JP5373042B2

JP5373042B2 - ネットワーク障害検知方法及びネットワーク装置

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Publication number: JP5373042B2
Application number: JP2011264740A
Authority: JP
Inventors: 剛治松下; 義夫梶山; 史一犬塚
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: JP2013118489A

Description

本発明は、通信ネットワークにおいて通信経路故障などの障害発生時にその障害を検知するネットワーク障害検知方法及びネットワーク装置に関する。

近年の急速な情報化社会の進展に伴い、通信ネットワークは社会を支えるインフラストラクチャとして重要な役割を担っている。このため、通信ネットワークサービスの通信断が与える社会への影響は大きなものとなってきており、通信事業者にとって、通信ネットワークサービスの障害発生時に、迅速に検知することが重要な課題となっている。一方で、ネットワークサービスの障害が発生していないにもかからず、ネットワークサービスの障害と検知する誤検知は、不要な障害対応の発生や冗長通信経路への切り替えの発生などを招くため、避ける必要がある。

通信事業者によるネットワークサービスの障害検知については、通信路のリンクダウン検出、通信経路状態を監視する検査フレームの到達有無により行うことができる。例えば、通信経路状態を監視する検査フレームの到達有無により、冗長通信経路へ切り替える手法については、イーサネット（登録商標）ＯＡＭを用いた切替制御方式（例えば、非特許文献２を参照。）等が挙げられる。

但し、これらの方式は、異常検知精度を高めようとした場合には、検査フレームの送出頻度を上げることにより帯域を圧迫する、逆に、検査フレームの送出頻度を低くした場合には、異常検知までに時間がかかるなどの課題がある。

このような課題を解決する方法として、イーサネット（登録商標）技術を用いた通信ネットワークでは、ＦＣＳ（ＦｒａｍｅＣｈｅｃｋＳｅｑｕｅｎｃｅ）エラーフレームの発生有無を用いて、故障検知を行う方法があり、保守運用機能の故障監視機能として実現されている例がある（例えば、非特許文献３を参照。）。

ＩＥＥＥ８０２．３規格（非特許文献１を参照。）やＤＩＸ規格で規定されている、イーサネット（登録商標）における基本的なフレーム形式には、そのフレーム終端部分にＦＣＳフィールドが設けてある。ＦＣＳとは、当該フレームデータの誤り検出、および訂正を行うために、フレーム内に付け加えられるチェックサム符号のことである。

イーサネット（登録商標）フレームを送信するネットワーク装置は、そのフレームのヘッダとペイロードデータからＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ：巡回冗長検査）値を計算し、その計算結果をフレームのＦＣＳフィールドに格納してから、フレームを送信する。ＦＣＳが付加されたフレームを受信したネットワーク装置は、同じアルゴリズムでＣＲＣ値を再計算し、フレームに格納されているＣＲＣ値と、受信時に再計算した結果が同値であるかを比較することによって、そのフレームデータの正常性（受信データに誤りがないか）を確認することができる。

但し、ＦＣＳエラーフレームは、ＩＥＥＥで規定されている伝送路品質（例えば、ＢＥＲ＜１０^−１２）を満たす場合でも、一定の確率で自然発生する。ＦＣＳエラーフレームの発生有無を用いたネットワークサービスの障害発生検知方法としては、ある観測期間内において発生したＦＣＳエラーフレーム数を計数しておき、この計数されたＦＣＳエラーフレーム数とあらかじめ設定した閾値とを比較することで、ネットワークサービスの障害を検知することが可能である。

ＩＥＥＥ８０２．３イーサネット（登録商標）ワークにおける切替制御方式の検討（信学技報：ＣＳ２００４−７９）高信頼エッジルータＴｙｐｅ−Ｘ４０（ＮＴＴ技術ジャーナル：Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．６）

現在のＦＣＳエラーフレームの発生有無を用いた、ネットワークサービスの障害発生検知方法では、ある観測期間内において発生したＦＣＳエラーフレーム数を計数し、あらかじめ設定した異常検出閾値と比較することで実現している。

イーサネット（登録商標）技術を用いた通信ネットワークにおいては、トラフィック量は常時大きく変動するため、トラフィック量に応じて、ＦＣＳエラーフレームの発生数が異なる。トラフィック量が少ない場合には、ＦＣＳエラーフレーム数が少なく、あらかじめ設定された異常検出閾値を超えないため、ネットワークサービスの障害が発生している時にその発生を検知しないという課題を生じる。一方、トラフィック量が少ない場合でも異常を検出できるように、設定する検出閾値を低く設定した場合、ネットワークサービスの障害が発生していない時に誤ってネットワークサービスの障害発生検知を行うという課題を生じる。この課題について、以下に図面を参照しながら詳細を示す。

まず、図７に、ある観測期間内において発生したＦＣＳエラーフレーム数が、あらかじめ設定した閾値ｘを超えた場合に、ネットワークサービスの障害発生を検知する方法を用いた際のトラフィック量と誤った検知を行うケースの関係を示す。トラフィック量が少ないケースにおいては、自然発生するＦＣＳエラーフレーム数が少ないことから少量のＦＣＳエラーフレーム数でもネットワークサービス障害が発生している確率が高いため、ネットワークサービス障害が発生している時にその発生を検知しない可能性が高くなる。また、トラフィック量が多いケースにおいては、自然発生するＦＣＳエラーフレーム量が多いことから多量のＦＣＳエラーフレーム数でもネットワーク障害が発生していない確率が高いため、ネットワークサービス障害が発生していない時に誤ってネットワークサービス障害の発生検知を行う可能性が高くなる。

次に、図８に、ある観測期間内におけるＦＣＳエラーフレーム発生率が、あらかじめ設定した閾値ｘ’を超えた場合に、ネットワークサービスの障害発生を検知する方法を用いた際の観測期間と誤った検知を行うケースの関係を示す。トラフィック量が少ないケースにおいては、ＦＣＳエラーフレームの発生率のばらつきが大きくなる。観測時間が短い場合、たまたま転送されたフレームがＦＣＳエラーフレームとなった場合、ネットワークサービス障害が発生していない時に誤ってネットワークサービス障害の発生検知を行う可能性が高くなる。

上述の課題により、ネットワークサービスの障害が発生している時にその発生を検知しない場合には、冗長通信経路への切り替えなど障害発生時の対処が行われず、通信サービスに過大な影響を与えることになる。また、ネットワークサービスの障害が発生していない時に誤ってネットワークサービスの障害発生検知を行うと、不要な故障対応が発生し、ネットワークサービスの運用に影響を与えることになる。

そこで、前記課題を解決するために、本発明は、通信ネットワークにおけるネットワークサービスの障害検知について、障害が発生しているにもかかわらず検知しない、また、障害が発生していない時に誤って障害発生検知を行うという事象を減少させることができるネットワーク障害検知方法及びネットワーク装置を提供することを目的とする。

前記目標を達成するため、本発明は、トラフィック量に依存せずにネットワークサービスの障害発生を検出するために、検出したＦＣＳエラーフレーム数を補正する、または、ＦＣＳエラー発生率を補正することとした。

具体的には、本発明に係る第一のネットワーク障害検知方法は、観測期間内に受信した総フレーム数をネットワークの伝送速度と前記観測期間で定まる最大受信フレーム数で除算して補正係数を取得する補正係数取得ステップと、前記補正係数取得ステップで取得した前記補正係数を前記ネットワークに予め設定された基準閾値に乗算して補正閾値を算出する補正閾値算出ステップと、前記補正閾値算出ステップで算出した前記補正閾値と前記観測期間内に計測したＦＣＳエラーフレーム数とを比較し、前記ＦＣＳエラーフレーム数が前記補正閾値より大きいときにネットワーク障害発生と判定し、前記ＦＣＳエラーフレーム数が前記補正閾値より大きいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップと、を行う。

ネットワーク障害判定基準となるＦＣＳエラーフレーム数の閾値をトラフィック量に応じて変更することでトラフィック量に依存せずに障害判定が行えることとなる。本発明は、この処理によりネットワーク障害を誤って判定することを避けることが可能となる。

従って、本発明は、通信ネットワークにおけるネットワークサービスの障害検知について、障害が発生しているにもかかわらず検知しない、また、障害が発生していない時に誤って障害発生検知を行うという事象を減少させることができるネットワーク障害検知方法を提供することができる。

また、本発明に係る第二のネットワーク障害検知方法は、観測期間内に計測したＦＣＳエラーフレーム数と予め設定された所定閾値とを比較するＦＣＳエラー発生判定ステップと、前記ＦＣＳエラー発生判定ステップで前記ＦＣＳエラーフレーム数が前記所定閾値より大きい場合にＦＣＳエラー連続発生回数に１を加算するＦＣＳエラーカウントステップと、前記ＦＣＳエラー発生判定ステップで前記ＦＣＳエラーフレーム数が前記所定閾値より小さい場合にＦＣＳエラー連続発生回数を０とするＦＣＳエラーリセットステップと、前記ＦＣＳエラーカウントステップでカウントされた前記ＦＣＳエラー連続発生回数が予め設定された判定閾値より大きいときにネットワーク障害発生と判定し、前記ＦＣＳエラー連続発生回数が前記判定閾値より小さいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップと、を行う。

本発明は、ネットワーク障害判定基準となるＦＣＳエラーフレーム数の閾値をＦＣＳエラーフレーム数が連続して超過したことをもってネットワーク障害と判断する。本発明は、この処理によりＦＣＳエラー発生率のばらつきに依存してネットワーク障害を誤って判定することを避けることが可能となる。

本発明に係る第三のネットワーク障害検知方法は、観測期間内に計測したＦＣＳエラーフレーム数を前記観測期間内に受信した総フレーム数で除算したＦＣＳエラー率を算出するＦＣＳエラー率算出ステップと、複数の前記観測期間の前記ＦＣＳエラー率を比較し、前記ＦＣＳエラー率の推移と予め設定された上昇閾値とを比較するＦＣＳエラー率上昇判定ステップと、前記ＦＣＳエラー率上昇判定ステップで前記ＦＣＳエラー率の推移が前記上昇閾値より大きい場合に、ＦＣＳエラー率連続上昇発生回数に１を加算するＦＣＳエラー率連続上昇カウントステップと、前記ＦＣＳエラー率上昇判定ステップで前記ＦＣＳエラー率の推移が前記上昇閾値より小さい場合にＦＣＳエラー率連続上昇発生回数を０とするＦＣＳエラー率連続上昇リセットステップと、前記ＦＣＳエラー率連続上昇カウントステップでカウントされた前記ＦＣＳエラー率連続上昇発生回数が予め設定された判定閾値より大きいときにネットワーク障害発生と判定し、前記ＦＣＳエラー率連続上昇発生回数が前記判定閾値より小さいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップと、を行う。

本発明は、ＦＣＳエラー率の上昇とその連続性でネットワーク障害と判断する。本発明は、この処理により通常の状態に基づいてネットワーク障害を判定することができ、ネットワーク障害を誤って判定することを避けることが可能となる。

本発明に係る第四のネットワーク障害検知方法は、観測期間内に受信した総フレーム数をネットワークの伝送速度と前記観測期間で定まる最大受信フレーム数で除算して輻輳係数を取得する輻輳係数取得ステップと、前記輻輳係数取得ステップで取得した前記輻輳係数と予め設定された輻輳閾値とを比較し、前記輻輳係数が前記輻輳閾値より大きいときにネットワーク障害発生の有無を検知するネットワーク障害検知処理を実施し、前記輻輳係数が前記輻輳閾値より小さいときに前記ネットワーク障害検知処理を不実施とする障害判定実施有効性判定ステップと、を行う。

本発明は、トラフィック量が少ないためにＦＣＳエラーフレームを例えば１つ受信しただけでネットワーク障害と判定することを避けることが可能となる。

本発明に係る第五のネットワーク障害検知方法は、第四のネットワーク障害検知方法を行い、前記障害判定実施有効性判定ステップで前記輻輳係数が前記輻輳閾値より大きいときに実施する前記ネットワーク障害検知処理として第一から第三のいずれかのネットワーク障害検知方法を実施することを特徴とする。

本発明は、トラフィック量が少ないためにＦＣＳエラーフレームを例えば１つ受信しただけでネットワーク障害判定を実施することを避けることが可能となる。

本発明に係るネットワーク障害検知方法は、前記障害判定実施有効性判定ステップで行った前記ネットワーク障害検知処理の結果、ネットワーク障害発生と判定された場合、障害検出連続発生回数に１を加算する障害検出連続発生カウントステップと、前記障害判定実施有効性判定ステップで行った前記ネットワーク障害検知処理の結果、ネットワーク障害発生無と判定された場合あるいは前記障害判定実施有効性判定ステップで前記ネットワーク検知処理を不実施とした場合、障害検出連続発生回数を０とする障害検出連続発生リセットステップと、前記障害検出連続発生カウントステップでカウントされた前記障害検出連続発生回数が予め設定された障害通知閾値より大きいときにネットワークに障害が発生したことをネットワークに接続するネットワーク装置に通知し、前記障害検出連続発生回数が前記障害通知閾値より大きいときにネットワークに異常がないことを前記ネットワーク装置に通知する通知ステップと、を行う第一及び第四のネットワーク障害検知方法を行う第五のネットワーク障害検知方法。

観測期間が短いため、ＦＣＳエラー発生率のばらつきが大きく、誤ったネットワーク障害判定を行う可能性が高いケースにおいても、ＦＣＳエラー発生率のばらつきに依存せずに障害判定が行える。

本発明に係るネットワーク装置は、ネットワークから転送されるフレームの受信処理を行うフレーム受信処理部と、前記フレーム受信処理部で受信したフレームのＦＣＳエラーの発生有無を確認するＦＣＳエラー監視機能部と、前記ＦＣＳエラー監視機能部でＦＣＳエラー発生有とされたＦＣＳエラーフレームを廃棄し、かつ、前記ＦＣＳエラーフレームの数と前記ＦＣＳエラー監視機能部でＦＣＳエラー発生無とされた正常フレームの数をカウントするフレームカウンタ／廃棄処理部と、前記ＦＣＳエラー監視機能部で確認するＦＣＳエラーの発生有無の情報及び前記フレームカウンタ／廃棄処理部でカウントされたフレーム数の情報を受信し、上記ネットワーク障害検知方法を実施するネットワークサービス障害判定機能部と、を備える。

本ネットワーク装置は、上述のネットワーク障害検知方法を実施するため、通信ネットワークにおけるネットワークサービスの障害検知について、障害が発生しているにもかかわらず検知しない、また、障害が発生していない時に誤って障害発生検知を行うという事象を減少させることができる。

本発明は、通信ネットワークにおけるネットワークサービスの障害検知について、障害が発生しているにもかかわらず検知しない、また、障害が発生していない時に誤って障害発生検知を行うという事象を減少させることができるネットワーク障害検知方法及びネットワーク装置を提供することができる。

本発明に係るネットワーク装置の構成を説明する図である。本発明に係るネットワーク障害検知方法を説明する図である。本発明に係るネットワーク障害検知方法を説明する図である。本発明に係るネットワーク障害検知方法を説明する図である。本発明に係るネットワーク障害検知方法を説明する図である。本発明に係るネットワーク障害検知方法を説明する図である。ＦＣＳエラーフレーム数を用いて、ネットワーク障害を検知する手法を説明する図である。ＦＣＳエラーフレーム率を用いて、ネットワーク障害を検知する手法を説明する図である。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
実施形態１では、図１のネットワーク装置１０において、図２で説明する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する方法を説明する。

ネットワーク装置１０は、ネットワークから転送されるフレームの受信処理を行うフレーム受信処理部１０１と、フレーム受信処理部１０１で受信したフレームのＦＣＳエラーの発生有無を確認するＦＣＳエラー監視機能部１０２と、ＦＣＳエラー監視機能部１０２でＦＣＳエラー発生有とされたＦＣＳエラーフレームを廃棄し、かつ、前記ＦＣＳエラーフレームの数と前記ＦＣＳエラー監視機能部でＦＣＳエラー発生無とされた正常フレームの数をカウントするフレームカウンタ／廃棄処理部１０３と、ＦＣＳエラー監視機能部１０２で確認するＦＣＳエラーの発生有無の情報及びフレームカウンタ／廃棄処理部１０３でカウントされたフレーム数の情報を受信し、図２で説明するネットワーク障害検知方法を実施するネットワークサービス障害判定機能部１０６と、を備える。

ネットワーク装置１０は、さらに、正常なフレームを定められた優先順位に転送するフレーム転送処理部１０４と、ネットワークへ送出するために定められた送信処理を行う送信処理部１０５とを備える。ネットワークサービス障害判定機能部１０６は、ＦＣＳエラーフレーム数と通過フレーム数と観測時間を補正して計算処理を行いネットワークサービス障害の発生も検出する。

図１のネットワークサービス障害判定機能部１０６は、ＦＣＳエラー監視機能部１０２から観測期間のデータと、フレームカウンタ／廃棄処理部１０３から受信フレーム数及びＦＣＳエラーフレーム数のデータと、を受け取り、観測期間内にカウントされたＦＣＳエラーフレーム数を補正し、ネットワークサービス障害が発生していないか判定する処理を行う判定処理手順を行う。図２は、この判定処理手順であるネットワークサービス障害発生検出アルゴリズムを採用するネットワーク障害検知方法を説明する図である。すなわち、ネットワークサービス障害判定機能部１０６は、図２のネットワーク障害検知方法を用いて、観測期間内におけるＦＣＳエラーフレーム数と一定間隔毎に算出された補正済み閾値を用いてネットワークサービスの障害発生有無を判定する。

図２のネットワーク障害検知方法は、観測期間Ｔ内に受信した総フレーム数Ｎをネットワークの伝送速度と観測期間Ｔで定まる最大受信フレーム数Ｍで除算して補正係数Ｃを取得する補正係数取得ステップ２１０と、補正係数取得ステップ２１０で取得した補正係数Ｃをネットワークに予め設定された基準閾値Ｖｔｈに乗算して補正閾値を算出する補正閾値算出ステップ２０３と、補正閾値算出ステップ２０３で算出した補正閾値と観測期間Ｔ内に計測したＦＣＳエラーフレーム数Ｅとを比較し、ＦＣＳエラーフレーム数Ｅが補正閾値より大きいときにネットワーク障害発生と判定し、ＦＣＳエラーフレーム数Ｅが補正閾値より大きいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップ２１１と、を行う。

図２のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害発生有無を判定する処理手順であり、最初に観測期間において観測された観測データを受け取る観測データの受信処理（２０１）を行い、つぎに、観測データをもとに補正係数Ｃを算出する補正係数の算出処理（２０２）を行い、つぎに、基準閾値Ｖｔｈの補正処理を行う基準閾値の補正処理（２０３）を行い、つぎに、補正閾値と観測されたＦＣＳエラーフレーム数Ｅとの比較を行い異常が発生しているかを判定するネットワークサービス障害判定処理（２０４）を実行し、つぎに、補正閾値よりも観測されたＦＣＳエラーフレーム数が大きい場合に障害通知を行い、小さい場合にはネットワークサービスには異常がないとして何も通知しない障害通知処理（２０５）を実行する。

観測データの受信処理（２０１）と補正係数の算出処理（２０２）は補正係数取得ステップ２１０に含まれ、ネットワークサービス障害判定処理（２０４）と障害通知処理（２０５）は比較判定ステップ２１１に含まれる。補正係数Ｃは観測期間Ｔ内に受信した総フレーム数Ｎを最大受信フレーム数Ｍで除算して得る。最大受信フレーム数Ｍはネットワークの伝送速度で定まるフレーム数を観測期間Ｔで除算して得られる。なお、基準閾値Ｖｔｈは、ネットワークエラーと判断するための観測期間内に含まれるＦＣＳエラーフレーム数の率であり、ネットワークに予め設定されている。

図２のネットワーク障害検知方法のように、補正された閾値によりネットワークサービス障害判定を実行することで、トラフィック量が少なく観測されるＦＣＳエラーフレーム数が少ない場合に閾値を小さく減少させ、トラフィック量が大きく観測されるＦＣＳエラーフレーム数が大きい場合に閾値を大きく増加させることで、トラフィック量に依存せずに障害判定が行えることとなる。図２のネットワーク障害検知方法により、ネットワークサービス障害を誤って判定することを避けることが可能となる。

（実施形態２）
実施形態２では、図１のネットワーク装置１０において、図３で説明する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する方法を説明する。

図１のネットワークサービス障害判定機能部（１０６）は、観測期間内における受信フレーム数と一定間隔毎に算出された係数を用いて、ネットワークサービスの障害判定実施の有効性を判定することにより実現する、判定処理手順である図３のネットワーク障害検知方法を行う。

図３のネットワーク障害検知方法は、観測期間Ｔ内に受信した総フレーム数Ｎをネットワークの伝送速度と観測期間Ｔで定まる最大受信フレーム数Ｍで除算して輻輳係数Ｃ’を取得する輻輳係数取得ステップ３１０と、輻輳係数取得ステップ３１０で取得した輻輳係数Ｃ’と予め設定された輻輳閾値ｘとを比較し、輻輳係数Ｃ’が輻輳閾値ｘより大きいときにネットワーク障害発生の有無を検知するネットワーク障害検知処理を実施し、輻輳係数Ｃ’が輻輳閾値ｘより小さいときにネットワーク障害検知処理を不実施とする障害判定実施有効性判定ステップ３１１と、を行う。

図３のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害判定実施の有効性の判定を処理する手順であり、最初に観測期間において観測された観測データを受け取る観測データの受信処理（３０１）を行い、つぎに、観測データをもとに輻輳係数Ｃ’を算出する輻輳係数の算出処理（３０２）を行い、つぎに、輻輳係数Ｃ’とあらかじめ定められた輻輳閾値ｘとの比較を行いネットワークサービス障害の判定実施が有効であるかを判定する処理（３０３）を実施し、つぎに、輻輳係数Ｃ’よりも輻輳閾値ｘが大きい場合にネットワークサービス障害判定を行い、小さい場合にはネットワークサービス障害判定を実施しないという、障害判定実施の有効性判定処理（３０４）を実行する。

観測データの受信処理（３０１）と輻輳係数の算出処理（３０２）は輻輳係数取得ステップ３１０に含まれ、ネットワークサービス障害の判定実施が有効であるかを判定する処理（３０３）と障害判定実施の有効性判定処理（３０４）は障害判定実施有効性判定ステップ３１１に含まれる。輻輳係数Ｃ’は観測期間Ｔ内に受信した総フレーム数Ｎを最大受信フレーム数Ｍで除算して得る。最大受信フレーム数Ｍはネットワークの伝送速度で定まるフレーム数を観測期間Ｔで除算して得られる。なお、輻輳閾値ｘは、ネットワークサービス障害の判定実施が有効か否かを判断するための観測期間Ｔ内に含まれるＦＣＳエラーフレーム数Ｅの率であり、ネットワークに予め設定されている。

図３のネットワーク障害検知方法のように、観測期間Ｔ内に受信した総フレーム数Ｎから算出される係数を用いてネットワークサービス障害判定実施の有効性判定を実行することで、トラフィック量が少ないためにＦＣＳエラーフレームを例えば１つ受信しただけで、障害判定を行ってしまい、ネットワークサービス障害を誤って判定することを避けることが可能となる。

（実施形態３）
実施形態３では、図１のネットワーク装置１０において、図４で説明する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する方法を説明する。

図１のネットワークサービス障害判定機能部（１０６）は、図２で説明したネットワークサービス障害が発生していないか判定する処理と、図３で説明した障害判定実施の有効性判定処理と、を行うネットワークサービス障害を検出する判定処理手順である図４のネットワーク障害検知方法を行う。さらに、障害検出連続発生回数を用いて判断してもよい。

図４のネットワーク障害検知方法は、図３のネットワーク障害検知方法を行い、障害判定実施有効性判定ステップ３１１で輻輳係数Ｃ’が輻輳閾値ｘより大きいときに実施するネットワーク障害検知処理として図２のネットワーク障害検知方法を実施することを特徴とする。

さらに、図４のネットワーク障害検知方法は、障害判定実施有効性判定ステップ３１１で行ったネットワーク障害検知処理（図２のネットワーク障害検知方法）の結果、ネットワーク障害発生と判定された場合、障害検出連続発生回数ｊに１を加算する障害検出連続発生カウントステップ４０３と、障害判定実施有効性判定ステップ３１１で行ったネットワーク障害検知処理（図３のネットワーク障害検知方法）の結果、ネットワーク障害発生無と判定された場合あるいは障害判定実施有効性判定ステップ３１１でネットワーク検知処理を不実施とした場合、障害検出連続発生回数ｊを０とする障害検出連続発生リセットステップ４０６と、障害検出連続発生カウントステップ４０３でカウントされた障害検出連続発生回数ｊが予め設定された障害通知閾値ｙより大きいときにネットワークに障害が発生したことをネットワークに接続するネットワーク装置に通知し、障害検出連続発生回数ｊが障害通知閾値ｙより大きいときにネットワークに異常がないことをネットワーク装置に通知する通知ステップ４１１と、を行う。

図４のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害発生有無を判定する処理手順であり、最初に図３のネットワーク障害検知方法である障害判定実施の有効性を判定する処理（４０１）を行い、つぎに、障害判定実施と判定された場合、図２のネットワーク障害検知方法であるネットワークサービスの障害発生有無の判定処理（４０２）を行い、つぎに、障害検出された場合、障害検出連続発生回数ｊの更新処理（障害検出連続発生カウントステップ４０３）を行い、つぎに、障害検出連続発生回数ｊとあらかじめ定められた障害通知閾値ｙとの比較を行い、ネットワークサービス異常が継続して発生しているかを判定するネットワークサービス障害判定処理（４０４）を実行し、つぎに、障害検出連続発生回数ｊが障害通知閾値ｙよりも大きい場合に障害通知を行い、小さい場合にはネットワークサービスには異常がないとして何も通知しないという障害通知処理（４０５）を実行する。なお、障害判定実施の有効性を判定する処理（４０１）を行った際、障害判定しないと判定された場合、及びネットワークサービスの障害発生有無の判定処理（４０２）を行った際に異常なしと判定された場合、障害検出連続発生回数ｊの初期化処理（障害検出連続発生リセットステップ４０６）を行い、処理を終了する。

図３で説明したネットワーク障害検知方法が障害判定実施の有効性を判定する処理（４０１）に相当し、図２で説明したネットワーク障害検知方法がネットワークサービスの障害発生有無の判定処理（４０２）に相当する。ネットワークサービス障害判定処理（４０４）と障害通知処理（４０５）は通知ステップ４１１に含まれる。なお、障害通知閾値ｙは、ネットワークに予め設定されている。

図４のネットワーク障害検知方法のように、観測期間Ｔ内における受信フレーム数Ｎから算出される輻輳係数Ｃ’を用いたネットワークサービス障害判定実施の有効性判定と、補正閾値Ｃによるネットワークサービス障害判定、及びその連続性を用いて、ネットワークサービス障害判定を実施することで次のような効果がある。図４のネットワーク障害検知方法は、観測期間Ｔが短いためＦＣＳエラー発生率のばらつきが大きく、誤ったネットワーク障害判定を行う可能性が高いケースにおいても、ＦＣＳエラー発生率のばらつきに依存せずに障害判定が行えるという効果を有する。図４のネットワーク障害検知方法により、ネットワークサービス障害を誤って判定することを避けることが可能となる。

（実施形態４）
実施形態４では、図１のネットワーク装置１０において、図５で説明する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する方法を説明する。

図１のネットワークサービス障害判定機能部（１０６）は、ＦＣＳエラー監視機能部（１０２）から観測期間Ｔのデータと、フレームカウンタ／廃棄処理部（１０３）からＦＣＳエラーフレーム数Ｅのデータと、を受け取り、観測期間Ｔ内における一定数を超えるＦＣＳエラーの発生有無とその発生の連続回数を用いて、ネットワークサービス障害が発生していないか判定する判定処理手順を行う。図５は、この判定処理手順であるネットワークサービス障害発生検出アルゴリズムを採用するネットワーク障害検知方法を説明する図である。すなわち、図１のネットワークサービス障害判定機能部（１０６）は、所定数以上のＦＣＳエラーフレーム数である観測期間がある程度連続したときにネットワークサービスの障害発生有無を判定する。

図５のネットワーク障害検知方法は、観測期間Ｔ内に計測したＦＣＳエラーフレーム数Ｅと予め設定された所定閾値ｚとを比較するＦＣＳエラー発生判定ステップ５１０と、ＦＣＳエラー発生判定ステップ５１０でＦＣＳエラーフレーム数Ｅが所定閾値ｚより大きい場合にＦＣＳエラー連続発生回数ｉに１を加算するＦＣＳエラーカウントステップ５０３と、ＦＣＳエラー発生判定ステップ５１０でＦＣＳエラーフレーム数Ｅが所定閾値ｚより小さい場合にＦＣＳエラー連続発生回数ｉを０とするＦＣＳエラーリセットステップ５０６と、ＦＣＳエラーカウントステップ５０３でカウントされたＦＣＳエラー連続発生回数ｉが予め設定された判定閾値Ｗより大きいときにネットワーク障害発生と判定し、ＦＣＳエラー連続発生回数ｉが判定閾値Ｗより小さいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップ５１１と、を行う。

図５のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害発生有無を判定する処理手順であり、最初に観測期間Ｔにおいて観測された観測データ（ＦＣＳエラーフレーム数Ｅ）を受け取る観測データの受信処理（５０１）を行い、つぎに、観測データをもとにあらかじめ定められた所定閾値ｚとの比較を行い、一定数を超えるＦＣＳエラーの発生有無の判定処理（５０２）を行い、つぎに、ＦＣＳエラーフレーム数Ｅが所定閾値ｚよりも大きい場合、ＦＣＳエラー連続発生回数ｉの更新処理（ＦＣＳエラーカウントステップ５０３）を行い、つぎに、ＦＣＳエラー連続発生回数ｉとあらかじめ定められた判定閾値Ｗとの比較を行い異常が発生しているかを判定するネットワークサービス障害判定処理（５０４）を実行し、つぎに、ＦＣＳエラー連続発生回数ｉが判定閾値Ｗよりも大きい場合に障害通知を行い、小さい場合にはネットワークサービスには異常がないとして何も通知しないという、障害通知処理（５０５）を実行する。なお、観測データをもとにあらかじめ定められた所定閾値ｚとの比較を行い、一定数を超えるＦＣＳエラーの発生有無の判定処理（５０２）を行った際、受信ＦＣＳエラーフレーム数Ｅが所定閾値ｚより小さい場合は、ＦＣＳエラー連続発生回数ｉの初期化処理（ＦＣＳエラーリセットステップ５０６）を行い、処理を終了する。

観測データの受信処理（５０１）と一定数を超えるＦＣＳエラーの発生有無の判定処理（５０２）はＦＣＳエラー発生判定ステップ５１０に含まれ、ネットワークサービス障害判定処理（５０４）と障害通知処理（５０５）は比較判定ステップ５１１に含まれる。なお、所定閾値ｚ及び判定閾値Ｗは、ネットワークに予め設定されている。

図５のネットワーク障害検知方法のように、一定期間内におけるＦＣＳエラー発生の継続性を用いてネットワークサービス障害判定を実行することで次のような効果が得られる。図５のネットワーク障害検知方法は、観測期間Ｔが短いため、ＦＣＳエラー発生率のばらつきが大きく、誤ったネットワーク障害判定を行う可能性が高いケースにおいても、ＦＣＳエラー発生率のばらつきに依存せずに障害判定が行える。図５のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害を誤って判定することを避けることが可能である。

（実施形態５）
実施形態５では、図１のネットワーク装置１０において、図６で説明する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する方法を説明する。

図１のネットワークサービス障害判定機能部（１０６）は、ＦＣＳエラー監視機能部（１０２）から観測期間（Ｔ、Ｔ’）のデータと、フレームカウンタ／廃棄処理部（１０３）から総フレーム数（Ｎ，Ｎ’）とＦＣＳエラーフレーム数（Ｅ，Ｅ’）のデータと、を受け取り、観測期間内のＦＣＳエラー発生率がある観測期間Ｔ内のＦＣＳエラー発生率に比べ一定数以上上昇しているか判定し、その発生の連続回数を用いて、ネットワークサービス障害が発生していないか判定する判定処理手順を行う。図６は、この判定処理手順であるネットワークサービス障害発生検出アルゴリズムを採用するネットワーク障害検知方法を説明する図である。すなわち、図１のネットワークサービス障害判定機能部（１０６）は、ＦＣＳエラーフレーム数の上昇率がある程度連続したときにネットワークサービスの障害発生有無を判定する。

図６のネットワーク障害検知方法は、観測期間（Ｔ、Ｔ’）内に計測したＦＣＳエラーフレーム数（Ｅ，Ｅ’）を観測期間（Ｔ、Ｔ’）内に受信した総フレーム数（Ｎ，Ｎ’）で除算したＦＣＳエラー率（Ａ、Ａ’）を算出するＦＣＳエラー率算出ステップ６１０と、観測期間（Ｔ、Ｔ’）のＦＣＳエラー率（Ａ、Ａ’）を比較し、ＦＣＳエラー率（Ａ、Ａ’）の推移と予め設定された上昇閾値Ｐとを比較するＦＣＳエラー率上昇判定ステップ６０３と、ＦＣＳエラー率上昇判定ステップ６０３でＦＣＳエラー率（Ａ、Ａ’）の推移が上昇閾値Ｐより大きい場合に、ＦＣＳエラー率連続上昇発生回数ｈに１を加算するＦＣＳエラー率連続上昇カウントステップ６０４と、ＦＣＳエラー率上昇判定ステップ６０３でＦＣＳエラー率（Ａ、Ａ’）の推移が上昇閾値Ｐより小さい場合にＦＣＳエラー率連続上昇発生回数ｈを０とするＦＣＳエラー率連続上昇リセットステップ６０７と、ＦＣＳエラー率連続上昇カウントステップ６０４でカウントされたＦＣＳエラー率連続上昇発生回数ｈが予め設定された判定閾値Ｑより大きいときにネットワーク障害発生と判定し、ＦＣＳエラー率連続上昇発生回数ｈが判定閾値Ｑより小さいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップ６１１と、を行う。

図６のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害発生有無を判定する処理手順であり、最初に、観測期間（Ｔ，Ｔ’）において観測された観測データを受け取る観測データの受信処理（６０１）を行い、つぎに、観測期間（Ｔ，Ｔ’）それぞれにおけるＦＣＳエラー率（Ａ，Ａ’）の算出処理（６０２）を行い、つぎに、観測期間Ｔ内のＦＣＳエラー発生率Ａがある観測期間Ｔ’内のＦＣＳエラー発生率Ａ’に比べ一定数（上昇閾値）Ｐ以上上昇しているか判定するＦＣＳエラー率上昇判定処理（ＦＣＳエラー率上昇判定ステップ６０３）を行い、つぎに、観測期間Ｔ内のＦＣＳエラー発生率Ａがある観測期間Ｔ’内のＦＣＳエラー発生率Ａ’に比べ一定数以上上昇している場合、ＦＣＳエラー率上昇連続発生回数ｈの更新処理（ＦＣＳエラー率連続上昇カウントステップ６０４）を行い、つぎに、ＦＣＳエラー率上昇連続回数ｈとあらかじめ定められた判定閾値Ｑとの比較を行い異常が発生しているかを判定するネットワークサービス障害判定処理（６０５）を実行し、つぎに、ＦＣＳエラー率上昇連続回数ｈが判定閾値Ｑよりも大きい場合に障害通知を行い、小さい場合にはネットワークサービスには異常がないとして何も通知しないという障害通知処理（６０６）を実行する。なお、観測期間Ｔ内のＦＣＳエラー発生率Ａがある観測期間Ｔ’内のＦＣＳエラー発生率Ａ’に比べ一定数Ｐ以上上昇していない場合、ＦＣＳエラー率上昇連続発生回数ｈの初期化処理（ＦＣＳエラー率連続上昇リセットステップ６０７）を行い、処理を終了する。

観測データの受信処理（６０１）と観測期間それぞれにおけるＦＣＳエラー率の算出処理（６０２）はＦＣＳエラー率算出ステップ６１０に含まれ、ネットワークサービス障害判定処理（６０５）と障害通知処理（６０６）は比較判定ステップ６１１に含まれる。なお、上昇閾値Ｐ及び判定閾値Ｑは、ネットワークに予め設定されている。

図６のネットワーク障害検知方法のように、観測期間内のＦＣＳエラー発生率がある観測期間Ｔ内のＦＣＳエラー発生率に比べ一定数以上上昇しているか判定するＦＣＳエラー率上昇判定処理と、その連続性を用いて、ネットワークサービス障害判定を実施することで次のような効果が得られる。図６のネットワーク障害検知方法は、正常時にＦＣＳエラー率が低いネットワークにおいて、異常が発生しＦＣＳエラー率が上昇しても閾値を超えることなく、異常と判定されない可能性が高いケースにおいても、そのネットワークの従来品質を考慮した障害判定が行える。図６のネットワーク障害検知方法は、ネットワークサービス障害を誤って判定することを避けることが可能である。

（その他の実施形態）
図４のネットワーク障害検知方法において、ネットワークサービスの障害発生有無の判定処理（４０２）が図２のネットワーク障害検知方法であると説明したが、図５及び図６のネットワーク障害検知方法であってもよい。

以下は、図１から図６のネットワーク装置及びネットワーク障害検知方法をまとめたものである。
（１）
フレーム通信装置において、観測期間内におけるＦＣＳエラーフレーム数と一定間隔毎に算出された補正済み閾値を用いてネットワークサービスの障害発生有無を判定する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する装置であって、
前記委フレーム通信装置は、ネットワークサービスの障害を検知した時に、ネットワークサービスの障害を検知した情報をｓｙｓｌｏｇ及びＴｒａｐ機能を用いて通知する機能と、
観測期間と伝送速度で決まるフレーム数から最大受信フレーム数を算出し、その算出した最大受信フレーム数と実受信フレーム数を用いて補正値を算出する機能と、
観測期間内における受信フレーム数と一定間隔毎に算出された係数を用いてネットワークサービス障害判定実施の有効性を判定する機能と、
を有したことを特徴とするネットワーク障害検知装置。
（２）
前記ネットワークサービス障害判定実施の有効性を検知する方法を用いて、ネットワークサービス障害判定実施の有効性を検知した時に、ネットワークサービス障害判定実施の有効性を検知した情報をｓｙｓｌｏｇ及びＴｒａｐ機能を用いて通知を行う機能とを有したことを特徴とする（１）に記載のネットワーク障害検知装置。
（３）
フレーム通信装置において、観測期間内におけるＦＣＳエラーフレーム数と一定間隔毎に算出された補正済み閾値を用いてネットワークサービスの障害発生有無を判定する方法を用いてネットワークサービス障害を検出する方法であって、
前記フレーム通信装置は、ネットワークサービスの障害を検知した時に、ネットワークサービスの障害を検知した情報をｓｙｓｌｏｇ及びＴｒａｐ機能を用いて通知するステップと、
観測期間と伝送速度で決まるフレーム数から最大受信フレーム数を算出し、その算出した最大受信フレーム数と実受信フレーム数を用いて補正値を算出するステップと、
観測期間内における受信フレーム数と一定間隔毎に算出された係数を用いてネットワークサービス障害判定実施の有効性を判定するステップからなるネットワーク障害検知方法。
（４）
前記ネットワークサービス障害判定実施の有効性を検知する方法を用いて、ネットワークサービス障害判定実施の有効性を検知した時に、ネットワークサービス障害判定実施の有効性を検知した情報をｓｙｓｌｏｇ及びＴｒａｐ機能を用いて通知を行うステップとを有したことを特徴とする（３）に記載のネットワーク障害検知方法。

このようなネットワーク装置及びネットワーク障害検知方法は、通信ネットワークにおけるネットワークサービスの障害検知について、障害が発生しているにもかかわらず検知しない、また、障害が発生していない時に誤って障害発生検知を行うという事象を、障害検知に用いる閾値をトラフィック状況に応じて動的に制御することで減少させ、通信サービスおよび通信サービス運用に関わる人的稼働に与える影響を抑えることが可能である。

１０：ネットワーク装置
１０１：フレーム受信処理部
１０２：ＦＣＳエラー監視機能部
１０３：フレームカウンタ／廃棄処理部
１０４：フレーム転送処理部
１０５：送信処理部
１０６：ネットワークサービス障害判定機能部

Claims

観測期間内に受信した総フレーム数をネットワークの伝送速度と前記観測期間で定まる最大受信フレーム数で除算して補正係数を取得する補正係数取得ステップと、
前記補正係数取得ステップで取得した前記補正係数を前記ネットワークに予め設定された基準閾値に乗算して補正閾値を算出する補正閾値算出ステップと、
前記補正閾値算出ステップで算出した前記補正閾値と前記観測期間内に計測したＦＣＳエラーフレーム数とを比較し、前記ＦＣＳエラーフレーム数が前記補正閾値より大きいときにネットワーク障害発生と判定し、前記ＦＣＳエラーフレーム数が前記補正閾値より小さいときにネットワーク障害発生無と判定する比較判定ステップと、
を行うネットワーク障害検知方法。
観測期間内に受信した総フレーム数をネットワークの伝送速度と前記観測期間で定まる最大受信フレーム数で除算して輻輳係数を取得する輻輳係数取得ステップと、
前記輻輳係数取得ステップで取得した前記輻輳係数と予め設定された輻輳閾値とを比較し、前記輻輳係数が前記輻輳閾値より大きいときにネットワーク障害発生の有無を検知するネットワーク障害検知処理を実施し、前記輻輳係数が前記輻輳閾値より小さいときに前記ネットワーク障害検知処理を不実施とする障害判定実施有効性判定ステップと、
を行い、
前記障害判定実施有効性判定ステップでは、
前記輻輳係数が前記輻輳閾値より大きいときに実施する前記ネットワーク障害検知処理として、請求項１に記載のネットワーク障害検知方法を実施する
ことを特徴とするネットワーク障害検知方法。
前記障害判定実施有効性判定ステップで行った前記ネットワーク障害検知処理の結果、ネットワーク障害発生と判定された場合、障害検出連続発生回数に１を加算する障害検出連続発生カウントステップと、
前記障害判定実施有効性判定ステップで行った前記ネットワーク障害検知処理の結果、ネットワーク障害発生無と判定された場合あるいは前記障害判定実施有効性判定ステップで前記ネットワーク検知処理を不実施とした場合、障害検出連続発生回数を０とする障害検出連続発生リセットステップと、
前記障害検出連続発生カウントステップでカウントされた前記障害検出連続発生回数が予め設定された障害通知閾値より大きいときにネットワークに障害が発生したことをネットワークに接続するネットワーク装置に通知し、前記障害検出連続発生回数が前記障害通知閾値より小さいときにネットワークに異常がないことを前記ネットワーク装置に通知する通知ステップと、
を行う請求項２に記載のネットワーク障害検知方法。
ネットワークから転送されるフレームの受信処理を行うフレーム受信処理部と、
前記フレーム受信処理部で受信したフレームのＦＣＳエラーの発生有無を確認するＦＣＳエラー監視機能部と、
前記ＦＣＳエラー監視機能部でＦＣＳエラー発生有とされたＦＣＳエラーフレームを廃棄し、かつ、前記ＦＣＳエラーフレームの数と前記ＦＣＳエラー監視機能部でＦＣＳエラー発生無とされた正常フレームの数をカウントするフレームカウンタ／廃棄処理部と、
前記ＦＣＳエラー監視機能部で確認するＦＣＳエラーの発生有無の情報及び前記フレームカウンタ／廃棄処理部でカウントされたフレーム数の情報を受信し、請求項１から３のいずれかに記載のネットワーク障害検知方法を実施するネットワークサービス障害判定機能部と、
を備えるネットワーク装置。