特許 5669197 ネットワーク障害検出装置、方法およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5669197

(24)【登録日】2014年12月26日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】ネットワーク障害検出装置、方法およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/70 20130101AFI20150122BHJP

   H04L 12/26 20060101ALI20150122BHJP

   H04L 12/44 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/70 100Z

   H04L12/26

   H04L12/44 300

   H04L12/44 M

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-30497(P2011-30497)

(22)【出願日】2011年2月16日

(65)【公開番号】特開2012-169957(P2012-169957A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2013年8月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】000208891

【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092772

【弁理士】

【氏名又は名称】阪本 清孝

(74)【代理人】

【識別番号】100084870

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 香樹

(74)【代理人】

【識別番号】100119688

【弁理士】

【氏名又は名称】田邉 壽二

(72)【発明者】

【氏名】吉兼 昇

(72)【発明者】

【氏名】森田 逸郎

【審査官】 廣川 浩

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２５９０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６８０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／００９７４０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 大森 幹之，トラフィックに応じた通信機器の給電制御に関する研究，電子情報通信学会技術研究報告，日本，社団法人電子情報通信学会，２０１１年 ２月１１日，第110巻 第417号，pp.1〜6

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／００−１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能を具備した通信装置を有するネットワークの障害検出装置において、
前記通信装置から情報を取得する第１の通信手段と、
前記ネットワークの接続関係を取得する第２の通信手段と、
前記第２の通信手段により取得されたネットワークの接続関係を保持するネットワーク資源管理データベースと、
前記通信装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、該バッファあふれ情報に基づいて、障害箇所と原因を推定する障害解析手段と、を備え、
前記障害解析手段は、
前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースの対向装置を前記ネットワークの接続関係から特定し、
該対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、
前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とに基づいて、障害箇所と原因を推定する
ことを特徴とする障害検出装置。

【請求項2】

前記障害解析手段は、前記ＥＥＥ機能により休止している送信側インタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置の受信側インタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とにより、障害がＥＥＥによるインタフェース制御に起因する障害であると判断することを特徴とする請求項１に記載の障害検出装置。

【請求項3】

前記障害解析手段は、バッファメモリにおけるバッファあふれ情報をＭＩＢ情報から取得することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害検出装置。

【請求項4】

ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能を具備した通信装置を有するネットワークの障害検出方法において、
前記通信装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を取得するステップと、
前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースの対向装置を前記ネットワークの接続関係から特定し、該対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を取得し、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とに基づいて、障害箇所と原因を推定する障害解析ステップと
を含むことを特徴とする障害検出方法。

【請求項5】

ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能を具備した通信装置を有するネットワークの障害を検出するコンピュータを、
前記通信装置から情報を取得する第１の通信手段と、
前記ネットワークの接続関係を取得する第２の通信手段と、
前記第２の通信手段により取得されたネットワークの接続関係を保持するネットワーク資源管理データベースと、
前記通信装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、該バッファあふれ情報に基づいて、障害箇所と原因を推定する障害解析手段として機能させるとともに、
前記障害解析手段は、
前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースの対向装置を前記ネットワークの接続関係から特定し、
該対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、
前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とに基づいて、障害箇所と原因を推定する機能を含む
ことを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、イーサネット（登録商標）ネットワークの障害検出、特に、Energy Efficient Ethernet機能を具備したイーサネットスイッチにおいて発生する障害の検出とその障害発生地点を推定するネットワーク障害検出装置、方法およびプログラムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)において、イーサネットインタフェースの利用率に基づいてインタフェースを休止復旧させることで、装置の省電力化を実現する技術が規格化されている。これは“Energy Efficient Ethernet （ＥＥＥ）技術”と呼ばれている（非特許文献１）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】IEEE802.3az, “Energy Efficient Ethernet“

【非特許文献2】IEEE802.1ag, “Connectivity Fault Management”

【非特許文献3】ITU-T Y.1731, “OAM functions and Mechanisms for Ethernet based Networks”

【非特許文献4】IETF RFC1157, “A Simple Network Management Protocol (SNMP)”

【非特許文献5】IETF RFC1213, “Management Information Base for Network Management of TCP/IP-based internets: MIB-II”

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、Energy Efficient Ethernet（ＥＥＥ）技術が、イーサネットネットワークに適用された場合に発生しうる課題について述べる。

【0005】

ＥＥＥ技術をイーサネットネットワークへ適用する場合に発生することが想定される障害としては、インタフェースが休止状態から復旧状態へ遷移する時間が遅延することに起因するパケットロスやパケット遅延の発生が考えられる。上述のような障害に対して、例えばイーサネットＯＡＭ（Operation, Administration and Maintenance)（非特許文献２、３）の機能を用いて、パケットロスやパケット遅延が発生していることは検出可能であるが、それがネットワークのどの部分で発生しているかどうかを見極めることは困難である。また、上述の状態がまれにしか発生しないような場合であると検出自体に時間を要してしまうという課題がある。

【0006】

したがって、本発明は、ＥＥＥ装置のインタフェースが休止状態から復旧状態へ遷移する時間が遅延することに起因する障害の発生の検出とその障害発生地点を推定するネットワーク障害検出装置、方法およびプログラム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】

【0007】

上記目的を実現するため本発明による障害検出装置は、ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能を具備した通信装置を有するネットワークの障害検出装置において、前記通信装置から情報を取得する第１の通信手段と、前記ネットワークの接続関係を取得する第２の通信手段と、前記第２の通信手段により取得されたネットワークの接続関係を保持するネットワーク資源管理データベースと、前記通信装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、該バッファあふれ情報に基づいて、障害箇所と原因を推定する障害解析手段とを備える。

【0008】

そして、前記障害解析手段は、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースの対向装置を前記ネットワークの接続関係から特定し、該対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とに基づいて、障害箇所と原因を推定することを特徴としている。

【0009】

また、前記障害解析手段は、前記ＥＥＥ機能により休止している送信側インタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置の受信側インタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とにより、障害がＥＥＥによるインタフェース制御に起因する障害であると判断することも好ましい

【0010】

また、前記障害解析手段は、バッファメモリにおけるバッファあふれ情報をＭＩＢ情報から取得することも好ましい

【0011】

上記目的を実現するため本発明による障害検出方法は、ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能を具備した通信装置を有するネットワークの障害検出方法において、前記通信装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を取得するステップと、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースの対向装置を前記ネットワークの接続関係から特定し、該対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を取得し、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とに基づいて、障害箇所と原因を推定する障害解析ステップとを含むことを特徴としている。

【0012】

上記目的を実現するため本発明によるプログラムは、ＥＥＥ（Energy Efficient Ethernet）機能を具備した通信装置を有するネットワークの障害を検出するコンピュータを、前記通信装置から情報を取得する第１の通信手段と、前記ネットワークの接続関係を取得する第２の通信手段と、前記第２の通信手段により取得されたネットワークの接続関係を保持するネットワーク資源管理データベースと、前記通信装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、該バッファあふれ情報に基づいて、障害箇所と原因を推定する障害解析手段として機能させるとともに、前記障害解析手段は、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースの対向装置を前記ネットワークの接続関係から特定し、該対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報を前記第１の通信手段により取得し、前記ＥＥＥ機能により休止しているインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報と、前記対向装置のインタフェースのバッファメモリにおけるバッファあふれ情報とに基づいて、障害箇所と原因を推定する機能を含むことを特徴としている。

【発明の効果】

【0013】

本発明により、ＥＥＥ機能が適用されたイーサネットスイッチにおいて発生することが想定される、インタフェースが休止状態から復旧状態へ遷移する時間が遅延することに起因する障害に対して、障害発生箇所と原因を迅速に推定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明による障害検出装置を含むイーサネットネットワークの全体像を示す。

【図2】本発明による障害検出装置の各機能を示す。

【図3】障害検出装置の動作フロー図を示す。

【図4】ＥＥＥ機能を具備したイーサネットスイッチにより構成されたイーサネットネットワークの構成図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明による障害検出装置を含むイーサネットネットワークの全体像を示す。本発明装置は、ＥＥＥ機能を具備したイーサネットスイッチにより構成されるイーサネットネットワークにおいて、ＥＥＥ装置のインタフェースが休止状態から復旧状態へ遷移する時間が遅延することに起因する障害を検出する。図１に示すように、本発明装置は、管理網を介して各イーサネットスイッチから情報を取得する。

【0016】

図２に、本発明による障害検出装置の各機能を示す。障害検出装置１は、通信機能（１）１１、通信機能（２）１２、ネットワーク資源管理データベース１３、障害解析部１４から構成される。通信機能（１）１１は、運用管理システムからネットワーク情報を取得するために通信する機能を有する。通信機能（２）１２は、各イーサネットスイッチから情報を取得するために通信する機能を有する。ネットワーク資源管理データベース１３は、管理するネットワークの情報を保持する。保持する情報の内容としては、イーサネットスイッチにより構成されるネットワーク接続関係である。障害解析部１４は、イーサネットスイッチから取得された情報を基にして、障害の原因がＥＥＥによるものか否かを解析する機能を有する。

【0017】

図３に、障害検出装置の動作フロー図を示す。以下にフローについて説明する。
（Ｓ１）開始：ネットワーク資源管理データベースに、通信機能（１）１１を介して、運用管理システムから、ネットワーク接続関係情報を得ておく。
（Ｓ２）ＥＥＥによりインタフェースが休止しているか？：イーサネットスイッチのインタフェースにおいて、ＥＥＥが動作することでインタフェースを休止しているかどうかを確認する。
・休止していない場合：繰り返しインタフェースの状態を確認する。
・休止している場合：Ｓ３へ移る。
（Ｓ３）休止インタフェースのバッファメモリを確認：上述のステップで検出された休止インタフェースのバッファメモリの状態を確認する。
（Ｓ４）バッファあふれ発生？：上述のステップで確認したバッファメモリの状態において、バッファあふれが発生しているかどうかを確認する。
・バッファあふれが発生していない場合：再び、Ｓ２に戻りインタフェースの状態を確認する。
・バッファあふれが発生した場合：Ｓ５の発生箇所の確認に移る。
（Ｓ５）発生箇所の確認：上述のステップで確認したバッファあふれが、送信側インタフェースで発生したか、受信側インタフェースで発生したかを確認する。
・送信側インタフェースでバッファあふれが発生した場合：Ｓ６の対向装置の受信側インタフェースのバッファ確認に移る。
・受信側インタフェースでバッファあふれが発生した場合：Ｓ１０の対向装置の送信側インタフェースのバッファ確認に移る。
（Ｓ６）対向装置の受信側インタフェースのバッファ確認：運用管理システムから得たネットワーク接続関係情報を用いて、確認すべき対向装置の受信側インタフェースを特定して、対向装置の受信側インタフェースのバッファメモリを確認する。
（Ｓ７）バッファあふれ発生？：上述のステップで確認したバッファメモリにおいてバッファあふれが発生していたか否かを確認する。
・バッファあふれが発生していた場合：Ｓ８の障害箇所と原因の特定（推定）に移る。
・バッファあふれが発生していなかった場合：Ｓ９の障害箇所と原因の特定（推定）に移る。
（Ｓ８）障害箇所と原因の推定：発生した障害は、送信側インタフェースと受信側インタフェースの信号処理障害と推定する。
（Ｓ９）障害箇所と原因の推定：発生した障害はＥＥＥによるインタフェース制御に起因する障害であると判断し、その障害箇所と原因としては、送信側インタフェースの起動遅延と推定する。
（Ｓ１０）対向装置の送信側インタフェースのバッファ確認：運用管理システムから得たネットワーク接続関係情報を用いて、確認すべき対向装置の送信側インタフェースを特定し、対向装置の送信側インタフェースのバッファメモリを確認する。
（Ｓ１１）バッファあふれ発生？：上述のステップで確認したバッファメモリにおいてバッファあふれが発生していたか否かを確認する。
・バッファあふれが発生していた場合：Ｓ１２の障害箇所と原因の特定（推定）に移る。
・バッファあふれが発生していなかった場合：Ｓ１３の障害箇所と原因の特定（推定）に移る。
（Ｓ１２）障害箇所と原因の推定：発生した障害は、送信側インタフェースと受信側インタフェースの、信号処理障害と推定する。
（Ｓ１３）障害箇所と原因の推定：発生した障害は、受信側インタフェースの、信号処理障害と推定する。
（Ｓ１４）終了

【0018】

次に本発明の実施例を示す。図４にＥＥＥ機能を具備したイーサネットスイッチにより構成されたイーサネットネットワークの構成図を示す。イーサネットスイッチＡからＩによりネットワークが構成されている。各イーサネットスイッチに付与されている番号は、インタフェースの番号を示す。各イーサネットスイッチは、管理網を介して障害検出装置と接続されている。障害検出装置は、管理網を介して各イーサネットスイッチの状態を確認する。また、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol：非特許文献４）により、各イーサネットスイッチよりＭＩＢ（Management Information Base：非特許文献５）情報を取得する。

【0019】

本実施例では、Ｄ−Ｅ間のイーサネットリンクが、ＥＥＥによるインタフェース休止状態になっているものとする。ここでは、イーサネットスイッチＤの送信側インタフェースにおいて、ＥＥＥによるインタフェース休止状態から復旧状態へ遷移する時間が遅延することに起因するロスが発生する場合を説明する。

【0020】

以下、図３の動作フローに従って説明する。
（Ｓ１）開始：運用管理システムから、ネットワーク接続関係情報を得ておく。本例では、以下の表１のような各イーサネットスイッチインタフェースのネットワーク接続関係が得られる。

【表1】

なお、表１でスイッチはイーサネットスイッチを表し、ＩＦはインタフェースを表す。
（Ｓ２）ＥＥＥによりインタフェースが休止しているか？：障害検出装置は、管理網を介して、各イーサネットスイッチのインタフェースにおいて、ＥＥＥが動作することで休止しているかどうかを確認する。ここでは、イーサネットスイッチＤのインタフェース２とイーサネットスイッチＥのインタフェース１がＥＥＥにより休止状態であることが、障害検出装置により確認される。
（Ｓ３）休止インタフェースのバッファメモリを確認：上述のステップで検出された休止インタフェースのバッファメモリの状態を確認する。バッファメモリの状態を確認する際、ＭＩＢ情報を用いる。
（Ｓ４）バッファあふれ発生？：上述のステップで確認したバッファメモリの状態において、バッファあふれが発生しているかどうかを確認する。本例では、バッファあふれの発生が確認されるため、次ステップの発生箇所の確認に移る。
（Ｓ５）発生箇所の確認：上述のステップで確認したバッファあふれが、送信側インタフェースで発生したか、受信側インタフェースで発生したかを確認する。本例では、イーサネットスイッチＤの送信側インタフェースでバッファあふれが発生したため、次ステップの対向装置の受信側インタフェースのバッファ確認に移る。
（Ｓ６）対向装置の受信側インタフェースのバッファ確認：ここで、運用管理システムから得たネットワーク接続関係情報を用いて、確認すべき対向装置の受信側インタフェースがイーサネットスイッチＥのインタフェース１と特定される。そこで、イーサネットスイッチＤの対向装置であるイーサネットスイッチＥのインタフェース１における受信側インタフェースのバッファメモリを確認する。
（Ｓ７）バッファあふれ発生？：上述のステップで確認したバッファメモリにおいてバッファあふれが発生していたか否かを確認する。本例では、バッファあふれが発生していなかったため、Ｓ９の障害箇所と原因の推定に移る。
（Ｓ９）障害箇所と原因の推定：発生した障害はＥＥＥによるインタフェース制御に起因する障害であると判断し、その障害箇所と原因としては、イーサネットスイッチＤの送信側のインタフェースの起動遅延と推定する。
（Ｓ１４）終了：

【0021】

また、以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様および変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲およびその均等範囲によってのみ規定されるものである。

【符号の説明】

【0022】

１ 障害検出装置
１１ 通信機能（１）
１２ 通信機能（２）
１３ ネットワーク資源管理データベース
１４ 障害解析部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】