JP5494646B2 - 通信ネットワーク管理システム、方法、及び管理計算機 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム100の構成例を概略的に示している。通信ネットワーク管理システム100では、管理計算機によって通信ネットワークが集中管理される。すなわち、図1に示されるように、通信ネットワーク管理システム100は、通信ネットワークNETと、その通信ネットワークNETを管理する管理計算機1とを備えている。
以下、本発明の一実施の形態をより詳細に説明する。通信ネットワークNETにおける所定の伝達経路PWに沿った監視フレームFRの巡回を実現するための方法としては、様々考えられる。以下の説明では、例えば、監視フレームFRの巡回を実現するために、各ノードに「転送テーブル」が設けられる。転送テーブルは、監視フレームFRの入力元と転送先との対応関係を示すテーブルであり、各ノードは、その転送テーブルを参照することによって、入力元から受け取った監視フレームFRを指定された転送先に転送することができる。
図4は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理方法を示すフローチャートである。図3及び図4を適宜参照して、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理処理を詳細に説明する。尚、管理ホスト1による管理処理は、管理ホスト1が管理プログラムを実行することにより実現される。また、各スイッチによるフレーム転送処理は、各スイッチがフレーム転送プログラムを実行することにより実現される。
トポロジ管理部11は、トポロジテーブルTPLを作成し、記憶部10に格納する。また、トポロジ管理部11は、各スイッチからトポロジ変更通知を受け取り、そのトポロジ変更通知に従ってトポロジテーブルTPLを更新する。
経路設計部12は、上記トポロジテーブルTPLで示される物理トポロジを参照して、監視フレームFRの伝達経路PWを決定(設計)する。そして、経路設計部12は、決定された伝達経路PWを示す経路テーブルRTEを作成し、記憶部10に格納する。
管理ホスト1のエントリ操作部13は、スイッチ2〜5の各々のテーブル設定部に対して、各転送テーブルを設定するように指示する。このとき、エントリ操作部13は、記憶部10に格納されているトポロジテーブルTPL及び経路テーブルRTEを参照する。そして、エントリ操作部13は、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように指示内容を決定する。その指示を示すテーブル設定コマンドは、エントリ操作部13からノード通信部15及び制御リンク(62,63,64,65)を通して、各スイッチ(2,3,4,5)に送信される。
ステップS13の完了後、管理ホスト1の監視部14は、監視フレームFRの送信を定期的に行う。各スイッチの転送処理部は、監視フレームFRを受け取ると、その監視フレームFRを転送する。図13は、平常時の監視フレームFRの送信・転送処理を示している。図13において、破線矢印は、制御リンク62〜65を用いた通信を示し、実線矢印は、物理リンク71〜75を用いた通信を示す。
管理ホスト1の監視部14は、監視フレームFRの到着をモニタする。図13で示された例では、監視フレームFRは、途中で欠落することなく、スイッチ5(第6スイッチ)から管理ホスト1に戻ってくる。この場合、監視部14は、十分長く設定された第2タイマTM2の満了前に、監視フレームFRを受け取る。つまり、監視部14は、監視フレームFRを第1スイッチに送信した後、第2タイマTM2でカウントされる所定の期間以内に、その監視フレームFRを第6スイッチから受け取る。その場合、監視部14は、第2タイマTM2をリセットし、また、伝達経路PW上で障害が発生していないと判断する(ステップS20;No)。
以下、本実施の形態に係る障害発生箇所の特定処理を説明する。障害発生箇所は、第2スイッチ(スイッチ4)から第3スイッチ(スイッチ5)へ向かう物理リンク72であるとする。その障害発生箇所を特定するためのアルゴリズムとしては、以下に例示されるように、様々考えられる。
図15は、ステップS100の第1の例を示すフローチャートである。図16は、ステップS100において用いられる挿入スイッチテーブルINSを示している。本例において、挿入スイッチテーブルINSは、挿入スイッチの順序番号iを示している。図17は、本例における監視フレームFRの転送処理を概念的に示している。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。本例では、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWの最終順序の1つ前のスイッチが、最初の挿入スイッチに設定される。すなわち、最初の挿入スイッチは、伝達経路PWの終点(第Nスイッチ)の1つ前である第5スイッチに設定される。監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中の順序番号iを、“5(=N−1)”に設定する。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS111)。より詳細には、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSから挿入スイッチの順序番号iを読み出し、その順序番号iに対応する「経由スイッチ」及び「出力ポート」を経路テーブルRTEから読み出す。そして、監視部14は、その出力ポートを指定しながら、当該経由スイッチ(すなわち、挿入スイッチ)に監視フレームFRを送信する。この時、送信される監視フレームFRの順序番号Aは、挿入スイッチの順序番号iと同じに設定される。更に、監視部14は、挿入スイッチへの監視フレームFRの送信と同時に、第2タイマTM2を起動する。
監視部14が監視フレームFRを受け取らないまま、第2タイマTM2は満了する。この時、挿入スイッチテーブルINSで示されている挿入スイッチの順序番号iは“2”である。監視部14は、その挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(i=2)とそれに続く第3スイッチ(i=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(i=2)及び第3スイッチ(i=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
監視部14は、特定された障害発生箇所を表示するように表示部16に指示する。表示部16は、トポロジテーブルTPLを参照し、状態フラグが「0」のリンクを障害発生箇所として表示する。
第2の例では、第1の例の場合と逆に、監視部14は、伝達経路PWの始点から下流に向かって障害箇所を探索する。図18及び図19は、第2の例におけるフローチャート及び監視フレームFRの転送処理をそれぞれ示している。本例で用いられる挿入スイッチテーブルINSは、第1の例と同じである(図16参照)。第1の例と重複する説明は、適宜省略される。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。本例では、経路テーブルRTEで示される伝達経路PWの開始順序の1つ後ろのスイッチが、最初の挿入スイッチに設定される。すなわち、最初の挿入スイッチは、伝達経路PWの始点(第1スイッチ)の次の第2スイッチに設定される。監視部14は、挿入スイッチテーブルINS中の順序番号iを、“2”に設定する。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS121)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS122)。監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
監視部14が監視フレームFRを受け取ったとき、挿入スイッチテーブルINSで示されている挿入スイッチの順序番号iは“3”である。監視部14は、その挿入スイッチテーブルINSを参照して、第3スイッチ(i=3)とその1つ前の第2スイッチ(i=2)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(i=2)及び第3スイッチ(i=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
第3の例では、障害箇所が探索される「探索範囲」が規定される。探索範囲は、障害が発生していると考えられる区間であるとも言える。その探索範囲を徐々に狭めていくことによって、障害発生箇所を特定することができる。探索範囲の始点スイッチ及び終点スイッチは、以下、「範囲開始スイッチ」及び「範囲終了スイッチ」と参照される。伝達経路PW上の順序番号を用いると、範囲開始スイッチは第sスイッチで表され、範囲終了ノードは第eノードで表される。ここで、sは1〜N−1の範囲にある。eは、2〜Nの範囲にあり、且つ、sより大きい。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。具体的には、監視部14は、伝達経路PWの最初(第1スイッチ)と最後(第6スイッチ)を、それぞれ範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチに初期設定する(s=1、e=6)。これは、最大の探索範囲に相当する。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチに監視フレームFRを送信する(ステップS131)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS132)。監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
ここで、mとsは、共に2となる。mとsが一致する場合(ステップS137;Yes)、それは、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間に他のスイッチがもう存在しないことを意味する。言い換えれば、探索範囲は限界まで絞り込まれている。従って、監視部14は、現在の範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間で障害が発生していると判断することができる。すなわち、監視部14は、現在の挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(s=2)と第3スイッチ(e=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(s=2)及び第3スイッチ(e=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
第4の例では、第3の例と同様に探索範囲が規定される。第3の例では、その探索範囲内の1つの中間スイッチが挿入スイッチに設定されたが、第4の例では、その探索範囲内の複数の中間スイッチが同時に挿入スイッチに設定される。従って、監視フレームFRは、複数の挿入スイッチ(中間スイッチ)に一斉に送信される。
まず、監視部14は、経路テーブルRTEを参照して、記憶部10に格納されている挿入スイッチテーブルINSの初期設定を行う。具体的には、監視部14は、伝達経路PWの最初(第1スイッチ)と最後(第6スイッチ)を、それぞれ範囲開始スイッチ及び範囲終了スイッチに初期設定する(s=1、e=6)。これは、最大の探索範囲に相当する。
次に、監視部14は、挿入スイッチテーブルINSと経路テーブルRTEを参照して、挿入スイッチのそれぞれに監視フレームFRを一斉に送信する(ステップS141)。また、監視部14は、送信した監視フレームFRの到着をモニタする(ステップS142)。各監視フレームFRの送信・転送処理は、第1の例におけるステップS111と同様である。
ここで、m1、m2、sは全て2となる。m1、m2とsが一致する場合(ステップS147;Yes)、それは、範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間に他のスイッチがもう存在しないことを意味する。言い換えれば、探索範囲は限界まで絞り込まれている。従って、監視部14は、現在の範囲開始スイッチと範囲終了スイッチとの間で障害が発生していると判断することができる。すなわち、監視部14は、現在の挿入スイッチテーブルINSを参照して、第2スイッチ(s=2)と第3スイッチ(e=3)との間で障害が発生していると判断する。更に、監視部14は、経路テーブルRTEを参照することにより、第2スイッチ(s=2)及び第3スイッチ(e=3)をそれぞれスイッチ4及びスイッチ5に変換することができる。すなわち、監視部14は、スイッチ4とスイッチ5との間で障害が発生していると特定することができる。
本実施の形態によれば、管理ホスト1によって通信ネットワークNETを集中管理する技術が提供される。その通信ネットワーク管理処理において、管理ホスト1は、監視フレームFRを所定の伝達経路PWに沿って巡回させる。ここで、通信ネットワーク中の各スイッチ(各ノード)には、転送テーブルが設けられている。その転送テーブルの内容は、管理ホスト1からの指示に従って、所定の伝達経路PWに沿って監視フレームFRが転送されるように設定される。従って、各スイッチは、転送テーブルを参照して、受け取った監視フレームFRを指定された転送先に転送するだけでよい。これにより、所定の伝達経路PWに沿った監視フレームFRの巡回が実現される。管理ホスト1は、所定の期間内に監視フレームFRを受け取るか否かに基づいて、当該伝達経路PW上で障害が発生しているか否かを検出することができる。
Claims (15)
- 複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークと、
前記通信ネットワークを管理する管理計算機と
を備え、
前記管理計算機は、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、
前記経路情報を参照して前記伝達経路上の少なくとも1つのノードを、経路の始点又は終点となる挿入ノードとして設定することにより、前記伝達経路を複数の経路に設定し、前記複数の経路のそれぞれを介して前記管理計算機に送信されたフレームの受信状況に基づいて、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う監視部と
を備え、
前記伝達経路に沿って第1〜第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、
第iノード(i=1〜N−1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、
前記複数の経路のそれぞれの終端ノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記特定処理において、前記監視部は、前記複数の経路のそれぞれの終端ノードからのフレームの受信状況に基づいて前記障害の発生箇所を特定する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理より前に、前記監視部は、前記第1ノードにフレームを送信し、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記監視部は、前記特定処理を実行する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、前記監視部は、前記第Nノードからフレームを受け取らなくなるまで、前記挿入ノードを第(N−1)ノードから前記第1ノードに向けて順番に変更し、
前記第Nノードからフレームを受け取らなくなったときの前記挿入ノードは、第kノードであり、
前記監視部は、前記第kノードと第(k+1)ノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、前記監視部は、前記第Nノードからフレームを受け取るようになるまで、前記挿入ノードを第2ノードから前記第Nノードに向けて順番に変更し、
前記第Nノードからフレームを受け取るようになったときの前記挿入ノードは、第kノードであり、
前記監視部は、第(k−1)ノードと前記第kノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、
前記監視部は、前記第1ノード及び前記Nノードをそれぞれ範囲開始ノード及び範囲終了ノードに初期設定し、
前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間の中間ノードを前記挿入ノードに設定し、
前記監視部は、前記第Nノードからフレームを受け取った場合、前記中間ノードを新たに前記範囲終了ノードに設定し、前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記中間ノードを新たに前記範囲開始ノードに設定し、
前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間に他のノードが存在しなくなった場合、前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項5に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記範囲開始ノードは第sノード(s=1〜N−1)であり、
前記範囲終了ノードは第eノード(e=2〜N;e>s)であり、
前記中間ノードは第mノードであり、
mは、(s+e)/2を超えない最大の自然数である
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1又は2に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記特定処理において、
前記監視部は、前記第1ノード及び前記Nノードをそれぞれ範囲開始ノード及び範囲終了ノードに初期設定し、
前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間のn個の中間ノード(nは2以上の整数)を前記挿入ノードに設定し、
前記n個の中間ノードは、
前記監視部から第1フレームが送信される第1中間ノードと、
前記監視部から第2フレームが送信される第2中間ノードと
を含み、
前記第Nノードから第1フレームを受け取らない場合、前記監視部は、前記第1中間ノードを新たに前記範囲開始ノードに設定し、
前記第Nノードから第2フレームを受け取った場合、前記監視部は、前記第2中間ノードを新たに前記範囲終了ノードに設定し、
前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間に他のノードが存在しなくなった場合、前記監視部は、前記範囲開始ノードと前記範囲終了ノードとの間で前記障害が発生していると判断する
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項7に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記範囲開始ノードは第sノード(s=1〜N−1)であり、
前記範囲終了ノードは第eノード(e=2〜N;e>s)であり、
前記n個の中間ノードは、それぞれ、第m1〜第mnノードであり、
mj(j=1〜n)は、((n+1−j)×s+j×e)/(n+1)を超えない最大の自然数である
通信ネットワーク管理システム。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
前記複数のノードの各々は、
フレームの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブルが格納されるテーブル記憶部と、
前記転送テーブルを参照して、前記入力元から受け取ったフレームを前記転送先に転送する転送処理部と
を備え、
前記管理計算機は、更に、
前記各ノードに対して、前記伝達経路に沿ってフレームが転送されるように前記転送テーブルを設定するよう指示するエントリ操作部を備える
通信ネットワーク管理システム。 - 複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークを管理する管理計算機であって、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報が格納される記憶部と、
前記経路情報を参照して前記伝達経路上の少なくとも1つのノードを、経路の始点又は終点となる挿入ノードとして設定することにより、前記伝達経路を複数の経路に設定し、前記複数の経路のそれぞれを介して前記管理計算機に送信されたフレームの受信状況に基づいて、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定する特定処理を行う監視部と
を備え、
前記伝達経路に沿って第1〜第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、
第iノード(i=1〜N−1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、
前記複数の経路のそれぞれの終端ノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記特定処理において、前記監視部は、前記複数の経路のそれぞれの終端ノードからのフレームの受信状況に基づいて前記障害の発生箇所を特定する
管理計算機。 - 請求項10に記載の管理計算機であって、
前記特定処理より前に、前記監視部は、前記第1ノードにフレームを送信し、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記監視部は、前記特定処理を実行する
管理計算機。 - 管理計算機を用いて通信ネットワークを管理する通信ネットワーク管理方法であって、
前記通信ネットワークは、複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含み、
前記通信ネットワーク管理方法は、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路上の少なくとも1つのノードを、経路の始点又は終点となる挿入ノードとして設定することにより、前記伝達経路を複数の経路に設定するステップと、
前記複数の経路のそれぞれを介して前記管理計算機に送信されたフレームの受信状況に基づいて、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定するステップと
を含み、
ここで、前記伝達経路に沿って第1〜第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、第iノード(i=1〜N−1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、前記複数の経路のそれぞれの終端ノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記特定するステップは、
前記複数の経路のそれぞれの終端ノードからのフレームの前記管理計算機における受信状況に基づいて、前記障害の発生箇所を特定するステップ
を含む
通信ネットワーク管理方法。 - 請求項12に記載の通信ネットワーク管理方法であって、
更に、前記特定するステップの前に、前記管理計算機によって前記伝達経路上の前記障害の発生を検知するステップを含み、
前記検知するステップは、
前記第1ノードにフレームを送信するステップと、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記伝達経路上で前記障害が発生していると判断するステップと
を含む
通信ネットワーク管理方法。 - 通信ネットワークの管理処理を管理計算機に実行させる管理プログラムであって、
前記通信ネットワークは、複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含み、
前記管理処理は、
前記通信ネットワークにおけるフレームの伝達経路を示す経路情報を記憶装置に格納するステップと、
前記経路情報を参照して前記伝達経路上の少なくとも1つのノードを、経路の始点又は終点となる挿入ノードとして設定することにより、前記伝達経路を複数の経路に設定するステップと、
前記複数の経路のそれぞれを介して前記管理計算機に送信されたフレームの受信状況に基づいて、前記伝達経路上の障害の発生箇所を特定するステップと
を含み、
ここで、前記伝達経路に沿って第1〜第Nノード(Nは3以上の整数)が順番に存在し、第iノード(i=1〜N−1)は、受け取ったフレームを第(i+1)ノードに転送し、前記複数の経路のそれぞれの終端ノードは、受け取ったフレームを前記管理計算機に転送し、
前記特定するステップは、
前記複数の経路のそれぞれの終端ノードからのフレームの受信状況に基づいて、前記障害の発生箇所を特定するステップと
を含む
管理プログラム。 - 請求項14に記載の管理プログラムであって、
前記管理処理は更に、前記特定するステップの前に、前記伝達経路上の前記障害の発生を検知するステップを含み、
前記検知するステップは、
前記第1ノードにフレームを送信するステップと、
前記第1ノードへのフレームの送信後、所定の期間以内に前記第Nノードからフレームを受け取らない場合、前記伝達経路上で前記障害が発生していると判断するステップと
を含む
管理プログラム。
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