JPH09504913A

JPH09504913A - ネットワークトポロジ決定方法および装置

Info

Publication number: JPH09504913A
Application number: JP7508200A
Authority: JP
Inventors: エル．オー，ティモシー; ダブリュー．グレイ，エリック
Original assignee: ケーブルトロンシステムズ，インコーポレイテッド
Priority date: 1993-09-01
Filing date: 1994-08-29
Publication date: 1997-05-13
Also published as: WO1995006989A1; EP0724795A1; AU7868994A; AU675362B2

Abstract

(57)【要約】本発明は、データ−リレーデバイス（Ａ，Ｂ，Ｃ）およびノードデバイス（ｄ，----ｋ）を具備するコンピュータネットワークのトポロジ決定方法および装置を提供するもので、決定は種々のデータ−リレーデバイスにより聞かれるソースアドレスの比較に基づく。ソースアドレステーブルは、各データ−リレーデバイスの各ポートごとにコンパイルされ、各選択されたポート対に対して、ソースアドレステーブル内のアドレスが比較され、聞かれたデバイスの交叉があるかどうかを決定する。どのポートにても聞かれない方向性の伝送を考慮に入れて、デバイスの他のポートのすべてについて他の比較がなされ、交叉がエンプティセットであるポートを除去する。決定された接続から、直接およひ中継接続を示すネットワークのトポロジが図表で示される。直接および中継接続の両方がある場合、冗長な直接接続は除去される。

Description

【発明の詳細な説明】ネットワークトポロジ決定方法および装置［関連出願］この出願は、「NETWORK MANAGEMENT SYSTEM USING MODEL-BASED INTELLIGENCE 」と題し1990年９月17日付で出願されたR.DEV等の米国特許出願第07/583,509号の一部継続出願である。［発明の属する技術分野］本発明は、データ−リレーデバイスおよびノードデバイスを含むコンピュータネットワークのトポロジを決定するためのシステムに関し、トポロジが種々のデータ−リレーデバイスにより「聞かれる」ソースアドレスの比較に基づいて決定される。［従来技術］コンピュータネットワークは、計算能力の増大、ユーザ間の資源の共有および通信をもたらすために広く使用されている。コンピュータシステムおよびコンピュータシステム要素は、ネットワークを形成するように相互接続される。ネットワークは、室、建物または領域内の多数のコンピュータデバイスを含んでよく、これらがローカルエリアネットワーク、トークンリング、イーサネットまたは同等物のような高速度ローカルエリアデータリングによって相互接続される。異なる位置のローカルネットワークは、パケットスイッチング、マイクロウェーブリンクおよびサテライトリンクのような技術によって相互接続して、世界規模のネットワークを形成してよい。ネットワークは、数百またはそれ以上の相互接続デバイスを備えてよい。コンピュータネットワークにおいては、ネットワークの部分上におけるトラフィックオーバーロード、ネットワーク資源の最適の配置、セキュリティ、ネットワーク障害の隔絶等を含む多くの問題が生ずる。これらの問題は、ネットワークがより大きくなりより複雑になるにつれより複雑で困難になる。例えば、もしもネットワークがメッセージを送出していないと、故障がネットワークデバイス自体にあるのか、データ通信リンクにあるのか、送信および受信ネットワークデバイス間の中間ネットワークデバイスにあるのかを決定することが困難となろう。従来、この種の問題を解決する試みとしてネットワークマネージメントシステムが利用された。従来のネットワークマネージメントシステムは、普通、ネットワークデバイスからの情報への遠隔的アクセスとその情報の監視により動作した。ネットワークマネージメントシステムは、ネットワークアドミニストレータによる評価を必要とする大量の情報を収集した。従来形式のネットワークマネージメントシステムは、ネットワークアドミニストレータに甚だしい負担を掛る。操作者は、ネットワークデバイスパラメータの変化の意味を理解するために、ネットワーク作業のエキスパートでなければならない。アドミニストレータもまた、変化が起きた原因を理解するためにネットワークの各セクションのトポロジを理解しなければならない。加えて、アドミニストレータは、問題の原因を決定するために多量の情報や障害警報をふるいに掛けねばならない。どのようなネットワークマネージメントシステムでもその重要な側面は、ネットワーク内およびネットワークデバイス間のやり取りを正確に表わすことができることである。この目的のためには、どのようなネットワークマネージメントシステムもネットワークのトポロジを決定するある種の手段を備えることが非常に重要である。本発明の一般的目的は、ネットワークを管理する上で使用できる情報であるコンピュータネットワークのトポロジを決定する方法および装置を提供することである。本発明の他の目的は、ネットワークのトポロジを決定するために、データ−リレーデバイス（例えばブリッジ）の各ポートにより「聞かれる」ソースアドレスのリストを利用し、それを他のデータ−リレーデバイスにより聞かれるアドレスに比較する装置および方法を提供することである。本発明の他の目的は、方向性伝送に起因して直接聞かれないが、データ−リレーデバイスの他のポートにより聞かれるアドレスから椎断により決定できる接続を決定する装置および方法を提供することである。本発明のさらに他の目的は、データ−リレーデバイス間の中継接続と直接接続の両者を決定し、そのため最終的ネットワークトポロジを提供するために冗長な直接接続が排除される装置および方法を提供することである。［発明の概要］これらおよびその他の目的および利点は、本発明に従うネットワークトポロジを決定するための方法および装置で達成される。本発明の方法に従うと、ブリッジのようなデータ−リレーデバイスの各ポートにより「聞かれる」ネットワークアドレスリストは、コンピュータネットワークにおいて各データ−リレーデバイスに対してコンパイルされる。ネットワークは、データバスにより相互接続された複数のデータ−リレーデバイスおよびノードデバイスを含む。ノードデバイス（例えばワークステーションまたはディスクユニット）は、ソースアドレスを含むデータパケットによりバス上にデータを伝送する。データ−リレーデバイスも、ネットワークマネージメントシステムに送られる応答とともにそれ自身のソースアドレスを伝送する。各データ−リレーデバイスは、データ−リレーデバイスの各ポートにより聞かれるアドレスをリストするソースアドレステーブルを収集し、維持する。これらのリストは、異なるデータ−リレーデバイス上の選択されたポート間に直接または中継接続があるか否かを決定するために比較され、得られた接続が、ネットワーク内のデバイス間の相互接続を示すトポロジを定めるのに使用される。さらに詳しくいうと、もしもポートＸ_i（データ−リレーデバイスＸ上の）が他のデータ−リレーデバイスＹを聞くと、あるポートＹ_iおよびＸ_i間に少なくとも一つの中継（直接でなければ）接続があることを知る。もしもＸを聞くポートＹ_jがあると、Ｘ_iはＹ_jに接続されると結論できる。方向性伝送に起因して、Ｘを聞くポートＹ_iはつねに存在しない。この場合には、ＹのどのポートがＸ_iに接続されているかを決定するために他の方法が使用される。正しいポートは、ポートＸ_iに接続できないすべてのポートを排除することにより見出される。さらに詳しくいうと、Ｘ_iにより聞かれるアドレスの一組のアドレス内にないノードデバイスｚが、あるセットＸ_qにあるはずである。ここでｑはｉに等しくない。もしもポートＹ_jがポートＸ_iに接続されていると、ｚはセットＹ_i内にあり、ｒがｊに等しくないような他のセットＹ_r内にはないはずである。かくして、ＹのどのポートがポートＸ_iに接続されているかを決定するために、Ｘの他のポートに対してＹの各ポートを試験し、交差部がエンプティセットであるＹのポートを除去する。もしもセットＸ_qおよびＹ_rの十分のものがエンプティであると、残っているポートがない可能性があり、技術は働かなくなる。そうでない場合、一つのポートが、Ｘ_iに接続されるポートである一つのポートＹ_rとともに残る。上述の方法がネットワーク内の各データ−リレーに適用されれば、ネットワークトポロジを定めるためにデータ−リレーデバイス間の相互接続を図に表わすことができる。最後のステップとして、同じポート間の中継接続の存在について各直接接続をチェックすることによって、冗長接続がチェックされる。もしもこのような中継接続が存在すると、直接接続は冗長であり、除去される。本発明の装置は、ディジタルコンピュータネットワークと、そして好ましくはネットワークマネージメントシステムと使用するためのシステムである。好ましい具体例において、ネットワークマネージメントシステムは、ネットワークデバイスを表わすモデルであって、対応するネットワークデバイスに関するネットワークデータとネットワークデータを処理してユーザ情報を提供する手段とを含むモデルを有する仮想ネットワークを備える。システムは、ネットワークデバイスからネットワークデータを対応するモデルに転送するための手段と、仮想ネットワークからユーザ情報をユーザに供給するための手段を備える。かくして、各データリレーのモデルは、データ−リレーデバイスの各ポートにより聞かれるソースアドレスリストをネットワークデータとして具備しており、そして処理手段は、種々のデータ−リレーデバイスのアドレスセットを比較してコンピュータネットワークのトポロジを決定するインターフェースハンドラである。例えばネットワークエンティティをポールすることによって、データを更新するための手段も存在する。決定されたネットワークトポロジは、ネットワーク上のトラフィックを制御して、ネットワーク資源、セキュリティ、ネットワーク障害の隔絶等を最適化するため、マネージメントシステムにより使用される。加えて、決定されたトポロジは、コンピュータに接続されたビデオディスプレイユニットによりユーザに提供できる。本発明のこれらおよびその他の利点は、以下の詳細な図面および詳細な記述によりさらに明らかにされるであろう。［図面の簡単な説明］図１はネットワークの１例を示す概略線図である。図２は図１のネットワークにおいてデータ−リレーデバイスＡにより賦与される分割を示す概略線図である。図３は図１のネットワークにおいてデータ−リレーデバイスＢにより賦与される分割を示す概略線図である。図４は図１のネットワークにおいてデータ−リレーデバイスＣにより賦与される分割を示す概略線図である。図５は図１のネットワークにおけるデータ−リレーデバイスＡ、ＢおよびＣの組み合わせられた分割を示す概略線図である。図６は本発明に従って決定される図１のネットワークのデータ−リレーデバイス間の実験接続を示す概略線図である。図７ａは本発明に従って決定される図１のネットワークにおけるデータ−リレーデバイス間の最終接続を示す概略線図である。図７ｂは、図７ａに類似であるが、データ−リレーデバイス間にノードデバイスを含む概略線図である。図８は図１におけるデータ−リレーデバイスの各ポートに対するソースアドレステーブルの一例を示す線図である。図９は本発明に従うデータ−リレーデバイス間の接続を決定する方法を示すフローチャートである。図１０は本発明に従うデータ−リレーデバイス間の接続を決定する他の方法を示すフローチャートである。図１１ａは図１のネットワークのトポロジを決定するために本発明に従って実験接続および最終接続（図６〜７参照）をなす方法を示すフローチャートである。図１１ｂおよび図１１ｃは二つのサンプルネットワークにおける冗長接続の除去を示す概略線図である。図１２は本発明を利用し得るネットワークマネージメントシステムのブロック図である。図１３は図１２のネットワークマネージメントシステムに接続されるネットワークの１例を示すブロック図である。図１４は、本発明を利用する図１３のネットワークマネージメントシステムのモデルにおけるモデルの構造およびモデル間の関係を示す概略線図である。［詳細な説明］本発明は、データ−リレーデバイスとノードデバイスより成るコンピュータネットワークのトポロジを装置および方法に関するもので、トポロジは、ネットワークデバイスから情報を得て処理することによって自動的に計算できる。データ−リレーデバイスは、ローカルエリアネットワークセグメントの電気的および／または論理的隔絶を提供するネットワーク要素である。データ−リレーデバイスは、デバイスの一つのポートからデバイスの他のポートにネットワークパケットを送り、電気信号を増幅および再時間調節して、（ａ）最大ケーブル長を増し、（ｂ）ネットワーク上の許容し得るノードの数を増し、かつ／あるいはネットワークセグメントの数を増大させる。データ−リレーデバイスの例としては、ブリッジ、リピータ、ハブ等が挙げられる。ブリッジはIEEE 802.1(d) 規格に定められ、リピータはIEEE 802.1(e) に定められている。上述の機能に加えて、ブリッジはまた、ネットワークロードを減ずるため、パケットフィルタリング機能をもつ蓄積および交換（転送）機構を提供する。ハブはブリッジであるが、フィルタリングなしに全トラフィックを転送する。本発明における使用のため、ハブは、以下に記述されるように、ネットワークマネージメントのためのソースアドレステーブルを有する「インテリジェンス」ハブでなければならない。本発明に従うと、ネットワーク上の各データ−リレーデバイスはソースアドレステーブルを有しているが、これはデバイスの各ポートにより聞かれるネットワークアドレスのリストである。ネットワークノードがパケットを伝送するとき、伝送中のデバイスのソースアドレスがパケットに包含され、そしてパケットがデータ−リレーデバイスにより受信されるとき、ソースアドレスが、パケットが受信されるポートとともにソースアドレステーブル上に記憶される。ソースアドレステーブルのエントリは普通「古くなる」から、あるエントリは、同じポート上の同じソースアドレスから受信される他のパケットによりリフレッシュされない限り有限の期間の間テーブルに存在する。ネットワークから物理的に除去されるデバイスは究極的にソースアドレステーブルから消えるから、これはテーブルの現在性を維持する。もしもネットワーク上のノードデバイスがパケットを未だ伝送していないと、すなわち不活性ノードであると、データ−リレーデバイスは、ソースアドレステーブル上に記入のためのパケットをそのノードから受信しない。しかしながら、これは、ネットワーク上のすべてのデバイスの存在を確認するためネットワーク上のすべてのノードデバイスを周期的にポールすることによって修正できる。ネットワーク内におけるループ、したがってパケットの重複を避けるために、データ−リレーデバイスは冗長的に接続されてはならない。IEEE 802.1(d) に従うブリッジのようなある種のデバイスは、冗長装置を自動的に検出し不能化するためにスパニングトリーアルゴリズムを利用する。パケット送給の主たる機能を遂行するに際して、データ−リレーデバイスはネットワークにとって本質的に透過性である。それらは、それ自身のアドレスを有するパケットを伝送しない。しかしながら、データ−リレーデバイスは、パケットのソースアドレスフィールドにそれ自身のアドレスをもつネットワークマネージメント要求に対する応答を伝送する。この特徴は本発明に従うネットワークトポロジの計算に重要である。何故ならば、そうでない場合、データ−リレーデバイスは各他のソースアドレステーブルに現れないであろうからである。ある種のデータ−リレーデバイスは、マネージメントパケットの方向性の伝送を遂行する。かくして、デバイスの全ポートにマネージメント応答が伝送される代わりに、応答は、マネージメント要求が受信されるポート上にのみ伝送される。これは、マネージメントパケットそれ自体がフィルタリングプロセスを受けないブリッジで普通明らかである。データ−リレーデバイスがマネージメントパケットの方向性の伝送を使用するとき、デバイスのアドレスは、データ −リレーデバイスおよびマネージメントステーションの相対配置に依存して、他のデータ−リレーデバイスのソースアドレステーブルに現れることもあり、現れないこともある。この事実は、本発明に従うと、以下に記述されるようにソースアドレステーブルからネットワークトポロジを計算するとき、本発明に従って考慮に入れられる。本発明の動作を記述するため、サンプルネットワークを図１に示してある。ネットワークは、各々二つの番号付きポートをもつデバイスＡ、ＢおよびＣとして識別される三つのデータ−リレーデバイス１０、１２および１４を含む。データ −リレーデバイスは、ネットワークを三つのセクションすなわち区間に分離しており、そしてネットワークの種々の位置に、エンドノードデバイスｄ〜ｋおよびマネージメントステーションｍをもつ。デバイスＡ、ＢおよびＣにより生成される区間は、それぞれ図２、図３および図４により示されている。区間の組合わせは図５に示されている。概説すると、 ★区間９は、データ−リレーデバイスＡのポート１に接続されたノードバイスｄ、ｅおよびｍを含む。 ★区間１１は、データ−リレーデバイスＡのポート２とデータ−リレーデバイスＣのポート１間のノードデバイスｆおよびｇを含む。 ★区間１３は、データ−リレーデバイスＣのポート２とデータ−リレーデバイスＢのポート１間のノードデバイスｈおよびｉを含む。 ★区間１５は、データ−リレーデバイスＢのポート２に接続されたノードデバイスｊおよびｋを含む。各データ−リレーデバイスに対するソースアドレステーブルは、分割を反映している。各ポートは、その区間に含まれる全デバイスを「聞く」。Ａ１＝（ｄ，ｅ，ｍ）Ａ２＝（Ｂ，Ｃ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ）Ｃ１＝（Ａ，ｄ，ｅ，ｍ，ｆ，ｇ）Ｃ２＝（Ｂ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ）Ｂ１＝（Ａ，ｄ，ｅ，ｍ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ）Ｂ２＝（ｊ，ｋ）各ポートに対する上記のアドレステーブルは、図８に略示されている。データ−リレーデバイスは、マネージメントパケットの方向性の伝送に起因して、他のデータ−リレーデバイスにより聞かれる場合もあり聞かれない場合もある。例えば、Ｂ１はデバイスＣを聞かないことに留意された。これは、この例においてはＣはそのマネージメントトラフィックをマネージメントステーションｍに直送しているからである。しかしながら、この例においてＡはそのマネージメントトラフィックを伝送しないから、Ｂ１はＡを聞く。中継接続は、１または複数のデータ−リレーデバイスと交叉するノード間の接続として定義される。例えば、図１において、ポートＡ２はデバイスＣを介してポートＢ１に中継的に接続される。中継接続は、１または複数のデータ−リレーデバイスを横切る二つのノード間の接続として定義される。例えば、図１において、ポートＡ２はデバイスＣを介してポートＢ１に中継的に接続されている。これに対して、直接接続は、介在するデータ−リレーデバイスを有していない。やはり図１を参照すると、ポートＡ２はポートＣ１に直接接続されている。データ−リレーデバイス間の接続を決定するための本発明の第１の方法は、図９のフローチャートに例示されているが、この方法においては、図８におけるデバイスＡおよびＣのような１対のデータ−リレーデバイスに対するアドレステーブルが利用される。この方法に従うと、もしもポートＸ_iが他のデータ−リレーデバイスＹを聞くと（ステップ２００）、あるポートＹ_jおよびＸ_i間に少なくとも中継接続がある（直接接続でなければ）ことを知る。もしもＸを聞くポートＹ_j があると（ステップ２０２）、Ｘ_iがＹ_jに接続されると結論する（ステップ２０５）。例えば、ＣはＡ２の要素であり、ＡはＣ１の要素であるから、Ａ２はＣ１に接続される（図８のアドレステーブルの関連するエントリ周辺のボックス参照）。もしもＸ_iがＹを聞かないと、Ｘ_iとＹ間に接続がなく（ステップ２０１）、Ｘ上の次のポートに進む（ステップ２０７）。Ｘ上の各ポートに対してこのプロセスを繰り返し（ステップ２０６）、Ｘ上の次のポートにインクリメントし（ステップ２０７）、そしてＸ上の最後のポートに達するとき次のデータ−リレーデバイスにインクリメントする（ステップ２０８）。同様に、Ｙ上の各ポートに対してプロセスを反復し（ステップ２０３）、Ｙ上の次のポートにインクリメントする（ステップ２０４）。方向性伝送に起因して、Ｘを聞くポートＹ_jはつねに存在しない。この場合、ＹノードのどのポートがＸ_iに接続されるかを決定するために他の方法が使用されねばならない。Ｘ_iに接続できない全ポートを排除することによって正しいポートを見出す。この方法は図１０のフローチャートに例示されている。かくして、セットＸ_i内にないノードデバイスＺは、ｑがｉに等しくないようなあるセットＸｑになければならない。もしもＹ_jがポートＸ_iに接続されると、ＺはセットにＹ_jにあり、ｒがｊに等しくないような他のＹ_rには存在しないはずである。換言すると、ｉに等しくない全ｑに対して、もしもＸ_iがポートＹ_rに接続されるならば、セットＸ_qとＹ_rにある交叉が存在する。もしもＸ_qとＹ_r間に交叉接続がないと（すなわちゼロセット）ポートＸ_iはポートＹ_rに接続されない。ＹのどのポートがＸ_iに接続されるかを決定するために、Ｘの他のポートに対してＹの各ポートを試験し、交叉が空セットであるＹのポートを排除する。かくして、図１０のステップ３００において、Ｙ_rがＸ_qを聞くかどうかを考察する。もしも答が「イエス」であると、Ｘ_iとＹ_r間に接続が存する（ステップ３０１）。もしも答が「ノー」であれば、これがポートＹ上の最後のポートであるか否かをチェックし、もしもそうでなければＹ上の次のポートにインクリメントする（ステップ３０３）。Ｙの全ポートをチェックの後、交叉がゼロセットであれば、Ｘ_iとＹ上のいずれのポート間にも接続がないことが決定される（方法は働かない）（ステップ３０４）。図９および図１０の上の方法をネットワーク内の各データ−リレーデバイスポートに適用すると、図６に示される試行接続にしたがってデータ−リレーデバイス間の相互接続を図示することができる。かくして、下記の直接接続が図６に示されている。ポートＡ２およびポートＣ１間の接続２０。ポートＣ２およびポートＢ１間の接続２２。ポートＡ２およびポートＢ１間の接続２４。二つのポート間の接続またはエッジは、中継接続と直接接続の両者を含む。もしも中継接続が存在すれば、直接接続は冗長であり、除去されねばならない。例えば、図７に示されるように、Ａ２とＢ１間に中継接続があるから、Ａ２とＢ２間の直接接続は除去された。冗長接続を除去するための方法は、図１１ａのフローチャートに例示されている。ステップ３２０に従い、まず図６に示されるようにＸ_iとＹ_i間に試行接続を形成する。次に、Ｘ_iがＹ_jに直接接続されるているかどうかをチェックする（ステップ３２１）。直接接続がなければ、これがＸ上の最後のポートであるかどうかをチェックし（ステップ３２２）、Ｘ上の次のポートにインクリメントするか（ステップ３２３）、もしもこれがＸ上の最後のポートであれば、次のデバイスにインクリメントする（ステップ３２４）。Ｘ_iが直接Ｙ_jに直接接続されていれば、Ｘ_iがＹ_jに中継的に接続されているかどうかをチェックする（ステップ３２５）。答が「イエス」であれば、Ｘ_iとＹ_j間の直接接続を除去する（ステップ３２６）。ノードからノードへとノードを横切って所望のポートに達する際、システムは、通った各ノードにフラグをセットしてよい。何故ならば、ノードを再度通ることは目的に適わないからである。中継接続が存在する場合直接接続を除去するプロセスは、図６〜７ａの最も簡単な可能な場合、すなわち三つのデータ−リレーデバイスを含むもので例示されている。同じ技術は、ブリッジ、ハブおよび終点デバイスの任意の複雑なネットワークに適用し得る（ブリッジおよびバスに賦与された制限内で、すなわちループは存在しなくてよい）ことが指摘されるべきである。これは、三つの以上のデータ−リレーデバイスを含む代替路は、直接および中継接続の組台せを含んでよく、また同様にブランチングを含んでもよいから真である。図１１ｂにおいて、中継接続（１から２および２から３）は、直接接続（１から４）を除去する。同様に、直接接続（２から４）も同様に除去される。図１１ｃにおいては、３ポートデータ−リレーデバイスは、ネットワークにおけるブランチングを許容するが、冗長直接接続の除去（図示のように５から７へ、７から８へ、５から８へ）は、三つのデータ− リレーデバイスに対して記述されたのとまったく同様に行われる。実際のネットワークにおいて、２以上のポートを有するデータ−リレーデバイスおよび３以上のデバイスより成るネットワークセグメントは、例外ではなく規則がよく当てはまる。図７のトポロジは、各ネットワークセグメントにノードデバイスを含むものとしてさらに明確に説明できる。かくノートデバイスは、もしもそのアドレスが、セグメントに直接接続される各データリレーポートのポートセットＸ_iの交叉に現れるならば、そのセグメントに属する。例えば、図８に示されるように、ノードデバイスｈおよびｉは各ポートＣ２およびＢ１に対するアドレステーブルに現れているから、ノードｈおよびｉはデバイスＡおよびＣ間の接続２２の一部として含まれるべきである。図７は、さらにノードデバイスを含むトポロジを示す。好ましい具体例において、ネットワークトポロジを決定するための方法および装置は、「NETWWORK MANNAGEMEN T SYSTEM USING MODEL BASED INTELLIGENCE」と題してR.Dev 等により1990年９月17日付で出願され一緒に譲渡された米国特許出願第07/583,509号に記述されるもののようなネットワークマネージメントシステムの一部を形成するか、このようなネットワークマネージメントシステムにネットワークトポロジ情報を提供する。この特許出願も、1991年９月17日付PCT/US91/06725として出願され、1992年４月２日付にて国際公開No.W092/05485として公開された。それゆえ、この特許も本願発明に合体される。しかしながら、本発明は、他のネットワークマネージメントシステムまたはネットワークトポロジを得ることが所望される任意の応用との組合せで使用できる。先に挙げた特許出願のネットワークマネージメントシステムに従うと、図１２がシステムのブロックを示している。ネットワークマネージメントシステムの主要部品は、ユーザインターフェース４１０、仮想ネットワークマシン４１２およびデバイス通信マネジャ４１４である。ユーザインターフェース４１０は、ビデオディスプレイスクリーン、キーボード、マウスおよびプリンタを含んでよいものであるが、このユーザインターフェース４１０はユーザとのあらゆるやり取りを可能にする。ユーザインターフェースは、スクリーン、キーボード、マウスおよびプリンタを制御し、ユーザに管理されつつあるネットワークの異なる画面を提供する。ユーザインターフェースは、仮想ネットワークマシン４１２からネットワーク情報を受信する。仮想ネットワークマシン４１２は、ネットワークと関連するデバイスおよびその他のエンティティを表わすモデルおよびモデル間の関係を含む、管理されつつあるネットワークのソフトウェア表示を含む。仮想ネットワークマシン４１２は、ディスクベースドデータの記憶および検索を管理するデータベースマネジャ４１６と関連せしめられる。この種のデータは、構成データ、事象記録、統計データ、履歴および現在状態情報を含む。デバイス通信マネジャ４１４は、ネットワーク４１８に接続されており、仮想ネットワークマシン４１２とネットワークデバイス間の通信を処理する。ネットワークデバイスから受信されるデータは、デバイス通信マネジャにより仮想ネットワークマシン４１２に提供される。デバイス通信マネジャ４１４は、仮想ネットワークマシン４１２からの一般的リクエストを、各ネットワークデバイスとの通信のため必要とされるネットワークマネージメントプロトコルに変換する。既存のネットワークマネージメントプロトコルは、シンプルネットワークマネージメントプロトコル(S NMP)、インターネットコントロールメッセージプロトコル(ICMP)および多くの所有権ネットワークマネージメントプロトコルを含む。特定の形式のネットワークは、これらのプロトコルの一つを使用してネットワークマネージメントシステムと通信するように設計されている。ユーザインターフェース４１０に接続されるビューパーソナリティモジュール４２０は、ユーザインターフェースがネットワークの異なる固面を提供することを可能にする一集めのデータモデルを含む。仮想ネットワークマシン４１２に接続されたデバイスパーソナリティモジュール４２２は、デバイスおよびその他のネットワークエンティティがネットワークマネージメントシステムとともに構成されそれで管理されることを可能にする一集めのデータモジュールを含む。デバイス通信マネジャに接続されるプロトコルパーソナリティモジュール４２４は、モジュール４２４により特定されるネットワークマネージメントプロトコルを使用して通信するすべてのデバイスとの通信を可能にする一集めのデータモジュールを含む。パーソナリティモジュール４２０、４２２および４２４は、高度に変幻性でユーザ構成可能なシステムを提供する。パーソナリティモジュール４２０を変えることにより、ユーザは、注文化国面またはディスプレイを特定できる。デバイスパーソナリティモジュールを変えることによって、ユーザば、新しい形式のネットワークデバイスをシステムに加えることができる。同様に、プロトコルパーソナリティモジュール４２４を変えることによって、ネットワークマネージメントシステムは、新しいまたは異なるネットワークマネージメントプロトコルで動作できる。パーソナリティモジュールは、システムがシステムの基本的制御コードを変えることなく構成され注文化されることを可能にする。図１２のシステムを支持するハードウェアは、代表的には、ユニックスをランさせるSun Model ３または４、あるいは386 PCコンパチブルコンピュータのようなワークステーションである。最小 640×680 ピクセル×256色解像度を支持するディスプレイデバイスの場合、最小８メガバイトのメモリが必要とされる。基本的ソフトウェアは、ソケット、Ｘ−ウィンドウズおよびオープンソフトウェアファウンデーションモチーフ1.0を支持するUnixリリースを含む。ネットワークマネージメントシステムは、C++プログラミング言語を使用して実施されるが、E iffel、Smalltalk およびADA 等のような他の目的指向言語で実施できよう。仮想ネットワークマシン４１２およびデバイス通信マネジャ４１４は、動作速度が増大される場合、ユーザインターフェース４１０から別個のコンピュータ上でランできよう。このマネージメントシステムに接続されるネットワークの例が図１３に示されている。ネットワークは、データバス４３６により相互接続されたワークステーション４３０、４３１、４３２、４３３とディスクユニッ卜４３４および４３５を含む。ワークステーション４３０および４３１とディスクユニット４３４は室４３８に配置されており、ワークステーション４３２および４３３とディスクユニット４３５は室４４０に配置されている。室４３８および４４０は、一つのビルディング４４２内に配置されている。ネットワーク４４４、４４５および４４６は、データバス４４７により相互接続されており、ビルディング４４２と同じ領域にあるビルディング４４８内に配置されている。ビルディング４４２および４４８内のネットワーク部分は、ブリッジ４５により相互接続されている。ビルディング４４２および４４８から遠隔的に配置されたビルディング（異なる市、州および国にある）４５２が、データバス４５７により相互接続されたネットワークデバイス４５３、４５４および４５６を有している。ビルディング４５２内のネットワークデバイスは、インターフェースデバイス４５９および４６０によりビルディング４４８内のネットワークに接続されている。インターフェースデバイス４５６と４６０は、パケットスイッチングシステム、マイクロウェーブリンクまたはサテライトリンクにより通信し得る。上に説明され図１２に示されるネットワークマネージメントシステムは、例えばデータバス４３６のような任意の都合のよい点にて図１３のネットワークに接続される。一般に、図１２に示されるネットワークマネージメントシステムは、通常の動作中二つの主たる動作を遂行する。システムは、ユーザインターフェース４１０にてユーザにより装入されるユーザ要求にサービスし、警報および事象のようなネットワーク情報をユーザインターフェース４１０に提供する。加えて、仮想ネットワークマシン４１２は、ネットワークをポールして、以下に説明するようにネットワークモデルを更新するための情報を得る。ある場合には、ネットワークデバイスは、ポーリングすることなく自動的に状態情報をネットワークマネージメントシステムに送る。いずれの場合にも、ネッ卜ワークから受信される情報は、トポロジ、動作状態、障害およびネットワークに関するその他の情報がシステム化および組織化された態様でユーザに提示されるように、処理される。各モデルは、番号、属性および１または複数のインターフェースハンドラを含む。属性は、モデル化されつつあるネットワークエンティティの特性および状態を定義するデータである。基本的属性は、モデルの名前、モデル形式の名前、モデル形式ハンドル、ポーリング間隔、次のポーリング時間、再試行カウント、コンタクト状態、アクティベーション状態、最終ポーリング時間およびモデル化されつつあるネットワークエンティティの統計データを含む。ネットワークデバイスのポーリングについては以下で説明する。加えて、特定の形式のネットワークデバイスに固有の属性も定義できる。例えば、ネットワークブリッジは、ブリッジの各ポート上で聞かれるデバイスを定めるアドレスソーステーブルを含む。ネットワークブリッジのモデルは、その属性の一つとしてテーブルのコピーを含むことができる。仮想ネットワークマシンに使用されるモデルはまた、１または複数のインターフェースハンドラーを含む。インターフェースハンドラは、特定された計算、判断、動作または推論を遂行する C++オブジェクトである。推論ハンドラは、集合してモデルのインテリジェンスを構成する。個々の椎論ハンドラーは、遂行されつつある処理の形式、刺激源（単数または複数）および結果の宛て先により定められる。結果は、椎論ハンドラーの出力であり、属性の変化、モデルの創成または破壊、警報または任意の他の有効出力を含んでよい。推論ハンドラーの動作は、仮想ネットワークマシンにおいて起こる事象であるトリガにより開始される。トリガには、同じモデルにおける属性の変化、他のモデルにおける属性変化、関係変化、事象、モデルの創成または破壊等が含まれる。かくして、各モデルは、当該推論ハンドラーをトリガする予定された事象の発生で特定された機能を遂行する推論ハンドラーを含む。椎論ハンドラーは、本発明の方法に従いソースアドレスリストを処理し得る（図９〜１１）。単一モデル構成の概略図が、このマネージメントシステムの諸概念を例示するように図４に図示されている。デバイスモデル４８０は、属性１−ｘおよび推論ハンドラー１−ｙを含む。デバイスモデル４８２は、属性１−ｕおよび障害ハンドラー１−ｖを含む。接続関係４８４は、モデル４８０および４８２が物理的ネットワークで接続されることを示している。室モデル４８６は、属性１−ｍおよび推論ハンドラは１−ｎを含む。関係４８８は、モデル４８０が室モデル４８６に含まれることを指示し、関係４９０は、モデル４８２が室モデル４８６内に含まれることを指示している。図４に示される各モデルおよびモデル関係は、C++オブジェクトとして実施される。実際のネットワークの表示は、図１４に示される構成よりもずっと複雑であろうことが理解されよう。上に論述のように、仮想ネットワークマシン内のモデルの集合体とモデル関係は、管理されつつある物理的ネットワークの表示を形成する。モデルはネットワークの構成を表わすだけでなく、ダイナミック基準でその状態を表わす。ネットワークの状態およびネットワークに関するその他の情報およびデータは、多数の異なるやり方でモデルにより得られる。ネットワークからの情報を得るための主たる技術には、ボーリングが含まれる。仮想ネットワークマシン４１２内のモデルは、特定された間隔で、モデルに対応するネットワークデバイスをポールすべきことをデバイス通信マネジャ４１４に要求する。デバイス通信マネジャ４１４は、要求をネットワークデバイスと通信するために必要なプロトコルに変換する。ネットワークデバイスは、要求された情報をデバイス通信マネジャ４１４に返し、そしてデバイス通信マネジャ４１４は、ネットワークデバイスのモデル内の１または複数の属性を更新するため、デバイス情報を抽出してそれを仮想ネットワークマシン４１２に送る。ポーリング間隔は、属性の重要性、属性が変化するかもしれない周波数、および類似要因に依存して各モデルや対応するネットワークデバイスに対して個々に特定される。ポーリング間隔は、一般に、モデルがネットワークデバイスの現在状態を正確に反映してほしいという要望と、通常のネットワーク動作に影響を及ぼすかもしれないネットワークマネージメントトラフィックを最小化したいという要望との妥協により決まる。モデルに含まれる情報を更新するための他の技術に従うと、ネットワークデバイスは、意味のある事象の発生の際ポーリングなしに情報をネットワークマネージメントシステムに自動的に伝送する。これは、ネットワークデバイスがこのような動作のために予めプログラムされることを必要とする。モデルとそれと対応するネットワークエンティティ間の通信は、ブリッジ、カードラック、ハブのような特定の形式のデバイスに対してのみ可能であることが理解されよう。換言すれば、モデル化されつつあるネットワークエンティティは、その状態をネットワークマネージメントシステムに通信できない。例えば、ネットワークデバイスを含むビルディングまたは室のモデルやケーブルモデルは、対応するネットワークエンティティと通信できない。この場合、ネットワークエンティティの状態は、他のネットワークデバイスのモデルに含まれる情報にからモデルにより椎論される。ケーブルに接続されるネットワークデバイスをうまくポーリングできればケーブルが適正に機能していることが指示されるから、ケーブルの状態は、取り付けられたネットワークデバイスのモデルに含まれる情報から推論される。同様に、室の動作状態は、室内に配置されたネットワークデバイスのモデルに含まれる動作状態から推論できる。モデルがこのような推論をなすためには、関係するモデルから情報を得ることが必要である。モデルウォッチと呼ばれる機能においては、モデル内の属性が一つまたは複数の他のモデルにより監視ないしウォッチされる。ウォッチされている属性の変化は、ウォッチしているモデル内の推測ハンドラをトリガし得る。ネットワーク内のデータ−リレーデバイスのリストを収集するいくつかの方法がある。一つの方法は相互データエントリをなすことである。他の方法は「ピングスイープ」を行うことであるが、この方法においては、要求は盲目的にある範囲のアドレスに送られ、活動デバイスが応答をもって答える。他の方法は、ネットワーク名サーバーのようなシステムテーブルを読むことである。他の方法は、アドレス変換テーブルを読むことであり、そしてさらに他の方法は、ネットワークデバイスからテーブルを読むことである。上述の技術は、所与のアドレスにあるネットワークノードの存在を決定するのに最も有用であり、ついで、データ− リレーデバイスとしてのノードの識別がマネージメントプロトコルにより遂行される。多くの場合、「マネジメント層アドレス」をネットワークアドレスに変換することが必要であろう。代表的には、ソースアドレステーブルはマネージメントレベルアドレスを利用し、他方マネージメントプロトコルは、普通ネットワーク層アドレスにより働く。以上本発明を本発明の選ばれた具体例について図示説明したが、本発明の技術思想から逸脱することなく種々の変化変更をなし得ることは当技術に精通したものには明らかであろう。

Claims

【特許請求の範囲】 (1) ノード、デバイスおよびデータ−リレーデバイスを含むコンピュータネットワークのトポロジを決定するための方法であって、コンピュータ内のデータ−リレーデバイスのリストを収集し、各データ−リレーデバイスの各ポートに対するソースアドレステーブルであって、それぞれのポートと通信するノードデバイスおよびデータ−リレーデバイスのアドレスのコンパイルであるソースアドレステーブルを収集し、ソースアドレステーブルから、各データ−リレーデバイスの各ポートにより聞かれるアドレスセットをコンパイルして、データ−リレーデバイス間の接続を識別し、コンピュータネットワークのトポロジを決定する諸段階を含むことを特徴とするコンピュータトネットワークトポロジ決定方法。 (2) 前記のコンピュータネットワークのトポロジを決定する段階が、データ−リレーデバイス間の直接および中継接続を決定し、データ−リレーデバイス間の接続の図表を生成し、図表からデータ−リレーデバイス間の中継接続を除去することを含む請求項１記載のコンピュータネットワークトポロジ決定方法。 (3) 前記のコンピュータネットワークのトポロジを決定する段階が、異なるデータ−リレーデバイスＸおよびＹ上の１対のポートＸ_iおよびＹ_jを選択し、ソースアドレステーブルを比較して、ポートＸ_iがデバイスＹを聞くかどうかおよびポートＹ_jがＸを聞くかどうかを決定し、もしも両者に対する解答が肯定であれば、トポロジにＸ_iおよびＹ_j間に接続を設定することを含み、上述の決定段階が、ネットワークにおけるデータ−リレーデバイスの異なる各ポート対について反復される請求項１記載のコンピュータネットワークトポロジ決定方法。 (4) 前記のコンピュータネットワークのトポロジを決定する段階が、異なるデータ−リレーデバイスＸおよびＹ上に１対のポートＸ_iおよびＹ_jを選択し、ソースアドレステーブルを比較して、ポートＹ_rがポートＸ_qを聞くかどうかを決定し、ここでｑはｉに等しくなく、ｒはｊに等しくないものとする、もしも回答が肯定であれば、Ｘ_iおよびＹ_r間の接続を設定することを含み、上述の決定段階が、Ｙ_jがＸを聞かない場合、ネットワークのデータ−リレーデバイスの各異なるポート対に対して反復される請求項１記載のコンピュータネットワークトポロジ決定方法。 (5) コンピュータネットワークの決定されたトポロジが、ネットワークマネージメントにより利用される請求項記載１のコンピュータネットワークトポロジ決定方法。 (6) ノード、デバイスおよびデータ−リレーデバイスを含むコンピュータネットワークのトポロジを決定するための方法であって、コンピュータネットワーク内のデータ−リレーデバイスのリストを収集し、各データ−リレーデバイスの各ポートに対するソースアドレステーブルであって、それぞれのポートと通信するノードデバイスおよびデータ−リレーデバイスのアドレスのコンパイルであるソースアドレステーブルを収集し、異なるデータ−リレーデバイスＸおよびＹ上の１対のポートＸ_iおよびＸ_jを選択し、ポートＸ_iがデバイスＹを聞くかどうかおよびポートＹ_jがＸを聞くかどうかを決定し、もしも両者に対する回答が肯定であれば、トポロジにＸ_iおよびＹ_j間に接続を設定し、ネットワーク内のデータ−リレーデバイスの各異なるポート対にたいして上述の選択および決定段階を反復し、Ｙ_jがＸを聞かない各ポート対に対して、Ｙ_rがＸ_q を聞くかどうかを決定し、ここでｒはｊに等しくなく、ｑはｉに等しくないものとする、もしも回答が肯定であれば、Ｘ_iおよびＹ_j間に接続を設定し、Ｙ_jがＸを聞かない各対に対して第２の決定段階を反復し、ネットワークトポロジを示すためデータ−リレーデバイス間の接続の図表を生成し、Ｘ_iおよびＹ_y間に中継接続がある場合、Ｘ_iおよびＹ_y間の直接接続を除去する諸段階を含むことを特徴とするコンピュータネットワークトポロジ決定方法。 (7) ノードデバイスおよびデータ−リレーデバイスを有するコンピュータネットワークのトポロジを決定するシステムであって、ネットワーク内の各データ−リレーデバイスの各ポートにより聞かれるソースアドレスのソースアドレステーブルを格納するための手段と、異なるデータ−リレーデバイスの異なるポート対に対してソースアドレステーブル内のアドレスを処理して、それぞれのポート間に接続があるかどうかを決定する手段と、データ−リレーデバイス間の接続に関する情報をネットワークマネージメントシステムに供給するための手段とを備えることを特徴とするコンピュータネットワークトポロジ決定システム。 (8) データ−リレーデバイス間の接続に関する情報をユーザに供給するための手段を備える請求項７記載のコンピュータネットワークトポロジ決定システム。 (9) ノードデバイスおよびデータ−リレーデバイスを含むコンピュータネットワークのトポロジを決定するシステムであって、各データ−リレーデバイスを表わすモデルであって、それぞれのデータ−リレーデバイスの各ポートにより聞かれるノードデバイスのアドレスを含むソースアドレステーブルを包含する複数のモデルを有し、各モデルが、異なるデータ−リレーデバイス対内のポートに対してソースアドレステーブル内のアドレスを比較して、データ−リレーデバイスのポート間に接続があるかどうかを決定する手段と、データ−リレーデバイス間の接続の図表を生成するための手段を具備する仮想ネットワークと、ソースアドレステーブルを維持するため、ネットワークデバイスからのデータを仮想ネットワークの対応するモデルに転送するための手段と、仮想ネットワークからのトポロジ情報をユーザに供給するための手段とを備えることを特徴とずるコンピュータネットワークトポロジ決定システム。 (10)前記モデルがソフトウェアモデルである請求項９記載のコンピュータネットワークトポロジ決定システム。 (11)前記モデルが、対応するネットワークデバイスに関するネットワークデータと、ネットワークデータを処理して、ユーザ情報を提供するための１または複数の推論ハンドラを具備する請求項１０記載のコンピュータネットワークトポロジ決定システム。