JP6418633B2 - 網管理サーバ、疎通判定方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信網を管理する網管理サーバ、該網管理サーバによる設備間の疎通判定方法及びプログラムに関する。

通信網では、これまで予め設定された経路を利用して通信が行われていた。そのため、通信網を構成する任意の設備間における通信可否を判定する疎通判定は、該通信網の構成を定義したデータベースを参照して行うことが可能であった。
しかしながら、近年の通信網は、物理的な障害に強く、またダイナミックに経路が変更されるＩＰ（Internet Protocol）網に切り替わりつつある。ＩＰ網は、多数の設備が編み目のように接続された構成であり、各設備間の通信に用いる経路を多数設定できる。そのため、経路を定義するためのデータ量が膨大となり、人手による経路の定義、変更を行うことが不可能になってきている。また、経路を定義するためのデータ量が膨大になると、経路の疎通判定に大きな計算能力が必要となるため、短時間での疎通判定が困難になる。疎通判定は、故障等により動作が停止した設備が発生した場合に所望の設備間の通信可否の判定に用いられるだけでなく、例えば設備のメンテナンス時には、設備の動作停止で影響する経路の特定や設備の停止可否の判断等にも利用される。そのため、疎通判定は通信網の管理に有益な情報である。

なお、通信網における障害の発生個所を特定するための技術は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、各通信機器から収集した隣接機器との接続状態を示す接続情報を集約して周知のグラフ理論で用いる隣接行列を生成し、正常時と障害発生時の隣接行列を比較することで、障害発生個所を特定する方法が開示されている。また、隣接行列を用いて通信網を解析する技術は特許文献２にも開示されている。特許文献２では、ノードまたはリンクを共有しない独立経路を選択するために隣接行列を用いる方法が記載されている。

特開２０１４−００７６６６号公報 特開平０８−２９３８８０号公報

上述したように、ダイナミックに通信用の経路が変更される通信網の疎通判定を行う場合、経路を定義するためのデータ量が膨大になるため、大きな計算能力が必要となる。
一方、通信網の管理コストの上昇を抑制するためには、少ないデータ量でかつ小さい計算能力で疎通判定を実現できることが望ましい。

本発明は上述したような背景技術の問題を解決するためになされたものであり、少ないデータ量及び小さい計算能力で通信網の疎通判定を実現できる網管理サーバ、該網管理サーバによる設備間の疎通判定方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の網管理サーバは、通信網を構成する設備間の疎通判定を行う網管理サーバであって、
前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データが登録される記憶装置と、
前記設備と情報を送受信するための通信装置と、
（ａ）前記通信装置を介して前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、（ｂ）前記網構成データに基づいて隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、（ｃ）前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、（ｄ）前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力する処理装置と、
を有し、
前記通信網が隣接する複数の網を備え、
前記処理装置は、
前記複数の網を跨いで一端の網から他端の網までの疎通判定を行う場合、隣接する網どうしで共有する設備である境界設備と通信不能状態になった設備を検出すると、前記境界設備と通信不能状態になった設備、前記境界設備、並びに前記境界設備を含む前記他端の網の設備を対象に前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する構成である。
または、本発明の網管理サーバは、通信網を構成する設備間の疎通判定を行う網管理サーバであって、
前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データが登録される記憶装置と、
前記設備と情報を送受信するための通信装置と、
（ａ）前記通信装置を介して前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、（ｂ）前記網構成データに基づいて隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、（ｃ）前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、（ｄ）前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力する処理装置と、
を有し、
前記通信網が隣接する複数の網を備え、
前記処理装置は、
前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された網、あるいは予め決められた設備間の停止を契機に変更される網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する構成である。

一方、本発明の疎通判定方法は、通信網を構成する設備間の疎通判定を行うための疎通判定方法であって、
前記通信網が隣接する複数の網を備え、
コンピュータが、
予め登録された、前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データを記憶装置で保存しておき、
通信装置を用いて前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、
前記網構成データに基づき隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、
前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、
前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力し、
前記複数の網を跨いで一端の網から他端の網までの疎通判定を行う場合、隣接する網どうしで共有する設備である境界設備と通信不能状態になった設備を検出すると、前記境界設備と通信不能状態になった設備、前記境界設備、並びに前記境界設備を含む前記他端の網の設備を対象に前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する方法である。
または、本発明の疎通判定方法は、通信網を構成する設備間の疎通判定を行うための疎通判定方法であって、
前記通信網が隣接する複数の網を備え、
コンピュータが、
予め登録された、前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データを記憶装置で保存しておき、
通信装置を用いて前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、
前記網構成データに基づき隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、
前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、
前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力し、
前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された網、あるいは予め決められた設備間の停止を契機に変更される網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する方法である。

本発明によれば、少ないデータ量及び小さい計算能力で通信網の疎通判定を実現できる。

通信網の一構成例を示すブロック図である。 図１に示した網管理サーバの一構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態の網及び該網の構成から生成される隣接接続情報を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。 図３に示した網において、設備Ｂ〜Ｃ間が停止したときの様子を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。 図４に示した網において、さらに設備Ａ〜Ｂ間が停止したときの様子を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。 図５に示した網において、さらに設備Ｅ〜Ｆ間が停止したときの様子を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。 第２の実施の形態の網構成を示すブロック図である。 図７に示した網構成から生成される隣接接続情報を示す図であり、同図（ａ）は図７に示した第１の網の可到達行列、同図（ｂ）は図７に示した第１の網及び第２の網を統合した通信網の可到達行列である。 第３の実施の形態の網構成を示すブロック図である。 図９に示した網構成から生成される可到達行列を示す図である。 ＭＰＬＳ網の網構成データとして保存する隣接パスの接続情報の一例を示す模式図である。

次に本発明について図面を用いて説明する。
本発明では、ダイナミックに通信用の経路が変更される通信網における疎通判定にグラフ理論（隣接行列理論）を用いることで、疎通判定に要するデータ量や計算能力の削減を実現する。

図１は、通信網の一構成例を示す図であり、同図（ａ）は通信網の全体構成の一例を示すブロック図、同図（ｂ）は同図（ａ）に示す網の構成例を示すブロック図である。
図１（ａ）に示すように、通信網１００は複数（図１は３つ）の網１１０と、各網１１０を管理する網管理サーバ２００とを有する。図１（ｂ）に示すように、網１１０は、該網１１０を構成する複数の設備１２０と、隣接する設備１２０間を通信可能に接続する伝送路である複数の隣接パス１３０とを備えている。網管理サーバ２００は、各網１１０が備える、隣接する設備１２０間の通信可否を判定（以下、「故障判定処理」と称す）すると共に、各設備１２０間の疎通判定処理を実行し、その結果を出力する。
図１では、通信網１００が疎通判定対象となる３つの網１１０で構成される例を示している。しかしながら、一般的に、通信網１００は多数の網１１０で構成され、各網１１０が互いに境界の設備１２０（以下、「境界設備」と称す）を介して接続されている。
なお、本明細書において、網１１０とは、疎通判定の処理単位であり、通信網１００の管理者等によって予めその構成が定義される。網１１０は、例えば、国、地域（東北、関東、関西等）、県、市町村、あるいは本社、支社、工場等を単位として構築される。

設備１２０は、周知の光ネットワーク装置、スイッチ、ルータ、無線中継装置等の情報通信装置であり、不図示のアクセスネットワーク等を介して接続された端末装置等に対して通信サービスを提供する。本明細書では、通信サービスを提供するために任意の２つの設備１２０間に設定されるデータ及び情報伝送用の経路を「回線」１４０と称す。ＩＰ網を通過する回線１４０を設定する場合は、該回線１４０の始点及び終点となる２つの設備１２０が指定される。また、ＩＰ網のうち、ＭＰＬＳ（Multi-Protocol Label Switching）網を通過する回線１４０を設定する場合は、ＬＳＰ（Label Switched Path）が指定される。
隣接パス１３０は、隣接する２つの設備１２０間でデータや情報を送受信するための伝送路（有線または無線）である。隣接パス１３０には、例えばＳＤＨ（Synchronous Digital Hierarchy）リングを構成するＳＤＨ多重伝送装置やＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）伝送装置等の伝送装置も含まれる。

網管理サーバ２００は、各設備１２０とデータや情報を送受信するための周知の通信手段（有線または無線）を備えた、例えば図２に示すような情報処理装置（コンピュータ）で実現できる。
図２に示すコンピュータは、プログラムにしたがって所定の処理を実行する処理装置１０と、処理装置１０に対してコマンドや情報等を入力するための入力装置２０と、処理装置１０の処理結果を出力するための出力装置３０とを有する構成である。
入力装置２０はマウス等のポインティングデバイスやキーボードであり、出力装置３０はディスプレイやプリンタ等である。
処理装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＣＰＵ１１の処理で必要な情報を一時的に保持する主記憶装置１２と、ＣＰＵ１１に本発明の処理を実行させるためのプログラムが記録された記録媒体１３と、網を構成する各設備の情報及び設備間の接続情報から成る網構成データ、設備毎の故障判定結果、網構成データから生成される後述する隣接接続情報、回線の疎通判定結果等が格納されるデータ蓄積装置１４と、主記憶装置１２、記録媒体１３及びデータ蓄積装置１４とのデータ転送を制御するメモリ制御インタフェース部１５と、入力装置２０及び出力装置３０とのインタフェース装置であるＩ／Ｏインタフェース部１６と、各設備と情報を送受信するための通信制御装置１７とを備え、それらがバス１８を介して接続された構成である。
処理装置１０は、記録媒体１３に記録されたプログラムにしたがって、後述する隣接する設備間の故障判定処理や本発明の疎通判定処理を実行する。記録媒体１３は、磁気ディスク、半導体メモリ、光ディスクあるいはその他の記録媒体であってもよい。データ蓄積装置１４及び通信制御装置１７は、処理装置１０内に備える必要はなく、独立した装置であってもよい。

本発明の網管理サーバ２００は、通信手段（通信制御装置１７）を介して所定の周期毎に各設備１２０と情報を送受信することで隣接する設備１２０間の故障判定処理を実行すると共に、所望の設備１２０間の疎通判定処理を実行する。故障判定処理としては、例えば特許第２８０６６１２号公報に記載された技術を利用すればよい。
故障判定処理は、上記公報に記載された方法に限らず、その他の方法を用いてもよい。例えば、網管理サーバ２００が各設備１２０を順に呼び出して応答があるか否かを確認するポーリング処理を実行することで設備１２０毎の故障発生有無を判定する方法が考えられる。

網管理サーバ２００は、網１１０の構成を示す網構成情報（網構成データ）を参照して疎通判定処理を実行する。網構成データは、例えば通信網１００の管理者等によって予め網管理サーバ２００に登録される（データ蓄積装置１４に格納される）。
網管理サーバ２００は、網構成データで示される各設備１２０の接続関係から隣接接続情報を生成する。故障判定処理の結果、隣接する任意の２つの設備１２０間の通信不能状態を検出した場合は、その情報を網構成データに反映させて隣接接続情報を更新する。
隣接接続情報としては、隣接する設備１２０間の接続関係を示す隣接行列と、設備１２０毎に網１１０内の全ての設備１２０との通信が可能であるか否かを示す可到達行列とがある。
隣接行列は、隣接する設備１２０どうしが接続されているか否かを示す行列であり、設備ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と設備ｊ（ｊ＝１〜ｎ）とが接続されているときに第ｉ行第ｊ列と第ｊ行第ｉ列の要素が「１」となり、接続されていないときに「０」となるｎ行ｎ列の行列である。
可到達行列は、設備ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と設備ｊ（ｊ＝１〜ｎ）とを接続する経路が在るときに第ｉ行第ｊ列と第ｊ行第ｉ列の要素が「１」となり、接続する経路が無いときに「０」となるｎ行ｎ列の行列である。すなわち、可到達行列の第ｉ行第ｊ列及び第ｊ行第ｉ列に示される要素は、設備ｉと設備ｊ間の通信可否を示す疎通判定結果を示している。
隣接行列及び可到達行列は、ＩＳＭ（Interpretive Structural Modeling）法の名称で知られる、複数の節点の連結性の評価に用いられる行列であり、可到達行列は隣接行列から算出できる。隣接行列から可到達行列を算出する方法は、例えば特開２０１１−１５８９８５号公報に記載されている。

網管理サーバ２００は、隣接する設備１２０間の通信不能状態（以下、単に「停止」と称す場合がある）を検出すると、該停止箇所を反映させた網構成データに基づいて隣接行列を更新し、該更新後の隣接行列から可到達行列を算出する。このとき、可到達行列の各要素の値が、更新後の各設備１２０間の疎通判定結果を示す情報となる。網管理サーバ２００は、可到達行列に基づき、管理者等によって指定された設備１２０間の疎通判定結果を出力装置３０から出力する。
本発明によれば、網構成データに基づいて隣接行列を生成し、該隣接行列から可到達行列を算出することで、該可到達行列の各要素の値により各設備１２０間の疎通判定結果を取得できる。隣接行列及び可到達行列は、要素が「０」または「１」から成るｎ行ｎ列の行列であり、各設備１２０間の通信で利用可能な多数の経路を定義するための情報と比べて扱うデータ量が少なくて済む。また、可到達行列は、隣接行列からブール代数演算則にしたがって算出することが可能であり、大きな計算能力を必要とすることなく求めることができる。そのため、少ないデータ量及び小さい計算能力で、通信網１００における設備１２０間の疎通判定を実現できる。

次に、上記隣接接続情報を用いた本発明の疎通判定方法について図面を用いて具体的に説明する。
（第１の実施の形態）
図３は、第１の実施の形態の網構成及び該網構成から生成される隣接接続情報を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。
図４は、図３に示した網において、設備Ｂ〜Ｃ間が停止したときの様子を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。
図５は、図４に示した網において、さらに設備Ａ〜Ｂ間が停止したときの様子を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。
図６は、図５に示した網において、さらに設備Ｅ〜Ｆ間が停止したときの様子を示す図であり、同図（ａ）は網構成を示すブロック図、同図（ｂ）は隣接行列、同図（ｃ）は可到達行列である。
なお、図３〜図６（ｂ）で示す隣接行列及び図３〜図６（ｃ）で示す可到達行列は、設備Ａ〜Ｆと行列の要素との対応関係が理解しやすいように、それぞれ表形式で示している。

図３（ａ）に示す網１１０は、６台の設備Ａ〜Ｆを備え、設備Ａ〜Ｆが隣接パス１３０によりリング状に接続された構成である。図３（ａ）に示す網１１０では、設備Ａが設備Ｂ及び設備Ｆと接続され、設備Ｂが設備Ａ及び設備Ｃと接続され、設備Ｃが設備Ｂ及び設備Ｄと接続されている。また、設備Ｄが設備Ｃ及び設備Ｅと接続され、設備Ｅが設備Ｄ及び設備Ｆと接続され、設備Ｆが設備Ａ及び設備Ｅと接続されている。したがって、隣接行列は図３（ｂ）で示すようになり、該隣接行列から算出した可到達行列は図３（ｃ）で示すようになる。
以下では、図３（ａ）に示す網１１０において、例えば設備Ｆと設備Ｅとを通過する回線１４０の疎通判定を行う例で説明する。

ここで、図４（ａ）に示すように、図３（ａ）に示した網１１０において、隣接する設備Ｂ〜Ｃ間が停止した場合、網管理サーバ２００は、設備Ｂ〜Ｃ間の通信不能状態を検出して隣接行列を更新し（図４（ｂ））、さらに更新後の隣接行列から可到達行列を算出する（図４（ｃ））。
網管理サーバ２００は、更新前の可到達行列（図３（ｃ））と更新後の可到達行列（図４（ｃ））とを比較し、新たに通信不能となった経路を求める。図４（ｃ）に示す可到達行列によれば、隣接する設備Ｂ〜Ｃ間が停止しても新たに通信不能となる経路は発生しない。そのため、設備Ｆと設備Ｅとを通過する回線１４０には影響が無いと判定できる。網管理サーバ２００は、疎通判定結果を出力して通信網１００の管理者等に通知すると共に、更新後の隣接行列及び可到達行列を現在の状態としてそれぞれ保存する。

次に、図５（ａ）に示すように、さらに隣接する設備Ａ〜Ｂ間が停止すると、網管理サーバ２００は、設備Ａ〜Ｂ間の通信不能状態を検出して隣接行列を更新し（図５（ｂ））、更新後の隣接行列から可到達行列を算出する（図５（ｃ））。
網管理サーバ２００は、更新前の可到達行列（図４（ｃ））と更新後の可到達行列（図５（ｃ））とを比較し、新たに通信不能となった経路を求める。図５（ｃ）に示す可到達行列によれば、隣接する設備Ａ〜Ｂ間が停止すると、設備Ａ〜Ｂ、Ｂ〜Ｃ、Ｂ〜Ｄ、Ｂ〜Ｅ及びＢ〜Ｆ間の５つの経路が通信不能となる。
続いて、網管理サーバ２００は、通信不能となった設備１２０間を通過する回線１４０を抽出する。ここでは通信不能となった設備１２０間を通過する回線１４０が無いため、設備Ｆと設備Ｅとを通過する回線１４０には影響が無いと判定できる。網管理サーバ２００は、疎通判定結果を出力して通信網１００の管理者等に通知すると共に、更新後の隣接行列及び可到達行列を現在の状態として保存する。

次に、図６（ａ）に示すように、さらに隣接する設備Ｅ〜Ｆ間が停止すると、網管理サーバ２００は、設備Ｅ〜Ｆ間の通信停止状態を検出して隣接行列を更新し（図６（ｂ））、更新後の隣接行列から可到達行列を算出する（図６（ｃ））。
網管理サーバ２００は、更新前の可到達行列（図５（ｃ））と更新後の可到達行列（図６（ｃ））とを比較し、新たに通信不能となった経路を求める。図６（ｃ）に示す可到達行列によれば、隣接する設備Ｅ〜Ｆ間が停止すると、設備Ａ〜Ｃ、Ａ〜Ｄ、Ａ〜Ｅ、Ｃ〜Ｆ、Ｄ〜Ｆ及びＥ〜Ｆ間の６つの経路が通信不能となる。
続いて、網管理サーバ２００は、通信不能となった設備１２０間を通過する回線１４０を抽出する。ここでは、通信不能となった設備Ｆと設備Ｅ間を通過する回線１４０があるため、この回線１４０を通信不能と判定する。網管理サーバ２００は、疎通判定結果を出力して通信網１００の管理者等に通知すると共に、更新後の隣接行列及び可到達行列を現在の状態として保存する。
なお、第１の実施の形態では、説明を簡単にするためにリング状に接続された６台の設備Ａ〜Ｆで構成された網１１０を例示しているが、上述したように、実際の網１１０は多数の設備１２０で構成され、各設備１２０は隣接パス１３０を介して多数の設備１２０と接続される。この点については後述する第２の実施の形態〜第４の実施の形態も同様である。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は通信網１００が隣接する２つの網１１０で構成され、該２つの網１１０を跨いで疎通判定を行う例である。また、第２の実施の形態では、通信可能な経路と障害等によって通信不能となる経路とでは、通信可能な経路の数の方が圧倒的に多いことを考慮して、通信不能となる経路を検出するための疎通判定を実施して計算量を低減する例である。
図７は、第２の実施の形態の網構成を示すブロック図である。図８は、図７に示した網構成から生成される隣接接続情報を示す図であり、同図（ａ）は図７に示した第１の網の可到達行列、同図（ｂ）は図７に示した第１の網及び第２の網を統合した通信網の可到達行列である。
なお、図８（ａ）で示す可到達行列及び図８（ｂ）で示す可到達行列は、設備Ａ〜Ｆと行列の要素との対応関係が理解しやすいように、それぞれ表形式で示している。
図７に示すように、第２の実施の形態の通信網１００は、設備Ａ〜Ｄを備えた第１の網１１０_１と設備Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦを備えた第２の網１１０_２とを有し、第１の網１１０_１と第２の網１１０_２とが設備Ｂ、Ｃを介して接続された構成である。第１の網１１０_１では設備Ａ〜Ｄが隣接パス１３０によりリング状に接続され、第２の網１１０_２では設備Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦが隣接パス１３０によりリング状に接続されている。設備Ｂ及びＣは、隣接する第１の網１１０_１と第２の網１１０_２が共有する境界設備である。
図７に示す第１の網１１０_１及び第２の網１１０_２は、予め通信網１００の管理者等によって定義されている。

このような構成において、図７に示す第１の網１１０_１内の隣接する設備Ａ〜Ｄ間が既に停止中であり、さらに隣接する設備Ｄ〜Ｃ間が停止した場合、網管理サーバ２００は、設備Ａ〜Ｄ間の通信停止状態及び設備Ｄ〜Ｃ間の通信停止状態を検出して第１の網１１０_１に関する隣接行列を更新し、さらに更新後の隣接行列から可到達行列を算出する（図８（ａ））。図８（ａ）で示す可到達行列によれば、隣接する設備Ｃ〜Ｄ間が停止すると、設備Ａ〜Ｄ、Ｂ〜Ｄ及びＣ〜Ｄ間の３つの経路が通信不能となる。
次に、網管理サーバ２００は、通信不能となった経路に、隣接する網との境界にある設備（境界設備）が含まれる場合、該経路と隣接する網との疎通判定処理を行う。その場合、網管理サーバ２００は、第１の網１１０_１において境界設備と通信不能状態になった設備と、該境界設備を含む第２の網１１０_２の設備とを対象に隣接接続情報を生成して疎通判定を行う。
図７に示す例では、境界設備と通信不能状態になった第１の網１１０_１の設備Ｄと、第２の網１１０_２の設備Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦを対象に隣接接続情報を生成して疎通判定を行う。このとき算出される可到達行列は図８（ｂ）で示すようになる。また、図７に示す例において、例えば設備Ａ〜Ｂ間がさらに停止した場合は、設備Ｂが境界設備であるため、設備Ａも疎通判定の対象として追加して疎通判定を行う。
図８（ｂ）で示す可到達行列によれば、第１の網１１０_１の設備Ｄと第２の網１１０_２の設備において通信不能となる経路は、設備Ｂ〜Ｄ、Ｃ〜Ｄ、Ｄ〜Ｅ及びＤ〜Ｆ間の４つの経路となる。
網管理サーバ２００は、通信不能となった設備１２０間を通過する回線１４０を抽出する。ここでは通信不能となった設備Ｄと設備Ｆ間を通過する回線１４０があるため、この回線１４０を通信不能と判定する。網管理サーバ２００は、疎通判定結果を出力して通信網１００の管理者等に通知すると共に、更新後の隣接行列及び可到達行列を現在の状態として保存する。
なお、図７に示す例では、隣接する設備Ａ〜Ｄ及びＤ〜Ｃ間が通信停止状態になると、設備Ｄが通信網１００から孤立するため、設備Ｄは第１の網１１０_１及び第２の網１１０_２の全ての設備と通信不能となっている。
しかしながら、例えば設備Ｄが境界設備Ｂ及びＣの両方と隣接パスを介してそれぞれ接続されている場合、隣接する設備Ａ〜Ｄ及び設備Ｄ〜Ｃ間が通信停止状態となっても、設備Ｄは境界設備Ｂを介して第２の網１１０_２の各設備と通信可能である。このように境界設備と通信不能状態になった設備が発生しても、該設備が通信網から孤立するか否かは、該設備と各境界設備との接続状態に依存するため、自明ではない。
本実施形態によれば、隣接する２つの網１１０を跨いで疎通判定を行う場合に、境界設備と通信不能状態になった設備を検出すると、該境界設備と通信不能状態になった設備と、該境界設備を含む隣接する網の設備とを対象にして疎通判定を行う。そのため、隣接する２つの網１１０を跨いで疎通判定を行う場合に、通信不能となる経路をより少ないデータ量で検出できる。通信不能となる経路が判明すれば、他の経路は通信可能と判定できる。
したがって、第２の実施の形態によれば、少ないデータ量及び小さい計算能力で各設備間の疎通判定を実現できる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態は通信網１００が隣接する３つ以上の網１１０で構成され、該３つの網１１０に跨って疎通判定を行う例である。また、第３の実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、通信不能となる経路を検出するための疎通判定を実行して計算量を低減する例である。
図９は、第３の実施の形態の網構成を示すブロック図である。図１０は、図９に示した網構成から生成される可到達行列を示す図である。
なお、図１０で示す可到達行列は、設備Ａ〜Ｈと行列の要素との対応関係が理解しやすいように、それぞれ表形式で示している。
図９で示すように、第３の実施の形態の通信網１００は、設備Ａ〜Ｄを備えた第１の網１１０_１と設備Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦを備えた第２の網１１０_２と、設備Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨを備えた第３の網１１０_３とを有する。第１の網１１０_１と第２の網１１０_２とは設備Ｂ、Ｃを介して接続され、第２の網１１０_２と第３の網１１０_３とは設備Ｅ、Ｆを介して接続されている。第１の網１１０_１では設備Ａ〜Ｄが隣接パス１３０によりリング状に接続され、第２の網１１０_２では設備Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦが隣接パス１３０によりリング状に接続されている。同様に、第３の網１１０_３では設備Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨが隣接パス１３０によりリング状に接続されている。設備Ｂ及びＣは第１の網１１０_１と第２の網１１０_２の境界設備であり、設備Ｅ及びＦは第２の網１１０_２と第３の網１１０_３の境界設備である。

図９に示す網構成において、隣接する設備Ａ〜Ｄ間が既に停止中であり、さらに隣接する設備Ｄ〜Ｃ間が停止した場合、網管理サーバ２００は、第２の実施の形態と同様に、第１の網１１０_１及び第２の網１１０_２の疎通判定を行う。
さらに、第３の実施の形態では、第２の網１１０_２と隣接する第３の網１１０_３が存在するため、第１の網１１０_１〜第３の網１１０_３についても疎通判定を行う。その場合、網管理サーバ２００は、第１の網１１０_１と第２の網１１０_２の境界設備、第２の網１１０_２と第３の網１１０_３の境界設備、第３の網１１０_３の境界設備を含む各設備、並びに第１の網１１０_１において境界設備と通信不能状態になった設備を対象に隣接接続情報を生成して疎通判定を行う。このとき、第２の網１１０_２において、第１の網１１０_１との境界設備あるいは第３の網１１０_３との境界設備と通信不能状態になった設備が在る場合は該設備も疎通判定対象とする。
図９に示す例では、第１の網１１０_１において境界設備と通信不能状態になった設備Ｄと、第１の網１１０_１と第２の網１１０_２の境界設備Ｂ及びＣと、第３の網１１０_３の設備Ｅ、Ｆ、Ｇ及びＨを対象に隣接接続情報を生成して疎通判定を行う。そのとき算出される可到達行列は図１０で示すようになる。図１０で示す可到達行列によれば、第１の網１１０_１の設備Ｄと第２の網１１０_２及び第３の網１１０_３の設備において通信不能となる経路は、設備Ｂ〜Ｄ、Ｃ〜Ｄ、Ｄ〜Ｅ、Ｄ〜Ｆ、Ｄ〜Ｇ及びＤ〜Ｈ間の６つの経路となる。
網管理サーバ２００は、通信不能となった設備１２０間を通過する回線１４０を抽出する。ここでは通信不能となった設備Ｄと設備Ｈ間を通過する回線１４０があるため、この回線１４０を通信不能と判定する。網管理サーバ２００は、疎通判定結果を出力して通信網１００の管理者等に通知すると共に、更新後の隣接行列及び可到達行列を現在の状態として保存する。
なお、第３の網１１０_３と隣接する網（第４の網）が存在する場合、あるいは隣接する複数の網がさらに存在する場合も、上記と同様の疎通判定処理を実行すればよい。
第３の実施の形態においても、隣接する３つの網１１０あるいはそれ以上の網を跨いで一端の網から他端の網までの疎通判定を行う場合に、第２の実施の形態と同様に、より少ないデータ量で通信不能となる経路を検出できる。そのため、少ないデータ量及び小さい計算能力で各設備間の疎通判定を実現できる。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態は隣接パス１３０が複数の伝送路で構成される例である。
例えば、上述したＭＰＬＳ網では、隣接する設備１２０間を接続する隣接パス１３０として、光ファイバ伝送路と無線伝送路とをそれぞれ１つずつ設けることができる。
したがって、網管理サーバ２００は、ＭＰＬＳ網の網構成データとして、図１１に示すように光ファイバ伝送路の接続情報、無線伝送路の接続情報及びそれら２種類の伝送路を組み合わせた接続情報を隣接パス毎にそれぞれ保存する。
「２種類の伝送路を組み合わせた接続情報」とは、隣接パス１３０が２種類の伝送路を備えている場合、いずれか一方の伝送路が通信可能であれば、その隣接パス１３０が接続されていると判定することである。
図１１に示す例では、網管理サーバ２００は、設備Ａ〜Ｄ間を接続する光ファイバ伝送路の切断（停止状態）を検出しても、無線伝送路の停止を検出しない場合、設備Ａ〜Ｄ間は接続されていると判定する。

なお、ＭＰＬＳ網を通過する回線１４０では、各隣接パス１３０に対してＬＳＰ−１〜ＬＳＰ−３のいずれか１つが指定される。ＬＳＰ−１が指定された場合、プライマリ線路として光ファイバ伝送路が使用され、バックアップ線路として無線伝送路が使用される。また、ＬＳＰ−２が指定された場合、プライマリ線路として無線伝送路が使用され、バックアップ線路として光ファイバ伝送路が使用される。ＬＳＰ−３が指定された場合は光ファイバ伝送路のみ使用される。ここで、プライマリ線路とは優先的に使用される伝送路であり、バックアップ線路とはプライマリ線路が使用できないときに使用される伝送路である。
したがって、網管理サーバ２００は、ＭＰＬＳ網における故障判定処理では、上記ＬＳＰ−１〜ＬＳＰ−３を考慮して隣接パス１３０の停止有無を判定する。
例えば、ＬＳＰ−１またはＬＳＰ−２が指定されている場合、網管理サーバ２００は、故障判定処理により隣接する設備１２０間の光ファイバ伝送路または無線伝送路のいずれか一方の停止を検出した状態では該設備１２０間が通信可能と判定する。また、網管理サーバ２００は、故障判定処理により隣接する設備１２０間の光ファイバ伝送路及び無線伝送路の両方の停止を検出した場合、該設備１２０間が通信不能状態であると判定する。
一方、ＬＳＰ−３が指定されている場合、網管理サーバ２００は、故障判定処理により隣接する設備１２０間の光ファイバ伝送路の停止を検出した段階で該設備１２０間が通信不能状態であると判定する。

ところで、隣接パス１３０が複数の伝送路を備える構成としては、上記ＭＰＬＳ網だけでなく、例えば設備としてレイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）で構成されるＩＰ網もある。
レイヤ２スイッチは、隣接する設備（レイヤ２スイッチ）１２０との通信用に複数のポートを備え、個別のポート毎に通信の遮断／解除が可能である。そのため、レイヤ２スイッチ（Ｌ２ＳＷ）で構成されるＩＰ網では、故障発生時の迂回路を確保するためにレイヤ２スイッチどうしを２つのポートを介して接続した構成もある。その場合、一方のポートを遮断して他方のポートで通信を行い、該他方のポートで故障が発生した場合は遮断するポートを切り換えることで通信を継続可能にする。ここで、通信が遮断されているポートは「ブロッキングポート」と呼ばれる。
レイヤ２スイッチは、故障発生時にブロッキングポートを自動で切り換え、網管理サーバ２００にはポートの故障発生のみを通知する。そのため、網管理サーバ２００は、該レイヤ２スイッチ間が通信不能であるか否かを正確に判定できない。

そこで、網管理サーバ２００は、レイヤ２スイッチ間におけるポートの故障発生（通信停止状態）を検出すると、該レイヤ２スイッチに対してブロッキングポートの状態を問い合わせ、該レイヤ２スイッチ間が通信不能であるか否かを確認する。但し、このような問い合わせ処理を実行すると、故障判定処理を含む疎通判定に要する処理時間が長くなる。そこで、網管理サーバ２００は、網構成データのデータ量に基づき、疎通判定に要する処理時間が予め設定されたしきい値を越えるか否かを判定する。そして、処理時間がしきい値を越えない場合はレイヤ２スイッチにブロッキングポートの状態を問い合わせる。疎通判定に要する処理時間がしきい値を越える場合は、故障発生が通知されたレイヤ２スイッチ間を通信不能状態として疎通判定を実行する。このように故障判定処理の内容を選択することで、疎通判定に要する処理時間が長くなるのを抑制できる。

なお、上述した第１〜第４の実施の形態では、通信網１００全体の網構成データから疎通判定を行う例を示しているが、疎通判定は、該疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された網、あるいは予め決められた設備間の停止を契機に変更した網の単位で実施してもよい。
例えば、図７で示したように通信網１００が隣接する２つの網１１０で構成され、設備Ａと設備Ｂ間に設定された回線の疎通判定を行う場合、疎通判定には第２の網１１０_２の網構成データは不要であるため、網管理サーバ２００は、第１の網１１０_１のみの網構成データから第１の実施の形態と同様に隣接接続情報を生成して疎通判定を行えばよい。
一方、図７に示した通信網１００において、設備Ｄと設備Ｆ間に設定された回線の疎通判定を行う場合、網管理サーバ２００は、第１の網１１０_１と第２の網１１０_２を統合した網構成データから、第１の実施の形態と同様に隣接接続情報を生成して疎通判定を行うことが考えられる。
しかしながら、２つの網１１０を統合した網構成データのデータ量が大きく、疎通判定に要する処理時間が長くなることが予想される場合、網管理サーバ２００は、疎通判定の対象となる網１１０の構成を変更し、変更後の網構成データに基づいて隣接接続情報を生成してもよい。例えば、予め決められた隣接パス１３０の通信不能状態（停止）を検出した場合、その一端の設備１２０を含む網１１０と他端の設備１２０を含む網１１０とに分割することが考えられる。分割の契機となる隣接パス１３０や分割後の網１１０の構成は、予め通信網１００の管理者等が定義しておけばよい。分割の契機となる隣接パス１３０としては、例えば伝送容量が所定のしきい値よりも大きい伝送路が考えられる。
例えば、図７で示した設備Ａ〜Ｄ間の停止を契機に網構成を変更する場合、網管理サーバ２００は、設備Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦで構成される網１１０と、設備Ｄ、Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦで構成される網１００とに分割すればよい。
ここでは、設備Ｄと設備Ｆとを通過する回線１４０の疎通判定を行うため、網管理サーバ２００は、設備Ｄ、Ｂ、Ｃ、Ｅ及びＦで構成される変更後の網１１０の隣接接続情報を生成して疎通判定を行えばよい。
図９に示した通信網１００が隣接する３つの網１１０で構成される場合、あるいは隣接する複数の網がさらに存在する場合も同様である。
このように疎通判定対象となる設備を含む、予め定義された網１１０、あるいは予め決められた設備１２０間の停止を契機に変更される網１１０の単位で疎通判定処理を実行すれば、網構成データのデータ量が低減して演算量を低減できる。そのため、小さい計算能力で所望の設備１２０間の疎通判定を実現できる。

１０ 処理装置
１１ ＣＰＵ
１２ 主記憶装置
１３ 記録媒体
１４ データ蓄積装置
１５ メモリ制御インタフェース部
１６ Ｉ／Ｏインタフェース部
１７ 通信制御装置
１８ バス
２０ 入力装置
３０ 出力装置
１００ 通信網
１１０、１１０_１、１１０_２、１１０_３ 網
１２０ 設備
１３０ 隣接パス
１４０ 回線
２００ 網管理サーバ

Claims (10)

1. 通信網を構成する設備間の疎通判定を行う網管理サーバであって、
   前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データが登録される記憶装置と、
   前記設備と情報を送受信するための通信装置と、
   （ａ）前記通信装置を介して前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、（ｂ）前記網構成データに基づいて隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、（ｃ）前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、（ｄ）前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力する処理装置と、
   を有し、
   前記通信網が隣接する複数の網を備え、
   前記処理装置は、
   前記複数の網を跨いで一端の網から他端の網までの疎通判定を行う場合、隣接する網どうしで共有する設備である境界設備と通信不能状態になった設備を検出すると、前記境界設備と通信不能状態になった設備、前記境界設備、並びに前記境界設備を含む前記他端の網の設備を対象に前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する網管理サーバ。
2. 通信網を構成する設備間の疎通判定を行う網管理サーバであって、
   前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データが登録される記憶装置と、
   前記設備と情報を送受信するための通信装置と、
   （ａ）前記通信装置を介して前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、（ｂ）前記網構成データに基づいて隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、（ｃ）前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、（ｄ）前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力する処理装置と、
   を有し、
   前記通信網が隣接する複数の網を備え、
   前記処理装置は、
   前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された網、あるいは予め決められた設備間の停止を契機に変更される網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する網管理サーバ。
3. 前記処理装置は、
   伝送容量が予め設定されたしきい値を超える、隣接する設備間の通信停止状態を検出した場合、前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された前記変更後の網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する請求項２記載の網管理サーバ。
4. 前記通信網に、前記設備としてレイヤ２スイッチで構成される網が含まれる場合、
   前記処理装置は、
   前記レイヤ２スイッチ間の通信停止状態を検出すると、前記疎通判定に要する処理時間が予め設定されたしきい値を越えるか否かを判定し、前記処理時間が前記しきい値を越えない場合、該レイヤ２スイッチにブロッキングポートの状態を問い合わせ、該レイヤ２スイッチ間が通信不能であるか否かを確認する請求項１から３のいずれか１項記載の網管理サーバ。
5. 通信網を構成する設備間の疎通判定を行うための疎通判定方法であって、
   前記通信網が隣接する複数の網を備え、
   コンピュータが、
   予め登録された、前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データを記憶装置で保存しておき、
   通信装置を用いて前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、
   前記網構成データに基づき隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、
   前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、
   前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力し、
   前記複数の網を跨いで一端の網から他端の網までの疎通判定を行う場合、隣接する網どうしで共有する設備である境界設備と通信不能状態になった設備を検出すると、前記境界設備と通信不能状態になった設備、前記境界設備、並びに前記境界設備を含む前記他端の網の設備を対象に前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する疎通判定方法。
6. 通信網を構成する設備間の疎通判定を行うための疎通判定方法であって、
   前記通信網が隣接する複数の網を備え、
   コンピュータが、
   予め登録された、前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データを記憶装置で保存しておき、
   通信装置を用いて前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出すると、前記網構成データを更新し、
   前記網構成データに基づき隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成し、
   前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出し、
   前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力し、
   前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された網、あるいは予め決められた設備間の停止を契機に変更される網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する疎通判定方法。
7. 前記コンピュータが、
   伝送容量が予め設定されたしきい値を超える、隣接する設備間の通信停止状態を検出した場合、前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された前記変更後の網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成する請求項６記載の疎通判定方法。
8. 前記通信網に、前記設備としてレイヤ２スイッチで構成される網が含まれる場合、
   前記コンピュータが、
   前記レイヤ２スイッチ間の通信停止状態を検出すると、前記疎通判定に要する処理時間が予め設定されたしきい値を越えるか否かを判定し、前記処理時間が前記しきい値を越えない場合、該レイヤ２スイッチにブロッキングポートの状態を問い合わせ、該レイヤ２スイッチ間が通信不能であるか否かを確認する請求項５から７のいずれか１項記載の疎通判定方法。
9. 通信網を構成する設備間の疎通判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記通信網が隣接する複数の網を備え、
   前記コンピュータに、
   入力装置を介して入力された、前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データを記憶装置に保存させ、
   通信装置を用いて前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出したとき、前記網構成データを更新させ、
   前記網構成データに基づき隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成させ、
   前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出させ、
   前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力させ、
   前記複数の網を跨いで一端の網から他端の網までの疎通判定を行う場合、隣接する網どうしで共有する設備である境界設備と通信不能状態になった設備を検出すると、前記境界設備と通信不能状態になった設備、前記境界設備、並びに前記境界設備を含む前記他端の網の設備を対象に前記隣接行列及び前記可到達行列を生成させるためのプログラム。
10. 通信網を構成する設備間の疎通判定をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記通信網が隣接する複数の網を備え、
    前記コンピュータに、
    入力装置を介して入力された、前記設備の情報及び前記設備間の接続情報から成る網構成データを記憶装置に保存させ、
    通信装置を用いて前記設備と情報を送受信することで、隣接する前記設備間の通信停止状態を検出したとき、前記網構成データを更新させ、
    前記網構成データに基づき隣接する設備間の接続関係を示す隣接行列を生成させ、
    前記設備毎に通信網内の全ての設備との通信が可能であるか否かを示す可到達行列を前記隣接行列から算出させ、
    前記可到達行列の要素で示される設備間の疎通判定結果を出力させ、
    前記疎通判定の対象となる設備を含む、予め定義された網、あるいは予め決められた設備間の停止を契機に変更される網の単位で前記隣接行列及び前記可到達行列を生成させるためのプログラム。

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