JP5376616B2 - ネットワーク設定装置、ネットワーク運用システムおよびネットワーク設定方法 - Google Patents

Description

本発明は、リングネットワークの集合からなるリングネットワークシステム中の各通信装置に対して回線設定を行う技術に関する。

複数の通信装置により構成されるリングネットワークもしくはリングネットワークの集合からなるリングネットワークシステムにおける通信プロトコルであるリングプロトコルの中には、１つのリングネットワーク（以下、単に「リング」とも記す。）に対して行う回線設定（回線構成のconfig設定。例えば、回線の有無やその帯域幅、疎通させるトラヒック識別子等の設定が含まれる。）として、そのリングを代表する通信装置に対して行う主設定と、それ以外の通信装置に対して行う予備的設定という２種類の回線設定を備え、かつ、これら２種類の回線設定は先に予備的設定を行った上でなければ主設定を行うことができない、という制約を有するものがある（非特許文献１参照）。

このプロトコルを用いる場合、リングが正常に機能しているのであれば、単純に、リングを代表する通信装置（以下、代表装置と記す。）以外の全通信装置に対して同時並列的に予備的設定を行い、その後、代表装置に対して主設定を行えば良い。この場合、主設定を受けた代表装置を起点としてリングに設定情報を周回させ、他の通信装置がその設定情報を元にそれぞれ設定を行うことで、当該リング全体の回線設定が完了する。

一方で、故障等の発生によりリングを構成する通信装置の一部、または経路の一部が通信不可となった場合、上記プロトコルによって回線設定を行うためには、主設定を行う前にリングを完全な状態に復旧させなくてはならない。これは、故障等によりリングが不完全なものになった場合、主設定により代表装置から送信される設定情報がリング全体を周回できないためである。従って、上記方法によって不完全なリングに対し回線設定を行うためには、故障箇所を速やかに修復し、リングを完全な状態に復旧させる必要がある。

しかし、リング故障の原因によっては、速やかな復旧が見込めず、リングが不完全な状態のままネットワークを運用しなければならない場合がある。例えば、リング故障が震災等の大規模災害により引き起こされた場合、装置の修復ができず、リングが長期に亘って不完全な状態であり続ける恐れがある。そのような状況においても、リングの使用可能な経路のみを使ってネットワークシステムを運用しなければならない場合が有り得、このとき、上記プロトコルとは異なる方法で回線設定を行うことが求められる。

不完全なリングに対して回線設定を行う方法として、全装置に対して予備的設定を行った後、主設定に相当する設定を、設定情報の周回により行うのではなく、予備的設定と同様に各通信装置に対して個別に行うことが考えられる。但し、リングの保持する経路が本来の（完全に復旧したリングにおける）経路とは異なるため、リングが復旧した際には、本来の回線設定を改めて行う必要がある。

上記のような不完全なリングに対する応急処置的な回線設定は、これまでオペレータによって手動で行われており、オペレータの負担や設定ミスの危険性について課題があった。

本発明は上記の課題に鑑み、リングを構成する通信装置または経路の一部が通信不可となった不完全なリングに対し、応急処置的な回線設定および復旧時における再設定を自動的に実行可能とすることを目的とする。

本発明では前期課題を解決するため、リングネットワークもしくはリングネットワークの集合からなるリングネットワークシステムを構成する通信装置に対して回線設定を行うネットワーク設定装置であって、各リングネットワークの設定内容およびその状態を少なくとも含むリング情報を保持するリング情報保持部と、各リングネットワークを構成する通信装置毎の設定情報を保持する装置設定保持部と、特定のリングネットワークに対する回線設定要求もしくはリング復旧設定要求を受け付け、リング情報保持部に保持されているリング情報をそのリング状態に応じて変更する設定入力部と、リングネットワークの状態を監視し、リング情報保持部に保持されているリング情報および装置設定保持部に保持されている設定情報を更新するリング状態監視部と、前記リング情報保持部に保持されているリング情報の変更あるいは更新に基づいて当該リングネットワークを構成する通信装置毎の設定情報を計算し、装置設定保持部に保持されている設定情報を更新する装置設定計算部と、装置設定保持部に保持された設定情報に従って通信装置に対して装置設定を行う装置設定部とを少なくとも備えたネットワーク設定装置、
当該ネットワーク設定装置と、リングネットワークシステムを構成する複数の通信装置と、当該複数の通信装置と前記ネットワーク設定装置とを結ぶ設定用通信回線とを含んで構成されるネットワーク運用システム、
並びに、リングネットワークもしくはリングネットワークの集合からなるリングネットワークシステムを構成する通信装置に対して回線設定を行うネットワーク設定方法であって、特定のリングネットワークに対する回線設定要求を受けた際、当該リングネットワークの状態を参照し、リング状態が完全であるならばリングプロトコルに従う回線設定を行い、リング状態が不完全であるならばリングネットワークを構成する各通信装置に対して個別に応急的な回線設定を行う工程と、特定のリングネットワークに対するリング復旧設定要求を受けた際、またはリング復旧を検出した際、当該リングネットワークの各通信装置に設定された応急的な回線設定をリングプロトコルに従って改めて設定し、その後、前記応急的な回線設定を削除する工程とを少なくとも含むネットワーク設定方法を提案する。

本発明によれば、リングを構成する通信装置または経路の一部が通信不可となった不完全なリングに対し、復旧しない状態においても応急処置的な回線設定を自動的に行うことができるとともに、復旧時における再設定として本来の回線設定を自動的に行うことができる。

本発明で想定するネットワーク構成の一例を、本発明のネットワーク設定装置におけるリング情報保持部および装置設定保持部が保持する情報の一例とともに示す説明図 本発明のネットワーク設定装置の実施の形態の一例を示す構成図 設定入力部によりリング情報保持部の保持する情報が変更されるようすの一例を示す説明図 装置設定計算部のフローチャート リングが正常である場合の通常設定計算の一例を示す説明図 故障発生時におけるリング情報および設定情報の変化のようすの一例を示す説明図 リング故障時における応急設定計算の一例を示す説明図 リング復旧時におけるリング情報および設定情報の変化のようす一例を示す説明図 リング復旧時の復旧設定計算の一例を示す説明図 リング復旧時の復旧設定計算の一例を示す説明図

以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明で想定するネットワーク構成の一例を、本発明のネットワーク設定装置Ｘにおけるリング情報保持部および装置設定保持部が保持する情報の一例とともに示すものである。本例では、４台の通信装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄによってリングネットワークが構成されている。リングプロトコルでは、リング内をトラヒック（パケット）がループしないように、リングを構成する通信装置のポートのうちのいずれかを「adminポート」とし、当該ポートを疎通不可（Block）とする。本例では、通信装置Ｂのポート２がadminポートとして指定されている。

リングネットワークに対して設定を行う本発明のネットワーク設定装置Ｘは、図２に示すように、リング情報保持部１１と、装置設定保持部１２と、設定入力部１３と、リング状態監視部１４と、装置設定計算部１５と、装置設定部１６とからなり、リングネットワークシステムを構成する各通信装置と設定用通信回線（図１では図示せず）を介して通信可能に接続され、ネットワーク運用システムを構成している。

リング情報保持部１１は、各リングの設定内容およびその状態を少なくとも含むリング情報を保持する。詳細には、各リングについて、リングの名称（Ring＃）、リングプロトコルにより設定されたリング設定、故障時において応急的に設定されたリング外設定、およびリングの状態を表すリング状態を保持する。なお、各リングはリング状態として、当該リングを構成する通信装置および経路が正常に機能している「完全」状態と、故障等の何らかの理由により通信装置や経路の一部あるいは全てが機能していない「不完全」状態とのいずれかの一つの状態をとる。また、リング状態はリング状態監視部１４により監視され、変化があった際には自動的に更新されるものとする。本例では、上記４台の通信装置で構成されるリングの名称をRing１とし、当該リングRing１に対するリング設定は「設定１」、リング外設定は「−」（無し）、リング状態は「完全」としている。

装置設定保持部１２は、リング情報保持部１１に保持されたリング情報に対応した、各リングを構成する通信装置毎の設定情報を保持する。詳細には、各リングについて、当該リングを構成する各通信装置に設定されている予備的設定情報および主設定情報を保持する。予備的設定情報は、各通信装置のポートに設定された（もしくは、これから設定する）予備的設定の情報を含む。本例では、Ring１を構成する各通信装置に対し、リング設定「設定１」を設定するために必要となる予備的設定「予備的設定１」が、予備的設定情報として記載されている。一方、主設定情報は、各通信装置のポートに設定された（もしくは、これから設定する）リング設定およびリング外設定を含む。本例では、Ring１を構成する４台の通信装置に対して設定された、主設定情報「設定１」がリング設定として記載されている。但し、adminポートである通信装置Ｂのポート２については上述の理由によりBlock設定がなされるため、リング設定には「Block」が記載されている。なお、リングの故障が検知された場合、リングプロトコルにより疎通不可のポートは自動的に切り替わるが、このとき、リングの状態を監視するリング状態監視部１４により、当該リングについての主設定情報が更新されるものとする。

設定入力部１３は、特定のリングに対する回線設定要求もしくはリング復旧設定要求を受け付け、リング情報保持部１１に保持されているリング情報をそのリング状態に応じて変更する。リング状態監視部１４は、リングの状態を監視し、リング情報保持部１１に保持されているリング情報および装置設定保持部１２に保持されている設定情報を更新する。装置設定計算部１５は、リング情報保持部１１に保持されたリング情報の変更あるいは更新に基づいて当該リングを構成する通信装置毎の設定情報を計算し、装置設定保持部１２に保持された設定情報を更新する。装置設定部１６は、装置設定保持部１２に保持された設定情報に従って通信装置に対して装置設定を行う。

図３は、設定入力部１３によりリング情報保持部１１の保持する情報が変更されるようすの一例を示すものであり、通常時、故障時、復旧時によって変更の内容が異なる。本例では、元々Ring１に設定されていたリング設定「設定１」に加え、新たにリング設定（Ring１に新たに疎通させるトラヒック識別子やその帯域幅などの回線設定）を追加する要求を受け付けた場合を考える。以下では、リングRing１に対して追加設定するリング設定を「α」と表記する。

通常時、即ちリング状態が完全である場合、リングプロトコルによる主設定が可能であるため、設定入力部１３はリング情報保持部１１のリング設定に、「設定１」に「α」を加えた「設定１＋α」を入力する（１）。また、故障時、即ちリング状態が不完全である場合、リングプロトコルによる主設定が不可能であるため、設定入力部１３はリング情報保持部１１のリング外設定に「α」を入力する（２）。さらにまた、復旧時、即ちリング外設定のされているリング（リング状態が不完全にあった時に回線設定が行われたリング）の状態が完全であるとき、設定入力部１３はリング情報保持部１１のリング設定に「設定１＋α」を入力し、リング外設定の情報を削除する（３）。

図４は、装置設定計算部１５のフローチャートを示している。装置設定計算部１５の動作は、回線設定時と復旧設定時で異なる。同図（ａ）に示すように、回線設定時は、設定対象のリングについてリング情報保持部１１のリング状態を参照し、リング状態が完全であるなら通常設定計算を行い、不完全であるなら応急設定計算を行う。また、同図（ｂ）に示すように、復旧設定時は、まず復旧対象のリングについてリング情報保持部１１のリング状態を参照する。復旧対象リングのリング状態が完全であるならばリング外設定の有無を確認し、リング外設定有りの場合、復旧設定計算を行い、リング外設定無しの場合は改めて設定する内容がないため、何も行わない。一方、復旧対象リングのリング状態が不完全である場合、リングが復旧していないことになるため、設定を行わない。通常設定計算、応急設定計算、復旧設定計算の詳細については後述する。

図５は、リングが正常である場合の通常設定計算の一例を示したものである。本例では、図１のリングに対し、リング設定αを追加設定する場合を想定する。このとき、リング情報保持部１１にはリング設定として「設定１＋α」が保持される。通常設定計算は、予備的設定計算と主設定計算により行われる。予備的設定計算では、予備的設定情報における各通信装置の予備的設定として、「設定１＋α」を設定するために必要となる「予備的設定１＋α」を入力する。予備的設定計算が完了次第、装置設定部１６により各通信装置に該当する設定がなされるものとする。次に、主設定計算では、主設定情報の各通信装置のリング設定に「設定１＋α」を入力する。なお、adminポートである通信装置Ｂのポート２については「Block」が入力される。主設定計算が完了次第、装置設定部１６により各通信装置に該当する設定がなされるものとする。

図６は、リング故障発生時においてリング情報および主設定情報が変化するようすの一例を示すものである。本例では、通信装置Ｃ−Ｄ間を結ぶ通信経路が切断された状況を想定する。リングプロトコルでは、各通信装置は定期的に経路の導通確認を行っており、経路切断等により導通不可となった経路を検知することが可能である。このとき、リングプロトコルにより、Blockポートの自動切り替えが行われる。まず、故障箇所に隣接するポート、即ち通信装置Ｃのポート２および通信装置Ｄのポート１にBlock設定がなされる。その後、adminポートであった通信装置Ｂのポート２のBlock設定が解除されることでリングの経路は切り替わる。これにより、故障発生後も通信装置Ｃ−Ｄ間で通信を行うことができる。

リングの故障情報は、リング状態監視部１４に通知されるものとする。故障の通知を受けたリング状態監視部１４は、リング情報保持部１１のリング情報および装置設定保持部１２の主設定情報を更新する。本例では、リング情報保持部１１のRing１のリング状態が完全から不完全に更新され、装置設定保持部１２の主設定情報が経路の切り替わった後の情報に更新されている。

図７は、リング故障時における応急設定計算の一例を示したものである。本例では、図６の故障リングに対し、リング設定αを追加する要求を受け付けた場合を想定する。このとき、前述した設定入力部１３によって、リング情報保持部１１にはリング設定として「設定１」が保持され、リング外設定として「α」が保持される。応急設定計算も、通常設定計算と同様に、予備的設定計算と主設定計算により行われる。

予備的設定計算では、予備的設定情報における各通信装置の予備的設定として、「設定１」と「α」を設定するために必要となる「予備的設定１＋α」を入力する（通常設定計算の場合と同様）。予備的設定計算が完了次第、装置設定部１６により各通信装置に該当する設定がなされるものとする。但し、設定対象の通信装置が故障していた場合、その装置に対しての設定はスキップする。

次に、主設定計算では、主設定情報の各通信装置のリング外設定に「α」を追加入力する。但し、Blockポートとなっているポートに対しては入力を行わない（Block設定が可能である場合は、Block設定を行っても良い）。主設定計算が完了次第、装置設定部１６により各通信装置に該当する設定がなされるものとする。但し、本設定は、リングプロトコルにおける設定情報の周回によってではなく、各通信装置に対して個別設定を行うことによって実行される。

以上により、故障した装置に対して応急的に回線設定を行うことができる。しかしながら、リングの保持する経路が本来の（完全に復旧したリングにおける）経路とは異なるため、リングが復旧した際には、本来の回線設定を改めて行う必要がある。

図８は、リング復旧時においてリング情報および主設定情報が変化するようすの一例を示すものである。本例では、図６のリングの故障箇所が復旧した状況を想定する。リングの状態を監視しているリング状態監視部１４により、リング情報保持部１１のリング状態が「不完全」から「完全」に更新される。また、リング状態監視部１４からの情報でリング復旧を検出した設定入力部１３により、またはリング復旧設定要求を受け付けた設定入力部１３により、リング情報保持部１１のリング設定が「設定１＋α」に更新され、リング外設定の情報が削除される。各通信装置の主設定情報は、図７を用いて説明したとおりに設定されているとする。

図９および図１０は、故障時における復旧設定計算の一例を示したものである。本例では、図６の故障リングに対して設定したαを、通常のリング設定として設定し直すことを考える。復旧設定計算は、予備的設定計算、復旧前設定計算、主設定計算、復旧後設定計算により行われる。

予備的設定計算では、各通信装置の予備的設定として「予備的設定１＋α」を入力し、装置設定部１６によって該当する通信装置に対して再設定する（Step１）。再設定を行うのは、復旧時に新たに設置された通信装置等が存在する可能性があるためである。

復旧前設定計算では、主設定を行う前に、トラヒックのループを引き起こす恐れのあるリング外設定を削除する。具体的には、復旧対象リングの主設定情報においてadminポートに対して、当該ポートに設定されているリング外設定を削除し（Block設定が可能である場合は、Block設定を行っても良い）、その後、装置設定部１６によって該当する通信装置に対して設定を行う（Step２）。

次の主設定計算では、通常設定計算時と同様に、主設定情報の各通信装置のリング設定に「設定１＋α」、adminポートに対しては「Block」を入力する。本例では、通信装置Ｃ、ＤのポートのBlock設定に代わり、adminポートである通信装置Ｂのポート２に改めてBlock設定が入力される。主設定計算が完了次第、装置設定部１６により各通信装置に該当する設定がなされる（Step３）。この際、リングが復旧しているため、リングプロトコルによる主設定が可能である。

最後に、復旧後設定計算では、当該リングを構成する各通信装置から応急的な設定であるリング外設定を削除する。復旧対象リングの主設定情報について、全通信装置に設定されているリング外設定を全て削除し、その後、装置設定部１６によって該当する通信装置に対して設定（リング外設定の削除）を行う（Step４）。

以上により、リング故障時に応急的に設定した回線設定を、リング復旧後に改めて設定することができる。

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ：通信装置、Ring１：リングネットワーク、Ｘ：ネットワーク設定装置、１１：リング情報保持部、１２：装置設定保持部、１３：設定入力部、１４：リング状態監視部、１５：装置設定計算部、１６：装置設定部。

丸吉政博「ITU-T SG15におけるイーサネットリングプロテクション標準化動向」電子情報通信学会技術研究報告、vol.108、no.394、CS2008-69、社団法人電子情報通信学会、2009年1月、pp.71-76．

Claims (6)

1. リングネットワークもしくはリングネットワークの集合からなるリングネットワークシステムを構成する通信装置に対して回線設定を行うネットワーク設定装置であって、
   特定のリングネットワークに対する回線設定要求を受けた際、当該リングネットワークの状態を参照し、リング状態が完全であるならばリングプロトコルに従う回線設定を行い、リング状態が不完全であるならばリングネットワークを構成する各通信装置に対して個別に応急的な回線設定を行う手段と、
   特定のリングネットワークに対するリング復旧設定要求を受けた際、またはリング復旧を検出した際、当該リングネットワークの各通信装置に設定された応急的な回線設定をリングプロトコルに従って改めて設定し、その後、前記応急的な回線設定を削除する手段とを少なくとも備えた
   ことを特徴とするネットワーク設定装置。
2. リングネットワークもしくはリングネットワークの集合からなるリングネットワークシステムを構成する通信装置に対して回線設定を行うネットワーク設定装置であって、
   各リングネットワークの設定内容およびその状態を少なくとも含むリング情報を保持するリング情報保持部と、
   各リングネットワークを構成する通信装置毎の設定情報を保持する装置設定保持部と、
   特定のリングネットワークに対する回線設定要求もしくはリング復旧設定要求を受け付け、リング情報保持部に保持されているリング情報をそのリング状態に応じて変更する設定入力部と、
   リングネットワークの状態を監視し、リング情報保持部に保持されているリング情報および装置設定保持部に保持されている設定情報を更新するリング状態監視部と、
   前記リング情報保持部に保持されているリング情報の変更あるいは更新に基づいて当該リングネットワークを構成する通信装置毎の設定情報を計算し、装置設定保持部に保持されている設定情報を更新する装置設定計算部と、
   装置設定保持部に保持された設定情報に従って通信装置に対して装置設定を行う装置設定部とを少なくとも備えた
   ことを特徴とするネットワーク設定装置。
3. 回線設定要求を受け付けた際、リング状態が完全であれば要求された設定をリング設定に追加し、リング状態が不完全であれば要求された設定をリング外設定に入力し、リング復旧設定要求を受け付けた際、リング状態が完全であれば要求された設定をリング設定に追加するとともにリング外設定を削除する設定入力部を備えた
   ことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク設定装置。
4. 回線設定要求時は、設定対象のリングネットワークに関するリング情報のリング状態を参照し、リング状態が完全であるなら通常設定計算を実行し、リング状態が不完全であるなら応急設定計算を行い、復旧設定要求時または復旧検出時は、復旧対象のリングネットワークに関するリング情報のリング状態を参照し、リング状態が完全であるならばリング外設定の有無を確認し、リング外設定があれば復旧設定計算を行い、リング外設定がない、もしくはリング状態が不完全であるなら何も行わない装置設定計算部を備えた
   ことを特徴とする請求項２に記載のネットワーク設定装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のネットワーク設定装置と、リングネットワークシステムを構成する複数の通信装置と、当該複数の通信装置と前記ネットワーク設定装置とを結ぶ設定用通信回線とを含んで構成される
   ことを特徴とするネットワーク運用システム。
6. リングネットワークもしくはリングネットワークの集合からなるリングネットワークシステムを構成する通信装置に対して回線設定を行うネットワーク設定方法であって、
   特定のリングネットワークに対する回線設定要求を受けた際、当該リングネットワークの状態を参照し、リング状態が完全であるならばリングプロトコルに従う回線設定を行い、リング状態が不完全であるならばリングネットワークを構成する各通信装置に対して個別に応急的な回線設定を行う工程と、
   特定のリングネットワークに対するリング復旧設定要求を受けた際、またはリング復旧を検出した際、当該リングネットワークの各通信装置に設定された応急的な回線設定をリングプロトコルに従って改めて設定し、その後、前記応急的な回線設定を削除する工程とを少なくとも含む
   ことを特徴とするネットワーク設定方法。

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