JP7491772B2

JP7491772B2 - ネットワーク装置およびネットワーク構成判定方法

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Publication number: JP7491772B2
Application number: JP2020138499A
Authority: JP
Inventors: 貴彦太田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2020-08-19
Filing date: 2020-08-19
Publication date: 2024-05-28
Anticipated expiration: 2040-08-19
Also published as: KR102549279B1; CN114157587A; JP2022034686A; KR20220022857A; CN114157587B

Description

本発明は、ネットワークに接続されているスイッチの構成を判定するネットワーク装置およびネットワーク構成判定方法に関する。

ネットワークの冗長化は、ビルシステムやプラントシステムなどにおいて多く普及している（特許文献１参照）。この中で、システム管理者やネットワーク管理者において、ネットワークの冗長化箇所を把握しておくことは、ネットワーク設定において誤設定を未然に防止するなどのために重要なことである。

特許第３６３５２６８号公報

ところで、ネットワークの冗長化箇所のブロッキングポートに関して、ＳＮＭＰを使用することで判別可能である。しかしながら、ＳＮＭＰでは、ブロッキングポートの接続先ポート情報の定義がない。このため、従来の技術では、ブロッキングポートの接続先ポートを判定することが困難と思われていた。ビルシステムやプラントシステムなどの管理では、セキュリティや障害解析の観点から、ネットワークの状態を確認することが重要であり、ブロッキングに関する情報に関しても実際の状況を把握することが求められてきている。

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、冗長化しているネットワークのブロッキングの状態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、ブロッキング状態のポートを備えるスイッチが接続されているネットワークに接続されている機器を探索するリクエストを送出し、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機器のＭＡＣアドレスを登録させるように構成された探索部と、探索部がリクエストを送出した後、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指示部と、指示部が、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ポートの状態の情報を取得するように構成された第１取得部と、指示部が、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第２取得部と、第１取得部が取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、ブロッキング状態のポートを特定するように構成された第１特定部と、第１取得部が取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、フォワーディング状態のポートを特定するように構成された第２特定部と、第２特定部が特定したフォワーディング状態のポートの中で、第２取得部が取得した複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定するように構成された第３特定部と、第１特定部が特定したブロッキング状態のポートに、第３特定部が特定したポートが接続されているものと判定するように構成された判定部とを備える。

上記ネットワーク装置の一構成例において、探索部が送出するリクエストは、ＡＲＰリクエストまたはＩＰｖ６のMulticast Listener Query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。

本発明に係るネットワーク構成判定方法は、ブロッキング状態のポートを備えるスイッチが接続されているネットワークに接続されている機器を探索するリクエストを送出し、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機器のＭＡＣアドレスを登録させる第１ステップと、第１ステップでリクエストを送出した後、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指示を、複数のスイッチの各々に対して送信する第２ステップと、第２ステップで指示を送信した後、複数のスイッチの各々より、ネットワークを介してポートの状態の情報を取得する第３ステップと、第２ステップで指示を送信した後、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４ステップと、第３ステップで取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、ブロッキング状態のポートを特定する第５ステップと、第３ステップで取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、フォワーディング状態のポートを特定する第６ステップと、第６ステップで特定したフォワーディング状態のポートの中で、第４ステップで取得した複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定する第７ステップと、第５ステップで特定したブロッキング状態のポートに、第７ステップで特定したポートが接続されているものと判定する第８ステップとを備える。

上記ネットワーク構成判定方法の一構成例において、第１ステップは、ネットワークに接続されているスイッチを探索し、探索されたスイッチにリクエストを送出する。

上記ネットワーク構成判定方法の一構成例において、第１ステップで送出するリクエストは、ＡＲＰリクエストまたはＩＰｖ６のMulticast Listener Queryである。

上記ネットワーク構成判定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、フォワーディング状態のポートの中で、複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定するので、ブロッキング状態のポートに接続されているスイッチのポートが判定でき、冗長化しているネットワークのブロッキングの状態が把握できる。

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定方法を説明するフローチャートである。図３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、探索部１０１、指示部１０２、第１取得部１０３、第２取得部１０４、第１特定部１０５、第２特定部１０６、第３特定部１０７、判定部１０８、表示部１０９、入力部１１０、および接続部１１２を備える。

探索部１０１は、冗長化されているネットワーク１２０に接続されている、接続されている機器を探索するリクエストを送出し、ネットワーク１２０に接続されているスイッチに、ネットワーク１２０に接続されている機器のＭＡＣアドレスを登録させる。ネットワーク１２０に接続されている複数のスイッチのいずれかは、ブロッキング状態のポートを備える。

例えば、ＡＲＰ（Address Resolution Protocol）を送出することによる総当たりスキャンなどにより、ネットワーク１２０に接続されているＩＰｖ４機器が探索され、この結果、これらのＩＰｖ４機器のＭＡＣアドレスが、ネットワーク１２０に接続されているスイッチに登録される。また、ＭＬＱ（Multicast Listener Query）を送出することにより、ネットワーク１２０に接続されているＩＰｖ６機器が探索され、この結果、これらのＩＰｖ６機器のＭＡＣアドレスが、ネットワーク１２０に接続されているスイッチに登録される。

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が接続されている。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、所定のＬＡＮケールにより、スイッチＢ１３２、スイッチＣ１３３が接続されている。また、冗長化のために、スイッチＢ１３２のブロッキングポート１３２ａと、スイッチＣ１３３のフォワーディングポート１３３ａとが、所定のＬＡＮケールにより接続されている。

指示部１０２は、探索部１０１が、上述したリクエストを送出した後、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。

第１取得部１０３は、指示部１０２が、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ポートの状態の情報を取得する。例えば、複数のスイッチが、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）プロトコルで接続されていれば、ＳＮＭＰプロトコルを使用して、「OID:1.3.6.1.2.1.17.2.15.1.3」により、各スイッチからポートの状態を取得することができる。

第２取得部１０４は、指示部１０２が、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。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。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、第２取得部１０４は、ＳＮＭＰのプロトコルを使用して、「OID:1.3.6.1.2.1.17.4.3.1.2」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特定部１０５は、第１取得部１０３が取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、ブロッキング状態のポートを特定する。ブロッキングポートは、冗長化のネットワーク全体で１つしかない。第２特定部１０６は、第１取得部１０３が取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、フォワーディング状態のポートを特定する。

第３特定部１０７は、第２特定部１０６が特定したフォワーディング状態のポートの中で、第２取得部１０４が取得した複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定する。判定部１０８は、第１特定部１０５が特定したブロッキング状態のポートに、第３特定部１０７が特定したポートが接続されているものと判定する。判定部１０８は、判定した接続状態を、表示部１０９に表示する。

通常であれば、スイッチや機器がつながっていれば、フォワーディング状態のポートであればＭＡＣアドレステーブルにそのポート情報が存在する。しかしながら、冗長化構成でブロッキングポートとつながっているポートにおいては、パケットが流れずＭＡＣアドレスの学習がされず、ＭＡＣアドレステーブルにポート情報が登録されないので、このポートがブロッキングポートとつながっているものと判定することができる。

なお、ネットワーク装置１００は、例えば、入力部１１０より入力された指示により、探索部１０１、指示部１０２、第１取得部１０３、第２取得部１０４、第１特定部１０５、第２特定部１０６、第３特定部１０７、判定部１０８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１００の動作（ネットワーク構成判定方法）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、第１ステップＳ１０１で、探索部１０１が、ブロッキング状態のポートを備えるスイッチが接続されているネットワーク１２０に接続されている機器を探索するリクエストを送出する。このリクエストの送出による機器の探索の結果、ネットワークに接続されているスイッチに、ネットワーク１２０に接続されている機器のＭＡＣアドレスが登録される。前述したように、複数のスイッチのいずれかは、ブロッキング状態のポートを備える。

探索部１０１がリクエストを送出した後、第２ステップＳ１０２で、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３ステップＳ１０３で、第１取得部１０３が、第２ステップＳ１０２で指示部１０２が指示を送信した後、複数のスイッチの各々より、ネットワークを介してポートの状態の情報を取得する。次いで、第４ステップＳ１０４で、第２取得部１０４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。

次に、第５ステップＳ１０５で、第１特定部１０５が、第３ステップＳ１０３で第１取得部１０３が取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、ブロッキング状態のポートを特定する。また、第６ステップＳ１０６で、第２特定部１０６が、第３ステップＳ１０３で第１取得部１０３が取得した複数のスイッチの各々のポートの状態から、フォワーディング状態のポートを特定する。

次に、第７ステップＳ１０７で、第３特定部１０７が、第６ステップＳ１０６で第２特定部１０６が特定したフォワーディング状態のポートの中で、第４ステップＳ１０４で第２取得部１０４が取得した複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定する。

次に、第８ステップＳ１０８で、判定部１０８が、第５ステップＳ１０５で第１特定部１０５が特定したブロッキング状態のポートに、第７ステップＳ１０７で第３特定部１０７が特定したポートが接続されているものと判定する。この後、第９ステップＳ１０９で、判定部１０８が、判定した接続状態を、表示部１０９に表示する。

上述した処理により、図１に示す例では、スイッチＢ１３２のブロッキングポート１３２ａには、スイッチＣ１３３のフォワーディングポート１３３ａが接続されていることが判定され、この接続情報が、表示部１０９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３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定方法）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定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、フォワーディング状態のポートの中で、複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定するので、ブロッキング状態のポートに接続されているスイッチのポートが判定でき、冗長化しているネットワークのブロッキングの状態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…探索部、１０２…指示部、１０３…第１取得部、１０４…第２取得部、１０５…第１特定部、１０６…第２特定部、１０７…第３特定部、１０８…判定部、１０９…表示部、１１０…入力部、１１２…接続部、１２０…ネットワーク、１３１…スイッチＡ、１３２…スイッチＢ、１３２ａ…ブロッキングポート、１３３…スイッチＣ、１３３ａ…フォワーディングポート。

Claims

ブロッキング状態のポートを備えるスイッチが接続されているネットワークに接続されている機器を探索するリクエストを送出し、前記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前記機器のＭＡＣアドレスを登録させるように構成された探索部と、
前記探索部がリクエストを送出した後、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指示部と、
前記指示部が、前記指示を送信した後、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ポートの状態の情報を取得するように構成された第１取得部と、
前記指示部が、前記指示を送信した後、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第２取得部と、
前記第１取得部が取得した前記複数のスイッチの各々のポートの状態から、ブロッキング状態のポートを特定するように構成された第１特定部と、
前記第１取得部が取得した前記複数のスイッチの各々のポートの状態から、フォワーディング状態のポートを特定するように構成された第２特定部と、
前記第２特定部が特定したフォワーディング状態のポートの中で、前記第２取得部が取得した前記複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定するように構成された第３特定部と、
前記第１特定部が特定したブロッキング状態のポートに、前記第３特定部が特定したポートが接続されているものと判定するように構成された判定部と
を備えるネットワーク装置。
請求項１記載のネットワーク装置において、
前記探索部が送出するリクエストは、ＡＲＰリクエストまたはＩＰｖ６のMulticast Listener Queryであることを特徴とするネットワーク装置。
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。
ブロッキング状態のポートを備えるスイッチが接続されているネットワークに接続されている機器を探索するリクエストを送出し、前記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前記機器のＭＡＣアドレスを登録させる第１ステップと、
前記第１ステップでリクエストを送出した後、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ステップと、
前記第２ステップで前記指示を送信した後、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ポートの状態の情報を取得する第３ステップと、
前記第２ステップで前記指示を送信した後、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４ステップと、
前記第３ステップで取得した前記複数のスイッチの各々のポートの状態から、ブロッキング状態のポートを特定する第５ステップと、
前記第３ステップで取得した前記複数のスイッチの各々のポートの状態から、フォワーディング状態のポートを特定する第６ステップと、
前記第６ステップで特定したフォワーディング状態のポートの中で、前記第４ステップで取得した前記複数のスイッチの各々のＭＡＣアドレステーブルに存在しないポートを特定する第７ステップと、
前記第５ステップで特定したブロッキング状態のポートに、前記第７ステップで特定したポートが接続されているものと判定する第８ステップと
を備えるネットワーク構成判定方法。
請求項４記載のネットワーク構成判定方法において、
前記第１ステップで送出するリクエストは、ＡＲＰリクエストまたはＩＰｖ６のMulticast Listener Queryであることを特徴とするネットワーク構成判定方法。
請求項４または５記載のネットワーク構成判定方法において、
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定方法。