JP7393264B2 - ネットワーク装置およびネットワーク構成判別方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワークに接続されているスイッチ構成を判別するネットワーク装置およびネットワーク構成判別方法に関する。
近年、IoT(Internet of Thing)の普及により、様々な機器がネットワークに接続されるようになっている(特許文献1,2参照)。このようにネットワーク内が複数の機器によって構成されているときに、これらの経路情報、ネットワーク構成を把握することは重要である。
特表2019-524013号公報 特許第6446891号公報
前述したように、ネットワーク内に接続される機器が増えたことから、これらの機器がどのスイッチ(スイッチングハブ)に接続されているのかを把握することが重要となる。また、機器の接続状態を把握するためには、スイッチの構成を把握することが重要となる。例えば、通信トラブルなどが発生した場合に、複数のスイッチの接続構成が把握されていないと、原因の特定に多くの時間を必要とするなどの問題がある。
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、ネットワークにおける複数のスイッチの接続構成が把握できるようにすることを目的とする。
本発明に係るネットワーク装置は、ブロードキャストメッセージにより、ネットワークに接続されている複数のスイッチの各々に、MACアドレスの取得のための第1指示を送出するように構成された第1指示部と、第1指示部が、第1指示を送出した後、ネットワーク上に存在しないIPアドレスを送信元として設定した、リクエストが返ってくるデマンドメッセージを、複数のスイッチの各々に対して送出させる第2指示を、複数のスイッチの各々に対して送信するように構成された第2指示部と、第2指示部が、第2指示を送信した後、複数のスイッチの各々より、ネットワークを介してMACアドレステーブルを取得するように構成された取得部と、取得部が取得した複数のスイッチの各々のMACアドレステーブルより、複数のスイッチのMACアドレス以外のMACアドレスを除去する第1処理をするように構成された第1処理部と、第1処理がされた後、取得部が取得したMACアドレステーブルの中で、1つのポートに自スイッチ以外の全てのMACアドレスが登録されているMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチと設定する第2処理をするように構成された第2処理部と、第2処理がされた後、1つのポートに末端スイッチのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルのスイッチを、末端スイッチの1つ上位に接続する上位スイッチと設定する第3処理をするように構成された第3処理部と、取得部が取得した末端スイッチ以外の他のスイッチのMACアドレステーブルから、末端スイッチのMACアドレスを削除する第4処理をするように構成された第4処理部と、取得部が取得したMACアドレステーブルの中より、1つのポートに1つのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルの第1スイッチを検索し、第1スイッチが1つ検索される毎に、検索された第1スイッチが上位スイッチに該当しない場合は、第1スイッチのMACアドレス情報を、取得部が取得したMACアドレステーブルの中より削除する第5処理をするように構成された第5処理部と、第5処理部により検索された第1スイッチと、第1スイッチのMACアドレステーブルの中で1つのポートに1つのみが設定されているMACアドレスの第2スイッチとの接続関係を元に、複数のスイッチ同士の接続状態を判別するように構成された判別部と、判別部が判別した複数のスイッチ同士の接続状態を、表示部に表示するように構成された表示制御部とを備える。
上記ネットワーク装置の一構成例において、第1指示は、ARPリクエストまたはIPv6のNeighbor Solicitationである。
上記ネットワーク装置の一構成例において、複数のスイッチは、SNMPプロトコルで接続されている。
また、本発明に係るネットワーク構成判別方法は、ブロードキャストメッセージにより、ネットワークに接続されている複数のスイッチの各々に、MACアドレスの取得のための第1指示を送出する第1工程と、第1工程で、第1指示を送出した後、ネットワーク上に存在しないIPアドレスを送信元として設定した、リクエストが返ってくるデマンドメッセージを、複数スイッチの各々に対して送出させる第2指示を、複数のスイッチの各々に対して送信する第2工程と、第2工程で、第2指示を送信した後、複数のスイッチの各々より、ネットワークを介してMACアドレステーブルを取得する第3工程と、第3工程で取得された複数のスイッチの各々のMACアドレステーブルより、複数のスイッチのMACアドレス以外のMACアドレスを除去する第1処理をする第4工程と、第1処理がされた後、第3工程で取得されたMACアドレステーブルの中で、1つのポートに自スイッチ以外の全てのMACアドレスが登録されているMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチと設定する第2処理をする第5工程と、第2処理がされた後、1つのポートに末端スイッチのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチの1つ上位に接続する上位スイッチと設定する第3処理をする第6工程と、第3工程で取得された末端スイッチ以外の他のスイッチのMACアドレステーブルから、末端スイッチのMACアドレスを削除する第4処理をする第7工程と、第3工程で取得されたMACアドレステーブルの中より、1つのポートに1つのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルの第1スイッチを検索し、第1スイッチが1つ検索される毎に、検索された第1スイッチが上位スイッチに該当しない場合は、第1スイッチのMACアドレス情報を、第3工程が取得したMACアドレステーブルの中より削除する第5処理をする第8工程と、第8工程で検索された第1スイッチと、第1スイッチのMACアドレステーブルの中で1つのポートに1つのみが設定されているMACアドレスの第2スイッチとの接続関係を元に、複数のスイッチ同士の接続状態を判別する第9工程と、第9工程で判別された複数のスイッチ同士の接続状態を、表示部に表示する第10工程とを備える。
上記ネットワーク構成判別方法の一構成例において、第1指示は、ARPリクエストまたはIPv6のNeighbor Solicitationである。
上記ネットワーク構成判別方法の一構成例において、複数のスイッチは、SNMPプロトコルで接続されている。
以上説明したように、本発明によれば、MACアドレスの取得のための第1指示をブロードキャストメッセージによりネットワークに送出した後、ネットワークに接続されている複数のスイッチの各々よりMACアドレステーブルを取得し、取得した複数のMACアドレステーブルを元に、複数のスイッチ同士の接続状態を判別するので、ネットワークにおける複数のスイッチの接続構成が把握できる。
図1は、本発明の実施の形態に係るネットワーク装置100の構成を示す構成図である。 図2は、本発明の実施の形態に係るネットワーク構成判別方法を説明するフローチャートである。 図3は、本発明の実施の形態に係るネットワーク装置100における表示部111の表示例を示す構成図である。 図4は、実施の形態に係るネットワーク装置100のハードウエア構成を示す構成図である。
以下、本発明の実施の形態に係るネットワーク装置100について図1を参照して説明する。ネットワーク装置100は、第1指示部101、第2指示部102、取得部103、第1処理部104、第2処理部105、第3処理部106、第4処理部107、第5処理部108、判別部109、表示制御部110、表示部111、接続部112、および入力部113を備える。
第1指示部101は、ブロードキャストメッセージにより、ネットワーク120に接続されている複数のスイッチの各々に、MACアドレスの取得のための第1指示を送出する。第1指示部101は、例えば、第1指示として、ARP(Address Resolution Protocol)リクエストを送出する。また、第1指示は、IPv6のNeighbor Solicitation(NS)とすることもできる。ネットワーク装置100は、ネットワーク接続機能を有する接続部112により、ネットワーク120に接続している。ネットワーク120には、例えば、ビル管理システムを構成する管理サーバ、監視サーバ、端末機器などが接続されている。
また、図1に示す例では、ネットワーク120に、スイッチA131,スイッチB132,スイッチC133,スイッチD134が接続(収容)されている。この例では、スイッチA131が備える複数のポートのいずれかに、スイッチB132、スイッチC133が接続されている。また、スイッチB132が備える複数のポートのいずれかに、スイッチD134が接続している。この例において、スイッチC133、スイッチD134が末端スイッチとなる。
第2指示部102は、第1指示部101が、第1指示を送出した後、ネットワーク120上に存在しないIPアドレス(ダミーアドレス)を送信元として設定した、リクエストが返ってくるデマンドメッセージ(例えばPing)を、複数スイッチの各々に対して送出させる第2指示を、複数のスイッチの各々に対して送信(送出)する。このPingを受信した各スイッチは、ダミーアドレスのARPリクエストをブロードキャスト送信するので、全てのスイッチのMACアドレステーブルに、自身(自スイッチ)以外のスイッチのMACアドレスが登録されることになる。
取得部103は、第2指示部102が、第2指示を送信した後、複数のスイッチの各々より、ネットワーク120を介してMACアドレステーブルを取得する。この取得は、スイッチのMACアドレステーブルがリフレッシュされる前に実施する。取得部103は、MACアドレステーブルを、対応するスイッチの識別情報とともに取得する。例えば、複数のスイッチは、SNMP(Simple Network Management Protocol)プロトコルで接続されていれば、取得部103は、SNMPのプロトコルにより、複数のスイッチの各々よりMACアドレステーブルを取得することができる。なお、対象となるスイッチに設定されているIPアドレスは、事前に把握されている。
第1処理部104は、取得部103が取得した複数のスイッチの各々のMACアドレステーブルより、複数のスイッチのMACアドレス以外のMACアドレスを除去する第1処理をする。
第2処理部105は、第1処理がされた後、取得部103が取得したMACアドレステーブルの中で、1つのポートに自スイッチ以外の全てのMACアドレスが登録されているMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチと設定する第2処理をする。
第3処理部106は、第2処理がされた後、1つのポートに末端スイッチのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルのスイッチを、末端スイッチの1つ上位に接続する上位スイッチと設定する第3処理をする。
第4処理部107は、取得部103が取得した末端スイッチ以外の他のスイッチのMACアドレステーブルから、末端スイッチのMACアドレスを削除する第4処理をする。
第5処理部108は、以下に示す第5処理をする。第5処理部108は、まず、取得部103が取得したMACアドレステーブルの中より、1つのポートに1つのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルの第1スイッチを検索する。また、第5処理部108は、第1スイッチが1つ検索される毎に、検索された第1スイッチが上位スイッチに該当しない場合は、第1スイッチのMACアドレス情報を、取得部103が取得したMACアドレステーブルの中より削除する。
判別部109は、第5処理部108により検索された第1スイッチと、第1スイッチのMACアドレステーブルの中で1つのポートに1つのみが設定されているMACアドレスの第2スイッチとの接続関係を元に、複数のスイッチ同士の接続状態を判別する。表示制御部110は、判別部109が判別した複数のスイッチ同士の接続状態を、表示部111に表示する。
ネットワーク装置100は、例えば、入力部113より入力された指示により、第1指示部101、第2指示部102、取得部103、第1処理部104、第2処理部105、第3処理部106、第4処理部107、第5処理部108、判別部109、表示制御部110の動作を開始する。
次に、実施の形態に係るネットワーク装置の動作(ネットワーク構成判別方法)について、図2のフローチャートを参照して説明する。
まず、ステップS101で、第1指示部101が、ブロードキャストメッセージにより、ネットワーク120に接続されている複数のスイッチの各々に、MACアドレスの取得のための第1指示(ARPリクエスト)を送出する(第1工程)。
第1指示部101が第1指示を送出した後、ステップS102で、第2指示部102が、ネットワーク120上に存在しないIPアドレスを送信元として設定した、リクエストが返ってくるデマンドメッセージ(例えばPing)を、複数スイッチの各々に対して送出させる第2指示を、複数のスイッチの各々に対して送信する(第2工程)。
次に、第2指示部102が第2指示を送信した後、ステップS103で、取得部103が、複数のスイッチの各々より、ネットワーク120を介してMACアドレステーブルを取得する(第3工程)。取得部103がMACアドレステーブルを取得すると、ステップS104で、第1処理部104が、第3工程で取得された複数のスイッチの各々のMACアドレステーブルより、複数のスイッチのMACアドレス以外のMACアドレスを除去する第1処理(MACアドレステーブル整理)をする(第4工程)。
次に、第1処理部104により第1処理がされた後、ステップS105で、第2処理部105が、取得されたMACアドレステーブルの中で、1つのポートに自スイッチ以外の全てのMACアドレスが登録されているMACアドレステーブルのスイッチを、末端スイッチと設定する第2処理をする(第5工程)。
次に、第2処理部105により第2処理がされた後、ステップS106で、第3処理部106が、1つのポートに末端スイッチのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチの1つ上位に接続する上位スイッチと設定する第3処理をする(第6工程)。
次に、ステップS107で、第4処理部107が、取得部103により取得されたMACアドレステーブルの中の、末端スイッチ以外の他のスイッチのMACアドレステーブルから、末端スイッチのMACアドレスを削除する第4処理をする(第7工程)。
次に、ステップS108で、第5処理部108が、第3工程で取得されたMACアドレステーブルの中より、1つのポートに1つのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルの第1スイッチを検索する(第8工程)。
次いで、ステップS109で、第5処理部108は、検索された第1スイッチが、上位スイッチに該当するか否か、言い換えると、検索された第1スイッチに、末端スイッチがつながっているか否かを判定する(第8工程)。
第5処理部108は、検索された第1スイッチが、上位スイッチに該当しない場合(ステップS109のyes)、ステップS110で、このとき検索された第1スイッチのMACアドレス情報を、取得されているMACアドレステーブルの中より削除する(第8工程)。
検索された第1スイッチが、上位スイッチに該当する場合(ステップS109のno)、およびステップS110の次に、ステップS111で、第5処理部108は、検索された第1スイッチと、第1スイッチのMACアドレステーブルの中で1つのポートに1つのみが設定されているMACアドレスの第2スイッチとの接続関係を特定する(第8工程)。
第5処理部108が、全てのスイッチについて上述した第5処理(第8工程)を実施した後(ステップS112のyes)、ステップS113で、判別部109が、第1スイッチと第2スイッチとの接続関係を元に、複数のスイッチ同士の接続状態を判別する(第9工程)。
上述した処理により、図1に示す例では、まず、スイッチC133、スイッチD134は末端スイッチと判別し、スイッチBは、スイッチD134の上位スイッチと判別し、スイッチA131は、スイッチB132およびスイッチC133の上位スイッチと判別することができる。この後、ステップS114で、表示制御部110が、判別された複数のスイッチ同士の接続状態を、表示部111に表示する(第10工程)。
判別された接続関係は、例えば、図3に示すように、表示部111に表示される。表示部111の表示領域111aには、スイッチA131、スイッチB132、スイッチC133、スイッチD134の多段の階層構造が、ツリー形式で示される。
また、マウスなどの入力機器を用いて、入力部113からの入力指示などにより、表示部111の上においてポインタ141を操作し、表示部111に表示されるスイッチA131のアイコンを選択することで、表示領域111bに、スイッチA131の各ポートに接続されている機器の情報を表示させることもできる。例えば、表示制御部110が、ポインタ141がスイッチA131のアイコンに重なる状態を検出すると、取得されているスイッチA131のMACアドレステーブルの情報を元に、スイッチA131の各ポートに接続されている機器の情報(IPアドレスなど)が、機器を示すアイコンとともに表示される。
なお、上述した実施の形態に係るネットワーク装置100は、図4に示すように、CPU(Central Processing Unit;中央演算処理装置)301と主記憶装置302と外部記憶装置303とネットワーク接続装置304となどを備えたコンピュータ機器とし、主記憶装置302に展開されたプログラムによりCPU301が動作する(プログラムを実行する)ことで、上述した各機能(ネットワーク構成判別方法)が実現されるようにすることもできる。上記プログラムは、上述した実施の形態で示したネットワーク構成判別方法をコンピュータが実行するためのプログラムである。ネットワーク接続装置304は、ネットワーク305に接続する。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させることもできる。
以上に説明したように、本発明によれば、MACアドレスの取得のための第1指示をブロードキャストメッセージによりネットワークに送出した後、ネットワークに接続されている複数のスイッチの各々よりMACアドレステーブルを取得し、取得した複数のMACアドレステーブルを元に、複数のスイッチ同士の接続状態を判別するので、ネットワークにおける複数のスイッチの接続構成が把握できるようになる。
なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。
100…ネットワーク装置、101…第1指示部、102…第2指示部、103…取得部、104…第1処理部、105…第2処理部、106…第3処理部、107…第4処理部、108…第5処理部、109…判別部、110…表示制御部、111…表示部、112…接続部、113…入力部、120…ネットワーク、131…スイッチA、132…スイッチB、133…スイッチC、134…スイッチD。

Claims (6)

  1. ブロードキャストメッセージまたはマルチキャストメッセージにより、ネットワークに接続されている複数のスイッチの各々に、MACアドレスの取得のための第1指示を送出するように構成された第1指示部と、
    前記第1指示部が、前記第1指示を送出した後、前記ネットワーク上に存在しないIPアドレスを送信元として設定した、リクエストが返ってくるデマンドメッセージを、前記複数のスイッチの各々に対して送出させる第2指示を、前記複数のスイッチの各々に対して送信するように構成された第2指示部と、
    前記第2指示部が、前記第2指示を送信した後、前記複数のスイッチの各々より、前記ネットワークを介してMACアドレステーブルを取得するように構成された取得部と、
    前記取得部が取得した前記複数のスイッチの各々のMACアドレステーブルより、前記複数のスイッチのMACアドレス以外のMACアドレスを除去する第1処理をするように構成された第1処理部と、
    前記第1処理がされた後、前記取得部が取得したMACアドレステーブルの中で、1つのポートに自スイッチ以外の全てのMACアドレスが登録されているMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチと設定する第2処理をするように構成された第2処理部と、
    前記第2処理がされた後、1つのポートに前記末端スイッチのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルのスイッチを、前記末端スイッチの1つ上位に接続する上位スイッチと設定する第3処理をするように構成された第3処理部と、
    前記取得部が取得した前記末端スイッチ以外の他のスイッチのMACアドレステーブルから、前記末端スイッチのMACアドレスを削除する第4処理をするように構成された第4処理部と、
    前記取得部が取得したMACアドレステーブルの中より、1つのポートに1つのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルの第1スイッチを検索し、前記第1スイッチが1つ検索される毎に、検索された前記第1スイッチが前記上位スイッチに該当しない場合は、前記第1スイッチのMACアドレス情報を、前記取得部が取得したMACアドレステーブルの中より削除する第5処理をするように構成された第5処理部と、
    前記第5処理部により検索された前記第1スイッチと、前記第1スイッチのMACアドレステーブルの中で1つのポートに1つのみが設定されているMACアドレスの第2スイッチとの接続関係を元に、前記複数のスイッチ同士の接続状態を判別するように構成された判別部と、
    前記判別部が判別した前記複数のスイッチ同士の接続状態を、表示部に表示するように構成された表示制御部と
    を備えるネットワーク装置。
  2. 請求項1記載のネットワーク装置において、
    前記第1指示は、ARPリクエストまたはIPv6のNeighbor Solicitationであることを特徴とするネットワーク装置。
  3. 請求項1または2記載のネットワーク装置において、
    前記複数のスイッチは、SNMPプロトコルで接続されていることを特徴とするネットワーク装置。
  4. ブロードキャストメッセージまたはマルチキャストメッセージにより、ネットワークに接続されている複数のスイッチの各々に、MACアドレスの取得のための第1指示を送出する第1工程と、
    前記第1工程で、前記第1指示を送出した後、前記ネットワーク上に存在しないIPアドレスを送信元として設定した、リクエストが返ってくるデマンドメッセージを、前記複数スイッチの各々に対して送出させる第2指示を、前記複数のスイッチの各々に対して送信する第2工程と、
    前記第2工程で、前記第2指示を送信した後、前記複数のスイッチの各々より、前記ネットワークを介してMACアドレステーブルを取得する第3工程と、
    前記第3工程で取得された前記複数のスイッチの各々のMACアドレステーブルより、前記複数のスイッチのMACアドレス以外のMACアドレスを除去する第1処理をする第4工程と、
    前記第1処理がされた後、前記第3工程で取得されたMACアドレステーブルの中で、1つのポートに自スイッチ以外の全てのMACアドレスが登録されているMACアドレステーブルのスイッチを末端スイッチと設定する第2処理をする第5工程と、
    前記第2処理がされた後、1つのポートに前記末端スイッチのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルのスイッチを前記末端スイッチの1つ上位に接続する上位スイッチと設定する第3処理をする第6工程と、
    前記第3工程で取得された前記末端スイッチ以外の他のスイッチのMACアドレステーブルから、前記末端スイッチのMACアドレスを削除する第4処理をする第7工程と、
    前記第3工程で取得されたMACアドレステーブルの中より、1つのポートに1つのMACアドレスのみが設定されたMACアドレステーブルの第1スイッチを検索し、前記第1スイッチが1つ検索される毎に、検索された前記第1スイッチが前記上位スイッチに該当しない場合は、前記第1スイッチのMACアドレス情報を、前記第3工程が取得したMACアドレステーブルの中より削除する第5処理をする第8工程と、
    前記第8工程で検索された前記第1スイッチと、前記第1スイッチのMACアドレステーブルの中で1つのポートに1つのみが設定されているMACアドレスの第2スイッチとの接続関係を元に、前記複数のスイッチ同士の接続状態を判別する第9工程と、
    前記第9工程で判別された前記複数のスイッチ同士の接続状態を、表示部に表示する第10工程と
    を備えるネットワーク構成判別方法。
  5. 請求項4記載のネットワーク構成判別方法において、
    前記第1指示は、ARPリクエストまたはIPv6のNeighbor Solicitationであることを特徴とするネットワーク構成判別方法。
  6. 請求項4または5記載のネットワーク構成判別方法において、
    前記複数のスイッチは、SNMPプロトコルで接続されていることを特徴とするネットワーク構成判別方法。
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