JPH0734562B2 - Protocol failure detection method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、通信回線上の信号をモニタし、通信中に発生
する故障を検出する装置によるプロトコル故障検出方法
に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a protocol failure detection method by a device that monitors a signal on a communication line and detects a failure that occurs during communication.
従来、加入者系のプロトコル試験装置については、DDX
網試験システム（DNTS）の構成（日本電信電話株式会社
・通研実報第36巻第６号P.733〜741,1987）及びINS伝達
システムの運用保守システム（日本電信電話株式会社・
通研実報第36巻第８号P.1003〜1010,1987）において論
じられている。Conventionally, DDX has been used for subscriber line protocol test equipment.
Network test system (DNTS) configuration (Nippon Telegraph and Telephone Corporation, Tsuken Jikho Vol. 36, No. 6, P.733-741, 1987) and INS transmission system operation and maintenance system (Nippon Telegraph and Telephone Corporation)
Tsuken Jikken Vol. 36 No. 8, P. 1003-1010, 1987).
これらの装置においては、端末または網の機能を代行し
て、被試験装置との対向試験を行なうことが試験の主体
となっており、試験可能な通信シーケンスも、例えば発
呼して応答を受け切断するような一般的なシーケンスの
みに限定され、プロトコル仕様に規定された全てのシー
ケンスを網羅してはいない。このため通信機器のソフト
バグ等に起因し、一般的な通信シーケンスでない場合に
発生するプロトコル故障を検出するのに適しておらず、
このような故障の検出は、プロトコルモニタを用いて収
集した観測情報の信号シーケンスや信号のパラメータを
入手により解析することにより行なっていたため、多大
の労力がかかるという問題があった。In these devices, the main subject of the test is to carry out the face-to-face test with the device under test by substituting the function of the terminal or the network. It is limited to only general sequences that disconnect, and does not cover all sequences defined in the protocol specifications. Therefore, it is not suitable for detecting a protocol failure that occurs due to a software bug of a communication device, etc. that is not a general communication sequence,
Since such a failure is detected by obtaining and analyzing the signal sequence of the observation information collected by using the protocol monitor and the parameter of the signal, there is a problem that much labor is required.
この問題を解決するため、故障検出の自動化を可能とす
るプロトコルモニタ方式が、湊らによって提案されてい
る（昭和62年電子情報通信学会情報・システム部門全国
大会S14−４）。この提案における故障検出のメカニズ
ムを第４図に示す。To solve this problem, Minato et al. Have proposed a protocol monitor method that enables automation of failure detection (National Congress of Information and Systems Division, IEICE, 1987). The mechanism of failure detection in this proposal is shown in FIG.
第４図は、次の各ステップの説明と併せて参照された
い。Please refer to FIG. 4 together with the description of the following steps.
（１） 加入者系の初期状態（S0）が既知の場合:nは０
から始まる。(1) When the initial state (S0) of the subscriber system is known: n is 0
start from.
〔ステップ〕 時系列的にｎ番目にくる観測情報（Mn）が次にとり得る
状態（Sin＋１）を一意に決める。ここで、ｉは状態Sin
＋１の数を表す。この場合、ｉ＝１である。[Step] Uniquely determine the next possible state (Sin + 1) of the nth observation information (Mn) that comes in time series. Where i is the state Sin
Indicates the number of +1. In this case, i = 1.
〔ステップ〕 時系列的に（ｎ＋１）番目にきた観測情報（Mn＋１）の
送信条件が、Mn＋１の送信元と想定される状態（Sjn＋
１）の組を限定する。ここでｊは組の数を表す。[Step] A state (Sjn +) in which the transmission condition of the observation information (Mn + 1) that comes in the (n + 1) th time series is assumed to be the transmission source of Mn + 1.
Limit the set of 1). Here, j represents the number of pairs.
〔ステップ〕 ・（Sin＋１）∧（Sjn＋１）＝１ならば、状態Sn＋１に
関する通信は正常であり、ステップへ進む。[Step] If (Sin + 1) ∧ (Sjn + 1) = 1, the communication relating to the state Sn + 1 is normal and the process proceeds to step.
・（Sin＋１）∧（Sjn＋１）＞１ならば、さらに状態を
切り分けるため、観測情報（Mn−1,Mn＋１）を用いた解
析が必要となるが、ここでは省略する。If (Sin + 1) ∧ (Sjn + 1)> 1, further analysis using observation information (Mn−1, Mn + 1) is necessary to further divide the state, but it is omitted here.
・（Sin＋１）∧（Sjn＋１）＝０ならば、通信は異常で
あり、Mn,Mn＋1,Sn＋１のいづれかが故障である。
（Ｓ）は状態Ｓの種類を表す。・ If (Sin + 1) ∧ (Sjn + 1) = 0, communication is abnormal and either Mn, Mn + 1, or Sn + 1 is defective.
(S) represents the type of state S.
〔ステップ〕 ｎ＝ｎ＋１としてステップへ進む。[Step] Set n = n + 1 and proceed to the step.
（２） 加入者系の初期状態（Sn）が未知の場合:nは任
意の値から始まる。(2) When the initial state (Sn) of the subscriber system is unknown: n starts from an arbitrary value.
〔ステップ〕 観測情報（Mn）の受信条件が次にとり得る状態（Sin＋
１）の組を限定する。[Step] Receiving condition of observation information (Mn) can be the next possible condition (Sin +
Limit the set of 1).
〔ステップ〜〕 前記ステップ〜と同様である。[Step-] The same as step-.
すなわち、この方式は、プロトコル仕様に規定された状
態遷移規則を知識ベースシステムに組み込み、通信機器
の状態の候補を、モニタされた入力イベントから限定
し、ある入力イベントから予想される次の状態候補の集
合と、次の入力イベントから予想される前状態の候補の
集合と照合し、もし両方の候補集合の共通集合の要素が
１つの場合は正常とみなし、１つもなければプロトコル
故障が発生したとみなし、複数あれば、その次の信号等
の状態遷移規則を用いて故障検出を行なうとしている。That is, this method incorporates the state transition rules defined in the protocol specifications into the knowledge base system, limits the state candidates of the communication device from the monitored input event, and predicts the next state candidate expected from a certain input event. And the set of candidates in the previous state expected from the next input event, and if there is only one element in the common set of both candidate sets, consider it to be normal, and if there is none, a protocol failure has occurred. If there are a plurality of them, the failure detection is performed by using the state transition rule of the next signal or the like.
この方式に残された課題として以下の２点が挙げられ
る。There are the following two points as the problems left in this method.
（１）状態特定のためのメカニズムが、２つの信号（例
えば上述のMnとMn＋１）の対から推定する仕組みとなっ
ており、信号発生間隔が長いシーケンスでは迅速に実行
できない。(1) The mechanism for state identification is a mechanism for estimating from a pair of two signals (for example, Mn and Mn + 1 described above), and cannot be executed quickly in a sequence with a long signal generation interval.
（２）状態を特定できない間は、入力イベントの受信毎
に、入力イベント発生前の状態候補をパターンマッチン
グにより選定し、この選定された状態候補と、１回前の
入力イベントからパターンマッチングにより選定されて
いた次状態の候補とのパターンマッチングを行なわなけ
ればならず、状態及び入力イベントの種類の多いプロト
コルでは、パターンマッチングの回数が膨大になるとい
う問題があった。(2) While the state cannot be specified, each time an input event is received, the state candidate before the input event occurs is selected by pattern matching, and the selected state candidate and the previous input event are selected by pattern matching. There has been a problem that the number of times of pattern matching becomes enormous in a protocol having many kinds of states and input events, because pattern matching with the existing next state candidates has to be performed.
例えば、状態数＝14,入力イベント数＝17のプロトコル
で状態推定を開始した場合、入力イベント発生後の次状
態候補選定のためのパターンマッチング回数は、状態遷
移規則の総数14×17＝238回となり、次のイベント発生
時に、その入力イベント発生前の状態候補選定のための
パターンマッチング回数も238回となり、更に両方の状
態候補に共通の状態候補を選定するためのパターンマッ
チングが必要となる。For example, when state estimation is started by the protocol of state number = 14 and input event number = 17, the number of pattern matching for selecting the next state candidate after the input event occurs is the total number of state transition rules 14 x 17 = 238 times. Therefore, when the next event occurs, the number of times of pattern matching for selecting the state candidate before the occurrence of the input event also becomes 238 times, and further pattern matching for selecting a state candidate common to both state candidates is required.
本発明の目的は、上記課題を解決するため、プロトコル
仕様に規定された状態遷移規則を網羅し、一般的な通信
シーケンス以外をシーケンスも含めて、単独の信号から
少ないパターンマッチング回数での状態特定を行い、プ
ロトコル仕様の変更にも対応が容易なプロトコル故障検
出方法を提供することにある。In order to solve the above problems, an object of the present invention is to cover state transition rules stipulated in protocol specifications, and to identify states with a small number of pattern matching times from a single signal, including sequences other than general communication sequences. And to provide a protocol failure detection method that can easily respond to changes in protocol specifications.
上記目的達成のため、本発明は、プロトコル仕様に規定
された状態遷移規則を網羅して格納する状態遷移ルール
データベース部を設け、それとは独立に通信中の信号を
モニタして、受信１回毎に、状態推定を行い、通信の正
常性を監視する状態解析部を設け、状態解析部が状態遷
移ルールデータベース部の情報とモニタ信号とのパター
ンマッチングにより通信中のプロトコル故障を検出でき
るようにしており、このことを最も主要な特徴とする。To achieve the above object, the present invention provides a state transition rule database unit that covers and stores the state transition rules defined in the protocol specifications, monitors a signal being communicated independently of the state transition rule database unit, and receives each reception. In addition, a state analysis unit that performs state estimation and monitors communication normality is provided, and the state analysis unit can detect a protocol failure during communication by pattern matching between information in the state transition rule database unit and a monitor signal. This is the main feature.
信号の送受信等の入力イベントが起こると、本装置の状
態解析部においてその内容を解析し、状態遷移ルールデ
ータベース部の状態遷移規則の内、現在適用可能なルー
ルの集合の中から一致する入力イベントを持つルールを
検索し、次状態の候補集合を作り、適用可能なルールの
集合を更新する。When an input event such as signal transmission / reception occurs, the content is analyzed by the state analysis unit of this device, and the input event that matches from the set of currently applicable rules among the state transition rules of the state transition rule database unit Search for rules with, create a candidate set for the next state, and update the set of applicable rules.
この次状態の候補がただ１つであれば状態が特定され、
以後の入力イベントにより、状態の追従または故障の検
出が行なわれる。故障検出は、入力イベントと状態遷移
規則とのパターンマッチングによって行なわれ、どの状
態遷移規則も入力イベントと一致しなかった場合に、故
障として保守者に通知される。If there is only one candidate for this next state, the state is identified,
Subsequent input events provide status tracking or fault detection. The failure detection is performed by pattern matching between the input event and the state transition rule, and if none of the state transition rules match the input event, the maintenance person is notified of the failure.
第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であっ
て、ISDNユーザ・網インタフェースレイヤ３プロトコル
について、ユーザ側の故障監視を目的として本方法をＴ
点モニタに適用した場合を示している。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. This method is used for the purpose of failure monitoring on the user side for ISDN user / network interface layer 3 protocol.
The figure shows the case applied to a point monitor.
同図において、１は状態遷移ルールデータベース部で、
ユーザ側の状態遷移規則が第1A図に例示するレコード形
式に従って格納されている。２は状態解析部、2aはデコ
ード処理部、2bは状態推定処理部、2cは状態追従・故障
検出処理部、３は端末装置（被試験装置）、４は通信回
線、５はモニタ回線、６は網終端装置、７は端局装置、
８は交換機、９はマン・マシン・インタフェース装置で
ある。In the figure, 1 is a state transition rule database part,
The state transition rule on the user side is stored according to the record format illustrated in FIG. 1A. 2 is a state analysis unit, 2a is a decoding processing unit, 2b is a state estimation processing unit, 2c is a state tracking / fault detection processing unit, 3 is a terminal device (device under test), 4 is a communication line, 5 is a monitor line, 6 Is a network terminating device, 7 is a terminal device,
Reference numeral 8 is an exchange, and 9 is a man-machine interface device.
通信回線４からモニタ回線５を介してモニタ信号（入力
イベントの１つ）が状態解析部２に送られると、状態解
析部内のデコード処理部2aによって信号内容が解析され
る。When a monitor signal (one of input events) is sent from the communication line 4 to the state analysis unit 2 via the monitor line 5, the decoding processing unit 2a in the state analysis unit analyzes the signal content.
この解析された信号は、被試験装置３の現状態がまだ特
定されていない場合（以下状態未定フェーズと呼ぶ）に
は、状態解析部２内の状態推定処理部2bに送られる。一
方、現状態が特定されている場合（以下状態特定フェー
ズと呼ぶ）には、状態解析部２内の状態追従・故障検出
処理部2cに送られる。This analyzed signal is sent to the state estimation processing unit 2b in the state analysis unit 2 when the current state of the device under test 3 has not been specified yet (hereinafter referred to as the state undetermined phase). On the other hand, when the current state is specified (hereinafter referred to as the state specifying phase), it is sent to the state tracking / fault detection processing unit 2c in the state analysis unit 2.
状態未定フェーズにおいて、状態推定処理部2bでは、あ
らかじめ現在可能性のある状態を記憶しており、デコー
ド処理部2aから送られた解析済み信号の内容と前記可能
性のある状態の情報とを、状態遷移ルールデータベース
部１に格納された状態遷移規則とパターンマッチングさ
せることによって、次に可能な状態の集合を洗い出して
記憶する。もし、次に可能な状態がただ１つに絞られて
いたなら、状態が特定されたとして状態特定フェーズに
移行する。In the state-undecided phase, the state estimation processing unit 2b has previously stored the possible states, the content of the analyzed signal sent from the decoding processing unit 2a and the information of the possible states, By performing pattern matching with the state transition rules stored in the state transition rule database unit 1, the next possible state set is identified and stored. If the next possible state is narrowed down to one, it is determined that the state is specified, and the process moves to the state specifying phase.
状態特定フェーズにおいて、状態追従・故障検出処理部
2cでは、あらかじめ特定された現状態を記憶しているの
で、デコード処理部2aころ送られた解析済み信号の内容
と前記現状態とを、状態遷移ルールデータベース部１に
格納された状態遷移規則とパターンマッチングさせるこ
とによって、ただ１つの状態遷移規則が選択でき、次状
態を特定する（状態追従処理）。もし、どの状態遷移規
則にも当てはまらない入力イベントが来ていた場合に
は、故障が検出されたとして保守者に通知する（故障検
出処理）。State tracking / fault detection processing unit in the state identification phase
In 2c, since the current state specified in advance is stored, the contents of the analyzed signal sent around the decoding processing section 2a and the current state are stored in the state transition rule database section 1 as the state transition rule. By pattern matching, only one state transition rule can be selected and the next state is specified (state tracking process). If there is an input event that does not apply to any state transition rule, the maintenance person is notified that a failure has been detected (failure detection processing).
第２図は、本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
って、前記プロトコルについて、網側の故障監視を目的
として、本方法をＶ点モニタに適用した場合を示してい
る。同図において各装置の説明は第１図に示した前記第
１の実施例のそれと同様であるが、この場合被試験装置
は端末装置３ではなく交換機８である。FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention and shows a case where the present method is applied to a V-point monitor for the purpose of fault monitoring on the network side with respect to the protocol. In the figure, the description of each device is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, but in this case the device under test is not the terminal device 3 but the exchange 8.
前記第１の実施例との違いは、状態遷移ルールデータベ
ース部１に前記プロトコル仕様に規定された全ての網側
状態遷移規則が、第2A図に例示するレコード形式に従っ
て格納されている点である。The difference from the first embodiment is that all the state transition rules on the network side defined in the protocol specifications are stored in the state transition rule database unit 1 according to the record format illustrated in FIG. 2A. .
前記第１・第２の実施例を組み合わせることによって、
ユーザ・網両側を同時に故障監視することも可能であ
る。その一実施例を第３図に示す。第３図については改
めて説明するまでもないであろう。By combining the first and second embodiments,
It is also possible to monitor the failure of both the user and both sides of the network at the same time. One example thereof is shown in FIG. There is no need to explain FIG. 3 again.
以上説明したように、本発明は、通信をモニタして、そ
のシーケンスに含まれる故障を入力イベントの受信毎に
検出できる仕組みとなっており、従来方式よりも効率の
よい状態推定が可能である。As described above, the present invention has a mechanism capable of monitoring a communication and detecting a failure included in the sequence each time an input event is received, which enables more efficient state estimation than the conventional method. .
一例として、ISDNユーザ・網インタフェースレイヤ３プ
ロトコルにおいてユーザ側の状態推定時に必要なパター
ンマッチングの回数を比較する。まず、プロトコル仕様
の状態数＝14、入力イベント数＝17、一回のパターンマ
ッチングにより候補集合に選ばれる平均の状態候補数＝
７である。本発明では、最初入力イベントと全状態遷移
規則とのパターンマッチングが必要であり、その比較回
数は238回である。この結果、候補として残る状態数は
平均７個であるから、次のパターンマッチングに必要な
比較回数は119回である。As an example, in the ISDN user / network interface layer 3 protocol, the number of times of pattern matching required at the time of state estimation on the user side is compared. First, the number of states in the protocol specifications = 14, the number of input events = 17, the average number of state candidates selected in the candidate set by one pattern matching =
7 In the present invention, pattern matching between the first input event and all state transition rules is necessary, and the number of comparisons is 238. As a result, the number of states remaining as candidates is 7 on average, so the number of comparisons required for the next pattern matching is 119.
一方、従来方式では、２つの信号から別々に候補集合を
作るので、それぞれのパターンマッチングに必要な比較
回数は238回ずつである。そして候補集合には７個ずつ
の状態が残るので、その共通集合を作るのに必要な比較
回数は49回である。両者の差分を取ると、従来方式の方
が、本発明より168回余分にパターンマッチングを行な
っていることになる。On the other hand, in the conventional method, since the candidate sets are separately created from the two signals, the number of comparisons required for each pattern matching is 238 times. Since seven states remain in the candidate set, the number of comparisons required to create the common set is 49. If the difference between the two is taken, it means that the conventional method performs pattern matching 168 times more than the present invention.
また、本発明においては、状態遷移ルールデータベース
部１に、プロトコル仕様に規定された状態遷移に関する
情報を全て格納し、状態解析部２と独立な構成をとった
ために、プロトコル仕様に変更があった場合、状態遷移
ルールデータベース部１のみの変更で対応できるという
利点がある。Further, in the present invention, since the state transition rule database unit 1 stores all the information related to the state transitions defined in the protocol specifications, and the configuration independent of the state analysis unit 2, the protocol specifications are changed. In this case, there is an advantage that only the state transition rule database unit 1 can be changed.
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第1A図は
状態遷移規則の例を示す説明図、第２図は本発明の他の
実施例を示すブロック図、第2A図は状態遷移規則の他の
例を示す説明図、第３図は本発明の更に別の実施例を示
すブロック図、第４図は故障検出の従来のメカニズムを
示す説明図、である。 符号の説明 １……状態遷移ルールデータベース部、２……状態解析
部、2a……デコード処理部、2b……状態推定処理部、2c
……状態追従・故障検出処理部、３……端末装置、４…
…通信回線、５……モニタ回線、６……網終端装置、７
……端局装置、８……交換機、９……マン・マシン・イ
ンタフェース装置FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 1A is an explanatory diagram showing an example of a state transition rule, FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 2A is a state. FIG. 3 is an explanatory view showing another example of the transition rule, FIG. 3 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory view showing a conventional mechanism of failure detection. Explanation of symbols 1 ... State transition rule database unit, 2 ... State analysis unit, 2a ... Decoding processing unit, 2b ... State estimation processing unit, 2c
...... State tracking / fault detection processing unit, 3 ... Terminal device, 4 ...
... communication line, 5 ... monitor line, 6 ... network terminator, 7
...... Terminal equipment, 8 ...... Switch, 9 ...... Man-machine interface equipment
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｍ 3/24 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI Technical display area H04M 3/24
Claims (1)
中に発生する故障を検出する装置において、 プロトコル仕様に定められたプロトコル状態遷移規則
（現状態・入力イベント・動作・出力イベント・次状態
の組）を格納する状態遷移ルールデータベース部を持
ち、入力イベント即ち信号の送受信等の状態遷移を引き
起こす要因となる現象を検出すると、検出した入力イベ
ントと状態遷移ルールデータベース部の入力イベントと
のパターンマッチングを行い、一致する状態遷移規則の
次状態の集合を実際の次状態の候補として記憶し、以下
順次、次状態の候補が１つになるまでこの処理を繰り返
し、その結果、状態が特定された後は、入力イベント毎
に、状態遷移ルールデータベースの入力イベントとパタ
ーンマッチングを行い、一致する状態遷移規則がない場
合に故障と判断することを特徴とするプロトコル故障検
出方法。1. A device for detecting a fault occurring during communication by monitoring a communication line, wherein a protocol state transition rule (current state, input event, operation, output event, next state) defined in protocol specifications is used. When a phenomenon that causes a state transition such as an input event, that is, signal transmission / reception is detected, pattern matching between the detected input event and the input event of the state transition rule database section is performed. Then, the set of the next state of the matching state transition rule is stored as a candidate for the actual next state, and this process is repeated until there is one candidate for the next state. As a result, the state is identified. After that, for each input event, pattern matching is performed with the input event in the state transition rule database, and they match. A protocol failure detection method characterized in that a failure is determined when there is no state transition rule.
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1989
- 1989-02-09 JP JP1028631A patent/JPH0734562B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH02209051A (en) | 1990-08-20 |
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