JP6194456B2 - ネットワークデバイス構成を自動的に展開するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、データネットワークのネットワークデバイスを所望のデバイス構成に従って自動的に構成するための方法に関し、データネットワークが少なくとも2つの構成可能なネットワークデバイスを備え、構成パラメータがデータネットワークを介して構成可能なネットワークデバイスに展開可能であり、構成可能なネットワークデバイスが、各初期構成状態から各所望の構成状態に展開によって構成可能である。

データネットワークまたは通信ネットワークはそれらに接続されたデバイスを備え、デバイスにはルータのようなネットワークインフラデバイスと、オートメーションコントローラのような接続されたデバイスの両方が含まれる。今日のデータネットワーク構成ツールは、ネットワークデバイスを構成するための、すなわち、デバイスの構成パラメータを規定し、構成パラメータをデバイスに展開するための、非常に洗練された機能を提供するということが知られている。通常、2種類の構成ツールがある。第1の種類は、個々の、特定のネットワークデバイスのみを(たとえば、ウェブインターフェースを介して)構成し、もう1つの種類はいくつかのデバイスを構成する。第1の種類は、本発明がいくつかのデバイスの構成を対象とするため、これ以上考慮しない。

しかしながら、特に大型のオートメーションシステム中のネットワークは、種類と構成プロトコルとにおいて異なる多くのネットワークデバイスから成り得る、ということが第1の重大な点である。第2の重大な態様は、構成パラメータのいくつかが、ネットワーク中のデバイス間の通信、したがって、論理ネットワークトポロジ(つまり、デバイス間の接続性)に影響を与えるということである。このような依存性は、今日のツールを見渡しても十分に考慮されていない。

特に、ネットワークデバイス構成ツールの状況は以下の追加的な制約をもたらす。
・構成の展開は、通常、デバイスごとに、人間によって調整されて行われる。
・ネットワークツールが並列のいくつかの構成の展開をサポートする場合、展開は、通常、展開の非依存性を仮定して、各デバイスについて個別に行われる。すなわち、1つのデバイスを構成することが、同時に構成されている他のデバイスと干渉せず、その逆もまた同様である、ということが仮定されている。
・1つのデバイスの構成を展開するには、一連の下位の展開ステップを、最終構成が達成されるまで必要とすることが多い。
・ネットワークのトポロジは、構成がデバイスに展開され得る順番を制限する。ネットワークの実際のトポロジは、ネットワーク機器が異なる時点で到着する場合、変化することさえあり得るが、デバイスは、ネットワーク全体がネットワークの所望の目標構成に必要とされるように、完全に、物理的に接続される前に、構成されるべきである。
・多くのネットワークツールは、通常、それらが到達可能であるネットワークのトポロジを検出し、構成プロセスを使うネットワークノードからネットワークデバイスのすべてがアクセス可能とは限らない/見えるとは限らない時には、ネットワーク全体を考慮に入れるとは限らない。特に、オートメーションシステムが設計される時には、この知識は、ハードウェアが到着する前でさえも、システム記述として利用可能である。
・さらに、1つのデバイスにおける下位の展開ステップは、他のデバイスの下位ステップに対する依存性を有し得る。

中規模のデータネットワークでは、構成の展開は、人間が概観するにはすでに困難であり、間違った構成に繋がることが多く、構成ステップ間の依存性が十分に考慮されていない場合、必要以上に遅い。したがって、ネットワークを構成することは、人間のネットワークエンジニアにとって時間のかかる取り組みである。

この最先端技術に基づいて、展開中にネットワークデバイス間の依存性も考慮している、所望のデバイス構成またはネットワーク構成に従って、データネットワークのネットワークデバイスを自動的に構成するための方法またはシステムを提供することが本発明の目的である。

この問題は前述のような方法によって解決される。これは、構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つが第1の種類のネットワークデバイスからのものであり、その構成には、初期構成状態と所望の構成状態との間の少なくとも1つの中間構成状態から成る予め定義されたシリーズを必要とすることと、構成可能なネットワークデバイスの各々の実際の状態を決定するステップ、それらを構成可能なネットワークデバイスの各所望の状態と比較するステップ、異なる場合、少なくとも1つの、各後続の中間構成状態または各後続の所望の構成状態を、構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つについて決定するステップであって、構成可能なネットワークデバイスの実際の状態が考慮されている、決定するステップ、各後続の構成状態のための各構成パラメータを各構成可能なネットワークデバイスに展開するステップ、およびすべての構成可能なネットワークデバイスが所望の通り構成されるまで繰り返すステップを実行または開始している、中央展開ソフトウェアツールがその上で動作する中央展開ネットワークデバイスが想定されることとにおいて特徴付けられる。

本発明の基本的な考えは、少なくとも1つのデバイスの構成処理を、初期構成状態と所望構成状態との間で一連のより高いレベルの中間構成状態に分けることにある。各構成状態間の遷移は、少なくとも1つの他のネットワークデバイスの構成状況に依存し得る。

展開は、構成される目標データネットワークに接続された中央展開ネットワークデバイス上で動いている中央展開ソフトウェアツールによって調整される。展開は、所望のネットワーク構成についての所与の仕様、または、たとえば、ネットワーク設計ツールのいくつかによって作成された、所望のネットワークデバイス構成の記述に基づいて実行される。ネットワーク構成は、ネットワークデバイスの構成によってもたらされる。

中央展開ソフトウェアツールは、たとえば、「システム構成ツール」から、所望のネットワークのシステム記述、または所望のネットワークデバイス構成を受信する。たとえば、構成ファイル、プロセス間通信などを用いる。中央展開ソフトウェアツールは構成可能ネットワークデバイスへの構成パラメータの展開を調整する。したがって、それは、どの構成可能なネットワークデバイスが次に構成されるか、また達成するそれの次の構成状態は何か、を決定する。それは、通常、ネットワークのシステム記述の中で予定されたネットワークデバイスとネットワーク上の実際のネットワークデバイスインスタンスとの間に1対1の関係を確立するために、ネットワーク上のデバイスを特定することにおいてさらに助けとなる。

ネットワークデバイス特定は、MACアドレスと、LLDP/SNMPと、ICMPと、たとえば、システム記述からのネットワークトポロジについての知識とに基づくことができる。ネットワーク上で到達可能なデバイスが、システム記述の中で予定された構成可能なネットワークデバイスと一義的な対応を有する場合、中央展開ソフトウェアツールは、自動的に割当てを提案することがある。中央展開ソフトウェアツールは、また、システム記述を記したものと、システム記述中のデバイスへの実際のネットワークデバイスの割当てと、ネットワークデバイスへの構成の展開の進捗とを維持し、記憶する。任意に、中央展開ソフトウェアツールは、展開の進捗についてシステム構成ツールに通知する。

少なくとも1つの特別な種類のネットワークデバイスが定義され、それは、各ネットワークデバイスの後続の構成状態から成るシリーズ間の遷移から成るシリーズとして理解される、予め定義された構成ステップから成るシリーズによって特徴付けられる。この情報も、所望の構成の変更を各ネットワークデバイスに展開するために必要なデバイス固有の通信として、またネットワークデバイスの新しい構成状態を決定するために必要なデバイス固有の通信として、中央展開ソフトウェアツールに提供される。

各ネットワークデバイスの異なる構成状態間の遷移の、他のネットワークデバイスへの依存性は、ネットワーク構成中に起こり得る、特にネットワークデバイス間の論理的な接続性の変更が、必ず一貫した順番で実行されるようにする。

中央展開ソフトウェアツールに提供される、データネットワークまたは通信ネットワークのシステム記述は、以下の情報を備え得る。
・構成されるネットワークデバイス(D)と、
・ネットワークデバイス間の物理リンクを確立する配線と、
を備える、
・所望の構成が展開されるハードウェア(または、すべてのハードウェアが到着しているとは限らない場合は、現在利用可能なサブセット)
・それぞれが、
・あるデバイスの種類(たとえば、ネットワークスイッチ、ルーティングファイヤーウォール、サーバPC、オートメーションコントローラ)であり、
・その所望の目標構成の記述と関連し、
・多くのネットワークインターフェース(NI)(たとえば、スイッチポート、PCネットワークインターフェースカード)を提供する、
ネットワークデバイス(D、または「D<ユニットu>、<デバイス番号n>」)
・特に、ネットワークインターフェース(NI)間の接続によって表され、各接続が、その目標構成についての追加情報(たとえば、接続を物理的に表すケーブルの媒体の種類)を潜在的に搬送する、これらのネットワークデバイス間のリンク

本発明による方法は状態ベースの展開方法である。各設計されたネットワークデバイスについて、構成状態の構造化された(好ましくは線形の)配置がある。構成状態と、各ネットワークデバイス上のこれらの構成状態間の遷移とのセットは、グラフまたは状態機械によって表すことができる。

少なくとも構成状態のいくつかは共通のセマンティックスを有する。各予定されたネットワークデバイスについては、その構成状態が個々に追跡される。構成可能なネットワークデバイスの中間構成状態を含む例示的な後続の構成状態は、
・「まだ特定されていないデバイス」、
・「到達可能で特定されたが、構成されていないデバイス」、
・「部分的に構成されたデバイス」、
この状態は、デバイス固有の中間構成状態を有することができ、また有するべきである構成状態の良い例である。中間構成状態は、デバイスの機能/サービスの特定のサブセットが提供されている/有効にされているということを表す。
・「確保されたデバイス」、
・「ネットワークトラフィックを遷移する準備ができたデバイス」(たとえば、特定のプロトコルのための下位の構成状態も有することができる)、
・「完全に構成されたデバイス」、
・「エラー状態」、
であり得る。

共通のセマンティックスを有する構成状態は、人間に表示可能であるという目的を有する。すなわち、ツールのユーザインターフェースを介して展開の進捗を確認している人間は、展開の進捗をすばやく見抜くことができる。その人間は、これらの数少ない、共通の、上述した、より上位の構成状態のみの意味を知っている必要がある。

ネットワークデバイスの後続の構成状態間の状態変化は遷移に基づく。構成状態の各変化は、構成動作のシーケンス、または各ネットワークデバイスへの各構成パラメータの展開のシーケンスに関連する。展開される構成パラメータのシーケンスはデバイスの種類に依存する。各展開デバイスドライバは、ネットワークデバイスの後続の構成状態を達成するために、各構成パラメータを各ネットワークデバイスに展開する。そのような展開デバイスドライバは、好適には、中央展開ソフトウェアツールに統合されてよい。

各展開スケジュールを定義する例示的な可能性は以下のように見え得る。まず第一に、規則と事実とのセットが、システム構成ツールから受信するシステム記述と、関与するネットワークデバイスの展開デバイスドライバから提供される構成状態および遷移の記述とに基づいて生成される。その後、現在のネットワーク構成から所望のネットワーク構成または所望のネットワークデバイス構成に導く、動作について(部分的に)順序付けられたリストが計算され、このスケジュールは規則と事実とに従う。

次いで、予定された動作およびそれによるデバイス構成が、上記の通り目標ネットワークデバイスに展開される。このようにして、展開スケジュールは、規則体系によって導かれた有効なスケジュールを検索することによって推測することができる。解決策は、たとえば、代替的に以下によって計算することができる。
・依存性図での検索
・状態機械としての適切な形成
・部分的な順序付けの予定作成
・ペトリネット
または
・たとえば、状況微積分またはその拡張などの適用可能な微積分に従う、論理プログラムを動かすことによる論理的推論。推論言語の例は、Golog、ConGolog、およびIndiGologであり、それらはPrologプログラムとして実装されることが多い。次いで、遷移は(外因的)動作によって表される。デバイスの構成特性は特定の値を仮定する流暢性によって表すことができる。最後に、状態は状態の中に保持することになる流暢性値の組合せを含むことができる。構成状態および構成下位状態は、たとえば、状況微積分が状況と呼ぶものによって示される。デバイスドライバは状態と遷移との記述を各言語/規則体系で提供する必要がある。反対に、デバイスドライバは、(外因的)動作が引き起こされた時はいつでも呼び出される。

解決方法または論理プログラム言語方言の選択は、展開モデルの複雑さおよびそれに対する要件に依存する。

さらに、デバイスの(構成状態、遷移、オファリングなどに関する)そのような表示は、デバイスが(まだ)利用可能でない場合でさえ、デバイスの存在をシミュレーションすることを可能にする。このようにして、シミュレーションされたデバイスが、構築されている実際のネットワーク中で必要とされるオファリングを提供しない限り、展開の一部を動かすことができる。

構成動作のシーケンスの完了が成功した後、各ネットワークデバイスの次の後続の構成状態への遷移の達成が成功する。失敗すると、実現される状態モデリングと、デバイスドライバが新しい状態として返すものとにより、各ネットワークデバイスの以前の状態または特定のエラー状態のいずれかの結果となり得る。失敗は、ユーザインターフェースを用いてユーザに報告される。本発明による、成功したネットワークデバイス構成の最後で、ネットワーク全体が完全に構成される。すなわち、すべての構成可能なネットワークデバイスが、最終的に、「完全に構成されたデバイス」などの所望の構成状態到達している。

したがって、展開中のネットワークデバイス間の依存性も考慮している、データネットワークのネットワークデバイスを所望のデバイス構成またはネットワーク構成に従って自動的に構成するための方法が提供される。

本発明の変形では、各後続の中間構成状態のための各構成パラメータのうちの少なくとも1つが、構成可能なネットワークデバイスに展開される。これは、その構成には初期構成状態と所望の構成状態との間の少なくとも1つの中間構成状態から成る予め定義されたシリーズを必要とする、少なくとも1つのネットワークデバイスについて想定されなければならない。

本発明のさらなる実施形態によれば、構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つは別の種類のネットワークデバイスからのものであり、その構成には、初期構成状態と所望の構成状態との間の少なくとも1つの中間構成状態から成る別の予め定義されたシリーズを必要とする。したがって、それらの各構成プロセス中に1つまたは複数の各中間構成状態を必要とする、2つ以上の種類の構成可能なネットワークデバイスが想定される。理論上は、各デバイスは異なる種類であってよい。

本発明のさらなる実施形態によれば、予め定義された中間構成状態は、適切な場合、2つ以上の予め定義された中間構成状態から成るシリーズから一時的に消去される。実際のネットワーク構成を考慮した構成プロセス中、たとえば、構成可能なネットワークデバイスの2つ以上の連続する後続の構成状態から成る列が、進行中の構成プロセスに干渉しないことが明確な場合、列の各最後の構成状態のためのパラメータを直接展開すること、または干渉の可能性をこれ以上考慮せずに、この列をステップごと順番に展開することのいずれかが適切である。したがって、展開処理は有利に加速される。

本発明のさらなる実施形態によれば、異なる構成可能なネットワークデバイスの各後続の中間構成状態のための各構成パラメータは、適切な場合には、同時に展開される。同期して展開するための基準は、各ネットワークデバイス間の干渉が関連する構成パラメータの展開中に発生しないことである。これにより、展開処理は有利に加速される。

有利には、各展開デバイスドライバが、構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つについて、各構成パラメータをそれにデータネットワークを介して展開するために想定される。

展開デバイスドライバは、ある特定の種類のネットワークデバイス(たとえば、一部のスイッチ、ルーティングファイヤーウォール、またはオートメーションコントローラ)について、所望の構成またはある中間構成状態を達成することができる。それは、ネットワークデバイスの構成を1つの構成状態から後続の構成状態に変更することによって、遷移を実現することができる。したがって、それは、通常、
・所望の後続の構成状態を受信すること、
・受信した構成に基づいてネットワークデバイスを特定すること、
・所望の構成パラメータをシステム記述から解釈すること、
・特定のデバイスおよび所望の後続の状態について、変更する構成パラメータを抽出すること、すなわち、何を構成する必要があるかを決定すること、
・各構成パラメータを目標デバイスに、ネットワーク通信、(たとえば、SNMP(シンプルネットワークタイムプロトコル)、Netconf、WMI(ウィンドウズ（登録商標）マネジメントコンフィグレーション)、ウェブサービス、DHCP(ダイナミックホストコンフィグレーションプロトコル)オプション、テルネットまたはSSH(セキュアシェル)などのプロトコルを介したコマンドラインインターフェースなど)を用いて展開すること。この展開は、通常、プロトコル固有の(下位の)通信ステップから成るシーケンスを伴う。このシーケンスおよび送信されるパラメータの正確な選択は、展開デバイスドライバによって包含されている。下位の展開ステップから成るこのシーケンスを実行すると、目標デバイスについて所望の状態変化となる。
・現在のデバイス構成を目標デバイスからネットワーク通信を用いて読み込むこと、
・現在のネットワークデバイス構成が所望のものに対応することを確認すること、
・デバイスの実際のネットワークデバイス構成状態をその現在の構成から決定すること、
・中央展開ソフトウェアツールに、最新の構成ステップの成功/失敗と、各ネットワークデバイスの展開状態と、ネットワークデバイスの現在の詳細な構成とを通知すること、
を行うことができる。

展開デバイスドライバは、通常、状態と、遷移と、前提条件および/または事後条件とについての記述を提供し、その記述は、中央展開ソフトウェアツールによって解釈することができる。展開デバイスドライバは、表されるデバイスから開始して、ネットワークデバイスの検出において助けとなることができる。たとえば、ネットワークスイッチの展開デバイスドライバは、隣接するネットワークデバイスから成るリストを、スイッチのポートについてのLLDP(リンクレイヤ検出プロトコル)の結果を提供することによって供給することができる。さらに、展開デバイスドライバは、好適には、新しく検出されたネットワークデバイスの特徴(たとえば、MAC(メディアアクセスコントロール)アドレス、SNMP MIB(マネジメントインフォメーションベース)記述、WMI記述、サービス/ポートスキャン)のセットを所与として、表されるデバイスの種類を認識することができる。

したがって、簡単な方法では、各ネットワークデバイスのための関連通信または展開プロトコルが確実に観察される。

本発明の好適な実施形態によれば、展開の進捗はユーザインターフェース上に表示される。ユーザインターフェースは、文字または図で展開の進捗をユーザに示すように想定されてよい。

展開の進捗は、データネットワーク全体の構成状態のことを言うことがある。たとえば、次のネットワーク構成状態が想定され得る。
・「未始動」
・「到達不可能」(中央展開ソフトウェアツールから何にも到達できない場合)
・「進行中」(完全に構成されているとは限らない、少なくとも1つのデバイスがある限り)
・「完了」(全デバイスが完全に構成されている場合)
・「エラー」(エラーの場合)

展開の進捗は、また、各比較可能な構成状態を有する1つのネットワークデバイスのことを言うこともある。ユーザインターフェースの実施形態によれば、展開の進捗は、展開の進捗についてのいくつかの表示を同時に提供する。表示の例は、ツリー表示、リスト表示および/またはデバイス図である。

ユーザインターフェースは、システム記述中のデバイスプレースホルダに実際に存在するネットワークデバイスインスタンスの識別を与えるために、ユーザが、まだ割り当てられていないネットワークデバイスをシステム記述中のデバイスに割り当てることを可能にし得る。任意で、ユーザインターフェースは、ユーザに、構成ステップのいくつかを自動的に実行することができない場合、どんな手動の介入を行う必要があるかを示す。これは、たとえば、ネットワークデバイスのいくつかがまだネットワークに接続されていない場合、またはネットワークデバイスがネットワークが到達できる範囲を超えた介入を技術的に必要とし、オペレータがいくつかの専門構成ハードウェアに接続する必要がある場合に当てはまり得る。したがって、ユーザインターフェースは、また、相反する条件および/または展開エラーを可視化するために想定され得る。以前に示した通り、本発明によれば、展開の進捗が手動でも影響を受けることが想定される。

本発明の別の実施形態によれば、各ネットワークデバイスの各後続の構成状態の構成は、下位の構成状態から成るネットワークデバイス内部の予め定義されたシリーズを、各後続の構成状態が達成されるまで必要とする。下位の構成状態は必ずしも共通のセマンティックスを有していない。これは、展開プロセス中の依存性を解決すること、または行き詰まりを回避することに役立つ(たとえば、デバイスXの部分的な構成は、接続されたスイッチYが、まだ「どのVLANも構成されていない」を有する部分的な構成を有することを必要とする)。モデリングの観点から、下位の構成状態から成るシリーズは、また、適切な場合、並列にモデル化することができる。

本発明のさらなる実施形態によれば、中央展開ツールがその上で動いている中央展開ネットワークデバイスは、少なくとも2つの構成可能なネットワークデバイスのうちの1つである。したがって、中央展開ネットワークデバイスのための特別なハードウェアが有利に回避される。また、中央展開ソフトウェアツールをいくつかのネットワークデバイス上で分配することは任意である。

本発明のさらなる実施形態によれば、所望のネットワーク構成またはシステム記述は、システム構成ツールを使用して定義される。そのようなツールは、ネットワークまたはネットワーク化されたオートメーションシステムのシステム記述を維持し、そのシステムは、ネットワークデバイスと、それらの種類と所望の構成と、ネットワークデバイス間の物理的接続性とのセットを含む。

本発明の別の実施形態によれば、下位の展開ソフトウェアツールがその上で動作する少なくとも1つの分散化した展開ネットワークデバイスが想定され、それは、中央展開ネットワークデバイスによって調整され、それ自体はネットワーク/ネットワーク化されたオートメーションシステムの、構成可能なネットワークデバイスまたは対応するユニットから成るさらなる下位のグループの構成を調整する。

下位の展開ソフトウェアツールは中央展開ソフトウェアツールの下位のインスタンスであり、下位の展開ソフトウェアツールは、中央展開ソフトウェアツールからシステム記述(またはその一部)を受信し、ネットワーク/ネットワーク化されたオートメーションシステムの対応するユニットについて、目標ネットワークデバイス構成を達成する責任を負う。それは、対応するネットワークユニットが、中央展開ソフトウェアツールが存在するネットワーク部分に直接接続されていない場合にのみ、必要となる。

中央展開ソフトウェアツールと下位の展開ソフトウェアツールとの間の通信は、潜在的に安全でないネットワーク、たとえば、インターネットを通して安全にトンネルされ得る。単ユニットネットワーク/オートメーションシステムでは、下位の展開ソフトウェアツールに対する必要性はない。

たとえば、各ネットワークデバイス間にインターネット接続がないために、または各ネットワークデバイスが最初に下位の展開ソフトウェアツールによって1つの側で構成されなければならないために、中央展開ソフトウェアツールと下位の展開ソフトウェアツールとの間に通信チャネルがない場合、通信は、携帯用メモリを集中展開ネットワークデバイスから分散化した展開ネットワークデバイスに運ぶことによって置き換えられる。

下位の展開ソフトウェアツールは、ネスト化/階層構造であってよい。それは、別の下位の展開ソフトウェアツールを使用して、ネットワーク/ネットワーク化されたオートメーションシステムの下位ユニットを構成することができる。下位の展開ソフトウェアツールは、
・自律的(=独立)で、この場合、展開に関して、集中展開ソフトウェアツールとまったく同じことを行うことができる、または
・スレーブであり、したがって、それが厳密に責任を負うシステムの部分についての展開スケジュールを中央展開ソフトウェアツールによって伝えられる、
のいずれかである。

下位の展開ソフトウェアツールは、中央展開ソフトウェアツール(または上位の、下位の展開ソフトウェアツール、それぞれ)に、割り当てられたネットワークデバイスにおける構成状態について通知する。割り当てられたネットワークデバイスの外のデバイスの構成状態への依存性がある場合、下位の展開ソフトウェアツールは、中央展開ソフトウェアツール(または上位の、下位の展開ソフトウェアツール、それぞれ)からの、システムの残りのものについての構成状態を追加的に要求する。

下位の展開ソフトウェアツールは、また、特別な展開ステップとして、構成可能なネットワークデバイスのうちの1つにインストールされ得る。この展開ツールの「複製」は、ネットワークインフラデバイスの構成が(たとえば、VLAN、セキュリティ手段のために)ネットワークの少なくとも一部が隔離されているネットワークトポロジに必ず繋がる場合、任意であり得る。次いで、展開された下位の展開ソフトウェアツールは、ネットワークの隔離された部分の構成を終了させることができる。

本発明の課題は、また、データネットワークのネットワークデバイスを所望のデバイス構成に従って自動的に構成するためのシステムによって解決され、そこでは、
・データネットワークが少なくとも2つの構成可能なネットワークデバイスを備え、
・構成パラメータが、データネットワークを介して、構成可能なネットワークデバイスに展開可能であり、
・構成可能なネットワークデバイスが各初期構成状態から各所望の構成状態に構成可能である。
システムは、構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つが第1の種類のネットワークデバイスからのものであると特徴付けられ、その構成には、初期構成状態と所望の構成状態との間の少なくとも1つの中間構成状態から成る予め定義されたシリーズを必要とし、また、中央展開ソフトウェアツールがその上で動作する中央展開ネットワークデバイスが想定されると特徴付けられ、それは、本発明による方法を開始または実行するように適応されている。

そのようなシステムの機能および利点は、上記で説明した関連する方法の機能と利点とに対応する。

本発明のさらに有利な実施形態は従属請求項で述べる。

例示的な実施形態を用い、添付の図面を参照して、以下に本発明をさらに説明する。

ネットワークデバイスの後続の構成状態から成る例示的なシリーズを示す図である。 例示的な展開スキームを示す図である。 展開の機能図である。 例示的かつ概念的なシステムアーキテクチャを示す図である。 例示的なデバイス接続性図である。

図1は、図示されていないデータネットワークの、例示的なネットワークデバイスの後続の構成状態から成る例示的なシリーズ10を示している。最初の段階12では、構成可能なネットワークデバイスはまだ特定されていない。たとえば、展開デバイスドライバを使用することによって特定した後、構成可能なネットワークデバイスは、後に初期構成14を特定する中央展開ソフトウェアツールによって到達可能である。展開プロセス中、構成される他のネットワークデバイスとの干渉が実際にないため、中央展開ソフトウェアツールは、後続の中間構成状態16のための構成パラメータを展開することを決定する。

各構成パラメータを適用した後、下位の構成状態20、22から成るデバイス内部の予め定義されたシリーズが、図の右側に点付きの丸で示すように、後続の構成状態16が達成される前に適用される。下位の構成状態のシリーズは、この例では、ステップ2.1からステップ2.4を備える。これらの下位の構成状態の例は、たとえば、
2.1:「まだ構成されていないIPアドレス」
2.2:「構成されたIPアドレス」
2.3a:「まだ構成されていないシステムログ目標」
2.3b:「まだ構成されていないSNMPトラップ」
2.4a:「構成されたシステムログ目標」
2.4b:「まだ構成されていないSNMPトラップ」
であり得る。

構成状態は、必要であれば、共通のセマンティックスを有していない下位の構成状態2.3と2.4とを有することができる。これにより、展開プロセス中の依存性を解決すること、または行き詰まりを回避することに役立つ(たとえば、デバイスXの部分的な構成は、接続されたスイッチYがまだ「どのVLANも構成されていない」を有する部分的な構成を有することを必要とする)。モデリングの観点から、下位の構成状態は、また、望ましければ、並列の下位の構成状態としてモデル化することができる。並列の下位の構成状態は、順番がシステム展開スケジュールの正確さまたは時間的効率を確保しない限り、特定の順番を課さない。

ネットワークデバイスの構成状態および中間構成状態は、ネットワークデバイスが提供する接続性の記述と、ネットワークデバイスのオファリング/特徴とによって特徴付けられる。

基本的な接続性は物理的な接続性(つまり、ポート間またはワイヤレス接続間の配線)によって与えられる。接続性は、互いに依存する、いくつかの論理層(つまり、プロトコル層)にさらに基づくことができる。ISO/OSIモデルはこれについての良い参照モデルであるが、唯一のものではない。たとえば、スイッチ(層1)の2つのポート間に物理的な接続があることがあるが、VLANにより、2つのポート間には直接の接続はない。

オファリング/特徴は、グローバルに(到達可能なネットワークデバイスのすべてに提供される)またはネットワークデバイスのサブセットに提供される、いずれかのサービスである。たとえば、一旦ノードが(たとえば、ノードが「完全に構成されている」)構成状態になると、DHCPサーバを有するノードはサービス「DHCP」を提供し、または一旦ノードが(たとえば、ノードが「完全に構成されている」)構成状態になると、SNTPタイムサーバはサービス「SNTP」を提供する。このようにして、デバイスのオファリングは、対応する状態への遷移の成功についての判定/事後条件とみなすことができる。

ネットワークデバイスのオファリングからの一般化として、ネットワークデバイスは、展開デバイスドライバによって中央展開ネットワークデバイスに対してアクセス可能にされ、責任を負う展開デバイスドライバによって隠されていない、他の時間で変化する構成特性を有することができる。これは、他のデバイスの遷移を保護するために必要な場合、ネットワークデバイスの構成可能なパラメータのすべてであってよい。たとえば、
・スイッチ上で有効なDHCPオプション
・サーバノード上の動いているシステムログサーバ
・(たとえば、VLAN接続性を表している)スイッチポート間の接続性マトリックス

構成状態の記述とオファリングとは、システム記述に基づいて例示した通り、展開デバイスドライバによって提供される。たとえば、サーバノードは、そのDHCPサーバを動かすように記述される。サーバノードのためのデバイスドライバはこれを認識し、一旦デバイスドライバがサーバノードをDHCP機能を開始するように構成すると、DHCPが動くことになる状態のすべてにサービス/オファリング「DHCP」を追加する。その結果、オファリングは遍在的に利用可能である。

ネットワークデバイスの後続の構成状態への遷移は、前提条件/条件に依存することができる。前提条件は、他のデバイスの構成状態、または構成展開の進捗を表す非ローカルな構成状態であり得る。新しい状態への遷移は、すべての前提条件が満たされない限り、行うことができない。

前提条件は、接続性と、満たされる必要のあるまたは特定の値を有するデバイスのオファリングおよび構成特性とに基づく。前提条件は、たとえば、論理演算子、数式などによって組み合わせることができる。このようにして、前提条件は、ネットワーク構成の必要な構成の部分的な記述を表す。

図2は、略図30に例示的な展開スキームを示している。例示的な中央展開ネットワークデバイス32は、ネットワーク接続によって、第1の構成可能なネットワークデバイス34と、第2の構成可能なネットワークデバイス36と、第3の構成可能なネットワークデバイス38と、第4の構成可能なネットワークデバイス40とに接続されている。ネットワークデバイスはすべて、「到達可能であるが構成されていないデバイス」などの初期構成状態-「1」で印を付けられている-と、「完全に構成されたデバイス」などの所望の構成状態-「3」で印を付けられている-とを備える。中央展開ネットワークデバイス32および第2の構成可能なネットワークデバイス36が間に中間構成状態を備えない一方、第1の構成可能なネットワークデバイス34および第3の構成可能なネットワークデバイス38は、「部分的に構成されたデバイス」などの1つの中間構成ステップ-「2」で印を付けられている-によって特徴付けられる。

主要または重要な機能を有する構成可能なネットワークデバイスは、第4のデバイス40について「w=2」で示される通り、より上位の、非デフォルトの重みを有することができる。展開プロセスがいくつかの構成動作(つまり、遷移)を継続できる時はいつでも、優先的なデバイス上のものが好まれるべきである/好まれなければならない。数字の重みの代わりに、「好適なデバイス」または「プロセスに不可欠なデバイス」などの確保されたセマンティックスを有するラベルも可能である。

図3は、展開50の機能図を示している。それは、ネットワークデバイスを自動的に構成するための方法の、7つの主要ステップ51、52、53、54、55、56、および57備える。

第1のステップ51では、中央展開ソフトウェアツールがシステム記述(つまり、確立される所望のネットワーク構成)を読み込む。これは、たとえば、記述ファイルから、またはシステムを提供するシステム構成ツールとの通信によって行われ得る。下位の展開ソフトウェアツールの場合には、それは、システム記述を中央展開ソフトウェアツールとの通信によって受信する。

第2のステップ52では、中央展開ソフトウェアツールは、現在の(=実際の)ネットワークのモデルを、対応するデバイスドライバを介したネットワーク通信とネットワークデバイスの検出とによって更新する。デバイスの検出は、ネットワークが、まだ特定されていないデバイスと、すでに検出されたネットワークデバイスの境界上のデバイスとについてスキャンされることを意味する。検出されたデバイスから、それらの身元がシステム記述の中のデバイスと一致し得ると仮定する。下位の展開ソフトウェアツールの場合には、それは、そのネットワークデバイスの到達可能な部分、または構成可能なネットワークデバイスのさらなる下位グループについて、現在のネットワーク構成を決定する。

第3のステップ53では、中央展開ソフトウェアツールは、-存在する場合-下位の展開ソフトウェアツールに現在のネットワーク構成を要求し、完全な分散化したネットワークのネットワーク構成を決定する。結果として、下位の展開ソフトウェアツールは、管理されるネットワークデバイスの関連構成を中央展開ソフトウェアツールに送信する。

ネスト化された/階層的なユニット配置における展開スケジュールを自律的に決定する下位の展開ソフトウェアツールがある場合、それらは、すべての他のネットワークデバイスの現在のネットワーク構成も与えられる。

第4のステップ54では、中央展開ソフトウェアツールは、すべての現在特定されているネットワークデバイスの状態を、好適には展開デバイスドライバを使用することによって決定する。それは、これらの決定された実際の構成状態を各所望の構成状態と比較する。すべての構成可能なネットワークデバイスが所望通りに完全に構成された場合、展開は完了する。そうでない場合、展開は次のステップを継続する。

第5のステップ55では、中央展開ソフトウェアツールは、構成可能なネットワークデバイスの決定された構成状態を所与として、また各特性を考慮に入れて、取り得る遷移のセットを選択する。異なる構成可能なネットワークデバイス上のできる限り多くの遷移が、この遷移のセット内で前提条件の違反に繋がらない限り、現在の構成状態から引き起こされる。

第6のステップ56では、中央展開ソフトウェアツールは、各下位の展開ソフトウェアツールによって調整される構成可能ネットワークデバイスから成る、さらなる下位グループに適用される動作のサブセットを分配する。結果として、各下位の展開ソフトウェアツールは、中央展開ソフトウェアツールから予定された動作/展開スケジュールを受信する。

第7のステップ57では、各ネットワークデバイスドライバは、異なるネットワークデバイス上で各構成状態間の遷移を実現するタスクを引き継ぐ。それらは、構成の変更を、各後続の構成状態に繋がる必要な動作シーケンスを目標ネットワークデバイスとのプロトコル固有の通信に変換することによって、ネットワークデバイスに展開する。

自律性の下位の展開ソフトウェアツールの場合、ステップ1は「通常の」下位の展開ソフトウェアツールのステップ1に対応し、ステップ2、ステップ4、ステップ5、ステップ6、ステップ7は中央展開ソフトウェアツールのステップに対応する。ステップ3では、自律性の下位の展開ソフトウェアツールは、管理されるユニットの構成、または構成可能なネットワークデバイスから成るさらなる下位グループの構成を中央展開ソフトウェアツールまたは監督する下位の展開ソフトウェアツールに送信する。

さらに下位の展開ソフトウェアツールが存在する場合、下位の展開ソフトウェアツールは、現在のネットワーク構成をそれらの下位の展開ソフトウェアツールと同期して、完全な分散化したネットワークのネットワーク構成を決定する。

図4は、略図70に例示的かつ概念的なシステムアーキテクチャを示している。中央展開ソフトウェアツール72は、システム構成ツール74とユーザインターネット76に接続されている。システム構成ツール74は、ネットワークまたはネットワーク化されたオートメーションシステムのシステム記述を維持し、これを所望のネットワーク構成と共に中央展開ソフトウェアツール72に提供する。ユーザインターフェース76は、展開プロセスをユーザに示し、たとえば、展開エラーの場合に、手動で展開システムとインタラクションすることを可能にするように想定されている。中央展開ソフトウェアツール72は、構成可能なネットワークデバイスに展開される各構成パラメータを決定する。展開デバイスドライバ78、80は、それらの構成パラメータをそこに展開し、各ネットワークデバイスと通信するように想定されている。ネットワークインターフェース82は、構成される目標ネットワークに接続され、多くの目標デバイスとネットワーク通信を達成することができる。それは、たとえば、中央展開ソフトウェアツール72が動いている、ホストデバイスまたは中央展開ネットワークデバイスのイーサネット（登録商標）インターフェースによって実現され得る。

参照番号96を有する点付きのボックスは、下位の展開ソフトウェアツールのためのシステムアーキテクチャの任意部分を示している。これは、原則、以前に説明したシステムアーキテクチャの(中央)部分と同様であり、そのため、それは、分散化した展開ソフトウェアツール86と、各デバイスドライバ90、92と、ネットワークインターフェース94と、ユーザインターフェース88とを備える。それらの下位の展開ソフトウェアツールのうちのいくつかを、構成可能なネットワークデバイスから成るいくつかの下位グループについて想定することが可能である。システム構成ツール74は、また、構成可能なネットワークデバイスから成る下位の下位グループについてシステム記述を維持する。

図5は、例示的なデバイス接続性図100を示している。中央展開ネットワークデバイス102は、D1,1、D1,2、D1,3、D1,4で参照される、いくつかの構成可能なネットワークデバイス104と接続されている。分散化した展開ネットワークデバイス106は、D2,1、D2,2、D2,3、D2,4で参照される、いくつかの構成可能なネットワークデバイス108と接続されている。ネットワークの両方の部分の間の通信は、ネットワークデバイスD1,4とD2,4との間で、たとえば、それらの間の潜在的に信頼性のないネットワークをトンネルして実現される。

10 ネットワークデバイスの後続の構成状態の例示的シリーズ
12 まだ特定されていないデバイスという構成状態
14 初期構成状態
16 中間構成状態
18 所望の構成状態
20 下位の構成状態から成る第1のシリーズ
22 下位の構成状態から成る第2のシリーズ
30 例示的な展開スキーム
32 中央展開ネットワークデバイス
34 第1の構成可能なネットワークデバイス
36 第2の構成可能なネットワークデバイス
38 第3の構成可能なネットワークデバイス
40 第4の構成可能なネットワークデバイス
50 展開の機能図
51 例示的な第1のステップ:所望のネットワーク構成を読み込む
52 例示的な第2のステップ:実際の現在のネットワーク構成を決定する
53 例示的な第3のステップ:分散化したアプリケーションと同期する
54 例示的な第4のステップ:展開の進捗を確認する
55 例示的な第5のステップ:展開スケジュールを計算/更新する
56 例示的な第6のステップ:スケジュールを分散化したアプリケーションに委任する
57 例示的な第7のステップ:展開を実行する
70 例示的かつ概念的なシステムアーキテクチャ
72 中央展開ソフトウェアツール
74 システム構成ツール
76 中央展開ソフトウェアツールのユーザインターフェース
78 中央展開ソフトウェアツールのための第1の展開デバイスドライバ
80 中央展開ソフトウェアツールのための第2の展開デバイスドライバ
82 中央展開ソフトウェアツールのためのネットワークインターフェース
84 通信チャネル
86 分散化した展開ソフトウェアツール
88 下位の展開ソフトウェアツールのユーザインターフェース
90 下位の展開ソフトウェアツールのための第1の展開デバイスドライバ
92 下位の展開ソフトウェアツールのための第2の展開デバイスドライバ
94 下位の展開ソフトウェアツールのためのネットワークインターフェース
96 システムアーキテクチャの任意の下位部分
100 例示的なデバイス接続性図
102 中央展開ネットワークデバイス
104 構成可能なネットワークデバイス
106 分散化した展開ネットワークデバイス
108 構成可能なネットワークデバイスの下位グループ
110 通信チャネル

Claims (14)

1. データネットワークのネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)を、所望のデバイス構成に従って自動的に構成する方法であって、
   前記データネットワークが少なくとも2つの構成可能なネットワークデバイスを備え、
   構成パラメータが前記データネットワークを介して前記構成可能なネットワークデバイスに展開可能であり、
   前記構成可能なネットワークデバイスが、各初期構成状態(14)から各所望の構成状態(18)に、展開によって構成可能である、
   方法において、
   前記構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つが第1の種類のネットワークデバイスからのものであり、その構成には、前記初期構成状態(14)と前記所望の構成状態(18)との間の少なくとも1つの中間構成状態(16)から成る予め定義されたシリーズを必要とすることと、
   中央展開ネットワークデバイス(32、102)であって、中央展開ソフトウェアツール(72)が前記中央展開ネットワークデバイス上で動作し、
   前記構成可能なネットワークデバイスの各々の実際の状態を決定するステップと、
   それらを前記構成可能なネットワークデバイスの前記各所望の状態と比較するステップと、
   異なる場合、少なくとも1つの、各後続の中間構成状態(16)または各後続の所望の構成状態を、前記構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つについて決定するステップであって、前記構成可能なネットワークデバイスの前記実際の状態が考慮される、決定するステップと、
   前記各後続の構成状態(16、18)のための前記各構成パラメータを前記各構成可能なネットワークデバイスに展開するステップと、
   すべての構成可能なネットワークデバイスが所望通りに構成されるまで繰り返すステップと、
   を実行または開始している、中央展開ネットワークデバイス(32、102)であることと、
   を特徴とする方法。
2. 各後続の中間構成状態(16)のための各構成パラメータのうちの少なくとも1つが、構成可能なネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)に展開されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
3. 前記構成可能なネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)のうちの少なくとも1つが別の種類のネットワークデバイスからのものであり、その構成には、前記初期構成状態(14)と前記所望の構成状態(18)との間の少なくとも1つの中間構成状態(16)の別の予め定義されたシリーズを必要とすることを特徴とする、請求項1また2に記載の方法。
4. 予め定義された中間構成状態が、適切な場合、2つ以上の予め定義された中間構成状態(16)から成るシリーズから一時的に消去されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
5. 異なる構成可能なネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)の各後続の中間構成状態(16、18)のための各構成パラメータが、適切な場合、同時に展開されることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
6. 各展開デバイスドライバ(78、80、90、92)が、前記構成可能なネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)のうちの少なくとも1つについて、そこに前記データネットワークを介して各構成パラメータを展開するために想定されることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
7. 展開の進捗がユーザインターフェース(76、88)上で表示されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記展開の進捗が手動で影響を受けることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
9. 各ネットワークデバイスの各後続の構成状態(16、18)の前記構成状態が、下位の構成状態(20、22)から成るネットワークデバイス内部の予め定義されたシリーズを、前記後続の構成状態が達成されるまで必要とすることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
10. 中央展開ツール(72)がその上で動作する前記中央展開ネットワークデバイス(32、102)が、前記少なくとも2つの構成可能なネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)のうちの1つであることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
11. 所望のネットワーク構成のデータが、システム構成ツール(74)の使用によって定義されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記中央展開ネットワークデバイス(32、102)によって調整され、それ自体は構成可能なネットワークデバイスから成るさらなる下位グループ(108)の構成を調整する、下位の展開ソフトウェアツール(86)がその上で動作する少なくとも1つの分散化した展開ネットワークデバイス(106)が想定されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
13. 下位の展開ソフトウェアツールが、前記構成可能なネットワークデバイスのうちの1つに追加的な展開ステップとしてインストールされていることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
14. データネットワークのネットワークデバイス(34、36、38、40、104、108)を、所望のデバイス構成に従って自動的に構成するためのシステムであって、
    前記データネットワークが少なくとも2つの構成可能なネットワークデバイスを備え、
    構成パラメータが前記データネットワークを介して前記構成可能なネットワークデバイスに展開可能であり、
    前記構成可能なネットワークデバイスが、各初期構成状態(14)から各所望の構成状態(18)に構成可能である、
    システムにおいて、
    前記構成可能なネットワークデバイスのうちの少なくとも1つが第1の種類のネットワークデバイスからのものであり、その構成には、前記初期構成状態(14)と前記所望の構成状態(18)との間の少なくとも1つの中間構成状態(16)から成る予め定義されたシリーズを必要とすることと、
    請求項1から13のいずれか一項に記載の方法を開始または実行するように適応された、中央展開ソフトウェアツール(72)がその上で動作する中央展開ネットワークデバイス(32、102)が想定されることと、
    を特徴とするシステム。

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