂがＴＴＬ＝０となったパケットをＳＣＭ１１に返すことを利用する。

具体的には、ＳＣＭ１１は、生成する診断用パケットが所定のアクティブパスを通過するようにＴＴＬを設定する。診断用パケットのＴＴＬは、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを通過するたびに減算（Ｉ側モジュールを通過するたびに減算）される。ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂは、診断用パケットのＴＴＬが‘０’となった時点で、診断用パケットをＳＣＭ１１に転送する。よって、例えば、ＳＣＭ１１は、生成した診断用パケットを上述したＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２−ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ−ＰＦＭ１３ａ−ＳＦＭ１２−ＰＦＭ１３ｂ−ＬＴＭ１５ｂ−ＰＦＭ１３ｂ−ＳＦＭ１２−ＳＣＭ１１を循環させる場合には、ＴＴＬ＝２を設定すればよい。

ＬＴＭ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂが、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂから受診した診断用パケットをＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに折り返す動作については後述する。

図５は、ＳＣＭのブロック図である。図５に示すように、ＳＣＭ１１は、テーブル生成部１１ａ、診断用パケット生成部１１ｂ、診断用パケット送信部１１ｃ、診断用パケット受信部１１ｄ、判定部１１ｅ、ルーティングテーブル１１ｆ、および診断用パケット生成テーブル１１ｇを有している。

テーブル生成部１１ａは、ルーティングテーブル１１ｆに基づいて、診断用パケット生成部１１ｂがアクティブパスを循環する診断用パケットを生成するための診断用パケット生成テーブル１１ｇを生成する。

診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて、ネットワーク中継装置のアクティブパスを循環するための診断用パケットを生成する。すなわち、診断用パケット生成部１１ｂは、ユーザパケットの転送先の情報を記憶したルーティングテーブル１１ｆの情報に基づいて、アクティブパスを循環する診断用パケットを生成する。

診断用パケット送信部１１ｃは、診断用パケット生成部１１ｂによって生成された診断用パケットをＳＦＭ１２へ出力する。
診断用パケット受信部１１ｄは、ネットワーク中継装置内を循環した診断用パケットをＳＦＭ１２から受信する。

判定部１１ｅは、診断用パケット受信部１１ｄによって受信された診断用パケットに基づいて、ネットワーク中継装置の障害を判断する。
ルーティングテーブル１１ｆには、ユーザパケットを目的の宛先へ転送するための情報が格納されている。

診断用パケット生成テーブル１１ｇには、診断用パケットを生成するための情報が格納されている。
図６は、ルーティングテーブルを示した図である。図６に示すように、ルーティングテーブル１１ｆは、経路制御プロトコル、宛先ネットワークアドレス、メトリック、経由インタフェース、および学習時刻の欄を有している。

経路制御プロトコルの欄には、ＳＣＭ１１がどのようなプロトコルでルーティングテーブル１１ｆを学習したかを示す情報が格納される。例えば、図６に示す‘Ｏ’は、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）で学習したことを示している。‘Ｂ’は、ＢＧＰ（Border Gateway Protocol）で学習したことを示している。

宛先ネットワークアドレスの欄には、ユーザパケットの宛先アドレスが格納される。図６に示す宛先アドレスのスラッシュの右側は、サブネットマスク長を示している。
メトリックの欄には、ユーザパケットの宛先までの到達距離を示す。

経由インタフェースの欄には、どのインタフェースを経由してユーザパケットが目的の宛先に到達するかの情報を示している。例えば、受信したユーザパケットを転送する次のルータのアドレスを示している。

学習時刻は、ルーティングテーブル１１ｆを学習した時刻が格納される。
図７は、診断用パケット生成テーブルを示した図である。図７に示すように、診断用パケット生成テーブル１１ｇは、Entry＿No、IPDA、Transmit＿INF、Payload＿Pattern、およびPacket＿Lengthの欄を有している。

Entry＿Noの欄には、診断用パケット生成テーブル１１ｇに格納される情報を区別するための番号が格納される。
IPDAの欄には、診断用パケットの宛先アドレスが格納される。

Transmit＿INFの欄には、診断用パケットを送出するインタフェースが格納される。例えば、診断用パケットを送出するポートの識別子が格納される。
Payload＿Patternの欄には、診断用パケットのペイロードに格納すべきデータパターンが格納される。

Packet＿Lengthの欄には、診断用パケットのパケットレングスが格納される。
テーブル生成部１１ａは、ルーティングテーブル１１ｆの宛先ネットワークアドレスに基づいて宛先アドレスを生成し、IPDAの欄に格納する。これにより、診断用パケットには、ユーザパケットと同じ宛先アドレスを設定でき、アクティブパスを循環させることが可能となる。

また、テーブル生成部１１ａは、ルーティングテーブル１１ｆの宛先ネットワークアドレスおよび経由インタフェースに基づいて、診断用パケットがアクティブパスを循環するよう、診断用パケットを送出するインタフェースを算出し、Transmit＿INFに格納する。

また、テーブル生成部１１ａは、ネットワーク中継装置内の障害を適切に検出できるように所定の‘０’，‘１’パターンを有するペイロードパターンを生成し、Payload＿Patternの欄に格納する。

また、テーブル生成部１１ａは、ネットワーク中継装置内の障害を適切に検出できるようにパケット長を算出し、Packet＿Lengthの欄に格納する。
なお、Payload＿PatternおよびPacket＿Lengthは固定値であってもよい。この場合、Payload＿PatternおよびPacket＿Lengthの欄は不要である。

図８は、診断用パケットの生成を説明する図である。図８の矢印上部に示すModule1〜Module4には、診断用パケット生成部１１ｂの処理内容が示してある。図８のModule1〜Module4には、スクリプト言語のパールで処理内容の例が示してあり、診断用パケット生成部１１ｂは、図８のスプリクト言語を実行することにより、図中矢印下部に示す診断用パケットを生成する。

例えば、診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇのEntry＿Noに基づいてIPDAの宛先アドレスを取得し、診断用パケットのＩＰヘッダに格納する。
また、診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇのTransmit＿INFに基づいて、生成した診断用パケットを送出する送信キュー（後述する）を決定する。

また、診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇからPayload＿Patternを取得し、診断用パケットがPacket＿Lengthに示すパケット長となるよう、Payload＿Patternをペイロードに格納する。

また、診断用パケット生成部１１ｂは、ユーザパケットのアクティブパスを診断できるようにするためのＴＴＬを診断用パケットのＩＰヘッダに格納する。
また、診断用パケット生成部１１ｂは、生成したパケットが診断用パケットであることを示す診断用パケット識別ヘッダを付与する。

診断用パケット生成部１１ｂは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）の処理能力の低下を抑制するために、複数のModule1〜Module4で診断用パケットの生成を行う。診断用パケット生成部１１ｂは、重複した診断用パケットを生成しないように、Module1〜Module4のそれぞれでは、異なるEntry＿Noに基づいて診断用パケット生成テーブル１１ｇを参照し、診断用パケットを生成する。なお、Module1〜Module4は、１つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、Module1〜Module4に示す処理を専用のハードウェアで実現するようにしてもよい。

図９は、診断用パケット送信部を説明する図である。図９には、診断用パケット送信部１１ｃが有する送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄおよびセレクタ１１ｃｅが示してある。また、図９には、診断用パケット生成部１１ｂによって生成された診断用パケットが示してある。

送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄは、図３に示したＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに対応して設けられる。これにより、例えば、送信キュー１１ｃａに入力された診断用パケットは、ＰＦＭ１３ａに出力され、送信キュー１１ｃｂに入力された診断用パケットは、ＰＦＭ１３ｂに出力される。以下同様に、送信キュー１１ｃｄに入力された診断用パケットは、ＰＦＭ１４ｂに出力される。

セレクタ１１ｃｅは、送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄから出力された診断用パケットをＳＦＭ１２に出力する。これにより、送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄに保持された診断用パケットは、ＳＦＭ１２を介して所定のＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに出力される。

診断用パケットの送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄへの振り分けは、診断用パケット生成部１１ｂによって行われる。診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇのTransmit＿INFに基づいて、生成した診断用パケットを送出する送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄを決定し、診断用パケットは、所定の送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄへ振り分けられる。送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄに振り分けられた診断用パケットは、送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄに対応するＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂへ出力される。

図１０は、ＬＴＭの診断用パケットの折り返しを説明する図である。図１０には、図３に示したＰＦＭ１３ａおよびＬＴＭ１５ａが示してある。図１０に示すように、ＰＦＭ１３ａは、フラグ付与部１３ａａを有し、ＬＴＭ１５ａは、折り返し制御部１５ａａを有している。

アクティブパスに対し、オンライン環境下で診断パケットを疎通させるには、ユーザパケットと診断用パケットを区別し、診断用パケットをネットワーク中継装置内で折り返すようにする。そして、ネットワーク中継装置内の診断範囲を広くカバーするには、診断用パケットの折り返しを可能な限り対向するネットワーク中継装置に近いポイント、すなわち、回線側で行うようにするのが有効である。

しかし、回線側に近づくほどデバイスの処理が下位レイヤの処理となり、例えば、レイヤ２では、PPP（Point-to-Point Protocol）、Cisco-HDLC（HDLC: High level Data Link Control procedures）、MPLS（Multiprotocol Label Switching）、Ethernet（登録商標）、Ethernet（VLAN-Tag）等、プロトコルごとにフォーマットが異なるため、診断用パケットの識別処理が複雑化する。

そこで、レイヤ３の終端部であるＰＦＭ１３ａで診断用パケットを識別し、レイヤ２処理を行うＬＴＭ１５ａにて診断用パケットを折り返すようにする。
フラグ付与部１３ａａは、Ｅ側モジュールに設けられ、ＳＦＭ１２から出力されるパケットのレイヤ３の終端処理を行う。このとき、フラグ付与部１３ａａは、受信したパケットにて、診断用パケット識別ヘッダを検出すると、終端処理を行った診断用パケットの先頭に、例えば、値が‘１’のフラグ（図１０ではFlag＿diag）を付加する。フラグ付与部１３ａａは、フラグを付与した、終端処理を行った診断用パケットをＬＴＭ１５ａに出力する。

折り返し制御部１５ａａは、ＰＦＭ１３ａから出力されたパケットの先頭に値が‘１’のフラグが付与されているか否か判断する。折り返し制御部１５ａａは、ＰＦＭ１３ａから出力されたパケットの先頭に‘１’のフラグが付与されていた場合、そのパケットをネットワーク中継装置内に折り返す。一方、折り返し制御部１５ａａは、ＰＦＭ１３ａから出力されたパケットの先頭に‘１’のフラグが付与されていない場合、そのパケットを対向するネットワーク中継装置内に出力するようにする。

例えば、折り返し制御部１５ａａは、‘１’のフラグが付与されている場合、図１０に示すPort＿loopbackに受信したパケットを出力し、ＰＦＭ１３ａに折り返すようにする。また、折り返し制御部１５ａａは、‘１’のフラグが付与されていない場合、図１０に示すPort＿lineに受信したパケットを出力し、対向するネットワーク中継装置に出力するようにする。

図１１は、アクティブパスの診断例を説明する図のその１である。図１１において、図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。矢印Ａ３１は、診断用パケットの通過する経路を示している。

診断用パケット生成部１１ｂは、Entry＿Noに基づいて診断用パケット生成テーブル１１ｇを参照し、そのEntry＿Noに対応するIPDA、Transmit＿INF、Payload＿Pattern、およびPacket＿Lengthを取得する。診断用パケット生成部１１ｂは、取得した情報に基づき、診断用パケットを生成する。

ここで、取得したIPDAは、例えば、ＬＴＭ１５ａに対向するネットワーク中継装置にパケットが出力される宛先アドレスを示しているとする。また、取得したTransmit＿INFは、ＬＴＭ１５ｂのインタフェース（ポート）を示しているとする。また、診断用パケット生成部１１ｂは、ＴＴＬに‘２’を設定したとする。

この場合、診断用パケット生成部１１ｂの生成した診断用パケットは、ＳＦＭ１２を介してＰＦＭ１３ｂに出力される。
ＰＦＭ１３ｂは、ＳＦＭ１２から受信した診断用パケットのレイヤ３の終端処理を行うとともに、終端処理を行った診断用パケットの先頭に‘１’のフラグを付与し、ＬＴＭ１５ｂに出力する。

ＬＴＭ１５ｂは、先頭に‘１’のフラグが付与されたパケットを受信すると、そのパケットをＰＦＭ１３ｂに折り返す。
ＰＦＭ１３ｂは、折り返されたパケットのレイヤ２の終端処理を行って診断用パケットを抽出し、ＴＴＬを１減算する。ＰＦＭ１３ｂは、診断用パケットに含まれる宛先アドレスに基づいて、診断用パケットの転送先をＰＦＭ１３ａであると決定し、ＳＦＭ１２に出力する。

ＳＭＦ１２は、ＰＦＭ１３ｂから出力された診断用パケットをＰＦＭ１３ａに出力する。
ＰＦＭ１３ａは、受信した診断用パケットのレイヤ３の終端処理を行うとともに、終端処理を行った診断用パケットの先頭に‘１’のフラグを付与し、ＬＴＭ１５ａに出力する。

ＬＴＭ１５ａは、先頭に‘１’のフラグが付与されたパケットを受信すると、そのパケットをＰＦＭ１３ａに折り返す。
ＰＦＭ１３ａは、折り返されたパケットのレイヤ２の終端処理を行って、ＴＴＬを１減算する。診断用パケットのＴＴＬの値は、この減算によって‘０’となるので、ＰＦＭ１３ａは、診断用パケットをＳＣＭ１１に送り返すようにする。

これにより、図１１の点線丸Ｂ１１に示すようなＰＦＭ１３ｂとＰＦＭ１３ａを経由するアクティブパスを診断することができる。
図１２は、アクティブパスの診断例を説明する図のその２である。図１２において、図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。矢印Ａ３２は、診断用パケットの通過する経路を示している。

診断用パケット生成部１１ｂは、Entry＿Noに基づいて診断用パケット生成テーブル１１ｇを参照し、そのEntry＿Noに対応するIPDA、Transmit＿INF、Payload＿Pattern、およびPacket＿Lengthを取得する。診断用パケット生成部１１ｂは、取得した情報に基づき、診断用パケットを生成する。

ここで、取得したIPDAは、例えば、ＬＴＭ１５ｂに対向するネットワーク中継装置にパケットが出力される宛先アドレスを示しているとする。また、取得したTransmit＿INFは、ＬＴＭ１５ｂのインタフェースを示しているとする。また、診断用パケット生成部１１ｂは、ＴＴＬに‘２’を設定したとする。

この場合、診断用パケット生成部１１ｂの生成した診断用パケットは、ＳＦＭ１２を介してＰＦＭ１３ｂに出力される。
ＰＦＭ１３ｂは、ＳＦＭ１２から受信した診断用パケットのレイヤ３の終端処理を行うとともに、終端処理を行った診断用パケットの先頭に‘１’のフラグを付与し、ＬＴＭ１５ｂに出力する。

ＬＴＭ１５ｂは、先頭に‘１’のフラグが付与されたパケットを受信すると、そのパケットをＰＦＭ１３ｂに折り返す。
ＰＦＭ１３ｂは、折り返されたパケットのレイヤ２の終端処理を行って診断用パケットを抽出し、ＴＴＬを１減算する。ＰＦＭ１３ｂは、診断用パケットに含まれる宛先アドレスに基づいて、診断用パケットの転送先をＰＦＭ１３ｂであると決定し、ＳＦＭ１２に出力する。

ＳＭＦ１２は、ＰＦＭ１３ｂから出力された診断用パケットをＰＦＭ１３ｂに出力する。
ＰＦＭ１３ｂは、受信した診断用パケットのレイヤ３の終端処理を行うとともに、終端処理を行った診断用パケットの先頭に‘１’のフラグを付与し、ＬＴＭ１５ｂに出力する。

ＬＴＭ１５ｂは、先頭に‘１’のフラグが付与されたパケットを受信すると、そのパケットをＰＦＭ１３ｂに折り返す。
ＰＦＭ１３ｂは、折り返されたパケットのレイヤ２の終端処理を行って、ＴＴＬを１減算する。診断用パケットのＴＴＬの値は、この減算によって‘０’となるので、ＰＦＭ１３ｂは、診断用パケットをＳＣＭ１１に送り返すようにする。

これにより、図１１の点線丸Ｂ１２に示すようなＰＦＭ１３ｂ自身を折り返すアクティブパスを診断することができる。
図１３は、アクティブパスの診断処理を示したフローチャートである。

［ステップＳ１］テーブル生成部１１ａは、ルーティングテーブル１１ｆに基づいて、診断用パケット生成テーブル１１ｇを生成する。なお、ルーティングテーブル１１ｆは、動的に変化する。そのため、テーブル生成部１１ａは、その変化に同期した診断用パケット生成テーブル１１ｇが生成されるよう、例えば、ネットワーク中継装置のアクティブパスの診断を行う際に、診断用パケット生成テーブル１１ｇを生成する。

［ステップＳ２］診断用パケット生成部１１ｂは、変数Entry＿Noに‘０００１’を設定する。
［ステップＳ３］診断用パケット生成部１１ｂは、変数Entry＿No‘０００１’に基づいて診断用パケット生成テーブル１１ｇのEntry＿Noを参照し、IPDA、Transmit＿INF、Payload＿Pattern、およびPacket＿Lengthの情報を取得する。

なお、ネットワーク中継装置は、診断用パケットを生成する４つのModule1〜Module4有しているとする。従って、診断用パケット生成部１１ｂは、変数Entry＿No‘０００１’〜‘０００４’に対応する診断用パケット生成テーブル１１ｇのEntry＿Noを参照し、IPDA、Transmit＿INF、Payload＿Pattern、およびPacket＿Lengthの情報を取得する。図１３のModule1〜Module4は、図８のModule1〜Module4に対応する。

［ステップＳ４］診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇのIPDAの欄の情報が空でないか判断する。診断用パケット生成部１１ｂは、IPDAの欄の情報が空でない場合、ステップＳ５へ進む。診断用パケット生成部１１ｂは、IPDAの欄の情報が空である場合、処理を終了する。

［ステップＳ５］診断用パケット生成部１１ｂは、取得した情報に基づいて、診断用パケットを生成する。診断用パケット生成部１１ｂは、生成した診断用パケットが所定のアクティブパスを循環した場合、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂがＳＣＭ１１に診断用パケットを戻すよう、ＴＴＬを設定する。また、診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇから取得したTransmit＿INFに基づいて、生成した診断用パケットを送出する送信キュー１１ｃａ〜１１ｃｄ、すなわち、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂを決定する。

なお、以下では、Module1の動作について説明する。Module2〜Module4においても、それぞれModule1のEntry＿Noを１ずつインクリメントした情報に基づいて、診断用パケットが生成され、アクティブパスの診断が行われる。

［ステップＳ６］診断用パケット送信部１１ｃは、ＳＦＭ１２を介して、生成された診断用パケットを所定のＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂに出力する。また、図５に示してないタイマ部は、診断用パケット送信部１１ｃが診断用パケットをＳＦＭ１２に出力すると、タイマを起動する。

［ステップＳ７］判定部１１ｅは、タイマがタイムアウト前か否か判断する。判定部１１ｅは、タイマがタイムアウト前であれば、ステップＳ８へ進む。判定部１１ｅは、タイマがタイムアウトしていれば、ステップＳ１２へ進む。

［ステップＳ８］診断用パケット受信部１１ｄは、アクティブパスを循環した診断用パケットを受信したか否か判断する。診断用パケット受信部１１ｄは、診断用パケットを受信してれば、ステップＳ９へ進む。診断用パケット受信部１１ｄは、診断用パケットを受信していなければ、ステップＳ７へ進む。

［ステップＳ９］判定部１１ｅは、タイムがタイムアウト前か否か判断する。判定部１１ｅは、タイマがタイムアウト前であれば、ステップＳ１０へ進む。判定部１１ｅは、タイマがタイムアウトしていれば、ステップＳ１２へ進む。

［ステップＳ１０］判定部１１ｅは、診断用パケット受信部１１ｄによって受信された診断用パケットが正常であるか否か判断する。判定部１１ｅは、例えば、受信した診断用パケットのペイロードが送信前と同じである場合、正常であると判断する。判定部１１ｅは、診断用パケットが正常である場合、ステップＳ１１へ進む。判定部１１ｅは、診断用パケットが正常でない場合、ステップＳ１２へ進む。

［ステップＳ１１］診断用パケット生成部１１ｂは、変数Entry＿Noをインクリメントする。なお、図１３の場合、診断用パケットを生成するモジュールが４つ存在するので、診断用パケット生成部１１ｂは、変数Entry＿Noを‘４’インクリメントする。従って、診断用パケット生成部１１ｂは、例えば、Module1〜Module4においてEntry＿No‘０００１’〜‘０００４’に基づき診断用パケット生成テーブル１１ｇを参照して診断用パケットを生成した場合には、次回、Entry＿No‘０００１’〜‘０００４’に基づき診断用パケット生成テーブル１１ｇを参照して診断用パケットを生成することになる。

［ステップＳ１２］判定部１１ｅは、障害処理を起動する。例えば、装置内のアクティブパスに障害が発生している旨をオペレータに通知する。
このように、ネットワーク中継装置は、ルーティングテーブル１１ｆに基づいて、装置内のアクティブパスを循環する診断用パケットを生成するための診断用パケット生成テーブル１１ｇを生成する。そして、ネットワーク中継装置は、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて診断用パケットを生成し、装置内のアクティブパスを循環させるようにした。これにより、ユーザパケットの通過する経路における診断を行うことができる。

また、例えば、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂのユーザパケットの経路を決定するためのメモリ内のデータの診断やソフトエラーの診断を行うことができる。より具体的には、１．ＰＦＭ内の共有メモリのアクティブな領域についてのソフトエラーやビットスタックの検出、２．アクティブなアドレス管理ＦＩＦＯについてのソフトエラーやビットスタックの検出、３．アクティブなフローについてのスケジューラロジック部の動作異常検出、４．アクティブなフローについてのキューイングコントローラロジック部の動作異常検出、５．アクティブなＣＡＭ（エントリ探索用メモリ、Content Addressable Memory）のソフトエラーやビットスタックの検出が可能となる。

また、ＳＦＭ１２のアクティブパスの診断を行うことができる。より具体的には、１．ＳＦＭ１２のＢＰ（Back Pressure）スタックの検出、２．ＳＦＭ１２のソフトエラー、ビットスタックの検出、３．ＳＦＭ１２のスイッチングロジックの異常検出が可能となる。

次に、第３の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。ネットワーク中継装置は、自身のアクティブパスを診断するために、診断用パケットを生成して装置内を循環させる。そのため、装置内の信号帯域が圧迫される場合がある。そこで、第３の実施の形態では、ネットワーク中継装置の負荷に応じて、サイズの異なるペイロードを有する診断用パケットを生成し、ネットワーク中継装置の診断用パケットによる負荷を低減するようにする。なお、第３の実施の形態におけるＳＣＭのブロック図は、図５のＳＣＭ１１と同様である。

診断用パケット生成部１１ｂは、ＩＰ長の異なる第１の診断用パケットと第２の診断用パケットを生成する。第１の診断用パケットは、最小サイズであるＩＰ長とする。すなわち、第１の診断用パケットは、ルーティング処理に用いられるＩＰヘッダ（２０バイト）のみを有するとする。

一方、第２の診断用パケットは、第１の診断用パケットよりＩＰ長が長く、例えば、１５００バイトのＩＰ長とする。これは、最小サイズの第１の診断用パケットでは、ペイロードを有さないため、経路切り替え等によって生じるペイロードデータの改ざん等を検査することができず、例えば、ＰＦＭ、ＬＴＭ、およびＳＦＭの有するメモリ内容の診断を網羅することができないからである。

診断用パケット生成部１１ｂは、図５で説明したように、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて、第１の診断用パケットと第２の診断用パケットを生成する。ただし、診断用パケット生成テーブル１１ｇのPacket＿Lengthには、例えば、‘０’と‘１５００’が所定の比率で格納されている。すなわち、テーブル生成部１１ａは、診断用パケット生成部１１ｂによって第１の診断用パケットと第２の診断用パケットが所定の比率で生成されるよう、診断用パケット生成テーブル１１ｇを生成する。

図１４は、診断用パケットによるネットワーク中継装置の負荷を説明する図である。以下では、診断用パケット生成部１１ｂは、２５０ＰＰＳ（Packet Per Second）で第１の診断用パケットと第２の診断用パケットを生成するとする。図１４には、条件１における結果１と、条件２における結果２とが示してある。

条件１は、第１の診断用パケットを９０％、第２の診断用パケットを１０％の比率で生成し、パケットの経路数が１００００経路とした場合である。この場合、結果１に示すように、ネットワーク中継装置の診断用パケットにおける負荷は、３３６Ｋｂｐｓとなり、障害検出までの最長時間は、４０ｓｅｃとなる。

条件２は、第１の診断用パケットを９９％、第２の診断用パケットを１％の比率で生成し、パケットの経路数が１００００経路とした場合である。この場合、結果２に示すように、ネットワーク中継装置の診断用パケットにおける負荷は、７０Ｋｂｐｓとなり、障害検出までの最長時間は、４０ｓｅｃとなる。

このように、ＩＰ長の短い第１の診断用パケットの比率を高めることによって、ネットワーク中継装置の診断用パケットにおける負荷を低減し、信号帯域の低下を抑制することができる。一方、信号帯域に余裕がある場合には、第２の診断用パケットの比率を高め、例えば、ＰＦＭ、ＬＴＭ、およびＳＦＭの有するメモリ内容の診断を適切に行うことができるようになる。また、ＯＳＰＦの障害検出（Hold Timer：40sec）と同等のレベルで障害を検出することが可能となる。

なお、上記では、ペイロードがある場合とない場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、５０バイトのペイロードと１０００バイトのペイロードとを有する第１の診断用パケットと第２の診断用パケットを生成するようにしてもよい。すなわち、信号帯域に応じて、第１の診断用パケットと、それとはパケット長の異なる第２の診断用パケットとを生成できればよい。

また、上記では、２種類の診断用パケットについて説明したが、３種類以上のＩＰ長の異なる診断用パケットを生成し、ネットワーク中継装置の負荷に応じて、それらの比率を制御するようにしてもよい。

次に、第４の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。第４の実施の形態では、ネットワーク中継装置の障害箇所を特定する方法について説明する。第４の実施の形態では、診断用パケットを複数のパターンの経路で装置内を循環させ、各パターンにおける診断用パケットの疎通結果に基づいて障害箇所を特定する。

図１５は、ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその１である。図１５において、図３と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。なお、図１５では、図３の一部を省略している。また、ＬＴＭ１５ａには、経路X.X.X.Xのネットワークが接続され、ＬＴＭ１５ｂには、経路Y.Y.Y.Yのネットワークが接続されているとする。

診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて、診断用パケットが経路X.X.X.Xに最短経路で出力されるように診断用パケットを生成する。また、診断用パケット生成部１１ｂは、診断パケットがＰＦＭ１３ａ自身を折り返すように、ＴＴＬ＝２を設定する。これにより、診断用パケットは、図１５の矢印Ａ４１に示す経路を通過する。

図１６は、ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその２である。図１６において、図１５と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて、診断用パケットが経路X.X.X.Xに最短経路で出力されるように診断用パケットを生成する。また、診断用パケット生成部１１ｂは、診断パケットが最短経路で戻ってくるように、ＴＴＬ＝１を設定する。これにより、診断用パケットは、図１６の矢印Ａ４２に示す経路を通過する。

ここで、図１５で説明した経路の診断において、診断用パケットがＳＣＭ１１に戻ってこなかった場合、判定部１１ｅは、ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ間、ユーザパケットを自身に折り返すＰＦＭ１３ａの経路決定、ＰＦＭ１３ａ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２、または、ＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２間に障害が発生していると推定する。

そして、診断用パケット生成部１１ｂは、図１６に示すＴＴＬ＝１の診断用パケットを生成し送出する。判定部１１ｅは、ＴＴＬ＝１の診断用パケットがＳＣＭ１１に戻ってきた場合、ＰＦＭ１３ａの経路決定、または、ＰＦＭ１３ａ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２に障害があると障害箇所を特定する。

一方、判定部１１ｅは、ＴＴＬ＝１の診断用パケットがＳＣＭ１１に戻ってこなかった場合、ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ間、または、ＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２間に障害があると障害範囲を限定する。

図１７は、ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその３である。図１７において、図１５と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて、ＰＦＭ１３ａ，ＬＴＭ１５ａとは別のＰＦＭ１３ｂ，ＬＴＭ１５ｂに診断用パケットが送出されるように診断用パケットを生成する。例えば、診断用パケット生成部１１ｂは、経路Y.Y.Y.Yに診断用パケットが送出される、ＴＴＬ＝１の診断用パケットを生成する。これにより、診断用パケットは、図１８の矢印Ａ４３に示すように経路を通過する。

図１５、図１６で説明した経路の診断において、診断用パケットが戻ってこない場合で、図１７の経路の診断において、ＳＣＭ１１に診断用パケットが戻ってきた場合、判定部１１ｅは、ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ間に障害があると障害箇所を特定する。

一方、判定部１１ｅは、図１７の経路の診断において、ＳＣＭ１１に診断用パケットが戻ってこない場合、ＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２間に障害があると障害箇所を特定する。
図１８は、ネットワーク中継装置の障害箇所を特定するための診断経路を説明する図のその４である。図１８において、図１５と同じものには同じ符号を付し、その説明を省略する。

診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケット生成テーブル１１ｇに基づいて、診断用パケットがＰＦＭ間を経由して経路X.X.X.Xに出力されるように診断用パケットを生成する。例えば、図１８に示すように、診断用パケット生成部１１ｂは、診断用パケットがＰＦＭ１３ｂ，１３ａ間を経由して、経路X.X.X.Xに出力されるように、ＬＴＭ１５ｂに出力される診断用パケットを生成する。また、診断用パケット生成部１１ｂは、ＰＦＭ１３ｂ，１３ａ間を経由して、ＳＣＭ１１に診断用パケットが戻ってくるように、ＴＴＬ=２を設定する。これにより、診断用パケットは、図１８の矢印Ａ４４に示すように経路を通過する。

図１５で説明した経路の診断において、診断用パケットが戻ってきた場合、判定部１１ｅは、ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ間、ユーザパケットを自身に折り返すＰＦＭ１３ａの経路決定、ＰＦＭ１３ａ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２、または、ＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２間に障害がないと判断できる。そして、判定部１１ｅは、図１８の経路の診断において、診断用パケットがＳＣＭ１１に戻ってきた場合、さらに、ＰＦＭ１３ｂ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２に障害がないと判断できる。

一方、判定部１１ｅは、図１８の経路の診断において、診断用パケットがＳＣＭ１１に戻ってこない場合、ＰＦＭ１３ｂ−ＬＴＭ１５ｂ間、ユーザパケットをＰＦＭ１３ａに転送するＰＦＭ１３ｂの経路決定、または、ＰＦＭ１３ｂ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２に障害があると障害箇所を限定する。この場合において、図１７の経路の診断を行い、診断用パケットが戻ってきたら、判定部１１ｅは、ＰＦＭ１３ｂの経路決定、または、ＰＦＭ１３ｂ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２に障害があると障害箇所を特定する。

図１９は、障害箇所の特定処理を示したフローチャートである。図１９に示す疎通経路（１）は、図１５の矢印Ａ４１に示す診断用パケットの経路を示す。疎通経路（２）は、図１６の矢印Ａ４２に示す診断用パケットの経路を示す。疎通経路（３）は、図１７の矢印Ａ４３に示す診断用パケットの経路を示す。疎通経路（４）は、図１８の矢印Ａ４４に示す診断用パケットの経路を示す。

［ステップＳ２１］診断用パケット生成部１１ｂは、疎通経路（１）を経由する診断用パケットを生成する。診断用パケット送信部１１ｃは、生成された診断用パケットを、ＳＦＭ１２を介して、ＰＦＭ１３ａに出力する。

［ステップＳ２２］判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったか否か判断する。すなわち、判定部１１ｅは、診断用パケットが診断用パケット受信部１１ｄに受信されたか否か判断する。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったと判断した場合、ステップＳ２３へ進む。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄がないと判断した場合、ステップＳ３０へ進む。

［ステップＳ２３］診断用パケット生成部１１ｂは、疎通経路（２）を経由する診断用パケットを生成する。診断用パケット送信部１１ｃは、生成された診断用パケットを、ＳＦＭ１２を介して、ＰＦＭ１３ａに出力する。

［ステップＳ２４］判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったか否か判断する。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったと判断した場合、ステップＳ２６へ進む。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄がないと判断した場合、ステップＳ２５へ進む。

［ステップＳ２５］判定部１１ｅは、ユーザパケットを自身に折り返すＰＦＭ１３ａの経路決定、または、ＰＦＭ１３ａ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２の障害と判断する。判定部１１ｅは、障害を判断すると障害処理を起動し、例えば、装置内の別の経路でパケットを転送するようにする。

［ステップＳ２６］診断用パケット生成部１１ｂは、疎通経路（３）を経由する診断用パケットを生成する。診断用パケット送信部１１ｃは、生成された診断用パケットを、ＳＦＭ１２を介して、ＰＦＭ１３ｂに出力する。

［ステップＳ２７］判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったか否か判断する。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったと判断した場合、ステップＳ２９へ進む。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄がないと判断した場合、ステップＳ２８へ進む。

［ステップＳ２８］判定部１１ｅは、ＰＦＭ１３ａ−ＬＴＭ１５ａ間の障害と判断する。判定部１１ｅは、障害を判断すると障害処理を起動し、例えば、装置内の別の経路でパケットを転送するようにする。

［ステップＳ２９］判定部１１ｅは、ＳＣＭ１１−ＳＦＭ１２間の障害と判断する。判定部１１ｅは、障害を判断すると障害処理を起動し、例えば、装置内の別の経路でパケットを転送するようにする。

［ステップＳ３０］診断用パケット生成部１１ｂは、疎通経路（４）を経由する診断用パケットを生成する。診断用パケット送信部１１ｃは、生成された診断用パケットを、ＳＦＭ１２を介して、ＰＦＭ１３ｂに出力する。

［ステップＳ３１］判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったか否か判断する。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったと判断した場合、ステップＳ３２へ進む。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄がないと判断した場合、経路X.X.X.Xへ出力されるパケットの経路に異常はないとして処理を終了する。

［ステップＳ３２］診断用パケット生成部１１ｂは、疎通経路（３）を経由する診断用パケットを生成する。診断用パケット送信部１１ｃは、生成された診断用パケットを、ＳＦＭ１２を介して、ＰＦＭ１３ｂに出力する。

［ステップＳ３３］判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったか否か判断する。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄があったと判断した場合、ステップＳ３５へ進む。判定部１１ｅは、診断用パケットの廃棄がないと判断した場合、ステップＳ３４へ進む。

［ステップＳ３４］判定部１１ｅは、ユーザパケットをＰＦＭ１３ａに転送するＰＦＭ１３ｂの経路決定、または、ＰＦＭ１３ｂ−ＰＦＭ１３ａ間を結ぶＳＦＭ１２の障害と判断する。判定部１１ｅは、障害を判断すると障害処理を起動し、例えば、装置内の別の経路でパケットを転送するようにする。

［ステップＳ３５］判定部１１ｅは、ＰＦＭ１３ｂ−ＬＴＭ１５ｂ間、または、ＰＦＭ１３ｂ−ＰＦＭ１３ｂ間を結ぶＳＦＭ１２に障害があると障害箇所を限定し、経路Y.Y.Y.Yで診断を開始する。すなわち、ＳＣＭ１１は、経路X.X.X.Xと同様の経路診断を行って、経路Y.Y.Y.Yにおける障害箇所を特定する。

このように、ＳＣＭ１１は、例えば、図１５、図１６で説明したように、ＴＴＬの値の異なる診断用パケットで、経路X.X.X.Xに出力される、複数の診断用パケットを生成する。また、ＳＣＭ１１は、例えば、図１７で説明したように、パケットが他の経路Y.Y.Y.Yに出力される経路を経由する、診断用パケットを生成する。さらに、ＳＣＭ１１は、例えば、図１８で説明したように、ＰＦＭ１３ａ，１３ｂを跨ぐ経路を経由して、経路X.X.X.Xに出力される診断用パケットを生成する。これにより、ＳＣＭ１１は、経路X.X.X.Xにおける装置内の障害箇所を特定することができる。

上記については単に本発明の原理を示すものである。さらに、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、本発明は上記に示し、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではなく、対応するすべての変形例および均等物は、添付の請求項およびその均等物による本発明の範囲とみなされる。

１ ルーティングテーブル
２ａ〜２ｄ フォワーディング部
３ スイッチ部
４ 診断用パケット生成部
５ 診断用パケット送信部

Claims (6)

1. 装置内のパケットの経路を診断するネットワーク中継装置において、
   前記パケットの転送先の情報を記憶したルーティングテーブルと、
   前記ルーティングテーブルの情報に基づいて、前記パケットの転送先を決定するフォワーディング部と、
   前記フォワーディング部の転送先の決定に基づいて、前記パケットの前記フォワーディング部への出力先を切り替えるスイッチ部と、
   前記ルーティングテーブルの情報に基づいて、前記装置内のアクティブパスを循環する診断用パケットを生成する診断用パケット生成部と、
   前記診断用パケット生成部によって生成された前記診断用パケットを、前記スイッチ部を介して前記フォワーディング部に送出する診断用パケット送信部と、
   を有し、
   前記フォワーディング部は、前記スイッチ部から前記診断用パケットを受信すると、前記診断用パケットにフラグを付与し、自身のレイヤ処理より下位のレイヤ処理を行うレイヤ処理部に出力することを特徴とするネットワーク中継装置。
2. 前記レイヤ処理部は、前記フォワーディング部からフラグの付与された前記診断用パケットを受信すると、前記フォワーディング部に前記診断用パケットを折り返すことを特徴とする請求項１記載のネットワーク中継装置。
3. 前記診断用パケット生成部は、生存時間の異なる前記診断用パケットを生成することを特徴とする請求項１または２記載のネットワーク中継装置。
4. 前記診断用パケット生成部は、前記スイッチ部を介して、ある前記フォワーディング部から別の前記フォワーディング部を経由する前記診断用パケットを生成することを特徴とする請求項１または２記載のネットワーク中継装置。
5. 前記診断用パケットは、前記生存時間を格納する生存時間格納領域を有し、
   前記フォワーディング部は、前記レイヤ処理部から前記診断用パケットを受信すると、受信した前記診断用パケットの前記生存時間格納領域が格納する前記生存時間を減算し、前記生存時間が残っている場合には前記診断用パケットの転送先に前記診断用パケットを転送し、前記生存時間が残っていない場合には前記装置内の障害を診断する判定部に向けて前記診断用パケットを転送する、
   ことを特徴とする請求項３記載のネットワーク中継装置。
6. パケットの転送先の情報を記憶したルーティングテーブルと、
   前記ルーティングテーブルの情報に基づいて、前記パケットの転送先を決定するフォワーディング部と、
   前記フォワーディング部の転送先の決定に基づいて、前記パケットの前記フォワーディング部への出力先を切り替えるスイッチ部と、
   を備えた、装置内の前記パケットの経路を診断するネットワーク中継装置の診断方法において、
   前記ルーティングテーブルの情報に基づいて、前記装置内のアクティブパスを循環する診断用パケットを生成し、
   生成された前記診断用パケットを、前記スイッチ部を介して前記フォワーディング部に送出し、
   前記フォワーディング部は、前記スイッチ部から前記診断用パケットを受信すると、前記診断用パケットにフラグを付与し、自身のレイヤ処理より下位のレイヤ処理を行うレイヤ処理部に出力する、
   ことを特徴とする診断方法。
   

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