ネットワーク接続装置
【課題】階層型ネットワークに適用するネットワーク接続装置において、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定できるようにすることで、ネットワークの可用性を高めることのできるネットワーク接続装置を提供する。
【解決手段】ネットワーク接続装置１は、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段１３と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段１２と、下位レイヤトポロジ情報と上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段１４と、トポロジ情報比較手段１４のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段１５とを備える。
【解決手段】ネットワーク接続装置１は、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段１３と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段１２と、下位レイヤトポロジ情報と上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段１４と、トポロジ情報比較手段１４のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段１５とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上位レイヤと下位レイヤを含む階層型ネットワークにおいて、接続装置内部の故障を検出し、故障箇所を推定して、復旧動作を行なうネットワーク接続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、階層型ネットワークでは、ネットワークの冗長性を確保するため、各レイヤにおいてネットワークトポロジに応じたネットワーク構成管理プロトコルを用いてネットワーク経路の管理が行われていた。例えば、レイヤ２ネットワークの構成方法としてＩＥＥＥ８０２．１７ ＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）や、レイヤ３ネットワークの構成方法としてＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）２３２８ ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）がある。これらはレイヤ毎に独立して動作し、経路制御を行なっていた。
また、下位レイヤの情報を利用して上位レイヤの制御を行なうネットワーク管理システムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のネットワーク管理システムでは、下位レイヤ回線の故障又は性能劣化をイベントとして検出し、イベントによって影響を受ける上位レイヤ回線を抽出し、上位レイヤ回線に関する制御を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５４０３８号公報（段落［００１３］〜［００１５］、［００８２］、１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のネットワーク管理システムでは、故障箇所が自装置内の部品故障やソフトウェア処理内の異常があった場合には、故障を正しく検出できず、通信が行なえなくなっていた。
例えば、下位レイヤ回線は正常で自装置内の受信処理部に部分的な故障が発生したとき、下位レイヤ回線異常のイベントが発行されないため、上位プロトコルでは異常を検出できない。
また、あるネットワークに複数のルータが接続され、それぞれのルータが当該ネットワークへの経路を外部に広告しているとき、あるルータで部分的な故障が発生すると、当該ルータは異常を検出できず、前記経路の広告を継続する。当該ルータをＮｅｘｔ Ｈｏｐとして選択している他ルータは、当該広告を受信し続けていることから当該ルータに向けてデータを送り続けるため、通信が行えなくなる問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定できるようにすることで、ネットワークの可用性を高めることのできるネットワーク接続装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るネットワーク接続装置は、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段と、下位レイヤトポロジ情報と上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段と、トポロジ情報比較手段のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るネットワーク接続装置は、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段と、下位レイヤトポロジ情報と上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段と、トポロジ情報比較手段のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段とを備えるものであるため、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定でき、ネットワークの可用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る全体システム構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る状態遷移図である。
【図４】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図５】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図６】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る機能故障説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図８】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る機能故障説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図１０】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図１１】この発明の実施の形態２のネットワーク接続装置に係るシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
実施の形態１は、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定できるとともに、更に故障箇所に応じた復旧処理を行なえるネットワーク接続装置に関するものである。
以下、本願発明の実施の形態１について、図１から図１０に基づいて説明する。図１はネットワーク接続装置のシステム構成図、図２は図１のネットワーク接続装置を使用するネットワーク全体のシステム構成図、図３は状態遷移図、図４、５はトポロジ情報テーブル、図６は機能故障説明図、図７はトポロジ情報テーブル、図８は機能故障説明図、図９、１０はトポロジ情報テーブルである。
【００１０】
まず、本願発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置のシステム構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１のシステム構成を表したものである。ネットワーク接続装置１は、大きく分けてネットワーク制御部および故障検出部の２つの主要部から構成される。
【００１１】
ネットワーク制御部は、レイヤ３制御部２、レイヤ２制御部３、４およびレイヤ１制御部５、６、７から構成される。
レイヤ３制御部２は、レイヤ２制御部３、４に接続され、それぞれの間でレイヤ３インタフェースを持つ。また、レイヤ３制御部２は、レイヤ３プロトコルにより得たレイヤ３トポロジ情報を格納するレイヤ３トポロジデータベース８を備える。
レイヤ２制御部３は、レイヤ１制御部５に接続され、バス型のネットワーク１０を構成している。
レイヤ２制御部４は、レイヤ１制御部６およびレイヤ１制御部７に接続され、両系を使用したリング状のネットワーク１１を構成している。
また、レイヤ２制御部４は、レイヤ２プロトコルにより得たレイヤ２トポロジ情報を格納するレイヤ２トポロジデータベース９を備える。
【００１２】
故障検出部は、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２、下位レイヤトポロジ情報取得手段１３、故障箇所推定手段１５および復旧処理手段１６から構成される。
上位レイヤトポロジ情報取得手段１２は、レイヤ３制御部３に接続され、レイヤ３トポロジデータベース８から上位レイヤトポロジ情報であるレイヤ３トポロジ情報を取得する。
下位レイヤトポロジ情報取得手段１３は、レイヤ２制御部４に接続され、レイヤ２トポロジデータベース９から下位レイヤトポロジ情報であるレイヤ２トポロジ情報を取得する。
トポロジ情報比較手段１４は、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２および下位レイヤトポロジ情報取得手段１３に接続され、各々のトポロジ情報を取得して、トポロジ情報の比較を実施する。
故障箇所推定手段１５は、トポロジ情報比較手段１４に接続され、トポロジ情報比較手段１４による比較の結果を取得し、この情報から故障箇所の推定を実施する。
復旧処理手段１６は、故障箇所推定手段１５に接続され、推定された故障箇所に応じた復旧処理を実施する。
【００１３】
次に、ネットワーク接続装置１を使用したネットワーク全体のシステム構成を、図２に基づいて説明する。
リングノード２１〜２４は、幹線ネットワーク２０でリング状に接続されている。各リングノード２１〜２４は、先に図１で説明したネットワーク接続装置１のシステム構成を備えている。
リングノード２１、２２は、支線ネットワーク３０に接続され、この支線ネットワーク３０は、ルータ２５、２６に接続され、ルータ２５経由で、例えば他の支線ネットワーク３２に接続されている。
また、リングノード２３、２４は、支線ネットワーク３１に接続され、この支線ネットワーク３１は、ルータ２７、２８に接続され、ルータ２７経由で、例えば他の支線ネットワーク３３に接続されている。
【００１４】
ここで、図１と図２の対応を説明する。図１のネットワーク接続装置１が、リングノード２１に該当するとして、以下の機能および動作説明をする。この場合、図１のネットワーク１１が、図２の幹線ネットワーク２０のＡ、Ｂに相当し、図１のネットワーク１０は、図２のリングノード２１と支線ネットワーク３０の間のネットワークＣに相当する。
また、図１のシステム構成を有するリングノード２１から見て、リングノード２２〜２４は隣接ノード（隣接装置）である。
【００１５】
次に、本願発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１の機能および動作について、図１、図２のシステム構成図および図３〜図１０の状態遷移図、トポロジ情報テーブル、機能故障説明図を用いて説明する。
【００１６】
まず、ネットワークシステムの全体的な機能、動作について説明し、その後、ネットワーク接続装置１内に送信・受信機能故障が発生した場合のネットワーク接続装置１の機能および動作について説明する。
【００１７】
ネットワークシステムの全体的機能、動作について説明する。
本実施の形態１では、上位レイヤのルーティングプロトコルとしてＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）を用いて、下位レイヤプロトコルとしてＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）を用いた例を想定して説明する。
【００１８】
ＯＳＰＦでは、接続される各ネットワークに対しＨｅｌｌｏパケットを定期的に送信し、ネットワーク上の各ＯＳＰＦルータは、Ｈｅｌｌｏパケットを受信して、ネットワーク上に存在するＯＳＰＦルータを隣接ルータとして認識する。各隣接ルータとの関係はＨｅｌｌｏプロトコル隣接状態として管理される。この隣接関係（ネイバ状態）はトポロジ情報の一部となっている。
隣接ルータとの接続関係は、ＬＳＡ（Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）としてネットワーク上に広告され、各ルータがＬＳＡをデータベース（ＬＳＤＢ：Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ ＤａｔａＢａｓｅ）として保持し、ＬＳＤＢをもとにルーティングテーブルを構築する。
ＲＰＲでは、各ノードをリング状に接続し、各ノードがそれぞれの物理アドレスを定期的にネットワーク上に広告し、各リングノードはそれらの広告情報を収集してノードの並び順情報を取得する。このノードの並び順情報はトポロジマップと呼ばれ、ネットワーク上の全ノードを認識可能である。
【００１９】
ネットワーク接続装置１は、論理ネットワーク階層に沿った機能構成を取っており、レイヤ１物理層、レイヤ２データリンク層、レイヤ３ネットワーク層という階層構成を持つ。
レイヤ１物理層は、インタフェース毎に終端し、いずれかのレイヤ２データリンク層に接続する。図１に示したネットワーク接続装置１の物理層インタフェースは３つあり、そのうちレイヤ１制御部５は１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔを構成するインタフェースであり、レイヤ１制御部６、７はリングネットワークを構成するインタフェースであるとする。
レイヤ２データリンク層は、１つまたは複数の物理層に接続し、レイヤ２ネットワークで接続されたノードのトポロジ管理を行う。
図１において、レイヤ２制御部３は１つの物理層インタフェースに接続し、ネットワーク１０上で１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）機能を持つ。
レイヤ２制御部４は、２系統の物理層インタフェース、レイヤ１制御部６、レイヤ１制御部７に接続し、ＲＰＲ機能を有している。
【００２０】
本実施の形態１では、ネットワーク接続装置１を構成する複数のレイヤ２制御部のうち、トポロジ情報を管理可能なＲＰＲ機能を有するレイヤ２制御部４を本発明の適用対象とする。
トポロジ情報を管理しない１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）機能を有するレイヤ２制御部３は、本発明の適用対象外である。しかし、レイヤ２制御部３についても、ＲＰＲあるいはトポロジ情報を管理可能なＳＲＰ（Ｓｐａｔｉａｌ Ｒｅｕｓｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのプロトコルを使用すれば、本発明を適用することができる。
したがって、以下の機能、動作説明では、レイヤ３制御部２およびレイヤ２制御部４を対象とする。
【００２１】
ＲＰＲでは、各リングノードのレイヤ２制御部４が自ノードの物理アドレスを定期的に広告しており、ネットワーク接続装置１はネットワーク１１においてそれらの広告情報を収集し、トポロジ情報として保持する。トポロジ情報にはトポロジマップとしてネットワーク上のノードの並び順が含まれており、ネットワーク上に存在するノードの数が把握可能である。
【００２２】
レイヤ３ネットワーク層は、１つまたは複数のデータリンク層に接続し、複数のデータリンク層間の中継を行なうほか、ネットワーク全体の経路制御を行なうため、ルーティングプロトコルを持つ。また、各データリンク層とインタフェースを持っており、一般にはレイヤ３インタフェース毎にＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスが割り付けられる。
ネットワーク接続装置１では、レイヤ３ルーティングプロトコルとしてＯＳＰＦを用い、各レイヤ２制御部に接続している。
【００２３】
ＯＳＰＦでは、各ノードがＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを定期的に送信している。ネットワーク接続装置１は、ネットワーク１１においてそれらのＨｅｌｌｏパケットを受信することで、ＯＳＰＦネイバを認識し、ＯＳＰＦネイバ状態を管理する。ここで、図３の状態遷移図は、Ｈｅｌｏプロトコルの状態遷移を表している。
また、自ノードの送信するＨｅｌｌｏパケットに、自ノードの認識するＯＳＰＦネイバのリストを格納する。
【００２４】
ＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信したネットワーク接続装置１は、隣接ルータ毎に受信した情報を保持しており、状態遷移はそれぞれの隣接ルータ毎に個別に管理される。
図３において、初期状態は「Ｄｏｗｎ」であり、イベントＨｅｌｌｏ Ｒｅｃｅｉｖｅｄは、隣接ルータからＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信した場合に発生するイベントである。イベント２−Ｗａｙ Ｒｅｃｅｉｖｅｄは、隣接ルータから自ルータの情報を含むＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信した場合に発生するイベントである。イベント１−Ｗａｙ Ｒｅｃｉｖｅｄは、隣接ルータから自ルータの情報を含まないＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信した場合に発生するイベントである。
【００２５】
同様に他の隣接ノードも、Ｈｅｌｌｏパケット内にＯＳＰＦネイバの情報を格納して送信するため、ネットワーク接続装置１は、自ノードの情報を含むＨｅｌｌｏパケットを受信することで、相互にＯＳＰＦネイバとして認識したことを確認できる。相互にＯＳＰＦネイバとして認識したことを確認したときのＯＳＰＦネイバ状態は、「２−Ｗａｙ」または「ＥｘＳｔａｒｔ」となる。
ＥｘＳｔａｒｔとなったＯＳＰＦネイバとは、データベース交換プロセスを行ない、トポロジデータベースを共有して「Ｆｕｌｌ」状態となり、トポロジデータベースを基にルーティングテーブル計算を実施する。
【００２６】
図２において、幹線ネットワークは、各リングノード内のレイヤ２をＲＰＲで構成したリングネットワークであり、幹線ネットワークを構成する複数のリングノード装置がルータ機能を持ち、幹線ネットワークと支線ネットワークを接続している。幹線ネットワークでは、レイヤ２プロトコルとしてＲＰＲが動作しており、リングノード２１は他のリングノードからのＲＰＲ広告を受信し、トポロジマップをレイヤ２トポロジデータベース９に格納する。リングノード２２、２３、２４のＲＰＲインタフェースＭＡＣアドレスをそれぞれＭＡＣ−２２、ＭＡＣ−２３、ＭＡＣ−２４としたとき、各リングノードは定周期でＲＰＲ広告を送信し、自ノードの存在を他ノードに示す。それらのＲＰＲ広告を受信したリングノード２１は、各ノードのＭＡＣアドレスをレイヤ２トポロジデータベース９に格納する。レイヤ２トポロジデータベース９に格納される内容の一例が図４であり、これら３台のＭＡＣアドレスがトポロジマップに含まれる。
【００２７】
図２のネットワークにおいて、幹線ネットワーク２０と支線ネットワーク３０に接続されたリングノード２１は、それぞれのネットワークでＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏプロトコルを動作させている。
幹線ネットワーク２０上で動作しているＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏプロトコルでは、リングノード２２、２３、２４からのＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信しており、それぞれのリングノードについて、図３に示したＨｅｌｌｏプロトコル状態遷移を管理している。
その結果を幹線ネットワーク２０についてまとめた情報を図５のトポロジ情報テーブルに示す。
【００２８】
図５において、「ＩＰ−２０−２２」はリングノード２２のＲＰＲインタフェースＩＰアドレス、「ＩＰ−２０−２３」はリングノード２３のＲＰＲインタフェースＩＰアドレス、「ＩＰ−２０−２４」はリングノード２４のＲＰＲインタフェースＩＰアドレスである。
図５は、幹線ネットワーク２０で受信したＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットに含まれる情報から得たネットワーク構成を含んでおり、幹線ネットワーク２０ではリングノード２２、２３、２４を検出し、それらをＯＳＰＦネイバとして認識し、ＩＰアドレスを登録している。また各ＯＳＰＦネイバのネイバ状態を保持しており、ＨｅｌｌｏプロトコルシーケンスおよびＤＢ交換プロセスを終えた後は、図３の状態遷移図において「Ｆｕｌｌ」または「２−Ｗａｙ」状態となっている。
【００２９】
なお、２−Ｗａｙ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ受信後の処理では、自ルータと当該隣接ルータの状態に基づき「２−Ｗａｙ」に移行するか、「ＥｘＳｔａｒｔ」に移行してＤＢ交換プロセスを実施するかどうかが決定されるが、その判定条件はＲＦＣ２３２８に規定されている。
【００３０】
支線ネットワーク３０についても、同様に隣接ルータのＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信して登録を行なう。リングノード２２は、支線ネットワーク３０にも接続しており、ネイバＩＰアドレス「ＩＰ−３０−２２」として学習する。また、支線ネットワーク３０に接続された２台のルータについても、それぞれのアドレスＩＰ−３０−２５、ＩＰ−３０−２６を学習し、それぞれのネイバ状態を管理する。
【００３１】
このような階層構成のネットワークでは、各ルータは支線ネットワークに対し、幹線ネットワークおよび他の幹線ネットワーク接続ルータの先に接続されたネットワークへの経路情報を広告する。
【００３２】
階層構成のネットワークでは、各ルータで保持する経路情報、トポロジ情報を効率的に保持するための集約化が一般に行なわれており、支線ネットワーク側に集約ルート情報（デフォルトルート情報を含む）を広告する。
図２においても、支線ネットワーク３０と幹線ネットワーク２０を接続するリングノード２１およびリングノード２２はそれぞれ、支線ネットワークに対して、デフォルトルート情報を広告しているものとする。
支線ネットワーク内にあり、それらの広告を受けたルータ２５およびルータ２６は、それぞれの広告内容で示されたメトリック情報などを基に、デフォルトルートへのＮｅｘｔ Ｈｏｐを選定する。
【００３３】
図２では、リングノード２１がより小さなメトリック値を示しているものとし、ルータ２５およびルータ２６は、デフォルトルートへのＮｅｘｔ Ｈｏｐとしてリングノード２１を選択するものとする。
ルータ２５は、ルーティングテーブルにＮｅｘｔ Ｈｏｐをリングノード２１としてデフォルトルートを登録する。ルータ２５は、パケットを中継する際、中継パケットの宛先ＩＰアドレスがルーティングテーブルで他にマッチするエントリがないときは、デフォルトルート設定情報に従って、Ｎｅｘｔ Ｈｏｐであるリングノード２１にパケットを転送する。
【００３４】
なお、幹線ネットワーク２０と支線ネットワーク３０を接続するリングノード２１において、幹線ネットワーク２０に接続する両系インタフェースのリンクがダウンしていれば幹線ネットワーク２０へ向けたパケットの中継が行なえない。この場合、ルータ２５は、幹線ネットワーク２０へ接続するインタフェースのリンク状態をもって集約ルート情報広告の有無を判定する機能を有する。この機能は、トラッキングあるいはインタフェーストラッキングと称される一般的な機能である。
インタフェーストラッキングでは、幹線ネットワーク２０へ接続するレイヤ１制御部６またはレイヤ１制御部７のいずれかでリンクアップを検出していれば、支線ネットワーク３０へ集約ルート情報の広告を行ない、レイヤ１制御部６およびレイヤ１制御部７の双方でリンクダウンを検出していれば、ＲＰＲインタフェースがダウンしているものとみなして、支線ネットワーク３０へ集約ルート情報の広告を行なわない。
【００３５】
次に、ネットワークシステムに故障が発生した場合について説明する。
ネットワークシステムは、端末、ネットワーク接続装置、ケーブル等多くの装置、部品で構成されており、様々な箇所での故障が考えられる。
ケーブル断線、停電や装置故障による装置停止などが発生した場合には、下位レイヤでのリンク断検出や上位レイヤでの隣接装置周期確認タイムアウトなどで故障を検出し、ルーティングプロトコルにより代替経路への動的な切替えが行なわれ、通信の復旧が行なわれる。
しかし、装置内の部分的故障が発生した場合には、通信の復旧が行なわれず、端末間の通信が不能となる場合がある。
【００３６】
ここで、まずネットワーク接続装置１の送信機能に故障が発生した場合について説明する。
例えば、図２のリングノード２１において、図６の機能故障説明図のように、データリンク層のレイヤ２制御部４とネットワーク層のレイヤ３制御部２を接続するレイヤ３インタフェースを構成するＨ／ＷまたはＳ／Ｗにおいて送信機能の故障が発生した場合を想定する。
【００３７】
送信機能の故障が発生し、当該ネットワークへのパケットを送信できない状態では、パケットの中継は行なえない。また、ネットワーク上に存在する装置との間で論理ＩＰアドレスと物理ＭＡＣアドレスの対応付けを行なうＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルシーケンスも実施できず、ＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットの送信も行なえない。
しかし、レイヤ２ネットワークでは装置間の通信に支障はなく、正常動作が可能である。そのため、ＲＰＲのトポロジ管理も正常に動作し、幹線ネットワーク２０に接続されたリングノード２２〜２４の情報を得て、図４のトポロジ情報テーブルに示すようなＲＰＲトポロジマップを構築している。
一方、レイヤ３のＯＳＰＦでは、自ノードのＯＳＰＦ機能が送信するＨｅｌｌｏパケットが幹線ネットワーク２０上に送信されず、リングノード２２〜２４ではリングノード２１のＨｅｌｌｏを受信しないため、やがてリングノード２２〜２４の送信するＨｅｌｌｏパケット上にリングノード２１の情報が現れなくなる。
【００３８】
自ノードの情報を表示しないＨｅｌｌｏパケットを受信したリングノード２１では、そのＨｅｌｌｏパケットの送信元隣接ルータのネイバ状態について、図３のＨｅｌｌｏプロトコル状態遷移に従い、１−Ｗａｙ Ｒｅｃｅｉｖｅｄイベントが発生し、「Ｉｎｉｔ」状態に遷移する。そのときのリングノード２１のネイバ状態は図７のトポロジ情報テーブルようになる。
この内容は、レイヤ３トポロジ情報としてレイヤ３トポロジデータベース８に格納される。
【００３９】
このときリングノード２１では、ＲＰＲインタフェースはリンクアップしており正常と認識しているので、幹線ネットワーク２０への経路情報を支線ネットワーク３０側に広告し続けている。また、インタフェーストラッキング機能はインタフェース正常時の動作として、デフォルトルート情報等を支線ネットワーク３０側に広告し続けている。
その広告を受信しているルータ２５、２６では、リングノード２１をＮｅｘｔ Ｈｏｐとして認識し続けており、リングノード２１に向けて中継パケットを送り続けるため、パケットは廃棄され、通信を行なうことができなくなる。
【００４０】
ここで、本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１では、トポロジ情報比較手段１４は、レイヤ３のトポロジ情報として上位レイヤトポロジ情報取得手段１２が取得したＯＳＰＦネイバ状態の情報と、レイヤ２のトポロジ情報として下位レイヤトポロジ情報取得手段１３が取得したＲＰＲトポロジマップの情報とを比較する。故障箇所推定手段１５は、リングネットワーク上に複数のリングノードが存在し、かつ、リングネットワーク上で認識する全ての隣接ルータの隣接状態が「Ｉｎｉｔ」になっているとき、すなわち、すべての隣接装置からの隣接装置情報に自ノードの情報が含まれないときは、自装置のインタフェース送信機能の故障と推定する。
【００４１】
具体的には、下位レイヤトポロジ情報取得手段１３が取得した図４のトポロジ情報テーブルで２ノード以上の情報を有しているのにもかかわらず、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２が取得した図７のＯＳＰＦネイバ状態情報に含まれるＩＰ−２０−２２、ＩＰ−２０−２３、ＩＰ−２０−２４の全ての隣接状態が「Ｉｎｉｔ」であることをもって、自装置のインタフェース送信機能の故障と推定する。
ここで故障箇所推定にあたっては、自ノード以外に複数のリングノードが存在することを条件とすることで、隣接装置の受信機能故障による誤推定の可能性を低減できる。
【００４２】
つぎに復旧処理手段１６は、インタフェース送信機能の故障が推定されたインタフェースを無効化する。例えば、当該インタフェースにかかわるレイヤ１制御部６および７のリンクを強制的にダウンさせることで無効化する。
そのため、当該インタフェースを監視するインタフェーストラッキング機能により、リングノード２１は当該インタフェースに接続するネットワークの広告を停止する。ルータ２５および２６は、代替経路にリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐとして選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００４３】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース送信機能の停止が推定されると、全ポートを閉塞し、一切のパケット送受信を停止して縮退動作に入る。これにより、隣接ノードはリングノード２１の消失を検知し、経路再構成動作を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００４４】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース送信機能の停止が推定されると、装置の再起動を実施する。これにより、隣接ノードはリングノード２１消失を検知し、経路再構成動作を行なう。また、リングノード２１の再起動完了後には、より適切な経路への切替判定を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、装置再起動中も通信を継続することができる。
【００４５】
これらの復旧処理は、動的に取得した冗長経路の情報によって選択しても良いし、各復旧処理を段階的に実施しても良い。また、あらかじめ管理者によってなされた設定に基づいて行うこともできる。
【００４６】
次に、ネットワーク接続装置１の受信機能に故障が発生した場合について説明する。
例えば、図２のリングノード２１において、図８の機能故障説明図のようにデータリンク層のレイヤ２制御部４とネットワーク層のレイヤ３制御部２を接続するレイヤ３インタフェースを構成するＨ／ＷまたはＳ／Ｗにおいて受信機能の故障が発生した場合を想定する。
【００４７】
当該箇所に故障が発生した場合、リングノード２１のレイヤ３制御部２には受信パケットが到着しないため、レイヤ３制御部２で動作するＯＳＰＦには、幹線ネットワーク２０上に存在するリングノード２２〜２４の送信するＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットが到着しない。
それまでリングノード２２〜２４からＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信し、隣接ノード毎にネイバ状態管理を行っているとき、レイヤ３制御部２にＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットが一定時間到着しなければ、図３の状態遷移図のＩｎａｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅｒ イベントが発生する。
【００４８】
図３の状態遷移図が示すように、Ｉｎａｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅｒ イベント発生時は「Ｄｏｗｎ」状態へ遷移することから、レイヤ３トポロジデータベース８においては、図９のトポロジ情報テーブルに示すように、リングノード２２〜２４はいずれも「Ｄｏｗｎ」状態となる。
あるいは、隣接ノードからのＨｅｌｌｏを受信する以前からリングノード２１における受信機能の故障が発生していた場合は、隣接状態管理の対象にも登録されず、自装置の持つ幹線ネットワーク２０のトポロジ情報には隣接ノードは現れない。その場合のレイヤ３トポロジデータベース８の内容は、図１０のトポロジ情報テーブルのようになる。
【００４９】
一方、レイヤ２ネットワークでは、装置間の通信に支障はなく、正常動作が可能である。そのため、ＲＰＲのトポロジ管理は正常に動作し、幹線ネットワーク２０に接続されたリングノード２２〜２４の情報を得てトポロジマップを生成する。
このとき、リングノード２１では、ＲＰＲインタフェースはリンクアップしており正常と認識しているので、幹線ネットワーク２０への経路情報や、デフォルトルート情報等を支線ネットワーク３０側に広告し続けている。
この広告を受信しているルータ２５、２６では、リングノード２１をＮｅｘｔ Ｈｏｐとして認識し続けており、リングノード２１に向けて中継パケットを送信し続ける。しかし、リングノード２１では、レイヤ３制御部２においてパケット受信が行なえないため、ＡＲＰプロトコルシーケンスを完了できず、パケットの中継が行なえなくなる。
【００５０】
ここで、本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１では、トポロジ情報比較手段１４は、レイヤ３のトポロジ情報として上位レイヤトポロジ情報取得手段１２が取得したＯＳＰＦネイバ状態の情報と、レイヤ２のトポロジ情報として下位レイヤトポロジ情報取得手段１３が取得したＲＰＲトポロジマップの情報とを比較する。故障箇所推定手段１５は、リングネットワーク上に複数のリングノードが存在しているにもかかわらず、
レイヤ３トポロジで隣接ノードが存在しない、すなわち、ネイバ状態情報なし、または全てのネイバ状態が「Ｄｏｗｎ」であることをもって、自装置のインタフェース受信機能の故障と推定する。
ここで故障箇所推定にあたっては、自ノード以外に複数のリングノードが存在することを条件とすることで、隣接装置の送信機能故障によりＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏが送信されない場合に自装置の受信機能故障と誤推定することを抑止できる。
【００５１】
次に復旧処理手段１６は、インタフェース受信機能の故障が推定されたインタフェースを無効化する。例えば、当該インタフェースにかかわるレイヤ１制御部６および７のリンクを強制的にダウンさせることで無効化する。
そのため、当該インタフェースを監視するインタフェーストラッキング機能により、リングノード２１は、当該インタフェースに接続するネットワークの広告を停止する。ルータ２５および２６は、代替経路にリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐとして選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００５２】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース受信機能の停止が推定されると、全ポートを閉塞し、一切のパケット送受信を停止して縮退動作に入る。それにより、隣接ノードはリングノード２１の消失を検知し、経路の再構成動作を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００５３】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース受信機能の停止が推定される、装置の再起動を実施する。これにより、隣接ノードはリングノード２１消失を検知し、経路の再構成動作を行なう。また、リングノード２１の再起動完了後には、より適切な経路への切替判定を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、装置再起動中も通信を継続することができる。
【００５４】
これらの復旧処理は、動的に取得した冗長経路の情報によって選択しても良いし、各復旧処理を段階的に実施しても良い。また、あらかじめ管理者によってなされた設定に基づいて行うこともできる。
【００５５】
以上、実施の形態１の説明では、上位レイヤプロトコルにＯＳＰＦを使用することを想定した。ネットワーク接続装置１の受信機能に部分的故障が発生した場合に、故障箇所を推定するためには、上位レイヤプロトコルにＯＳＰＦを使用することが前提となる。しかし、受信機能に部分的故障が発生した場合に、故障箇所を推定するためには、必ずしも上位レイヤプロトコルにＯＳＰＦを使用する必要はなく、他のプロトコルを使用しても、故障箇所の推定は可能である。
【００５６】
また、ネットワーク接続装置１内の故障状態を保持したまま縮退動作となる場合、装置保守者は、ネットワーク接続装置１内の保守インタフェースに保守用端末を接続して、保守インタフェース経由で装置内の故障情報を入手できる。故障状態の解析を詳細に行なうことで、装置の保守性を向上させることができる。
【００５７】
以上説明したように、実施の形態１においては、上位レイヤトポロジ情報と下位レイヤトポロジ情報を比較する故障箇所推定手段を備えるとともに復旧処理を備えることで、装置内部の故障を検出し、故障箇所を推定することが可能となり、更に故障箇所に応じた復旧処理を実施することで、ネットワークの可用性を向上させることができる効果がある。
【００５８】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１のネットワーク接続装置１に対して、トポロジ管理が可能なＲＰＲインタフェースを複数有するネットワーク接続装置に関するものである。
本願発明の実施の形態２について、図１１のネットワーク接続装置５１に係るシステム構成図に基づいて説明する。図１１において、図１と同一あるいは相当部分には、同一符号を付している。
【００５９】
まず、本願発明の実施の形態２に係るネットワーク接続装置５１のシステム構成について説明する。実施の形態１のネットワーク接続装置１に対して、追加した構成部分を説明する。
レイヤ２制御部５４は、レイヤ１制御部５６およびレイヤ１制御部５７に接続され、両系を使用したリング状のネットワーク６１を構成している。また、レイヤ２制御部５４は、レイヤ２プロトコルにより得たレイヤ２トポロジ情報を格納するレイヤ２トポロジデータベース５９を備える。
下位レイヤトポロジ情報取得手段６３は、レイヤ２制御部５４に接続され、レイヤ２制御部５４がレイヤ２プロトコルにより得たレイヤ２トポロジ情報を取得する。
トポロジ情報比較手段６４は、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２および下位レイヤトポロジ情報取得手段６３に接続され、各々のトポロジ情報を取得して、トポロジ情報の比較を実施する。
故障箇所推定手段１５は、トポロジ情報比較手段１４およびトポロジ情報比較手段６４に接続され、トポロジ情報比較手段１４およびトポロジ情報比較手段６４が実施したトポロジ情報の比較結果を取得し、故障箇所の推定を実施する。
復旧処理手段１６は、故障箇所推定手段１５に接続され、推定された故障箇所に応じた復旧処理を実施する。
【００６０】
次に、本願発明の実施の形態２に係るネットワーク接続装置５１機能および動作について、図１１のシステム構成図および実施の形態１でも参照した図４、７のトポロジ情報テーブルを用いて説明する。
【００６１】
図１１における、レイヤ２制御部５４、下位レイヤトポロジ情報取得手段６３、レイヤ２トポロジデータベース５９、トポロジ情報比較手段６４の各機能、動作は、実施の形態１におけるレイヤ２制御部４、下位レイヤトポロジ情報取得手段１３、レイヤ２トポロジデータベース９、トポロジ情報比較手段１４の各機能、動作と同等である。
【００６２】
故障箇所推定手段１５は、複数のインタフェースに関係したトポロジ情報比較手段１４、６４により比較された結果に基づき、装置の故障を検出し、故障箇所を推定する。復旧処理手段１６は、故障箇所推定手段１５の推定した故障箇所に基づき、復旧処理を実施する。
【００６３】
例えば、レイヤ３トポロジデータベース８のデータが図４のトポロジ情報テーブルの内容を含み、かつレイヤ２トポロジデータベース９のデータが図７のトポロジ情報テーブルの内容を含むとき、実施の形態１で示したように、故障箇所推定手段１５は、レイヤ２制御部４の接続するインタフェースの送信機能の故障と推定する。
一方、ネットワーク６１に接続されたレイヤ２制御部５４に関する情報が正常であり、故障が検出されない場合を想定する。
この場合、故障箇所推定手段１５は、ネットワーク１１に接続するインタフェースは送信機能故障が発生しているが、ネットワーク６１に接続するインタフェースは正常であることをもって、部分故障であると推定し、この結果を復旧処理手段１６に伝達する。
復旧処理手段１６は、部分故障であるとの推定結果を取得して、故障箇所に係わるレイヤ１制御部６および７のリンクを無効化する。
【００６４】
また、レイヤ２制御部５４についても故障があると検出された場合、故障箇所推定手段１５は、複数のインタフェースで故障が発生したことをもって、装置の共通部故障が発生しているものと推定し、この結果を復旧処理手段１６に伝達する。
復旧処理手段１６は、装置の共通部故障が発生しているとの推定結果を取得して、全ポートを閉塞し、一切のパケット送受信を停止して縮退動作に入る。これにより、隣接ノードは、リングノード２１の消失を検知し、経路の再構成動作を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、Ｎｅｘｔ Ｈｏｐの消失により、代替ルータとして新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐを選択することが可能となり、経路迂回を行なうことで通信を継続することができる。
【００６５】
このとき、ネットワーク接続装置５１内の故障状態を保持したまま縮退動作となる。装置保守者は、ネットワーク接続装置５１内の保守インタフェースに保守用端末を接続することで、保守インタフェース経由で装置内の故障情報を入手して、故障の解析を詳細に行なうことができるので、装置の保守性を向上させることができる。
【００６６】
あるいは、復旧処理手段１６は、複数のインタフェース送信機能が停止したとの情報を取得すると、装置再起動を実施する。これにより、隣接ノード２２〜２４は、リングノード２１消失を検出し、経路再構成動作を行なう。また、リングノード２１の再起動完了後には、より適切な経路への切替判定を行なう。
特にＳ／Ｗの問題で部分的な故障が発生した場合は、装置再起動により回復する場合も多いため、本装置再起動により、部分的な故障が回復することが期待できる。
【００６７】
このように、本発明では、故障が検出された部位の情報をもとに、故障箇所によって復旧処理手段を選択することが可能であり、故障の内容に応じた適切な復旧処理を実施することで経路迂回が可能となり、通信の可用性を向上させることが可能となる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態２では、トポロジ管理が可能なＲＰＲインタフェースを複数有するネットワーク接続装置においても、上位レイヤトポロジ情報と下位レイヤトポロジ情報を比較する故障箇所推定手段を備えるとともに復旧処理を備えることで、装置内部の故障を検出し、故障箇所を推定することが可能となり、更に故障箇所に応じた復旧処理を実施することで、ネットワークの可用性を向上させることができる効果がある。
【符号の説明】
【００６９】
１，５１ ネットワーク接続装置、２ レイヤ３制御部、
３，４，５４ レイヤ２制御部、５，６，７，５６，５７ レイヤ１制御部、
８ レイヤ３トポロジデータベース、９，５９ レイヤ２トポロジデータベース、
１０，１１，６１ ネットワーク、１２ 上位レイヤトポロジ情報取得手段、
１３，６３ 下位レイヤトポロジ情報取得手段、１４，６４ トポロジ情報比較手段、
１５ 故障箇所推定手段、１６ 復旧処理手段、２０ 幹線ネットワーク、
２１，２２，２３，２４ リングノード、２５，２６，２７，２８ ルータ、
３０，３１，３２，３３ 支線ネットワーク。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上位レイヤと下位レイヤを含む階層型ネットワークにおいて、接続装置内部の故障を検出し、故障箇所を推定して、復旧動作を行なうネットワーク接続装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、階層型ネットワークでは、ネットワークの冗長性を確保するため、各レイヤにおいてネットワークトポロジに応じたネットワーク構成管理プロトコルを用いてネットワーク経路の管理が行われていた。例えば、レイヤ２ネットワークの構成方法としてＩＥＥＥ８０２．１７ ＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）や、レイヤ３ネットワークの構成方法としてＲＦＣ（Ｒｅｑｕｅｓｔ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｅｎｔｓ）２３２８ ＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）がある。これらはレイヤ毎に独立して動作し、経路制御を行なっていた。
また、下位レイヤの情報を利用して上位レイヤの制御を行なうネットワーク管理システムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１のネットワーク管理システムでは、下位レイヤ回線の故障又は性能劣化をイベントとして検出し、イベントによって影響を受ける上位レイヤ回線を抽出し、上位レイヤ回線に関する制御を行なっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５４０３８号公報（段落［００１３］〜［００１５］、［００８２］、１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のネットワーク管理システムでは、故障箇所が自装置内の部品故障やソフトウェア処理内の異常があった場合には、故障を正しく検出できず、通信が行なえなくなっていた。
例えば、下位レイヤ回線は正常で自装置内の受信処理部に部分的な故障が発生したとき、下位レイヤ回線異常のイベントが発行されないため、上位プロトコルでは異常を検出できない。
また、あるネットワークに複数のルータが接続され、それぞれのルータが当該ネットワークへの経路を外部に広告しているとき、あるルータで部分的な故障が発生すると、当該ルータは異常を検出できず、前記経路の広告を継続する。当該ルータをＮｅｘｔ Ｈｏｐとして選択している他ルータは、当該広告を受信し続けていることから当該ルータに向けてデータを送り続けるため、通信が行えなくなる問題があった。
【０００５】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定できるようにすることで、ネットワークの可用性を高めることのできるネットワーク接続装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るネットワーク接続装置は、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段と、下位レイヤトポロジ情報と上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段と、トポロジ情報比較手段のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係るネットワーク接続装置は、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段と、下位レイヤトポロジ情報と上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段と、トポロジ情報比較手段のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段とを備えるものであるため、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定でき、ネットワークの可用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るシステム構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る全体システム構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る状態遷移図である。
【図４】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図５】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図６】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る機能故障説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図８】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係る機能故障説明図である。
【図９】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図１０】この発明の実施の形態１のネットワーク接続装置に係るトポロジ情報テーブルである。
【図１１】この発明の実施の形態２のネットワーク接続装置に係るシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
実施の形態１は、自装置内の部分的な故障を検出し、故障箇所を推定できるとともに、更に故障箇所に応じた復旧処理を行なえるネットワーク接続装置に関するものである。
以下、本願発明の実施の形態１について、図１から図１０に基づいて説明する。図１はネットワーク接続装置のシステム構成図、図２は図１のネットワーク接続装置を使用するネットワーク全体のシステム構成図、図３は状態遷移図、図４、５はトポロジ情報テーブル、図６は機能故障説明図、図７はトポロジ情報テーブル、図８は機能故障説明図、図９、１０はトポロジ情報テーブルである。
【００１０】
まず、本願発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置のシステム構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１のシステム構成を表したものである。ネットワーク接続装置１は、大きく分けてネットワーク制御部および故障検出部の２つの主要部から構成される。
【００１１】
ネットワーク制御部は、レイヤ３制御部２、レイヤ２制御部３、４およびレイヤ１制御部５、６、７から構成される。
レイヤ３制御部２は、レイヤ２制御部３、４に接続され、それぞれの間でレイヤ３インタフェースを持つ。また、レイヤ３制御部２は、レイヤ３プロトコルにより得たレイヤ３トポロジ情報を格納するレイヤ３トポロジデータベース８を備える。
レイヤ２制御部３は、レイヤ１制御部５に接続され、バス型のネットワーク１０を構成している。
レイヤ２制御部４は、レイヤ１制御部６およびレイヤ１制御部７に接続され、両系を使用したリング状のネットワーク１１を構成している。
また、レイヤ２制御部４は、レイヤ２プロトコルにより得たレイヤ２トポロジ情報を格納するレイヤ２トポロジデータベース９を備える。
【００１２】
故障検出部は、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２、下位レイヤトポロジ情報取得手段１３、故障箇所推定手段１５および復旧処理手段１６から構成される。
上位レイヤトポロジ情報取得手段１２は、レイヤ３制御部３に接続され、レイヤ３トポロジデータベース８から上位レイヤトポロジ情報であるレイヤ３トポロジ情報を取得する。
下位レイヤトポロジ情報取得手段１３は、レイヤ２制御部４に接続され、レイヤ２トポロジデータベース９から下位レイヤトポロジ情報であるレイヤ２トポロジ情報を取得する。
トポロジ情報比較手段１４は、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２および下位レイヤトポロジ情報取得手段１３に接続され、各々のトポロジ情報を取得して、トポロジ情報の比較を実施する。
故障箇所推定手段１５は、トポロジ情報比較手段１４に接続され、トポロジ情報比較手段１４による比較の結果を取得し、この情報から故障箇所の推定を実施する。
復旧処理手段１６は、故障箇所推定手段１５に接続され、推定された故障箇所に応じた復旧処理を実施する。
【００１３】
次に、ネットワーク接続装置１を使用したネットワーク全体のシステム構成を、図２に基づいて説明する。
リングノード２１〜２４は、幹線ネットワーク２０でリング状に接続されている。各リングノード２１〜２４は、先に図１で説明したネットワーク接続装置１のシステム構成を備えている。
リングノード２１、２２は、支線ネットワーク３０に接続され、この支線ネットワーク３０は、ルータ２５、２６に接続され、ルータ２５経由で、例えば他の支線ネットワーク３２に接続されている。
また、リングノード２３、２４は、支線ネットワーク３１に接続され、この支線ネットワーク３１は、ルータ２７、２８に接続され、ルータ２７経由で、例えば他の支線ネットワーク３３に接続されている。
【００１４】
ここで、図１と図２の対応を説明する。図１のネットワーク接続装置１が、リングノード２１に該当するとして、以下の機能および動作説明をする。この場合、図１のネットワーク１１が、図２の幹線ネットワーク２０のＡ、Ｂに相当し、図１のネットワーク１０は、図２のリングノード２１と支線ネットワーク３０の間のネットワークＣに相当する。
また、図１のシステム構成を有するリングノード２１から見て、リングノード２２〜２４は隣接ノード（隣接装置）である。
【００１５】
次に、本願発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１の機能および動作について、図１、図２のシステム構成図および図３〜図１０の状態遷移図、トポロジ情報テーブル、機能故障説明図を用いて説明する。
【００１６】
まず、ネットワークシステムの全体的な機能、動作について説明し、その後、ネットワーク接続装置１内に送信・受信機能故障が発生した場合のネットワーク接続装置１の機能および動作について説明する。
【００１７】
ネットワークシステムの全体的機能、動作について説明する。
本実施の形態１では、上位レイヤのルーティングプロトコルとしてＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ Ｓｈｏｒｔｅｓｔ Ｐａｔｈ Ｆｉｒｓｔ）を用いて、下位レイヤプロトコルとしてＲＰＲ（Ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｒｉｎｇ）を用いた例を想定して説明する。
【００１８】
ＯＳＰＦでは、接続される各ネットワークに対しＨｅｌｌｏパケットを定期的に送信し、ネットワーク上の各ＯＳＰＦルータは、Ｈｅｌｌｏパケットを受信して、ネットワーク上に存在するＯＳＰＦルータを隣接ルータとして認識する。各隣接ルータとの関係はＨｅｌｌｏプロトコル隣接状態として管理される。この隣接関係（ネイバ状態）はトポロジ情報の一部となっている。
隣接ルータとの接続関係は、ＬＳＡ（Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ａｄｖｅｒｔｉｓｅｍｅｎｔ）としてネットワーク上に広告され、各ルータがＬＳＡをデータベース（ＬＳＤＢ：Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ ＤａｔａＢａｓｅ）として保持し、ＬＳＤＢをもとにルーティングテーブルを構築する。
ＲＰＲでは、各ノードをリング状に接続し、各ノードがそれぞれの物理アドレスを定期的にネットワーク上に広告し、各リングノードはそれらの広告情報を収集してノードの並び順情報を取得する。このノードの並び順情報はトポロジマップと呼ばれ、ネットワーク上の全ノードを認識可能である。
【００１９】
ネットワーク接続装置１は、論理ネットワーク階層に沿った機能構成を取っており、レイヤ１物理層、レイヤ２データリンク層、レイヤ３ネットワーク層という階層構成を持つ。
レイヤ１物理層は、インタフェース毎に終端し、いずれかのレイヤ２データリンク層に接続する。図１に示したネットワーク接続装置１の物理層インタフェースは３つあり、そのうちレイヤ１制御部５は１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔを構成するインタフェースであり、レイヤ１制御部６、７はリングネットワークを構成するインタフェースであるとする。
レイヤ２データリンク層は、１つまたは複数の物理層に接続し、レイヤ２ネットワークで接続されたノードのトポロジ管理を行う。
図１において、レイヤ２制御部３は１つの物理層インタフェースに接続し、ネットワーク１０上で１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）機能を持つ。
レイヤ２制御部４は、２系統の物理層インタフェース、レイヤ１制御部６、レイヤ１制御部７に接続し、ＲＰＲ機能を有している。
【００２０】
本実施の形態１では、ネットワーク接続装置１を構成する複数のレイヤ２制御部のうち、トポロジ情報を管理可能なＲＰＲ機能を有するレイヤ２制御部４を本発明の適用対象とする。
トポロジ情報を管理しない１０／１００／１０００ＢＡＳＥ−Ｔ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）機能を有するレイヤ２制御部３は、本発明の適用対象外である。しかし、レイヤ２制御部３についても、ＲＰＲあるいはトポロジ情報を管理可能なＳＲＰ（Ｓｐａｔｉａｌ Ｒｅｕｓｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などのプロトコルを使用すれば、本発明を適用することができる。
したがって、以下の機能、動作説明では、レイヤ３制御部２およびレイヤ２制御部４を対象とする。
【００２１】
ＲＰＲでは、各リングノードのレイヤ２制御部４が自ノードの物理アドレスを定期的に広告しており、ネットワーク接続装置１はネットワーク１１においてそれらの広告情報を収集し、トポロジ情報として保持する。トポロジ情報にはトポロジマップとしてネットワーク上のノードの並び順が含まれており、ネットワーク上に存在するノードの数が把握可能である。
【００２２】
レイヤ３ネットワーク層は、１つまたは複数のデータリンク層に接続し、複数のデータリンク層間の中継を行なうほか、ネットワーク全体の経路制御を行なうため、ルーティングプロトコルを持つ。また、各データリンク層とインタフェースを持っており、一般にはレイヤ３インタフェース毎にＩＰアドレスおよびＭＡＣアドレスが割り付けられる。
ネットワーク接続装置１では、レイヤ３ルーティングプロトコルとしてＯＳＰＦを用い、各レイヤ２制御部に接続している。
【００２３】
ＯＳＰＦでは、各ノードがＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを定期的に送信している。ネットワーク接続装置１は、ネットワーク１１においてそれらのＨｅｌｌｏパケットを受信することで、ＯＳＰＦネイバを認識し、ＯＳＰＦネイバ状態を管理する。ここで、図３の状態遷移図は、Ｈｅｌｏプロトコルの状態遷移を表している。
また、自ノードの送信するＨｅｌｌｏパケットに、自ノードの認識するＯＳＰＦネイバのリストを格納する。
【００２４】
ＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信したネットワーク接続装置１は、隣接ルータ毎に受信した情報を保持しており、状態遷移はそれぞれの隣接ルータ毎に個別に管理される。
図３において、初期状態は「Ｄｏｗｎ」であり、イベントＨｅｌｌｏ Ｒｅｃｅｉｖｅｄは、隣接ルータからＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信した場合に発生するイベントである。イベント２−Ｗａｙ Ｒｅｃｅｉｖｅｄは、隣接ルータから自ルータの情報を含むＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信した場合に発生するイベントである。イベント１−Ｗａｙ Ｒｅｃｉｖｅｄは、隣接ルータから自ルータの情報を含まないＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信した場合に発生するイベントである。
【００２５】
同様に他の隣接ノードも、Ｈｅｌｌｏパケット内にＯＳＰＦネイバの情報を格納して送信するため、ネットワーク接続装置１は、自ノードの情報を含むＨｅｌｌｏパケットを受信することで、相互にＯＳＰＦネイバとして認識したことを確認できる。相互にＯＳＰＦネイバとして認識したことを確認したときのＯＳＰＦネイバ状態は、「２−Ｗａｙ」または「ＥｘＳｔａｒｔ」となる。
ＥｘＳｔａｒｔとなったＯＳＰＦネイバとは、データベース交換プロセスを行ない、トポロジデータベースを共有して「Ｆｕｌｌ」状態となり、トポロジデータベースを基にルーティングテーブル計算を実施する。
【００２６】
図２において、幹線ネットワークは、各リングノード内のレイヤ２をＲＰＲで構成したリングネットワークであり、幹線ネットワークを構成する複数のリングノード装置がルータ機能を持ち、幹線ネットワークと支線ネットワークを接続している。幹線ネットワークでは、レイヤ２プロトコルとしてＲＰＲが動作しており、リングノード２１は他のリングノードからのＲＰＲ広告を受信し、トポロジマップをレイヤ２トポロジデータベース９に格納する。リングノード２２、２３、２４のＲＰＲインタフェースＭＡＣアドレスをそれぞれＭＡＣ−２２、ＭＡＣ−２３、ＭＡＣ−２４としたとき、各リングノードは定周期でＲＰＲ広告を送信し、自ノードの存在を他ノードに示す。それらのＲＰＲ広告を受信したリングノード２１は、各ノードのＭＡＣアドレスをレイヤ２トポロジデータベース９に格納する。レイヤ２トポロジデータベース９に格納される内容の一例が図４であり、これら３台のＭＡＣアドレスがトポロジマップに含まれる。
【００２７】
図２のネットワークにおいて、幹線ネットワーク２０と支線ネットワーク３０に接続されたリングノード２１は、それぞれのネットワークでＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏプロトコルを動作させている。
幹線ネットワーク２０上で動作しているＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏプロトコルでは、リングノード２２、２３、２４からのＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信しており、それぞれのリングノードについて、図３に示したＨｅｌｌｏプロトコル状態遷移を管理している。
その結果を幹線ネットワーク２０についてまとめた情報を図５のトポロジ情報テーブルに示す。
【００２８】
図５において、「ＩＰ−２０−２２」はリングノード２２のＲＰＲインタフェースＩＰアドレス、「ＩＰ−２０−２３」はリングノード２３のＲＰＲインタフェースＩＰアドレス、「ＩＰ−２０−２４」はリングノード２４のＲＰＲインタフェースＩＰアドレスである。
図５は、幹線ネットワーク２０で受信したＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットに含まれる情報から得たネットワーク構成を含んでおり、幹線ネットワーク２０ではリングノード２２、２３、２４を検出し、それらをＯＳＰＦネイバとして認識し、ＩＰアドレスを登録している。また各ＯＳＰＦネイバのネイバ状態を保持しており、ＨｅｌｌｏプロトコルシーケンスおよびＤＢ交換プロセスを終えた後は、図３の状態遷移図において「Ｆｕｌｌ」または「２−Ｗａｙ」状態となっている。
【００２９】
なお、２−Ｗａｙ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ受信後の処理では、自ルータと当該隣接ルータの状態に基づき「２−Ｗａｙ」に移行するか、「ＥｘＳｔａｒｔ」に移行してＤＢ交換プロセスを実施するかどうかが決定されるが、その判定条件はＲＦＣ２３２８に規定されている。
【００３０】
支線ネットワーク３０についても、同様に隣接ルータのＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信して登録を行なう。リングノード２２は、支線ネットワーク３０にも接続しており、ネイバＩＰアドレス「ＩＰ−３０−２２」として学習する。また、支線ネットワーク３０に接続された２台のルータについても、それぞれのアドレスＩＰ−３０−２５、ＩＰ−３０−２６を学習し、それぞれのネイバ状態を管理する。
【００３１】
このような階層構成のネットワークでは、各ルータは支線ネットワークに対し、幹線ネットワークおよび他の幹線ネットワーク接続ルータの先に接続されたネットワークへの経路情報を広告する。
【００３２】
階層構成のネットワークでは、各ルータで保持する経路情報、トポロジ情報を効率的に保持するための集約化が一般に行なわれており、支線ネットワーク側に集約ルート情報（デフォルトルート情報を含む）を広告する。
図２においても、支線ネットワーク３０と幹線ネットワーク２０を接続するリングノード２１およびリングノード２２はそれぞれ、支線ネットワークに対して、デフォルトルート情報を広告しているものとする。
支線ネットワーク内にあり、それらの広告を受けたルータ２５およびルータ２６は、それぞれの広告内容で示されたメトリック情報などを基に、デフォルトルートへのＮｅｘｔ Ｈｏｐを選定する。
【００３３】
図２では、リングノード２１がより小さなメトリック値を示しているものとし、ルータ２５およびルータ２６は、デフォルトルートへのＮｅｘｔ Ｈｏｐとしてリングノード２１を選択するものとする。
ルータ２５は、ルーティングテーブルにＮｅｘｔ Ｈｏｐをリングノード２１としてデフォルトルートを登録する。ルータ２５は、パケットを中継する際、中継パケットの宛先ＩＰアドレスがルーティングテーブルで他にマッチするエントリがないときは、デフォルトルート設定情報に従って、Ｎｅｘｔ Ｈｏｐであるリングノード２１にパケットを転送する。
【００３４】
なお、幹線ネットワーク２０と支線ネットワーク３０を接続するリングノード２１において、幹線ネットワーク２０に接続する両系インタフェースのリンクがダウンしていれば幹線ネットワーク２０へ向けたパケットの中継が行なえない。この場合、ルータ２５は、幹線ネットワーク２０へ接続するインタフェースのリンク状態をもって集約ルート情報広告の有無を判定する機能を有する。この機能は、トラッキングあるいはインタフェーストラッキングと称される一般的な機能である。
インタフェーストラッキングでは、幹線ネットワーク２０へ接続するレイヤ１制御部６またはレイヤ１制御部７のいずれかでリンクアップを検出していれば、支線ネットワーク３０へ集約ルート情報の広告を行ない、レイヤ１制御部６およびレイヤ１制御部７の双方でリンクダウンを検出していれば、ＲＰＲインタフェースがダウンしているものとみなして、支線ネットワーク３０へ集約ルート情報の広告を行なわない。
【００３５】
次に、ネットワークシステムに故障が発生した場合について説明する。
ネットワークシステムは、端末、ネットワーク接続装置、ケーブル等多くの装置、部品で構成されており、様々な箇所での故障が考えられる。
ケーブル断線、停電や装置故障による装置停止などが発生した場合には、下位レイヤでのリンク断検出や上位レイヤでの隣接装置周期確認タイムアウトなどで故障を検出し、ルーティングプロトコルにより代替経路への動的な切替えが行なわれ、通信の復旧が行なわれる。
しかし、装置内の部分的故障が発生した場合には、通信の復旧が行なわれず、端末間の通信が不能となる場合がある。
【００３６】
ここで、まずネットワーク接続装置１の送信機能に故障が発生した場合について説明する。
例えば、図２のリングノード２１において、図６の機能故障説明図のように、データリンク層のレイヤ２制御部４とネットワーク層のレイヤ３制御部２を接続するレイヤ３インタフェースを構成するＨ／ＷまたはＳ／Ｗにおいて送信機能の故障が発生した場合を想定する。
【００３７】
送信機能の故障が発生し、当該ネットワークへのパケットを送信できない状態では、パケットの中継は行なえない。また、ネットワーク上に存在する装置との間で論理ＩＰアドレスと物理ＭＡＣアドレスの対応付けを行なうＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プロトコルシーケンスも実施できず、ＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットの送信も行なえない。
しかし、レイヤ２ネットワークでは装置間の通信に支障はなく、正常動作が可能である。そのため、ＲＰＲのトポロジ管理も正常に動作し、幹線ネットワーク２０に接続されたリングノード２２〜２４の情報を得て、図４のトポロジ情報テーブルに示すようなＲＰＲトポロジマップを構築している。
一方、レイヤ３のＯＳＰＦでは、自ノードのＯＳＰＦ機能が送信するＨｅｌｌｏパケットが幹線ネットワーク２０上に送信されず、リングノード２２〜２４ではリングノード２１のＨｅｌｌｏを受信しないため、やがてリングノード２２〜２４の送信するＨｅｌｌｏパケット上にリングノード２１の情報が現れなくなる。
【００３８】
自ノードの情報を表示しないＨｅｌｌｏパケットを受信したリングノード２１では、そのＨｅｌｌｏパケットの送信元隣接ルータのネイバ状態について、図３のＨｅｌｌｏプロトコル状態遷移に従い、１−Ｗａｙ Ｒｅｃｅｉｖｅｄイベントが発生し、「Ｉｎｉｔ」状態に遷移する。そのときのリングノード２１のネイバ状態は図７のトポロジ情報テーブルようになる。
この内容は、レイヤ３トポロジ情報としてレイヤ３トポロジデータベース８に格納される。
【００３９】
このときリングノード２１では、ＲＰＲインタフェースはリンクアップしており正常と認識しているので、幹線ネットワーク２０への経路情報を支線ネットワーク３０側に広告し続けている。また、インタフェーストラッキング機能はインタフェース正常時の動作として、デフォルトルート情報等を支線ネットワーク３０側に広告し続けている。
その広告を受信しているルータ２５、２６では、リングノード２１をＮｅｘｔ Ｈｏｐとして認識し続けており、リングノード２１に向けて中継パケットを送り続けるため、パケットは廃棄され、通信を行なうことができなくなる。
【００４０】
ここで、本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１では、トポロジ情報比較手段１４は、レイヤ３のトポロジ情報として上位レイヤトポロジ情報取得手段１２が取得したＯＳＰＦネイバ状態の情報と、レイヤ２のトポロジ情報として下位レイヤトポロジ情報取得手段１３が取得したＲＰＲトポロジマップの情報とを比較する。故障箇所推定手段１５は、リングネットワーク上に複数のリングノードが存在し、かつ、リングネットワーク上で認識する全ての隣接ルータの隣接状態が「Ｉｎｉｔ」になっているとき、すなわち、すべての隣接装置からの隣接装置情報に自ノードの情報が含まれないときは、自装置のインタフェース送信機能の故障と推定する。
【００４１】
具体的には、下位レイヤトポロジ情報取得手段１３が取得した図４のトポロジ情報テーブルで２ノード以上の情報を有しているのにもかかわらず、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２が取得した図７のＯＳＰＦネイバ状態情報に含まれるＩＰ−２０−２２、ＩＰ−２０−２３、ＩＰ−２０−２４の全ての隣接状態が「Ｉｎｉｔ」であることをもって、自装置のインタフェース送信機能の故障と推定する。
ここで故障箇所推定にあたっては、自ノード以外に複数のリングノードが存在することを条件とすることで、隣接装置の受信機能故障による誤推定の可能性を低減できる。
【００４２】
つぎに復旧処理手段１６は、インタフェース送信機能の故障が推定されたインタフェースを無効化する。例えば、当該インタフェースにかかわるレイヤ１制御部６および７のリンクを強制的にダウンさせることで無効化する。
そのため、当該インタフェースを監視するインタフェーストラッキング機能により、リングノード２１は当該インタフェースに接続するネットワークの広告を停止する。ルータ２５および２６は、代替経路にリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐとして選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００４３】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース送信機能の停止が推定されると、全ポートを閉塞し、一切のパケット送受信を停止して縮退動作に入る。これにより、隣接ノードはリングノード２１の消失を検知し、経路再構成動作を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００４４】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース送信機能の停止が推定されると、装置の再起動を実施する。これにより、隣接ノードはリングノード２１消失を検知し、経路再構成動作を行なう。また、リングノード２１の再起動完了後には、より適切な経路への切替判定を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、装置再起動中も通信を継続することができる。
【００４５】
これらの復旧処理は、動的に取得した冗長経路の情報によって選択しても良いし、各復旧処理を段階的に実施しても良い。また、あらかじめ管理者によってなされた設定に基づいて行うこともできる。
【００４６】
次に、ネットワーク接続装置１の受信機能に故障が発生した場合について説明する。
例えば、図２のリングノード２１において、図８の機能故障説明図のようにデータリンク層のレイヤ２制御部４とネットワーク層のレイヤ３制御部２を接続するレイヤ３インタフェースを構成するＨ／ＷまたはＳ／Ｗにおいて受信機能の故障が発生した場合を想定する。
【００４７】
当該箇所に故障が発生した場合、リングノード２１のレイヤ３制御部２には受信パケットが到着しないため、レイヤ３制御部２で動作するＯＳＰＦには、幹線ネットワーク２０上に存在するリングノード２２〜２４の送信するＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットが到着しない。
それまでリングノード２２〜２４からＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットを受信し、隣接ノード毎にネイバ状態管理を行っているとき、レイヤ３制御部２にＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏパケットが一定時間到着しなければ、図３の状態遷移図のＩｎａｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅｒ イベントが発生する。
【００４８】
図３の状態遷移図が示すように、Ｉｎａｃｔｉｖｉｔｙ Ｔｉｍｅｒ イベント発生時は「Ｄｏｗｎ」状態へ遷移することから、レイヤ３トポロジデータベース８においては、図９のトポロジ情報テーブルに示すように、リングノード２２〜２４はいずれも「Ｄｏｗｎ」状態となる。
あるいは、隣接ノードからのＨｅｌｌｏを受信する以前からリングノード２１における受信機能の故障が発生していた場合は、隣接状態管理の対象にも登録されず、自装置の持つ幹線ネットワーク２０のトポロジ情報には隣接ノードは現れない。その場合のレイヤ３トポロジデータベース８の内容は、図１０のトポロジ情報テーブルのようになる。
【００４９】
一方、レイヤ２ネットワークでは、装置間の通信に支障はなく、正常動作が可能である。そのため、ＲＰＲのトポロジ管理は正常に動作し、幹線ネットワーク２０に接続されたリングノード２２〜２４の情報を得てトポロジマップを生成する。
このとき、リングノード２１では、ＲＰＲインタフェースはリンクアップしており正常と認識しているので、幹線ネットワーク２０への経路情報や、デフォルトルート情報等を支線ネットワーク３０側に広告し続けている。
この広告を受信しているルータ２５、２６では、リングノード２１をＮｅｘｔ Ｈｏｐとして認識し続けており、リングノード２１に向けて中継パケットを送信し続ける。しかし、リングノード２１では、レイヤ３制御部２においてパケット受信が行なえないため、ＡＲＰプロトコルシーケンスを完了できず、パケットの中継が行なえなくなる。
【００５０】
ここで、本発明の実施の形態１に係るネットワーク接続装置１では、トポロジ情報比較手段１４は、レイヤ３のトポロジ情報として上位レイヤトポロジ情報取得手段１２が取得したＯＳＰＦネイバ状態の情報と、レイヤ２のトポロジ情報として下位レイヤトポロジ情報取得手段１３が取得したＲＰＲトポロジマップの情報とを比較する。故障箇所推定手段１５は、リングネットワーク上に複数のリングノードが存在しているにもかかわらず、
レイヤ３トポロジで隣接ノードが存在しない、すなわち、ネイバ状態情報なし、または全てのネイバ状態が「Ｄｏｗｎ」であることをもって、自装置のインタフェース受信機能の故障と推定する。
ここで故障箇所推定にあたっては、自ノード以外に複数のリングノードが存在することを条件とすることで、隣接装置の送信機能故障によりＯＳＰＦ Ｈｅｌｌｏが送信されない場合に自装置の受信機能故障と誤推定することを抑止できる。
【００５１】
次に復旧処理手段１６は、インタフェース受信機能の故障が推定されたインタフェースを無効化する。例えば、当該インタフェースにかかわるレイヤ１制御部６および７のリンクを強制的にダウンさせることで無効化する。
そのため、当該インタフェースを監視するインタフェーストラッキング機能により、リングノード２１は、当該インタフェースに接続するネットワークの広告を停止する。ルータ２５および２６は、代替経路にリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐとして選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００５２】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース受信機能の停止が推定されると、全ポートを閉塞し、一切のパケット送受信を停止して縮退動作に入る。それにより、隣接ノードはリングノード２１の消失を検知し、経路の再構成動作を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、通信を継続することができる。
【００５３】
あるいは、復旧処理手段１６は、１つまたは複数のインタフェース受信機能の停止が推定される、装置の再起動を実施する。これにより、隣接ノードはリングノード２１消失を検知し、経路の再構成動作を行なう。また、リングノード２１の再起動完了後には、より適切な経路への切替判定を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、ルータ２５、２６はＮｅｘｔ Ｈｏｐの消失により代替ルータとしてリングノード２２を新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐに選択し、経路迂回を行なうことが可能となり、装置再起動中も通信を継続することができる。
【００５４】
これらの復旧処理は、動的に取得した冗長経路の情報によって選択しても良いし、各復旧処理を段階的に実施しても良い。また、あらかじめ管理者によってなされた設定に基づいて行うこともできる。
【００５５】
以上、実施の形態１の説明では、上位レイヤプロトコルにＯＳＰＦを使用することを想定した。ネットワーク接続装置１の受信機能に部分的故障が発生した場合に、故障箇所を推定するためには、上位レイヤプロトコルにＯＳＰＦを使用することが前提となる。しかし、受信機能に部分的故障が発生した場合に、故障箇所を推定するためには、必ずしも上位レイヤプロトコルにＯＳＰＦを使用する必要はなく、他のプロトコルを使用しても、故障箇所の推定は可能である。
【００５６】
また、ネットワーク接続装置１内の故障状態を保持したまま縮退動作となる場合、装置保守者は、ネットワーク接続装置１内の保守インタフェースに保守用端末を接続して、保守インタフェース経由で装置内の故障情報を入手できる。故障状態の解析を詳細に行なうことで、装置の保守性を向上させることができる。
【００５７】
以上説明したように、実施の形態１においては、上位レイヤトポロジ情報と下位レイヤトポロジ情報を比較する故障箇所推定手段を備えるとともに復旧処理を備えることで、装置内部の故障を検出し、故障箇所を推定することが可能となり、更に故障箇所に応じた復旧処理を実施することで、ネットワークの可用性を向上させることができる効果がある。
【００５８】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１のネットワーク接続装置１に対して、トポロジ管理が可能なＲＰＲインタフェースを複数有するネットワーク接続装置に関するものである。
本願発明の実施の形態２について、図１１のネットワーク接続装置５１に係るシステム構成図に基づいて説明する。図１１において、図１と同一あるいは相当部分には、同一符号を付している。
【００５９】
まず、本願発明の実施の形態２に係るネットワーク接続装置５１のシステム構成について説明する。実施の形態１のネットワーク接続装置１に対して、追加した構成部分を説明する。
レイヤ２制御部５４は、レイヤ１制御部５６およびレイヤ１制御部５７に接続され、両系を使用したリング状のネットワーク６１を構成している。また、レイヤ２制御部５４は、レイヤ２プロトコルにより得たレイヤ２トポロジ情報を格納するレイヤ２トポロジデータベース５９を備える。
下位レイヤトポロジ情報取得手段６３は、レイヤ２制御部５４に接続され、レイヤ２制御部５４がレイヤ２プロトコルにより得たレイヤ２トポロジ情報を取得する。
トポロジ情報比較手段６４は、上位レイヤトポロジ情報取得手段１２および下位レイヤトポロジ情報取得手段６３に接続され、各々のトポロジ情報を取得して、トポロジ情報の比較を実施する。
故障箇所推定手段１５は、トポロジ情報比較手段１４およびトポロジ情報比較手段６４に接続され、トポロジ情報比較手段１４およびトポロジ情報比較手段６４が実施したトポロジ情報の比較結果を取得し、故障箇所の推定を実施する。
復旧処理手段１６は、故障箇所推定手段１５に接続され、推定された故障箇所に応じた復旧処理を実施する。
【００６０】
次に、本願発明の実施の形態２に係るネットワーク接続装置５１機能および動作について、図１１のシステム構成図および実施の形態１でも参照した図４、７のトポロジ情報テーブルを用いて説明する。
【００６１】
図１１における、レイヤ２制御部５４、下位レイヤトポロジ情報取得手段６３、レイヤ２トポロジデータベース５９、トポロジ情報比較手段６４の各機能、動作は、実施の形態１におけるレイヤ２制御部４、下位レイヤトポロジ情報取得手段１３、レイヤ２トポロジデータベース９、トポロジ情報比較手段１４の各機能、動作と同等である。
【００６２】
故障箇所推定手段１５は、複数のインタフェースに関係したトポロジ情報比較手段１４、６４により比較された結果に基づき、装置の故障を検出し、故障箇所を推定する。復旧処理手段１６は、故障箇所推定手段１５の推定した故障箇所に基づき、復旧処理を実施する。
【００６３】
例えば、レイヤ３トポロジデータベース８のデータが図４のトポロジ情報テーブルの内容を含み、かつレイヤ２トポロジデータベース９のデータが図７のトポロジ情報テーブルの内容を含むとき、実施の形態１で示したように、故障箇所推定手段１５は、レイヤ２制御部４の接続するインタフェースの送信機能の故障と推定する。
一方、ネットワーク６１に接続されたレイヤ２制御部５４に関する情報が正常であり、故障が検出されない場合を想定する。
この場合、故障箇所推定手段１５は、ネットワーク１１に接続するインタフェースは送信機能故障が発生しているが、ネットワーク６１に接続するインタフェースは正常であることをもって、部分故障であると推定し、この結果を復旧処理手段１６に伝達する。
復旧処理手段１６は、部分故障であるとの推定結果を取得して、故障箇所に係わるレイヤ１制御部６および７のリンクを無効化する。
【００６４】
また、レイヤ２制御部５４についても故障があると検出された場合、故障箇所推定手段１５は、複数のインタフェースで故障が発生したことをもって、装置の共通部故障が発生しているものと推定し、この結果を復旧処理手段１６に伝達する。
復旧処理手段１６は、装置の共通部故障が発生しているとの推定結果を取得して、全ポートを閉塞し、一切のパケット送受信を停止して縮退動作に入る。これにより、隣接ノードは、リングノード２１の消失を検知し、経路の再構成動作を行なう。
ＯＳＰＦにおいては、Ｎｅｘｔ Ｈｏｐの消失により、代替ルータとして新たなＮｅｘｔ Ｈｏｐを選択することが可能となり、経路迂回を行なうことで通信を継続することができる。
【００６５】
このとき、ネットワーク接続装置５１内の故障状態を保持したまま縮退動作となる。装置保守者は、ネットワーク接続装置５１内の保守インタフェースに保守用端末を接続することで、保守インタフェース経由で装置内の故障情報を入手して、故障の解析を詳細に行なうことができるので、装置の保守性を向上させることができる。
【００６６】
あるいは、復旧処理手段１６は、複数のインタフェース送信機能が停止したとの情報を取得すると、装置再起動を実施する。これにより、隣接ノード２２〜２４は、リングノード２１消失を検出し、経路再構成動作を行なう。また、リングノード２１の再起動完了後には、より適切な経路への切替判定を行なう。
特にＳ／Ｗの問題で部分的な故障が発生した場合は、装置再起動により回復する場合も多いため、本装置再起動により、部分的な故障が回復することが期待できる。
【００６７】
このように、本発明では、故障が検出された部位の情報をもとに、故障箇所によって復旧処理手段を選択することが可能であり、故障の内容に応じた適切な復旧処理を実施することで経路迂回が可能となり、通信の可用性を向上させることが可能となる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態２では、トポロジ管理が可能なＲＰＲインタフェースを複数有するネットワーク接続装置においても、上位レイヤトポロジ情報と下位レイヤトポロジ情報を比較する故障箇所推定手段を備えるとともに復旧処理を備えることで、装置内部の故障を検出し、故障箇所を推定することが可能となり、更に故障箇所に応じた復旧処理を実施することで、ネットワークの可用性を向上させることができる効果がある。
【符号の説明】
【００６９】
１，５１ ネットワーク接続装置、２ レイヤ３制御部、
３，４，５４ レイヤ２制御部、５，６，７，５６，５７ レイヤ１制御部、
８ レイヤ３トポロジデータベース、９，５９ レイヤ２トポロジデータベース、
１０，１１，６１ ネットワーク、１２ 上位レイヤトポロジ情報取得手段、
１３，６３ 下位レイヤトポロジ情報取得手段、１４，６４ トポロジ情報比較手段、
１５ 故障箇所推定手段、１６ 復旧処理手段、２０ 幹線ネットワーク、
２１，２２，２３，２４ リングノード、２５，２６，２７，２８ ルータ、
３０，３１，３２，３３ 支線ネットワーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層型ネットワークに適用するネットワーク接続装置において、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段と、前記下位レイヤトポロジ情報と前記上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段と、前記トポロジ情報比較手段のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段とを備えるネットワーク接続装置。
【請求項２】
前記故障箇所推定手段が行った故障箇所推定結果に基づいて、復旧処理を行う復旧処理手段をさらに備えた請求項１記載のネットワーク接続装置。
【請求項３】
前記下位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ２ネットワークの隣接装置ＭＡＣアドレスからなるレイヤ２トポロジ情報を取得し、
前記上位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ３ネットワークの隣接装置ＩＰアドレスおよび隣接装置から受信した隣接装置情報からなるレイヤ３トポロジ情報を取得し、
前記トポロジ情報比較手段は、前記レイヤ２トポロジ情報から得られる装置数と、
前記レイヤ３トポロジ情報から得られる隣接装置情報に含まれる自装置情報を比較し、
前記故障箇所推定手段は、ネットワーク上に複数の隣接装置が存在し、かつ隣接装置からの隣接装置情報に自装置情報が含まれない場合は、自装置のインタフェース送信機能の故障であると推定する請求項１または請求項２記載のネットワーク接続装置。
【請求項４】
前記下位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ２ネットワークの隣接装置ＭＡＣアドレスからなるレイヤ２トポロジ情報を取得し、
前記上位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ３ネットワークの隣接装置ＩＰアドレスからなるレイヤ３トポロジ情報を取得し、
前記トポロジ情報比較手段は、前記レイヤ２トポロジ情報から得られる装置数と、
前記レイヤ３トポロジ情報から得られる隣接装置情報を比較し、
前記故障箇所推定手段は、前記レイヤ２トポロジ情報に隣接装置が複数存在するにもかかわらず、前記レイヤ３トポロジ情報に隣接装置が存在しない場合は、自装置のインタフェース受信機能の故障であると推定する請求項１または請求項２記載のネットワーク接続装置。
【請求項５】
前記故障個所推定手段が、インタフェース送信機能または受信機能の故障を推定したとき、前記復旧処理手段は、推定された故障箇所に応じて、当該のインタフェース機能を無効化する、または全ポートを閉塞する、またはネットワーク接続装置を再起動する処理の内いずれかの復旧処理を行う請求項２ないし４のいずれか１項に記載のネットワーク接続装置。
【請求項１】
階層型ネットワークに適用するネットワーク接続装置において、下位レイヤトポロジ情報を取得する下位レイヤトポロジ情報取得手段と、上位レイヤトポロジ情報を取得する上位レイヤトポロジ情報取得手段と、前記下位レイヤトポロジ情報と前記上位レイヤトポロジ情報を比較するトポロジ情報比較手段と、前記トポロジ情報比較手段のトポロジ情報比較の結果に基づいて故障箇所を推定する故障箇所推定手段とを備えるネットワーク接続装置。
【請求項２】
前記故障箇所推定手段が行った故障箇所推定結果に基づいて、復旧処理を行う復旧処理手段をさらに備えた請求項１記載のネットワーク接続装置。
【請求項３】
前記下位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ２ネットワークの隣接装置ＭＡＣアドレスからなるレイヤ２トポロジ情報を取得し、
前記上位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ３ネットワークの隣接装置ＩＰアドレスおよび隣接装置から受信した隣接装置情報からなるレイヤ３トポロジ情報を取得し、
前記トポロジ情報比較手段は、前記レイヤ２トポロジ情報から得られる装置数と、
前記レイヤ３トポロジ情報から得られる隣接装置情報に含まれる自装置情報を比較し、
前記故障箇所推定手段は、ネットワーク上に複数の隣接装置が存在し、かつ隣接装置からの隣接装置情報に自装置情報が含まれない場合は、自装置のインタフェース送信機能の故障であると推定する請求項１または請求項２記載のネットワーク接続装置。
【請求項４】
前記下位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ２ネットワークの隣接装置ＭＡＣアドレスからなるレイヤ２トポロジ情報を取得し、
前記上位レイヤトポロジ情報取得手段は、レイヤ３ネットワークの隣接装置ＩＰアドレスからなるレイヤ３トポロジ情報を取得し、
前記トポロジ情報比較手段は、前記レイヤ２トポロジ情報から得られる装置数と、
前記レイヤ３トポロジ情報から得られる隣接装置情報を比較し、
前記故障箇所推定手段は、前記レイヤ２トポロジ情報に隣接装置が複数存在するにもかかわらず、前記レイヤ３トポロジ情報に隣接装置が存在しない場合は、自装置のインタフェース受信機能の故障であると推定する請求項１または請求項２記載のネットワーク接続装置。
【請求項５】
前記故障個所推定手段が、インタフェース送信機能または受信機能の故障を推定したとき、前記復旧処理手段は、推定された故障箇所に応じて、当該のインタフェース機能を無効化する、または全ポートを閉塞する、またはネットワーク接続装置を再起動する処理の内いずれかの復旧処理を行う請求項２ないし４のいずれか１項に記載のネットワーク接続装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１６９９５１（Ｐ２０１２−１６９９５１Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３０３８４（Ｐ２０１１−３０３８４）
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１６日（２０１１．２．１６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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