特許 5752646 障害監視装置、および、障害監視方法

(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】5752646

(24)【登録日】2015年5月29日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】障害監視装置、および、障害監視方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 12/46 20060101AFI20150702BHJP

   H04L 12/713 20130101ALI20150702BHJP

   H04L 12/70 20130101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   H04L12/46 M

   H04L12/713

   H04L12/70 100Z

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-145304(P2012-145304)

(22)【出願日】2012年6月28日

(65)【公開番号】特開2014-11542(P2014-11542A)

(43)【公開日】2014年1月20日

【審査請求日】2014年8月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】000153443

【氏名又は名称】株式会社 日立産業制御ソリューションズ

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(72)【発明者】

【氏名】丹治 篤史

(72)【発明者】

【氏名】中野 義弘

(72)【発明者】

【氏名】阿部 泰昌

(72)【発明者】

【氏名】安達 広典

【審査官】 安藤 一道

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１６５６２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８２５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０１７０７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ １２／４６

Ｈ０４Ｌ １２／７０

Ｈ０４Ｌ １２／７１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネットワーク接続装置を介してネットワーク接続機器と接続され、
前記ネットワーク接続機器に送信する機器状態用信号への応答が未着であるときに、前記機器状態用信号を中継する前記ネットワーク接続装置に対して接続状態用信号を送信し、その接続状態用信号の応答に含まれる前記ネットワーク接続装置内部の複数のインタフェースを接続する接続スイッチの状態情報を取得し、
前記接続スイッチの状態情報がＯＮであるときには、前記接続状態用信号を送信した前記ネットワーク接続装置から別のネットワーク接続装置へと系切替を実行することを特徴とする
障害監視装置。

【請求項2】

ネットワーク接続装置を介してネットワーク接続機器と接続され、
前記ネットワーク接続機器に送信する機器状態用信号への応答が未着であるときに、前記機器状態用信号を中継する前記ネットワーク接続装置に対して接続状態用信号を送信し、その接続状態用信号の応答に含まれる前記ネットワーク接続装置内部の複数のインタフェースを接続する接続スイッチの状態情報を取得し、
前記接続スイッチの状態情報がＯＮであるときには、前記機器状態用信号が通過する自身から前記ネットワーク接続機器までの経路上に位置する前記ネットワーク接続装置およびネットワークを使用不可にするように制御することを特徴とする
障害監視装置。

【請求項3】

前記障害監視装置は、前記機器状態用信号として、前記ネットワーク接続機器のＩＰアドレスを送信先に指定するping（Packet Internet Groper）を用いることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の障害監視装置。

【請求項4】

前記障害監視装置は、前記接続状態用信号として、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＩＰを用いることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の障害監視装置。

【請求項5】

ネットワーク接続装置を介してネットワーク接続機器と接続される障害監視装置が、
前記ネットワーク接続機器に送信する機器状態用信号への応答が未着であるときに、前記機器状態用信号を中継する前記ネットワーク接続装置に対して接続状態用信号を送信し、その接続状態用信号の応答に含まれる前記ネットワーク接続装置内部の複数のインタフェースを接続する接続スイッチの状態情報を取得し、
前記接続スイッチの状態情報がＯＮであるときには、前記接続状態用信号を送信した前記ネットワーク接続装置から別のネットワーク接続装置へと系切替を実行することを特徴とする
障害監視方法。

【請求項6】

ネットワーク接続装置を介してネットワーク接続機器と接続される障害監視装置が、
前記ネットワーク接続機器に送信する機器状態用信号への応答が未着であるときに、前記機器状態用信号を中継する前記ネットワーク接続装置に対して接続状態用信号を送信し、その接続状態用信号の応答に含まれる前記ネットワーク接続装置内部の複数のインタフェースを接続する接続スイッチの状態情報を取得し、
前記接続スイッチの状態情報がＯＮであるときには、前記機器状態用信号が通過する自身から前記ネットワーク接続機器までの経路上に位置する前記ネットワーク接続装置およびネットワークを使用不可にするように制御することを特徴とする
障害監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、障害監視装置、および、障害監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、通信制御装置を冗長構成としたコンピュータシステムにおいて、複数の現用通信制御装置の一つに障害が発生した時に、障害が発生した通信制御装置から予備通信制御装置への切替の自動化を可能にするシステムが、記載されている。これにより、予備通信制御装置を介して障害発生後も通信サービスを提供できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平６−２８２５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１などの障害時切替システムでは、通信制御装置の通信不通を検知すると、その要因を一時的な保守作業中か、恒久的な障害発生中かを区別せずに、ともに障害発生として切替処理を起動させる。
よって、障害発生中の切替処理により、通信サービスを提供できるメリットがあるものの、副作用として、保守作業中の切替処理により、予備通信制御装置に対して不要な通信負荷を与えてしまうデメリットも存在する。

【0005】

そこで、本発明は、前記した問題を解決し、保守作業中に余分な負荷を与えずに、障害発生中の切替処理を実現することを、主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するために、本発明の障害監視装置は、
ネットワーク接続装置を介してネットワーク接続機器と接続され、
前記ネットワーク接続機器に送信する機器状態用信号への応答が未着であるときに、前記機器状態用信号を中継する前記ネットワーク接続装置に対して接続状態用信号を送信し、その接続状態用信号の応答に含まれる前記ネットワーク接続装置内部の複数のインタフェースを接続する接続スイッチの状態情報を取得し、
前記接続スイッチの状態情報がＯＮであるときには、前記接続状態用信号を送信した前記ネットワーク接続装置から別のネットワーク接続装置へと系切替を実行することを特徴とする。
その他の手段は、後記する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、保守作業中に余分な負荷を与えずに、障害発生中の切替処理を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に関する障害監視システムを示す構成図である。

【図2】本発明の一実施形態に関する機器状態テーブルの状態収集処理を示す説明図である。

【図3】本発明の一実施形態に関する接続状態テーブルの状態収集処理を示す説明図である。

【図4】本発明の一実施形態に関する第１の障害監視処理を示すフローチャートである。

【図5】本発明の一実施形態に関する機器状態テーブルの片系異常状態を示す説明図である。

【図6】本発明の一実施形態に関する機器状態テーブルの両系異常状態を示す説明図である。

【図7】本発明の一実施形態に関する機器状態テーブルの全機器無応答状態を示す説明図である。

【図8】本発明の一実施形態に関する系切替後の経路を示す説明図である。

【図9】本発明の一実施形態に関する第２の障害監視処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

【0010】

図１は、障害監視システムを示す構成図である。障害監視システムのネットワークは、２系統の冗長構成のＬＡＮ（Local Area Network）で構成されており、図１では、１系ネットワークの回線を実線で表記し、２系ネットワークの回線を破線で表記する。
障害監視計算機１（障害監視装置）は、基幹ＬＡＮ（１系基幹ＬＡＮ３１、２系基幹ＬＡＮ３２）を介してネットワーク接続装置２と接続される。ネットワーク接続装置２は、支線ＬＡＮ（１系支線ＬＡＮ３３、２系支線ＬＡＮ３４）を介して監視対象のネットワーク接続機器４と接続される。
これらの障害監視システムの各装置は、制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）、記憶部（メモリ、ハードディスクなど）、および、通信部（ネットワークインタフェース）を備えるコンピュータとして構成される。

【0011】

障害監視計算機１は、ネットワーク接続機器４を監視する管理用の計算機である。障害監視計算機１は、機器状態テーブル１１と、接続状態テーブル１２とを有する。
機器状態テーブル１１は、機器状態用信号により取得した各ネットワーク接続機器４までの通信状態を記憶するためのテーブルである。
機器状態用信号は、障害監視計算機１からネットワーク接続機器４に対して送信される要求信号と、その要求信号への応答信号である。機器状態用信号は、例えば、ping（Packet Internet Groper）が使用される。機器状態用信号の要求信号には、ネットワーク接続機器４のＩＰ（Internet Protocol）アドレスが指定される。

【0012】

接続状態テーブル１２は、接続状態用信号により取得した各ネットワーク接続装置２の保守状態を記憶するためのテーブルである。
接続状態用信号は、障害監視計算機１からネットワーク接続装置２に対して送信される要求信号と、その要求信号への応答信号である。接続状態用信号は、例えば、ＵＤＰ（User Datagram Protocol）／ＩＰが使用される。

【0013】

ネットワーク接続装置２も、ＬＡＮと同様に、２系統の冗長構成である。一方のネットワーク接続装置２ａをデータ中継等を行う現用系とし、もう一方のネットワーク接続装置２ｂを待機系とする。
障害監視計算機１は、機器状態用信号の応答信号が未着であるときに、自身からネットワーク接続機器４までの経路の通信障害を検知する。障害監視計算機１は、通信障害が発生した場合は、ネットワーク接続装置２の系切替により、通信途絶の回復を試みる。ネットワーク接続装置２の系切替とは、現在の現用系のネットワーク接続装置２ａを次回の待機系に変更するとともに、現在の待機系のネットワーク接続装置２ｂを次回の現用系へと変更することである。

【0014】

ネットワーク接続装置２は、接続スイッチ２１を有し、他のネットワーク接続装置２と通信するための制御線２２が接続されている。
接続スイッチ２１は、各ネットワーク（１系基幹ＬＡＮ３１、２系基幹ＬＡＮ３２、１系支線ＬＡＮ３３、２系支線ＬＡＮ３４）をネットワーク接続装置２内で接続するためのスイッチであり、この接続スイッチ２１がＯＮ（接続状態）のときにはデータの中継を行う。
制御線２２は、ネットワーク接続装置２ａとネットワーク接続装置２ｂとを接続し、この制御線２２を介して、系切替のための制御信号を送受信する。

【0015】

図２は、機器状態テーブル１１の状態収集処理を示す説明図である。この図では、４つの機器状態用信号Ｐ１〜Ｐ４を例示する。１つの機器状態用信号（例えば、Ｐ１）による収集結果が、機器状態テーブル１１内の１つのレコード（例えば、第１行）に書き込まれる。

【0016】

機器状態テーブル１１は、機器状態用信号を示す「信号」と、その機器状態用信号の送信先として指定されるネットワーク接続機器４を示す「機器」と、機器状態用信号の送受信に使用されるネットワークの系統を示す「ＬＡＮ」と、機器状態用信号の応答信号の到着（○）／未着（×）を示す「状態」とを対応付ける。
例えば、機器状態テーブル１１の第１行は、１系ＬＡＮ（１系基幹ＬＡＮ３１、１系支線ＬＡＮ３３）を経由してネットワーク接続機器４ａへと送信される機器状態用信号の応答信号が障害監視計算機１に到着（状態＝○）したことを示す。

【0017】

図３は、接続状態テーブルの状態収集処理を示す説明図である。
図３（ａ）は、ネットワーク接続装置２ａ内の接続スイッチ２１ａを示す。接続スイッチ２１ａは、１系用スイッチ（１系基幹ＬＡＮ３１と１系支線ＬＡＮ３３を接続）と、２系用スイッチ（２系基幹ＬＡＮ３２と２系支線ＬＡＮ３４を接続）とから構成される。図３（ａ）では、２つのスイッチがともにＯＮ（状態＝○）である。

【0018】

ネットワーク接続装置２ａは、障害監視計算機１からの接続状態用信号（要求信号）を受けると、自身の接続スイッチ２１ａ内の各スイッチの状態（ＯＮかＯＦＦか）を取得し、その取得結果を接続状態用信号（応答信号）として障害監視計算機１に通知する。
障害監視計算機１は、通知された接続スイッチ２１ａ内の各スイッチの状態を、接続状態テーブル１２へと書き出す。接続状態テーブル１２は、接続状態用信号の送信先として指定されるネットワーク接続装置２を示す「装置」と、その装置内の接続スイッチ２１のネットワークの系統を示す「ＬＡＮ」と、スイッチの状態として、「ＯＮ＝○」または「ＯＦＦ＝×」を示す「状態」とを対応付ける。

【0019】

図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様に、ネットワーク接続装置２ａ内の接続スイッチ２１ａを示すが、両スイッチがＯＦＦになっている。これにより、１系基幹ＬＡＮ３１と１系支線ＬＡＮ３３との間の通信や、２系基幹ＬＡＮ３２と２系支線ＬＡＮ３４との間の通信が切断される。
なお、ネットワーク接続装置２は、スイッチの状態を変更する（ＯＮからＯＦＦへ、ＯＦＦからＯＮへ）手段を、物理的な切替用スイッチや論理的なコマンド入力などにより管理者などに提供する。スイッチをＯＦＦにする要因は、例えば、ネットワーク接続装置２の保守点検である。

【0020】

図４は、第１の障害監視処理を示すフローチャートである。
Ｓ１０１において、障害監視計算機１は、図２で示したように、機器状態用信号を用いて各ネットワーク接続機器４の状態の収集し、その結果を機器状態テーブル１１に格納する。

【0021】

Ｓ１０２において、障害監視計算機１は、Ｓ１０１で格納した機器状態テーブル１１から１つの機器を選択し（例えば、ネットワーク接続機器４ａ）、その機器の状態列を参照して以下のように分岐する。
同じ機器の状態列が全て「○」なら、両系正常であり、そのときには障害対策は不要なので、処理を終了する。
同じ機器の状態列が１つだけ「×」なら、片系異常であり、そのときには障害対策をするため、Ｓ１０６へ進む。
同じ機器の状態列が全て「×」なら、両系異常であり、そのときには保守作業中か、障害発生中かをさらに調査するため、Ｓ１０３へ進む。

【0022】

Ｓ１０３において、障害監視計算機１は、Ｓ１０２で判定した所定機器についての障害が発生したか否かを判定する。この判定では、所定機器とは別機器の状態列で「○」が存在するときは、所定機器についての障害が発生した（別機器は障害が発生していない）とし、Ｓ１０３，Ｙｅｓから処理を終了する。
このケースでは、所定機器（ネットワーク接続機器４ａ）の装置障害であるため、その装置へ向かう経路を切り替えても、所定機器との間の通信は復旧しないことが明らかである。つまり、障害発生中であるものの、系切替によってその障害に対処できないので、あきらめる。

【0023】

Ｓ１０４において、障害監視計算機１は、図３で示したように、接続状態用信号を用いて各ネットワーク接続装置２の状態を収集し、その結果を接続状態テーブル１２に格納する。
Ｓ１０５において、障害監視計算機１は、Ｓ１０４で格納した接続状態テーブル１２の状態から、Ｓ１０１の機器状態用信号が通過するネットワーク接続装置２の状態が保守中か否かを判定する。
つまり、ネットワーク接続装置２の状態列が全て「×（スイッチＯＦＦ）」であるときには、保守中であるので、Ｓ１０５のＹｅｓから、処理を終了する。これにより、保守作業における通信不通を障害と誤検出せず、現用系ネットワーク接続装置２ａの切り替え処理（Ｓ１０６）を防止し、保守性の高いネットワークシステムを構築することができる。

【0024】

Ｓ１０６において、障害監視計算機１は、Ｓ１０５の判定により保守作業中でないことにより、障害発生中であるので、その障害への対処としてネットワーク接続装置２の系切替を実行する。つまり、ネットワーク接続装置２ａの役割を現用系から待機系に変更し、ネットワーク接続装置２ｂの役割を待機系から現用系に変更する。

【0025】

図５は、機器状態テーブルの片系異常状態を示す説明図である。機器状態用信号Ｐ１は応答なし（点線矢印）であるものの、他の機器状態用信号Ｐ２〜Ｐ４は応答あり（実線矢印）である。
この図５では、Ｓ１０２で片系異常と判断され、Ｓ１０６の系切替が実行される。

【0026】

図６は、機器状態テーブルの両系異常状態を示す説明図である。機器状態用信号Ｐ１，Ｐ２は応答なし（点線矢印）であるものの、他の機器状態用信号Ｐ３，Ｐ４は応答あり（実線矢印）である。
この図６では、Ｓ１０２で両系異常と判断され、Ｓ１０３で所定機器障害（Ｙｅｓ）と判断されて終了するので、Ｓ１０６の系切替は実行されない。

【0027】

図７は、機器状態テーブルの全機器無応答状態を示す説明図である。全ての機器状態用信号Ｐ１〜Ｐ４は応答なし（点線矢印）である。
この図７では、Ｓ１０２で両系異常と判断され、Ｓ１０３で所定機器障害でない（Ｎｏ）と判断される。その後、Ｓ１０５で保守中か否かが判断され、保守中でない（Ｎｏ）ときには、Ｓ１０６の系切替が実行される。

【0028】

図８は、Ｓ１０６の系切替後の経路を示す説明図である。図２の系切替前の経路と比較すると、ネットワーク接続装置２ａからネットワーク接続装置２ｂへと通信経路が変更されている。

【0029】

図９は、第２の障害監視処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、図４と比較すると、障害対処処理が装置単位の系切替（Ｓ１０６）から、装置を含むネットワークシステム単位の経路切替（Ｓ２０７）に置き換わっている。

【0030】

Ｓ２０１において、障害監視計算機１は、Ｓ１０１と同様に、ネットワーク接続機器４の状態を収集する。
Ｓ２０２において、障害監視計算機１は、Ｓ２０３で未選択の経路がないときには（Ｎｏ）、処理を終了する。
Ｓ２０３において、障害監視計算機１は、Ｓ２０１で収集した機器状態テーブル１１の未選択のレコード（経路）を１つ選択する。
Ｓ２０４において、障害監視計算機１は、Ｓ２０３の選択経路の状態が正常（○）であるときには（Ｙｅｓ）、別の選択経路を選択するために、Ｓ２０２に戻る。

【0031】

Ｓ２０５において、障害監視計算機１は、Ｓ２０３の選択経路上の（選択経路が通過する各ネットワーク接続装置２の）接続状態をＳ１０４と同様の処理で収集して、接続状態テーブル１２に格納する。
Ｓ２０６において、障害監視計算機１は、Ｓ２０５で収集した接続状態が保守中（×）であるネットワーク接続装置２が１台以上存在するか否かを判定する。保守中のネットワーク接続装置２が存在するときには、経路切替が不要なのでＳ２０２に戻る。

【0032】

Ｓ２０７において、障害監視計算機１は、Ｓ２０３の選択経路上のいずれかの地点で障害が発生しており、かつ、選択経路上のどの地点でも保守作業が行われていないので、選択経路から代替経路へ経路切替する。これにより、障害発生中の選択経路が今後の通信に使われなくなり、代替経路へと迂回することで、通信サービスを継続できる。
ここで、経路切替とは、選択経路が通過するネットワーク接続装置２だけでなく、選択経路が通過するネットワークも含めて、その選択経路上の通信路を使用しないようにする制御処理である。例えば、選択経路へのデータ流入が起きないように、各ネットワーク接続装置２の転送テーブル内の選択経路への経路コストを非常に大きな値としたり、転送テーブル内の選択経路を示すエントリを削除したりする処理である。

【0033】

以上説明した本実施形態により、ネットワーク接続機器４の障害の可能性があると判断後、ネットワーク接続装置２の動作状態を取得する通信を行い、ネットワーク接続装置２の動作状態が保守状態であった場合、ネットワーク接続装置２の系切替を行わず、障害誤検出を防止する。
これにより、保守作業が容易に実施でき、保守性の高いネットワークシステムを提供することができる。

【0034】

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。
また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。
また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

【0035】

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤなどの記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１ 障害監視計算機（障害監視装置）
１１ 機器状態テーブル
１２ 接続状態テーブル
３１ １系基幹ＬＡＮ
３２ ２系基幹ＬＡＮ
３３ １系支線ＬＡＮ
３４ ２系支線ＬＡＮ
２ ネットワーク接続装置
２ａ ネットワーク接続装置（現用系）
２ｂ ネットワーク接続装置（待機系）
２１ 接続スイッチ
２１ａ 接続スイッチ（現用系）
２１ｂ 接続スイッチ（待機系）
２２ 制御線
４ ネットワーク接続機器
４ａ ネットワーク接続機器
４ｂ ネットワーク接続機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】