(57)【要約】【課題】ＬＡＮを二重化して構成されたネットワークにおいて経路選択方式にスタティックルーティングを用いルートプライオリティを付けて通常はＭａｓｔｅｒルートで通信を行なうようなネットワークシステムで、障害発生時に自動的に経路切り替えを行い、ノード間の通信を継続することが可能なネットワークシステムを提供する。【解決手段】各ルータ装置は、アドレス・レゾリューション・プロトコル（ＡＲＰ）により動的に解決された監視対象装置のＩＰアドレスとハードウェア・アドレスの対応関係と、監視対象装置の属するセグメントへのネクストホップを記述した障害情報管理テーブルを有し、ＡＲＰ更新処理を利用して監視対象装置の死活を確認する手段を持ち、障害を検出した場合にはルーティングテーブルから障害を検出したセグメント向けのルート情報を隠蔽することで動的に迂回を行なう。【選択図】      図１
2005026902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク障害に備えて冗長構成されたネットワークにおけるネットワーク中継装置の障害監視方法において、
当該ネットワーク上の経路選択をスタティックルーティングにより行うものとし、
また、自己のセグメントとは異なる他のセグメントをネットワーク障害の監視対象とし、
前記他のセグメントに属する装置のＭＡＣアドレスをＡＲＰパケットの送出とこれに対する返信により、また、当該ＡＲＰパケットを受け取った隣接ネットワーク中継装置のセグメント内に当該ＭＡＣアドレスが存在しない場合には順次隣接するネットワーク中継装置へ転送を繰り返し、これに対する返信により、当該ＭＡＣアドレスの有無を検出することで前記他のセグメントのネットワーク障害を検出することを特徴とするネットワーク中継装置の障害監視方法。
【請求項２】
ネットワーク障害に備えて冗長構成されたネットワークにおけるネットワーク中継装置の障害監視方法において、
前記ネットワーク中継装置は、経路選択をスタティックルーティングにより行うものとし、
また、自己のセグメントとは異なる他のセグメントをネットワーク障害の監視対象とし、
前記他のセグメントに属する装置のＭＡＣアドレスを問い合わせるべく、宛先にネクストホップのアドレスを指定するＡＲＰパケットを出力し、当該パケットに対する返信により前記他のセグメントのネットワーク障害を検出することを特徴とするネットワーク中継装置の障害監視方法。
【請求項３】
ネットワーク障害に備えて冗長構成されたネットワークに配置されネットワークを構成する各セグメント上の障害検出機能を有するネットワーク中継装置において、
経路選択をスタティックルーティングにより行うものとし、
自己のセグメントとは異なる他のセグメントに属するＩＰアドレスとこれに対応するＭＡＣアドレスを登録するＡＲＰテーブルと、
前記ＩＰアドレスとこれに対応するネクストホップのアドレスとを対にしたものを障害監視の対象として登録する障害管理テーブルと、を備え、
宛先ＩＰアドレスに前記ネクストホップのアドレスを指定した、前記ＭＡＣアドレスを問い合わせるＡＲＰパケットを出力し、隣接するネットワーク中継装置からの返信により、また当該隣接ネットワーク中継装置のセグメント内に当該ＭＡＣアドレスが存在しない場合には更に順次隣接するネットワーク中継装置へ順次当該ＡＲＰパケットの転送が繰り返され、これに対する返信によりＭＡＣアドレスの有無を検出することで前記他のセグメントのネットワーク障害を検出することを特徴とするネットワーク中継装置。
【請求項４】
前記隣接するネットワーク中継装置から返信がない場合に前記他のセグメントにネットワーク障害が発生したものと判断し、迂回処理を実行することを特徴とする請求項３に記載されるネットワーク中継装置。
【請求項５】
前記ＡＲＰパケットの出力とこれに対する返信によりＭＡＣアドレスの検出結果を前記ＡＲＰテーブルのＭＡＣアドレスとして更新することを特徴とする請求項４記載のネットワーク中継装置。
【請求項６】
請求項５記載のネットワーク中継装置において、前記ＭＡＣアドレスの状態に応じて迂回処理を実行することを特徴とするネットワーク中継装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークの監視方法及び、ネットワークの二重化構成方法において、特に、ネットワーク中継装置（例えばルータ）が冗長構成を持ち且つ経路選択方式としてスタティックルーティングを行なっているネットワークにおける監視方法及び、二重化構成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にネットワークにおける信頼性を確保するために、装置故障や回線障害に伴う通信障害を防止する手段として、ルータや回線等を冗長構成とすることにより障害時の迂回ルートを確保するようなネットワークシステムが知られている。
【０００３】
従来の技術としては、特開２０００−２９９６９１号公報が知られている。この方式によると冗長化ＬＡＮシステムで障害が発生した際にＡＲＰ（Ａｄｄｒｅｓｓ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を送出して現用／非現用を切り替えることを特徴しているが、この方式によれば社内ＬＡＮなどの同一セグメント内のネットワークシステムには適用できるが別セグメント、特に大規模なＷＡＮを経由するようなネットワークにおいては適用することができない。ＴＣＰ／ＩＰでの通信においては、ＩＰアドレスとともに通信相手のＮＩＣに割り振られている物理アドレス（ＭＡＣアドレス）を知る必要がある。そのため、ＡＲＰではセグメント内の全ノードに対してリクエストをブロードキャストし、各ノードからの返答を得ることで、ＭＡＣアドレスを知ることになる。なお、返答されてきたＭＡＣアドレスは送信元のノードにキャッシュとして登録される。またリクエストがセグメントをまたぐ場合もある。この場合では、セグメント間のルータに送信先のノードがあるセグメントのＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの関連づけがアドレステーブルに登録されていれば、ノードの代理としてＡＲＰリクエストに応えるという仕組みになっている。ＡＲＰテーブルは、各相手通信装置のＩＰアドレスとＭＡＣアドレスの対応をつけた複数のＡＲＰエントリによって構成されるテーブルであり、通信装置がＩＰパケットを送出する際において、相手通信装置のＩＰアドレスを基にＭＡＣアドレスを取得するために一般に利用されている。
【０００４】
そこで、ＷＡＮを経由した通信を考えた場合、ルーティングプロトコルとしてダイナミックルーティングを用いていれば装置障害や回線障害が発生しても経路（ルート）情報を交換するためのルーティングプロトコルを用いて、ルートの障害を検出することができる。このダイナミックルーティングでは、ルータ間でルーティング情報をやり取りすることで、パケット転送のルートを決定する方式である。このネットワークで使用されるルーティングプロトコルとしては、例えば、ＲＩＰ（Ｒｏｕｔｉｎｇ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＯＳＰＦ（Ｏｐｅｎ  Ｓｈｏｒｔｅｓｔ  Ｐａｔｈ  Ｆｉｒｓｔ）などがある。ＯＳＰＦによる障害検出では、例えば、ルータ間の接続確認を行うためのＨｅｌｌｏパケットを用いて、ルータ間で定期的に通信を行う。このルータ間の導通確認により、ルートの信頼性を確認している。また、このネットワークで使用されるルーティングプロトコルは、障害を検出した際に例えば、ルートの選択、ルータ間の通信、ルーティングテーブルの更新などを行なっている。
【０００５】
しかし、ＷＡＮを経由した通信においてはダイナミックルーティングを用いた場合、経路情報が外部に漏洩する危険性が伴うため一般にスタティックルーティングを用いることが多い。しかし、スタティックルーティングを用いた場合（ＲＩＰやＯＳＰＦが利用できないネットワーク）には、ルーティングのための情報をあらかじめルータに設定しておき、常に固定的なルートを選択する方法設定された経路情報（宛先とネクストホップ及び優先順位）の通りに経路選択をしてしまうため、障害発生箇所によっては障害検出が出来ずに通信が出来なくなってしまう。
【０００６】
そのような状態を回避するために一般にＰｉｎｇ（ＩＣＭＰ）を用いた装置監視方法が知られている。これは、到達性を確認するためルータからホストもしくはルータに対して、定期的にＰｉｎｇを送信してルータ←→ホスト間、ルータ←→ルータ間の経路の監視を行い、その応答を監視することで経路およびホストの障害検出（Ｐｉｎｇ応答結果ＮＧ）を行うことができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２９９６９１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述したＰｉｎｇによる装置監視方法では、監視側ルータの数が増加するに従い、この監視対象のルータ向けにＰｉｎｇが定常的に多数送られてくるようになり、監視対象ルータ側でＰｉｎｇ応答処理による負荷が増大し、一般的な通信に影響が出てきてしまうことが考えられる。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、前述した従来技術における問題点を回避するネットワークの監視方法を提供し、ルータが持つ経路情報の内容とネットワークの運用状態の不一致による通信断を回避するためにネットワークシステムの監視方法及び経路迂回方式を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、ネットワーク障害に備えて冗長構成されたネットワークにおけるネットワーク中継装置の障害監視方法において、当該ネットワーク上の経路選択をスタティックルーティングにより行うものとし、また、自己のセグメントとは異なる他のセグメントをネットワーク障害の監視対象とし、前記他のセグメントに属する装置のＭＡＣアドレスをＡＲＰパケットの送出とこれに対する返信により、また、当該ＡＲＰパケットを受け取った隣接ネットワーク中継装置のセグメント内に当該ＭＡＣアドレスが存在しない場合には順次隣接するネットワーク中継装置へ転送を繰り返し、これに対する返信により、当該ＭＡＣアドレスの有無を検出することで前記他のセグメントのネットワーク障害を検出することを特徴とするネットワーク中継装置の障害監視方法を得ることができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、ネットワーク障害に備えて冗長構成されたネットワークにおけるネットワーク中継装置の障害監視方法において、前記ネットワーク中継装置は、経路選択をスタティックルーティングにより行うものとし、また、自己のセグメントとは異なる他のセグメントをネットワーク障害の監視対象とし、前記他のセグメントに属する装置のＭＡＣアドレスを問い合わせるべく、宛先にネクストホップのアドレスを指定するＡＲＰパケットを出力し、当該パケットに対する返信により前記他のセグメントのネットワーク障害を検出することを特徴とするネットワーク中継装置の障害監視方法を得ることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、ネットワーク障害に備えて冗長構成されたネットワークに配置されネットワークを構成する各セグメント上の障害検出機能を有するネットワーク中継装置において、経路選択をスタティックルーティングにより行うものとし、自己のセグメントとは異なる他のセグメントに属するＩＰアドレスとこれに対応するＭＡＣアドレスを登録するＡＲＰテーブルと、前記ＩＰアドレスとこれに対応するネクストホップのアドレスとを対にしたものを障害監視の対象として登録する障害管理テーブルと、を備え、宛先ＩＰアドレスに前記ネクストホップのアドレスを指定した、前記ＭＡＣアドレスを問い合わせるＡＲＰパケットを出力し、隣接するネットワーク中継装置からの返信により、また当該隣接ネットワーク中継装置のセグメント内に当該ＭＡＣアドレスが存在しない場合には更に順次隣接するネットワーク中継装置へ順次当該ＡＲＰパケットの転送が繰り返され、これに対する返信によりＭＡＣアドレスの有無を検出することで前記他のセグメントのネットワーク障害を検出することを特徴とするネットワーク中継装置を得ることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、前記隣接するネットワーク中継装置から返信がない場合に前記他のセグメントにネットワーク障害が発生したものと判断し、迂回処理を実行することを特徴とする請求項３に記載されるネットワーク中継装置を得ることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、前記ＡＲＰパケットの出力とこれに対する返信によりＭＡＣアドレスの検出結果を前記ＡＲＰテーブルのＭＡＣアドレスとして更新することを特徴とする請求項４記載のネットワーク中継装置を得ることができる。
【００１５】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載のネットワーク中継装置において、前記ＭＡＣアドレスの状態に応じて迂回処理を実行することを特徴とするネットワーク中継装置を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明によるネットワーク監視の一実施例を図面により詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明のネットワークシステムの構成例と、各ルータの持つＡＲＰテーブルとルーティングテーブルの構成例を示している。
【００１８】
図１によれば、ＬＡＮ１とＬＡＮ２の間での通信を考えた場合に、ネットワークシステムとしてＷＡＮ１とＷＡＮ２による冗長構成を取っている。スタティックルーティングによる経路選択を行なうものとし、通常はＷＡＮ１側のルートの優先順位を高く設定しＬＡＮ１←→ＲｏｕｔｅｒＡ←→ＷＡＮ１←→ＲｏｕｔｅｒＢ←→ＬＡＮ２という経路で通信を行なうネットワークシステムとなっている。
【００１９】
上記ネットワークで障害が発生した時の動作を図２に示す。ＲｏｕｔｅｒＡとＷＡＮ１間（１０．１．２．０／２４）で起きた回線障害や装置障害（ＲｏｕｔｅｒＡは含まない）等であれば、図１にあるルーティングテーブルの設定により１０．１．２．０／２４のネットワークがルーティングテーブル上から見えなくなるのでＷＡＮ１を経由した通信（ネクストホップに１０．１．２．２５４を指定してある宛先向け）が出来なくなり、迂回用に設定してあるＷＡＮ２経由の通信が可能になる。また、この時ＡＲＰテーブルからもエイジングタイマ切れを契機としてエントリがＡＲＰキャッシュから削除される。（ここでは１０．１．２．２５４が削除される。）
しかし、図３のようにＲｏｕｔｅｒＡから見てＷＡＮ１の別セグメント内（１０．１．３．０／２４）で起きた障害についてはＲｏｕｔｅｒＡからは判別することが出来ない。
【００２０】
上記障害を検出する手段として、図４にあるようにＲｏｕｔｅｒＡのＡＲＰテーブルに監視対象のホスト（ルータ）情報をスタティックで登録する。この時、登録する情報はＩＰアドレスのみとしＭＡＣアドレスは空欄（実際にＡＲＰ要求を送信する時はオール０（ゼロ）にする）としておく。続けて、図５では監視対象のセグメント宛のスタティックルートの情報と登録したＡＲＰテーブルの情報をマッピングしたテーブルを作成する（以下、障害情報管理テーブルと呼ぶ）。障害情報管理テーブルには監視対象のＩＰアドレスと対応するＭＡＣアドレス及び、監視対象ＩＰアドレスを含むセグメント（宛先）とその宛先へのネクストホップアドレスが登録されている。また、監視対象のＩＰアドレスの状態を表す”ｓｔａｔｕｓ”テーブルを持つ。
【００２１】
ＲｏｕｔｅｒＡは、前述の障害情報管理テーブルを元に、スタティックに登録したＡＲＰ情報のＭＡＣアドレスを解決するためにＡＲＰ要求を送信する。通常ＡＲＰ要求はブロードキャスト（ＭＡＣアドレスがオールＦ）で送信されるが、本発明によれば、ネットワーク内で単一のアドレスを指定して特定の相手にデータを送信するユニキャストを採用し、すなわち障害情報管理テーブルに登録してあるネクストホップ宛に送信するので無駄なトラフィックは発生しない。
【００２２】
またこの時、ルータ間では代理ＡＲＰ機能を用いてアドレス解決を行なう。別セグメントへのＡＲＰ通信の場合、ルータ（又はホスト）から送られたＡＲＰ要求は宛先ＭＡＣアドレスにネクストホップのルータのＭＡＣアドレスを入れて送信し、これをルータが持っているＩＰアドレスと比較して宛先を探す。もし、自分の持っているセグメント内ではなかったら隣のルータへＡＲＰ要求を転送し、解決を試みる。これらのステップを繰り返して、パケットは直接宛先のＭＡＣアドレスを知らなくてもルータを転々としているうちに目的のホストへたどり着くことが可能である。（以降、代理ＡＲＰ機能と呼ぶ。）
代理ＡＲＰ機能を用いて受け取ったＡＲＰ要求と一致したＩＰアドレスを持つルータは受け取ったＡＲＰ要求に対してＡＲＰ応答をＲｏｕｔｅｒＡに向けて返信する。ＲｏｕｔｅｒＡはそのＡＲＰ応答を受け取ると自分のＡＲＰテーブル内のスタティックで登録したＩＰアドレスに対する空欄になっているＭＡＣアドレスの欄に書き込み（書き込む内容はネクストホップのルータのＭＡＣアドレス）、ＡＲＰテーブルを作成する。上記動作にてＲｏｕｔｅｒＡと監視対象間の通信が可能であることがわかると同時に死活確認も出来たことになる。
【００２３】
以降、ＡＲＰテーブルの情報はＲｏｕｔｅｒＡに設定してあるＡＲＰのエイジングタイマに従い、定期的に更新される。また、ＡＲＰ更新処理はユニキャストで行なわれるため無駄なトラフィックは発生しない。また一般的な通信で必ず行なわれるＡＲＰ要求／応答を用いているのでＰｉｎｇを定期的に送信するよりも装置負荷を低減することができる。
【００２４】
次に、図３における障害発生時の動作について説明する。図６はルーティングテーブルとＡＲＰテーブルから作成した障害情報管理テーブルにおいて既にＡＲＰ解決済みの状態を示しており、ＷＡＮ１のＭＡＣアドレスが登録されている。これは実際に監視対象のＩＰアドレスの持つＭＡＣアドレスが登録されるわけではなく、代理ＡＲＰ機能を用いた結果、ネクストホップのＭＡＣアドレスが登録されたことによる。
【００２５】
一般に装置（ルータ又はホスト）で障害が発生した場合は、ＡＲＰの定期更新処理にて一定時間通信不可の状態が発生するとＡＲＰテーブルからその情報が削除される。本実施例によれば、図６のように障害発生にはＡＲＰが届かなくなったことでＡＲＰテーブルから対象となるＩＰアドレスの持つＭＡＣアドレスをＡＲＰテーブルから削除する（オール０に書き換える）。テーブルにはＩＰアドレスのみが情報として残り、宛先がなくなったことを示している。
【００２６】
さらに、ルーティングテーブルとＡＲＰテーブルから作成した障害情報管理テーブルから監視対象となるルートに設定してあるＭＡＣアドレスを削除（オール０）する。次に、ルーティングテーブルでは削除されたＡＲＰテーブルに対応するルート情報に対し、ルーティングテーブルを不可視にする。これによりＲｏｕｔｅｒＡではＭａｓｔｅｒ側のルートはルーティングテーブル上から見えなくなるので迂回側のルートへ（ＷＡＮ２へ）経路切り替えが行なわれ迂回させることができる。
【００２７】
図７は前述した障害が復旧した場合の図である。この時の動作は以下のようになっている。
【００２８】
ＲｏｕｔｅｒＡはスタティックで登録したＡＲＰテーブルのＩＰアドレスに対してＡＲＰエントリのエイジングタイマ切れ間近に行なわれる定期更新処理にて障害復旧を検知する。この時の動作としてはＡＲＰエントリ作成手順に従い、ＡＲＰ要求をネクストホップにいるルータへ送信し障害復旧した（ＩＰアドレスが一致した）ルータからのＡＲＰ応答を受けて、ＡＲＰエントリを作成する。
【００２９】
ＡＲＰエントリが作成されたことで不可視になっていたルーティング情報を可視状態に戻しＭａｓｔｅｒ側ルートへの切り替えが行なわれる。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ルータが持つ基本機能であるＡＲＰとルーティングテーブルの内容を比較し、障害が発生した場合には経路を可視／不可視にすることで経路選択方式にスタティックルーティングを用いたネットワークにおいても経路の切り替えを自動で行なうことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態が適用されるネットワークの構成例である。
【図２】障害パターン１が発生したときの状態を表すネットワーク図である。
【図３】障害パターン２が発生したときの状態を表すネットワーク図である。
【図４】ＡＲＰテーブルに対する監視用ＩＰアドレスの登録状態を表す図である。
【図５】障害情報管理テーブルの登録状態（ＡＲＰ解決前）を表す図である。
【図６】障害情報管理テーブルの登録状態（ＡＲＰ解決後）を表す図である。
【図７】障害発生時の状態遷移図を表す図である。
【図８】障害復旧時の状態遷移図を表す図である。
【図９】ＡＲＰの処理を表すフローチャートである。
【符号の説明】
１  ＷＡＮ
２  ＷＡＮ
Ａ  Ｒｏｕｔｅｒ
Ｂ  Ｒｏｕｔｅｒ
【図１】
2005026902.tif 000003
【図２】
2005026902.tif 000004
【図３】
2005026902.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005026902.tif 000007
【図６】
2005026902.tif 000008
【図７】
2005026902.tif 000009
【図８】
2005026902.tif 000010
【図９】
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