JP5884569B2

JP5884569B2 - 通信機器およびその障害の検出方法

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Publication number: JP5884569B2
Application number: JP2012056559A
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Inventors: 元青木
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Priority date: 2012-03-14
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Description

本発明は、通信ネットワークシステムにおける通信機器に関する技術であり、特に通信機器の障害の検出方法に関するものである。

情報社会の発展に伴い情報の伝達を担う通信ネットワークの役割が大きくなっている。通信ネットワークの社会的重要性が高くなるとともに、情報の通信量も飛躍的に増大しており、膨大な量の情報の伝達を安定的に維持することが重要となっている。このような背景から通信の安定化に関する技術的な検討が盛んに行われている。例えば、通信ネットワークの安定化のため、通信回線や通信機器の多重化や分散化を行い、通信障害を発生させない技術の検討などが行われている。その一方で、通信障害を完全に無くすことは容易ではなく、発生した障害を早期に検出し対応することも必要である。そのため、通信ネットワークの障害を検知し、障害の発生箇所を特定するための技術開発も進められている。

通信ネットワークの障害の発生箇所を検出するための技術の１つとしては、特許文献１に示されている通信ネットワークの監視方法があげられる。特許文献１の監視方法では、コンピュータが接続されているネットワークのルータの物理アドレスが記憶されている。通信状況の監視手段が異常を検出すると、異常が検出された相手機器の物理アドレスと記憶しているルータの物理アドレスの一致の有無が確認される。物理アドレスが一致した場合は、異常が発生した通信機器は、物理アドレスを記憶していたルータより外側、すなわち、外部ネットワークに存在すると判定される。また、物理アドレスが一致しなかった場合は、異常が発生した通信機器はネットワーク内部に存在すると判定される。

特許文献２においては、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルにおいて複数の階層に相当する通信機能を有する通信ネットワークでの通信障害の要因の特定方法が示されている。通信障害が検知されると、階層ごとに障害の発生前後の通信可否情報が比較される。比較は各通信装置がその他の全ての機器との通信状態を障害発生の前後で把握し、各通信装置の情報を照合することにより行われる。複数の通信装置同士が同一箇所での障害発生を認識している場合には、その層には障害は発生しておらず下層で発生していると判定される。比較は上層から順に行われ、１組の通信装置のみが障害を検知しているときに、そのとき比較している層においてその箇所で障害が発生していると判定できるとしている。

特開２００７−２７４２８２号公報特開２００６−２２２８０８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術には次のような課題がある。特許文献１の監視方法では通信障害が発生した箇所が内部ネットワークか外部ネットワークかの切り分けは出来るが具体的な障害発生箇所の特定が出来ない。また、どの階層で発生しているかの判断を行うことが出来ない。また、特許文献２の技術では平常時から各階層の状態を監視しておく必要がある。また、ネットワークの監視を広い範囲で行うため監視の規模も大掛かりとなる。

本発明では、通信ネットワークにおいて通信機器に異常が発生した際に、障害の発生箇所と障害の発生した階層の特定を、隣接する通信機器間での確認を主体として行うことにより比較的小規模なシステムで効率的に行えることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の通信機器は、通信手段と、検出手段と、判断手段と、記憶手段とを有する。通信手段は通信回線を介して隣接する通信機器との通信を行う。検出手段は通信手段を用いて隣接する通信機器との間の通信障害を検出する。判断手段は検出手段により検出された障害が所定の通信階層のいずれの層で発生したかを判断する。記憶手段は判断手段により判断された障害の発生した層を相手の通信機器の情報と関連づけた障害情報が保存されている。また、判断手段は他の通信機器との通信可否を障害情報を基に判断する手段を有する。

本発明によれば、障害発生時に隣接する通信機器間の相互の通信により、障害の発生箇所と発生している階層の特定が可能となる。また、隣接する通信機器間の情報を他の通信機器から得ることも可能である。隣接している通信機器間での障害検出を基にしているため、大掛かりなシステム等は必要なく、効率的に通信ネットワーク上の通信機器の障害に関する情報を得ることができる。

本発明の第１の実施形態における構成の概要図である。本発明の第１の実施形態における構成の一部を示す図である。本発明の第１の実施形態のフローの概要を示す図である。本発明の第１の実施形態における構成の一部を示す図である。本発明の第１の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第１の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第１の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第１の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第１の実施形態のフローの概要を示す図である。本発明の第１の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第１の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第２の実施形態における構成の概要図である。本発明の第２の実施形態における構成の一部を示す図である。本発明の第２の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第３の実施形態における構成の概要図である。本発明の第３の実施形態のデータテーブルの例を示す図である。本発明の第４の実施形態における構成の概要図である。

本発明の第１の実施形態について図１を参照して詳細に説明する。本実施形態の通信ネットワークシステムは第１の通信機器１１と、第２の通信機器１２と、第３の通信機器１３と、第４の通信機器１４からなる。第1の通信機器１１と第２の通信機器１２は通信回線２１を介して接続されている。第２の通信機器１２と第３の通信機器１３は、通信回線２２を介して接続されている。第３の通信機器１３と第４の通信機器１４は、通信回線２３を介して接続されている。また、図１に示した第２の通信機器１２に通信回線２４を介して接続された第５の通信機器１５のように、１つの通信機器に複数の通信機器が接続されていることがある。各通信機器の構成の概要を図２に示した。通信機器１０は制御部３１と、記憶部３２と、通信制御部３３と、送受信部３４を備えている。送受信部３４は通信回線２０に接続している。通信回線２０は複数の通信機器と接続されるときは複数であることもある。

制御部３１は単数または複数のマイクロプロセッサーなどで構成され、通信機器１０の制御全般を担う。制御部３１は通信制御部３３を介して他の通信機器との接続情報を収集し、通信障害の発生の有無を把握する手段を有する。また、制御部３１は記憶部３２に保存されたルーティングテーブルなどを元にデータの送信先等を管理する手段を有する。この機能は、ＯＳＩ参照モデルにおける第３層のネットワーク層に相当する。

記憶部３２は半導体メモリやハードディスクドライブなどにより構成されている。記憶部３２には通信機器１０の制御用のプログラムや操作および管理用のプログラムおよびそれらのプログラムで用いるデータが保存されている。記憶部３２にはネットワークに接続されている通信機器のルーティングテーブルが保存されている。また、記憶部３２はネットワーク上で生じた障害情報を記録したデータテーブルが保存されている。

通信制御部３３は制御部３１から送られてくるデータを通信回線２０に適したデータ信号へと変換して送受信部３４へと送る手段を有する。また、通信制御部３３は送受信部３４から送られてくるデータ信号を、通信機器１０内で用いるデータ信号の形態へと変換する手段を有する。通信制御部３３はＭＡＣアドレス（Media Access Control address）の情報を有している。

送受信部３４は、通信制御部３３から送られてくるパケットデータを、通信用の電気信号や光信号に変換して、通信回線２０へと送信する。また、送受信部３４は通信回線２０から受信する電気信号や光信号を受信し、通信機器１０内で用いるパケットデータへと復元し、通信制御部３３へと送る。通信制御部３３および送受信部３４は１枚の基板に合わせて実装されていることがある。通信制御部３３はＯＳＩ参照モデルにおける第２層のデータリンク層に相当する。

通信回線２０は光ファイバーケーブルやＬＡＮケーブルを用いた有線の回線や無線回線などが用いられる。送受信部２３および通信回線２０はＯＳＩ参照モデルにおける第１層の物理層に相当する。

ネットワークの異常が発生した際に、通信システムが状況および発生箇所を確認する動作について図３を用いて説明する。図３は２つの機器の間での障害の状況を確認する際のフローの概要を示している。通信システムが２つの通信機器の間での障害を確認する際の動作について、第２の通信機器１２と第３の通信機器の間での障害情報の確認を例として説明する。第２の通信機器１２と第３の通信機器の構成の概要を図４に示した。第２の通信機器１２は制御部４１と、記憶部４２と、通信制御部４３と、送受信部４４からなる。また、第３の通信機器１３は制御部４５と、記憶部４６と、通信制御部４７と、送受信部４８からなる。第２の通信機器１２と第３の通信機器１３は通信回線２２を介して接続されている。第２の通信機器１２と第３の通信機器１３の各部位の構成および機能は通信機器１０で説明した同一部位と同じである。

第２の通信機器１２が第３の通信機器１３との間のネットワークの異常を検出したとする（ステップ１０１）。ネットワークの異常の検知は第２の通信機器１２の制御部４１がネットワークの異常を検出したときなどに行われる。ネットワークの異常は要求したデータが戻ってこなかったときや一定期間ごとに送信されてくるデータが確認されなかった場合などに検出される。

第２の通信機器１２の制御部４１は、通信制御部４３に対し、隣接する通信機器である第３の通信機器１３との間の通信状況を確認する指示を出す。

通信制御部４３は、制御部４１から通信状況の確認の指示を受けると、通信回線２２の状況を確認する。通信回線２２の状況を確認するために、通信制御部４３は送受信部４４へ通信回線２２の確認を行う指示を出す。送受信部４４は通信回線２２の確認をする指示を受けると、通信回線２２にキャリア信号が流れているかを確認する（ステップ１０２）。送受信部４４はキャリア信号の検出の有無の確認が終わると結果を通信制御部４３へと伝達する。キャリア信号が検出されなかったとき（ステップ１０３でＮｏ）、通信制御部４３は制御部４１へ通信回線や通信機器に障害が生じていることを示す情報を送る。制御部４１は障害が生じた情報を受け取った日時と、通信相手が第３の通信機器１３である情報と、第１層での障害であることを関連づけて記憶部４２のデータテーブルに保存する（ステップ１０４）。

キャリア信号が検出されたときは（ステップ１０３でＹｅｓ）、通信制御部４３は、第３の通信機器１３の状況を確認するため試験信号を送信する指示を送受信部４４へ出す。送受信部４４は試験信号を送信する指示を受けると、通信回線２２を介して第３の通信機器１３へ試験信号を送信する（ステップ１０５）。第３の通信機器１３の送受信部４５は通信回線２２を介して試験信号を受信すると、受信した試験信号を通信制御部４７へと送る。通信制御部４７は試験信号を受信したことを認識すると、送受信部４７へ返信の試験信号を送信する指示を出す。送受信部４７は返信の試験信号を送信する指示を受けると、通信回線２２へ信号を送信する。

第２の通信機器１２の送受信部４４は第３の通信機器１３から送信された返信の試験信号を受信すると、通信制御部４３へ受信した返信の試験信号を送る。所定の時間内に返信の試験信号が得られなかった場合は、第２の通信機器１２の通信制御部４３は送受信部４４へ再度、試験信号を送信する指示を出す。試験信号の再送信は所定の回数まで繰り返す。第２の通信機器１２の送受信部４４は再送信後に、第３の通信機器１３からの返信の試験信号を受信すると、通信制御部４３へと受信した返信の試験信号を送る。試験信号を所定の回数、再送信しても返信の確認信号を受信できなかったとき（ステップ１０６でＮｏ）、第２の通信機器１２の通信制御部４３は制御部４１へ第３の通信機器１３との接続が不可である情報を送る。制御部４１は、接続が不可である情報を受信すると、接続が不可である情報を受け取った日時と、通信相手が第３の通信機器１３とである情報と、第２層での障害であることを関連づけて記憶部４２のデータテーブルに保存する（ステップ１０７）。

第２の通信機器１２の通信制御部４３は返信の確認信号の情報を受け取ったとき（ステップ１０６でＹｅｓ）、第３の通信機器１３との通信が可能である情報を制御部４１へと送る。第２の通信機器１２の制御部４１は第３の通信機器１３との通信が可能であるとの情報を受信すると、第３の通信機器４３との接続は第１層および第２層では障害が発生していないと判断する。第２の通信機器１２の制御部４１は第１層および第２層で障害が発生していないと判断すると、第３の通信機器１３に対してルーティングテーブルの情報を要求する指示を通信制御部４３へと送信する。通信制御部４３はルーティングテーブルの情報を要求する指示を受けると、送受信部４４へルーティングテーブルの情報を要求する信号を、第３の通信機器１３へ送信する指示を送る。第２の通信機器１２の送受信部４４はルーティングテーブルの情報を要求する信号を送信する指示を受けると、通信回線１３を介して第３の通信機器１３へとルーティングテーブルの情報を要求する信号を送信する（ステップ１０８）。

第３の通信機器１３は通信回線２２を介して送受信部４８でルーティングテーブルの情報の要求を受信する。第３の通信機器１３の通信制御部４７は、送受信部４８で受け取ったルーティングテーブルの情報の要求を制御部４５へと送る。第３の通信機器１３の制御部４５は記憶部４６に保存しているルーティングテーブルの情報を通信制御部４７へと送るとともに、ルーティングテーブルの情報を第２の通信機器１２へと送る指示を通信制御部４７へ出す。第３の通信機器１３の通信制御部４７はルーティングテーブルの情報を受け取ると、送受信部４８から通信回線２２を介して第２の通信機器１２へと送信する。第３の通信機器１３はルーティングテーブルの情報の要求を受信した際に、ルーティングテーブルの障害を認識している場合は、障害に関する情報を第２の通信機器１２へと送信する。また、第３の通信機器１３で制御系の不具合等が発生していた場合などには、情報の送信ができないので第３の通信機器１３が何の情報も送信しないことがある。第２の通信機器１２の通信制御部４３は送受信部４４で通信回線２２を介して第３の通信機器１３からのルーティングテーブルの情報または障害情報を受信する（ステップ１０９）。第２の通信機器１２の通信制御部４３は受信した第３の通信機器１３のルーティングテーブルの情報を制御部４１へと送る。第２の通信機器１２の通信制御部４３は第３の通信機器１３から障害に関する情報が送られてきた際も、送られてきた情報を制御部４１へと送る。所定の時間内に要求した情報の返信を受信できないとき、第２の通信機器１２の通信制御部４３は送受信部４４から再度、要求情報を送信する。返信を受信できない場合、第２の通信機器１２の通信制御部４３は所定の回数、送受信部４４からの要求情報の送信を繰り返し行う。

第２の通信機器１２の制御部４１は第３の通信機器１３のルーティングテーブルの情報を受け取ると、ルーティングテーブルが正常か判断する（ステップ１１０）。制御部４１はルーティングテーブルが正常であるときは（ステップ１１０でＹｅｓ）、記憶部４２に保存するともに、第３の通信機器１３との通信は正常であると判断する（ステップ１１２）。制御部４１は正常であると判断すると、記憶部４２のデータテーブルに第３の通信機器１３との通信は、第１層から３層まで問題ないとの記録を日時とともに残す。ルーティングテーブルに不具合があった場合や、障害情報を受信した場合や、受信できなかった場合には（ステップ１１０でＮｏ）、ステップ１１１へ進む。何らかの不具合があった際異は、第２の通信機器１２の制御部４１は不具合があったことを認識した日時とともに、第３の通信機器との第３層に問題があったことを関連づけて記憶部４２のデータテーブルに保存する（ステップ１１１）。

図５から図７の表に第２の通信機器１２が保存しているデータテーブルの例を示した。図５から図７では第１の通信機器１１をネットワーク機器Ａ、第３の通信機器１３をネットワーク機器Ｃ、第４の通信機器１４をネットワーク機器Ｄ、第５の通信機器１５をネットワーク機器Ｅとして示している。図５から図７に示したデータテーブルには、階層、保持する情報の種類、正常動作情報、障害情報、障害発生時刻が記録されている。保持する情報の種類は、その階層の情報が何に関する情報かを示している。正常動作情報は、正常動作をしている相手機器、使用している通信回線の情報が記録されている。障害情報は障害の発生している相手機器と、通信に試用している通信回線が記録されている。障害発生時刻は、その階層で障害の発生した時刻が含まれている。図５は正常時のデータを示したものであり、障害情報には何も記載されていない。図６は第２の通信機器１２と第３の通信機器１３の間の通信はできたが、第３層に相当するルーティングテーブルの情報が正常に伝達されなかった場合の例である。第２層以下に相当する部分での通信は行えているので、第1層および第２層の欄には障害情報は記載されていない。第３層の欄には障害の発生時刻とともに、第３の通信機器１３であるネットワーク機器Ｃとの通信に障害があることが記録されている。また、第３の通信機器１３を経由しているため、第４の通信機器１４のネットワーク機器Ｄのルーティングテーブルの情報も得られないので障害情報として扱われている。図７には第１層での障害が発生した場合、すなわちキャリア信号が検出できなかった場合などの場合の例を示した。第1層で不具合が発生して通信が全くできないので、第２層以降も障害の発生が記載されている。また、図８には第３層で発生していた障害が解消された際の例を示した。図８では障害が発生していた機器が正常動作機器の方にも記載されており、障害発生時刻には障害が解消した時刻が記録されている。

第１の通信機器１１がネットワークを介してつながっている第４の通信機器１４との通信で障害を検出した場合を例として、ネットワークで生じている障害の内容を収集する際の動作について説明する。障害の検出は第１の通信機器１１が第４の通信機器１４にデータを要求したが、返信を得られなかった場合などに判断される。図９は情報送信要求パケットを経由する通信機器を例とした動作のフローである。以下の説明では、図９が通信機器の１つである第２の通信機器１２の動作を示すものとして説明する。

第１の通信機器１１は第４の通信機器１４との通信の障害を検出すると、第１の通信機器１１は第４の通信機器１４へ向けて、情報送信要求パケットを送信する。情報送信要求パケットには、例えば、あて先の通信機器のＩＰ（Internet Protocol）アドレスと各通信機器が保有している障害情報を要求する情報などが含まれている。第１の通信機器１１から送信された情報送信要求パケットは、通信回線２１を通って、第２の通信機器１２へと送られる。第２の通信機器１２は情報送信要求パケットを受信すると（ステップ１２１）、情報送信要求パケットのあて先を確認する（ステップ１２２）。ステップ１２２でパケットが自分宛であったときは、第２の通信機器１２は発信元へ障害情報やルーティングテーブルを返信する（ステップ１２３）。あて先の通信機器が返信を終えると、処理は完了となる（ステップ１２９）。ステップ１２２において、第２の通信機器１２は情報送信要求パケットが自端末あてではないと判断すると、あて先の通信機器までの経路の障害情報の保存の有無を調べる（ステップ１２４）。第２の通信機器１２は、パケットのあて先の端末の障害情報を保存していた場合は（ステップ１２５）、保存していた情報を第１の通信機器１１へ送信する（ステップ１２６）。本実施形態に記載している例では、第２の通信機器１２は第３の通信機器１３の障害情報を保存しているため、第２の通信機器１２は第３の通信機器１３の障害情報を第１の通信機器１１へと送信する。

第２の通信機器１２は、パケットのあて先までの経路上の通信機器に関する障害情報の返信が終わると、隣接する通信機器である第３の通信機器１３との通信が正常かを判断する（ステップ１２７）。第２の通信機器１２は、第３の通信機器１３との間の通信で第１層および第２層の接続に不具合があるときは（ステップ１２７でＮｏ）、処理を終了する（ステップ１２９）。また、ステップ１２７で第１層および第２層の通信が正常と判断したときは、第３の通信機器１３にパケットを転送する（ステップ１２８）。ステップ１２５で障害情報を保有していない場合も、第２の通信機器１２は情報送信要求パケットを第３の通信機器１３へ送信する（ステップ１２８）。ステップ１２８で情報送信要求パケットの転送が終わると、第２の通信機器１２での処理は完了となる（ステップ１２９）。

第３の通信機器１３は、通信回線２２を介して情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。第３の通信機器１３は情報送信要求パケットが自端末あてではないと判断すると、あて先の端末の障害情報の保存の有無を調べる。第３の通信機器１３、パケットのあて先の端末の障害情報を保存していた場合は、保存していた情報を第２の通信機器１２を経由して第１の通信機器１１へ送信する。第３の通信機器１３は、パケットのあて先の通信機器に関する障害情報の返信もしくは障害情報が存在しないことの確認が終わると、情報送信要求パケットを第４の通信機器１４へ送信する。

第４の通信機器１４は、通信回線２３を介して情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。情報送信要求パケットが自端末あてであると判断すると、第４の通信機器１４は障害の有無に関する情報を、第３の通信機器１３および第２の通信機器１２を経由して第１の通信機器１１あてに送信する。

図１０に第２の通信機器１２が第１の通信機器１１に返信したデータの例を示した。図１０のデータでは第３の通信機器１３をネットワーク機器Ｃ、第４の通信機器１４をネットワーク機器Ｄとして記載されている。図１０では第３の通信機器１３であるネットワーク機器Ｃの第３層の通信に障害があり、第３の通信機器１３を介して通信を行う第４の通信機器１４のネットワーク機器Ｄの第３層も障害があるとして記録されている。また、図１１には第３の通信機器１３が第１の通信機器１１に返信したデータを示した。第３の通信機器１３は第４の通信機器１４側に対して障害は検知していないことがわかる。これらの結果を総合すると、図１０と図１１に示した結果から障害は第２の通信機器１２と第３の通信機器１３の間に関わる第３層で生じていることがわかる。

本実施形態の通信ネットワークシステムでは、障害発生時に隣接する通信機器間の相互の通信により、障害の発生箇所と発生している階層の特定ができる。また、隣接する通信機器間の情報を他の通信機器から得ることも可能である。隣接している通信機器間での障害検出を基にしているため、大掛かりなシステム等は必要なく、効率的にネットワークの障害に関する情報を得ることができる。

本発明の第２の実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。図１２は本発明の第２の実施形態の通信ネットワークシステムの概要を示したものである。第１の実施形態との本実施形態の違いは、通信機器間に複数の通信回線が設けられていることである。

本実施形態の通信ネットワークシステムは第１の通信機器１１と、第２の通信機器１２と、第３の通信機器１３と、第４の通信機器１４からなる。第１の通信機器１１と第２の通信機器１２は通信回線２１を介して接続されている。第２の通信機器１２と第３の通信機器１３は通信回線２２および通信回線２５を介して接続されている。第３の通信機器１３と第４の通信機器１４は通信回線２３を介して接続されている。また、図１２に示した、第２の通信機器１２に第５の通信機器１５が通信回線２４を介して接続されている構成のように、１つの通信機器に対して複数の通信機器が接続されることもある。図１３に第２の通信機器１２および第３の通信機器１３の構成の概要を示した。第２の通信機器１２は制御部４１と、記憶部４２と、通信制御部４３と、送受信部４４からなる。また、第３の通信機器１３は制御部４５と、記憶部４６と、通信制御部４７と、送受信部４８からなる。第２の通信機器１２と第３の通信機器１３は通信回線２２および通信回線２５を介して接続されている。各通信機器の構成や機能は第１の実施形態と同一である。

第２の通信機器１２と第３の通信機器１３の間での障害の確認時の動作について説明する。第２の通信機器１２が第３の通信機器１３との間のネットワークの異常を検知したとする。ネットワークの異常の検知は第２の通信機器１２の制御部４１がネットワークの異常を検出したときなどに行われる。

通信制御部４３は、制御部４１から通信状況の確認の指示を受けると、通信回線２２および通信回線２５の状況を確認する。通信回線２２および通信回線２５の状況を確認するために、通信制御部４３は送受信部４４へ通信回線２２および通信回線２５の確認を行う指示を出す。送受信部４４は通信回線２２および通信回線２５の確認をする指示を受けると、通信回線２２および通信回線２５にキャリア信号が流れているかを確認する。送受信部４４はキャリア信号の検出の有無の確認が終わると結果を通信制御部４３へと伝達する。通信回線２２および通信回線２５の両方でキャリア信号が検出されなかったとき、通信制御部４３は制御部４１へ通信回線や通信機器に障害が生じていることを示す情報を送る。また、通信回線２２および通信回線２５の片方でキャリア信号が検出されなかった場合には、通信制御部４３は制御部４１へキャリア信号が検出されなかった通信回線の情報を送る。

制御部４１は障害が生じている情報を受けとると、障害が生じた情報を受け取った日時と、通信相手が第３の通信機器１３である情報と、通信回線に関する情報と、第１層での障害であることを関連づけて記憶部４２のデータテーブルに保存する。

片方もしくは両方の通信回線でキャリア信号が確認できると、通信制御部４３は、第３の通信機器１３の状況を確認するため試験信号を通信回線を介して送信する指示を送受信部４４へ出す。両方の通信回線でキャリア信号が検出されているときは、どちらか一方の通信回線が選択される。通信回線の選択は、例えば通信量が少ない方などが選択される。また、両方の通信回線が使用できた場合は、どちらか一方の通信回線が優先的に選択される設定としてもよい。送受信部４４は試験信号を送信する指示を受けると、通信回線２２または通信回線２５を介して第３の通信機器１３へ試験信号を送信する。第３の通信機器１３の送受信部４５は通信回線２２または２５を介して試験信号を受信すると、受信した試験信号を通信制御部４７へと送る。通信制御部４７は試験信号を受信したことを認識すると、送受信部４７へ返信の試験信号を送信する指示を出す。送受信部４７は返信の試験信号を送信する指示を受けると、通信回線２２または２５へ信号を送信する。

第２の通信機器１２の送受信部４４は第３の通信機器１３から通信回線２２または通信回線２５を介して返信の試験信号を受信すると、通信制御部４３へ受信した返信の試験信号を送る。所定の時間内に返信の試験信号が得られなかった場合は、第２の通信機器１２の通信制御部４３は送受信部４４へ再度、試験信号を送信する指示を出す。試験信号の再送信は所定の回数まで繰り返す。また、通信回線２２または通信回線２５のいずれかを選択して試験信号を送信して、返信が得られなかった場合はもう一方の通信回線からも試験信号を送信することがある。

第２の通信機器１２の送受信部４４は再送信後に、第３の通信機器１３からの返信の試験信号を受信すると、通信制御部４３へと受信した返信の試験信号を送る。試験信号を所定の回数、再送信しても返信の試験信号を受信できなかったとき、第２の通信機器１２の通信制御部４３は制御部４１へ第３の通信機器１３との通信回線２２または通信回線２５を介しての接続が不可である情報を送る。第２の通信機器１２の制御部４１は、接続が不可である情報を受け取った日時と、通信相手が第３の通信機器１３である情報と、使用した通信回線の情報と、第２層での障害であることを関連づけて記憶部４２のデータテーブルに保存する。

第２の通信機器１２の通信制御部４３は返信の試験信号を通信回線２２および通信回線２５で受け取ったとき、第３の通信機器１３との通信が可能である情報を受け取った通信回線の情報とともに制御部４１へと送る。第２の通信機器１２の制御部４１は第３の通信機器１３との通信が可能であるとの情報を通信回線の情報とともに受信すると、第３の通信機器４３との該当する通信回線を介しての接続は第１層および第２層では障害が発生していないと判断する。

第２の通信機器１２の制御部４１は第１層および第２層での接続が可能と判断すると第３の通信機器１３に対してルーティングテーブルの情報を要求する指示を通信制御部４３へと送信する。通信回線２２および通信回線２５の選択は、回線の使用状況などから制御部４１または通信制御部４３で判断される。通信制御部４３はルーティングテーブルの情報を要求する指示を受けると、送受信部４４へルーティングテーブルの情報を要求する信号を、第３の通信機器１３へ送信する指示を送る。このとき片側の通信回線のみしか正常でない場合は、通信制御部４３は正常な通信回線でのみ要求を送信する指示を出す。第２の通信機器１２の送受信部４４はルーティングテーブルの情報を要求する信号を送信する指示を受けると、第３の通信機器１３へとルーティングテーブルの情報を要求する信号を送信する。

第３の通信機器１３は送受信部４８でルーティングテーブルの情報の要求を受信する。第３の通信機器１３の通信制御部４７は、送受信部４８で受け取ったルーティングテーブルの情報の要求を制御部４５へと送る。第３の通信機器１３の制御部４５は記憶部４６に保存しているルーティングテーブルの情報を通信制御部４７へと送るとともに、ルーティングテーブルの情報を第２の通信機器１２へと送る指示を通信制御部４７へ出す。第３の通信機器１３の通信制御部４７はルーティングテーブルの情報を受け取ると、送受信部４８から第２の通信機器１２へと送信する。第３の通信機器１３はルーティングテーブルの情報の要求を受信した際に、ルーティングテーブルの障害を認識している場合は、障害に関する情報を第２の通信機器１２へと送信する。また、第３の通信機器１３で制御系の不具合等が発生していた場合などには、情報の送信ができないので第３の通信機器１３が何の情報も送信しないことがある。第２の通信機器１２の通信制御部４３は送受信部４４で第３の通信機器１３からのルーティングテーブルの情報または障害情報を受信する。第２の通信機器１２の通信制御部４３は受信した第３の通信機器１３のルーティングテーブルの情報を制御部４１へと送る。第２の通信機器１２の通信制御部４３は第３の通信機器１３から障害に関する情報が送られてきた際も、送られてきた情報を制御部４１へと送る。所定の時間内に要求した情報の返信を受信できないとき、第２の通信機器１２の通信制御部４３は送受信部４４から再度、要求情報を送信する。返信を受信できない場合、第２の通信機器１２の通信制御部４３は所定の回数、送受信部４４からの要求情報の送信を繰り返し行う。

第２の通信機器１２の制御部４１は第３の通信機器１３のルーティングテーブルの情報を受け取ると、ルーティングテーブルが正常か判断する。正常であるときは記憶部４２に保存するともに、データテーブルに第３の通信機器１３との通信は、第１層から第３層まで問題ないとの記録を日時とともに残す。ルーティングテーブルに不具合があった場合や、障害情報を受信したときや、受信できなかった場合には障害情報を保存する。障害情報の保存は、不具合があったことを認識した日時とともに、第３の通信機器１３との通信であることと、第３層に問題を関連づけて記憶部３２のデータテーブルに保存することにより行われる。

次にネットワークの障害情報を収集する際の動作について説明する。

第２の通信機器１２と第３の通信機器１３の間に通信障害が発生し、第１の通信機器１１がネットワークの異常を検知して第４の通信機器１４へ情報送信要求パケットを送付したとする。

第１の通信機器１１は第４の通信機器１４との通信の障害を検出すると、第１の通信機器１１は第４の通信機器１４へ向けて、情報送信要求パケットを送信する。通信の障害の検出は、例えば、送られてくるデータの遅延が大きいときなどに判断される。第１の通信機器１１から送信された情報送信要求パケットは、通信回線２１を通って、第２の通信機器１２へと送られる。第２の通信機器１２は情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。パケットが自分宛であったときは、第２の通信機器１２は発信元へ障害情報やルーティングテーブルを返信する。あて先の通信機器が返信を終えると、処理は完了となる。第２の通信機器１２は情報送信要求パケットが自端末あてではないと判断すると、あて先の通信機器までの経路を確認し、経路上の通信機器の障害情報の保存の有無を調べる。第２の通信機器１２は、パケットのあて先の端末の障害情報を保存していた場合は、保存していた情報を第１の通信機器１１へ送信する。本実施形態に記載している例では、第２の通信機器１２は第３の通信機器１３の障害情報を保存しているため、第２の通信機器１２は第３の通信機器１３の障害情報を第１の通信機器１１へと送信する。

第２の通信機器１２は、パケットのあて先までの経路上の通信機器に関する障害情報の返信が終わると、隣接するネットワークとの通信が正常かを判断する。第２の通信機器１２は、経路上で隣接する全ての通信機器との間で第１層および第２層の接続に不具合があるときは処理を終了する。第１および第２層の通信が正常または全ての層で通信可能と判断したときは、第３の通信機器１３へと通信回線２２または通信回線２５を介してパケットを転送する。片方の通信回線に障害が発生していた場合には、正常な通信回線が選択される。第３の通信機器１３は、通信回線２２または通信回線２５を介して情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。第３の通信機器１３は情報送信要求パケットが自端末あてではないと判断すると、あて先の端末の障害情報の保存の有無を調べる。第３の通信機器１３、パケットのあて先の端末の障害情報を保存していた場合は、保存していた情報を第２の通信機器１２を経由して第１の通信機器１１へ送信する。

第３の通信機器１３は、パケットのあて先の通信機器に関する障害情報の返信もしくは障害情報が存在しないことの確認が終わると、情報送信要求パケットを第４の通信機器１４へ送信する。第４の通信機器１４は、通信回線２３を介して情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。情報送信要求パケットが自端末あてであると判断すると、第４の通信機器１４は障害の有無に関する情報を、第３の通信機器１３および第２の通信機器１２を経由して第１の通信機器１１あてに送信する。

第４の通信機器１４から第１の通信機器１１へと返信された情報は送られてきたときと反対の順序で通信機器を経由して、第１の通信機器１１へと送られる。

図１４に第１の通信機器１１がネットワークの情報を収集してまとめた、データテーブルの例を示している。図１４では第１の通信機器１１をネットワーク機器Ａ、第３の通信機器１３をネットワーク機器Ｃ、第４の通信機器１４をネットワーク機器Ｄ、第５の通信機器１５をネットワーク機器Ｅとして示している。また、通信回線２２を回線１、通信回線２５を回線２として示している。図１４の例では第３の通信機器１３であるネットワーク機器Ｃの通信回線２２を介した場合の第１層で障害が発生している。そのため、第３の通信機器１３の第２層と第３層、第４の通信機器１４であるネットワーク機器Ｄの第３層の情報が収集できずに障害が発生している。一方で、通信回線２５を介した第３の通信機器１３であるネットワーク機器Ｃは正常であり、第３の通信機器１３の第３層にあたるルーティングテーブル等は正常に動作している。

本実施形態の通信ネットワークシステムでは、通信回線を複数設けネットワークの安定性を向上した構成においても障害発生時に隣接する通信機器間の相互の通信により、障害の発生箇所と発生している階層の特定ができる。複数回線を設けることにより複雑化した通信ネットワークシステムでも、障害発生時の発生箇所と階層の特定が容易であり、複数回線による安定化と障害発生時の対応の効率性の両立が可能となる。

本発明の第３の実施形態について図１５を参照して詳細に説明する。図１５は発明の第３の実施形態の通信ネットワークシステムの概要を示したものである。本実施形態と第１の実施形態との違いは、通信機器の間に複数の経路が存在し、経路上に通信機器が存在することである。

本実施形態の通信ネットワークシステムは第１の通信機器１１と、第２の通信機器１２と、第３の通信機器１３と、第４の通信機器１４と、第６の通信機器１６からなる。第１の通信機器１１と第２の通信機器１２は通信回線２１を介して接続されている。第２の通信機器２２と第３の通信機器１３は通信回線２２を介して接続されている。第３の通信機器１３と第４の通信機器１４は通信回線２３を介して接続されている。また、第２の通信機器１２は第６の通信機器１６と通信回線２６を介して接続されている。第６の通信機器１６は第４の通信機器１４と通信回線２７を介して接続されている。また、図１５に示した、第２の通信機器１２に第５の通信機器１５が通信回線２４を介して接続されている構成のように、１つの通信機器に対してさらに通信機器が接続されることもある。

本実施形態の個々の通信機器の構成や機能は第１の実施形態と同一である。また、２つの通信機器の間で通信障害が検知された場合の確認動作も第１の実施形態と同様に行われる。第２の通信機器１２には複数の通信機器が接続されているが、第３の通信機器１３との間で異常を検知した場合は、第３の通信機器１３との間でのみ状況の確認を行う。

次にネットワークの障害情報を収集する際の動作について説明する。第２の通信機器１２と第３の通信機器１３の間に通信障害が発生し、第１の通信機器１１がネットワークの異常を検知して第４の通信機器１４へ情報送信要求パケットを送付したとする。

第１の通信機器１１は第４の通信機器１４との通信の障害を検出すると、第１の通信機器１１は第４の通信機器１４へ向けて、情報送信要求パケットを送信する。第１の通信機器１１から送信された情報送信要求パケットは、通信回線２１を通って、第２の通信機器１２へと送られる。第２の通信機器１２は情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。パケットが自分宛であったときは、第２の通信機器１２は発信元へ障害情報やルーティングテーブルを返信する。あて先の通信機器が返信を終えると、処理は完了となる。第２の通信機器１２は情報送信要求パケットが自端末あてではないと判断すると、あて先の通信機器までの経路を確認し、経路上の通信機器の障害情報の保存の有無を調べる。第２の通信機器１２は、パケットのあて先の端末の障害情報を保存していた場合は、保存していた情報を第１の通信機器１１へ送信する。本実施形態に記載している例では、第２の通信機器１２は第３の通信機器１３の障害情報を保存しているため、第２の通信機器１２は第３の通信機器１３の障害情報を第１の通信機器１１へと送信する。

第２の通信機器１２は、パケットのあて先までの経路上の通信機器に関する障害情報の返信が終わると、隣接するネットワークとの通信が正常かを判断する。第２の通信機器１２は、経路上で隣接する全ての通信機器との間で第１層および第２層の接続に不具合があるときは処理を終了する。第１および第２層の通信が正常または全ての層で通信可能と判断したときは、第３の通信機器１３および第６の通信機器へとパケットを転送する。どちらか一方の通信機器とのみ通信が可能であった場合は、第２の通信機器は可能である通信機器へのみパケットの転送を行う。

第６の通信機器１６は、通信回線２６を介して情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。第６の通信機器１６は情報送信要求パケットが自端末あてではないと判断すると、あて先の端末の障害情報の保存の有無を調べる。第６の通信機器１６は、パケットのあて先の端末の障害情報を保存していた場合は、保存していた情報を第２の通信機器１２を経由して第１の通信機器１１へ送信する。第６の通信機器１６は、パケットのあて先の通信機器に関する障害情報の返信もしくは障害情報が存在しないことの確認が終わると、情報送信要求パケットを第４の通信機器１４へ送信する。

第４の通信機器１４は、通信回線２３または通信回線２７を介して情報送信要求パケットを受信すると、情報送信要求パケットのあて先を確認する。情報送信要求パケットが自端末あてであると判断すると、第４の通信機器１４は障害の有無に関する情報を、第３の通信機器１３および第２の通信機器１２を経由して第１の通信機器１１あてに送信する。

第４の通信機器１４から第１の通信機器１１へと返信された情報は送られてきたときと反対の順序で通信機器を経由して、第１の通信機器１１まで送られる。

図１６に第１の通信機器１１がネットワークの情報を収集してまとめた、データテーブルの例を示している。図１６では第１の通信機器１１をネットワーク機器Ａ、第３の通信機器１３をネットワーク機器Ｃ、第４の通信機器１４をネットワーク機器Ｄ、第５の通信機器１５をネットワーク機器Ｅ、第６の通信機器１６をネットワーク機器Ｆとして示している。図１６の例では第３の通信機器１３であるネットワーク機器Ｃの第３層で障害が発生している。そのため、第４の通信機器１４であるネットワーク機器Ｄの第３層の情報が収集できずに障害が発生している。一方で、第６の通信機器１６であるネットワーク機器Ｆと介した経路での第４の通信機器１４との通信は正常であることがわかる。

本実施形態の通信ネットワークシステムでは、複数の通信機器を介するようなネットワークの安定性を向上した構成においても障害発生時に隣接する通信機器間の相互の通信により、障害の発生箇所と発生している階層の特定ができる。複数経路の存在により複雑化した通信ネットワークシステムでも、障害発生時の発生箇所と階層の特定が容易であり、安定化と障害発生時の対応の効率性の両立が可能となる。

第１から第３の実施形態の通信ネットワークシステムでは障害情報の収集について示したが、各通信機器に液晶ディスプレイ等の表示装置を設置して収集した障害情報を閲覧できるようにしてもよい。表示装置は通信機器に常時備えられていてもよく、必要に応じて表示手段を有する情報端末などが接続されてもよい。また、通信ネットワークシステムに接続された、パーソナルコンピューターや携帯情報端末などから通信機器の保有している障害情報等を作業者が閲覧できるようにしてもよい。また、各通信機器に障害の発生を提示するための点灯装置や音声発生装置が備えられていてもよい。点灯装置や音声発生装置は第１層での障害など深刻な障害が発生したときのみ、障害の発生を提示する方法とすることもできる。

第１から第３の実施形態の通信ネットワークシステムでは、通信機器のデータテーブルに保存された障害情報は障害の解消後に必要に応じて消去されてもよい。例えば、障害が解消してから一定期間が経った後に消去される設定とすることができる。また、データ量が一定量に達したら、解消された障害情報が消去される方法や、一定数を越えると古い情報から順次、障害情報が消去される方法としてもよい。自動で消去される方法だけでなく、作業者が選択して消去する方法とすることもできる。

第１から第３の実施形態ではＯＳＩ参照モデルの第１層から第３層に相当する層の障害を検出する例を示したが、第４層より上層に相当する層に適用してもよい。この場合、第４層以降でも、通信機器は障害を検知した際に隣接する通信機器の各層ごとの障害情報を収集して、データテーブルに保存する。第４層以降でも隣接しない通信機器の情報を収集する際は、通信機器が情報を収集の対象とする他の通信機器に対して情報送信要求パケットを送信する方法とすることができる。また、通信機器は隣接しない通信機器と自端末との同層間で通信が確立できるかの確認により、隣接しない通信機器との通信障害の発生の有無の確認を行うこともある。

第１から第３の実施形態では第１層から順に通信障害の有無の確認を行ったが、下層に相当する機能について既に通信が可能であることがわかっている場合などは、途中の層から行ってもよい。例えば、データの遅延等で障害を検出したときは、第１層に相当する物理的な通信は確保できているとして第２層や第３層から開始してもよい。下層を省略することにより、障害確認の効率が向上する。

本発明の第４の実施形態について図１７を参照して詳細に説明する。図１７は本実施形態の通信機器の構成の概要を示したものである。

本実施形態の通信機器は、通信手段５１と、検出手段５２と、判断手段５３と、記憶手段５４とを有する。通信手段５１は通信回線を介して隣接する通信機器との通信を行う。検出手段５２は通信手段５１を用いて隣接する通信機器との間の通信障害を検出する。判断手段５３は検出手段５２により検出された障害がいずれの層で発生したかを判断する。記憶手段５４は判断手段５３により判断された障害の発生した層を相手の通信機器の情報と関連づけた障害情報を記憶している。また、判断手段５３は他の通信機器との通信可否を障害情報を基に判断する手段を有する。

本実施形態の通信機器を用いると、障害発生時に隣接する通信機器間の相互の通信により、障害の発生箇所と発生している階層の特定が可能となる。また、隣接する通信機器間の情報を他の通信機器から得ることも可能である。隣接している通信機器間での障害検出を基にしているため、大掛かりなシステム等は必要なく、効率的に通信ネットワーク上の通信機器の障害に関する情報を得ることができる。

本発明は、企業や工場、家庭などやそれらの各拠点を結んだ通信ネットワークシステムに利用することができる。

１１第１の通信機器
１２第２の通信機器
１３第３の通信機器
１４第４の通信機器
１５第５の通信機器
１６第６の通信機器
２１通信回線
２２通信回線
２３通信回線
２４通信回線
２５通信回線
２６通信回線
２７通信回線
３１制御部
３２記憶部
３３通信制御部
３４送受信部
４１制御部
４２記憶部
４３通信制御部
４４送受信部
４５制御部
４６記憶部
４７通信制御部
４８送受信部
５０通信機器
５１通信手段
５２検出手段
５３判断手段
５４記憶手段
１０１−１１３通信障害確認の各ステップ
１２１−１２９ネットワーク情報収集の各ステップ

Claims

ネットワークに接続された複数の通信機器と、自装置と隣接する前記通信機器を介して通信を行う通信手段と、前記通信手段を用いて自装置と隣接する前記通信機器との間の通信障害を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された障害が所定の通信階層のいずれの層で発生したかを判断する判断手段と、前記判断手段により判断された障害の発生した層と、自装置と隣接する前記通信機器の情報と関連づけて障害情報として記憶する記憶手段と、複数の前記通信機器がそれぞれ隣接する前記通信機器との間でそれぞれ生成した前記障害情報を取得する障害情報取得手段と、を備え、
前記判断手段は、自装置が生成した前記障害情報と、他の前記通信機器が生成した前記障害情報とを基に、ネットワーク上で障害が発生した箇所と発生した階層を判断する手段を有することを特徴とする通信機器。
前記通信機器が前記障害情報を隣接しない通信機器からの要求に基づいて送信する手段を有することを特徴とする請求項１に記載の通信機器。
前記通信機器が隣接しない通信機器へ前記隣接しない通信機器が記憶している障害情報の送信を要求する手段を有することを特徴とする請求項１または２いずれかに記載の通信
機器。
隣接する通信機器との間に複数の通信回線を有することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の通信機器。
前記検出手段が、下層側から上層側への順に障害の有無を調べる検出手段であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載の通信機器。
請求項１から５いずれかに記載の通信機器が複数台接続されていることを特徴とする通信ネットワークシステム。
ネットワークに接続された複数の通信機器のうち自装置と隣接する隣接する前記通信機器と通信し、自装置と隣接する前記通信機器との間の通信障害を検出し、検出した前記通信障害が所定の通信階層のいずれの層に属するかを判断し、前記判断より得られた障害の発生した層と、自装置と隣接する前記通信機器の情報と関連づけて障害情報として記憶し、複数の前記通信機器がそれぞれ隣接する前記通信機器との間でそれぞれ生成した前記障害情報を取得し、自装置が生成した前記障害情報と、他の前記通信機器が生成した前記障害情報とを基に、ネットワーク上で障害が発生した箇所と発生した階層を判断することを特徴とする通信障害の検出方法。
前記隣接する通信機器との間の通信障害の検出を、下層側から上層側への順に行うことを特徴とする請求項７記載の通信障害の検出方法。
隣接しない通信機器からの要求に応じて、前記障害情報を前記隣接しない通信機器へ送信することを特徴とする請求項７または８いずれかに記載の通信障害の検出方法。