(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常への対処方法であって、
（ａ）ネットワークが、ネットワークのリンク上に一定時間内にリンクステートアルゴリズムで使用されるパケットとしてネットワークの構成情報を運ぶパケット以外のパケットしか流れない安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを各ノードにおいて互いに同一の時刻に記録し、
（ｂ）ネットワークが、ネットワークに異常が発生しそれが復旧するまでの異常状態にある間、各ノードにおいて、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用するステップを具備する方法。
【請求項２】
ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常への対処方法であって、
（ａ）ネットワークが安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを各ノードにおいて互いに同一の時刻に記録し、
（ｂ）ネットワークが異常状態にある間、各ノードにおいて、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用するステップを具備し、
ステップ（ａ）は、
（ｉ）ネットワークの安定性を各ノードにおいて判定し、
（ii）各ノードにおいて互いに同一の時刻にスナップショットを作成し、
（iii ）ネットワークが安定していると判定されるときのスナップショットの作成に成功したとき、その旨を各ノードからネットワークマネジメントシステム（ＮＭＳ）に通知するサブステップを含む方法。
【請求項３】
ステップ（ｂ）は、
（ｉ）各ノードにおいて、ネットワークの正常性を判定し、
（ii）ネットワークが異常であると判定されるとき、その旨をノードからＮＭＳへ通知し、
（iii ）ネットワークが異常であるとの通知に応答して、ＮＭＳから各ノードへ、トポロジーデータを、記録されているスナップショットへ指定時刻に切り替えるよう指示するサブステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常に対処するためのノード装置であって、
ネットワークが、ネットワークのリンク上に一定時間内にリンクステートアルゴリズムで使用されるパケットとしてネットワークの構成情報を運ぶパケット以外のパケットしか流れない安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを他のノードと同一の時刻に記録する手段と、
ネットワークが、ネットワークに異常が発生しそれが復旧するまでの異常状態にある間、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用する手段とを具備するノード装置。
【請求項５】
ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常に対処するためのノード装置であって、
ネットワークが安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを他のノードと同一の時刻に記録する手段と、
ネットワークが異常状態にある間、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用する手段とを具備し、
スナップショット記録手段は、
ネットワークの安定性を判定する手段と、
他のノードと同一の時刻にスナップショットを作成する手段と、
ネットワークが安定していると判定されるときのスナップショットの作成に成功したとき、その旨をＮＭＳに通知する手段とを含むノード装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイナミックルーティング方式が採用されているネットワークにおいて、ネットワーク全体が異常状態に陥ったときにそれに対処する方法およびそのためのノード装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰ（Internet Protocol ）ネットワークにおけるＯＳＰＦ（Open Shertest Path First) やＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode) ネットワークにおけるＰＮＮＩ（Private Network - Network Interface)などではルーティングテーブル（経路表）作成のためのネットワークトポロジーデータベースを作成し更新するためにリンクステートアルゴリズムを用いたダイナミックルーチング方式が採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この方式は各ノードが定期的および構成に変更があったときに自分のリンクステートをネットワークに流す事によって各ノードが保有するネットワークのトポロジーデータベースを自動的に更新するもので、“コンバージェンス時間が短い”とか“ルーティングループがおきにくい”などの利点がある。しかし動作の原理上、ネットワーク内のあるノードが異常動作となり、誤ったリンクステートがネットワークに流れてしまった場合に、それがネットワーク全体のトポロジーデータベースにまで影響を与え、ネットワークのルーティング動作が麻痺してしまうことが起き得る。
【０００４】
したがって本発明の目的は、ダイナミックルーティング方式が採用されたネットワークにおいて、ネットワーク全体が異常状態に陥ったときの対処方法およびそのためのノード装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常への対処方法であって、ネットワークが安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを各ノードにおいて互いに同一の時刻に記録し、ネットワークが異常状態にある間、各ノードにおいて、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用するステップを具備する方法が提供される。
【０００６】
本発明によれば、ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常に対処するためのノード装置であって、ネットワークが安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを他のノードと同一の時刻に記録する手段と、ネットワークが異常状態にある間、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用する手段とを具備するノード装置もまた提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の説明の前に、ＩＰネットワークにおけるＯＳＰＦまたはＡＴＭネットワークにおけるＰＮＮＩなどにおけるダイナミックルーティング方式を説明する。
図１に示したネットワーク構成において、ネットワークＡはノード２を介してネットワークＣに接続されている。ここでＩＰネットワークにおいてはルータがノードに相当し、ＡＴＭネットワークにおいてはＡＴＭ交換機がノードに相当する。ネットワークＣはさらにノード１を介してネットワークＤに接続されている。さらに詳しく言えば、ネットワークＣはノード１のポート１に直接接続され、ネットワークＤはノード１のポート０に直接接続されている。
【０００８】
各ノードはそれにどのネットワークが直接接続されているかを示すリンクステートをリンクステートアルゴリズムに従って互いに交換することにより、図２に示すようなトポロジーデータを格納したトポロジーデータベースを構築する。このトポロジーデータに基づき各ノードはルーティングテーブル（経路表）を作成し、これに従ってＩＰパケットまたはＡＴＭセルのルーティングが行なわれる。図３に図１の例におけるノード１のルーティングテーブルを示す。図３のルーティングテーブルによれば、例えばノード１に到達した宛先ネットワークがＡであるＩＰパケットまたはＡＴＭセルは、ポート１からノード２へ向けてルーティングされる。
【０００９】
なお、パケットまたはセルには一般のユーザデータ用パケットまたはセルとルーティングプロトコル用パケットまたはセルとがある。ユーザデータ用パケットまたはセルは上記のようにルーティングテーブルに従ってルーティングされる。ルーティングプロトコル用パケットまたはセルの場合、その種類によって動作は様々だが、前述のリンクステートを運ぶパケットまたはセルの場合、他のノードへ転送されるとともに、図２に示すトポロジーデータとしてトポロジーデータベースに格納され、それに基いて新たなルーティングテーブルが作成される。
【００１０】
図４は本発明が適用されるネットワーク構成の一例を示す。図４において、各ノード１０はネットワーク１２を介して相互に接続されるとともに、ネットワーク全体の管理を行なうＮＭＳ（Network Management System ）１４にも接続されている。
図５は本発明の一実施形態に係るノード装置１０の構成を示す。ノード装置とは、例えばＩＰネットワークにおいてはルータに相当し、ＡＴＭネットワークにおいてはＡＴＭ交換機に相当する。図５において、ＮＭＳ制御部２０は図４のＮＭＳとのデータのやり取りを行うものであり、ポート制御部２２はポート２４から入出力されるパケットまたはセルをルーティングテーブル２５に従ってルーティングするものである。ポート制御部２２はＡＴＭ交換機の場合のＡＴＭスイッチに相当する。到着したパケットまたはセルがルーティングプロトコル用パケットまたはセルであるとき、そのパケットまたはセルはメインプロセッサ２６にも送られる。ルーティングプロトコル用パケットまたはセルにリンクステートが含まれていれば、それに従ってトポロジーデータ２８が更新され、更新されたトポロジーデータ２８に基いて新たなルーティングテーブル２５が作成される。スナップショット３０については後述する。
【００１１】
以下に説明する実施形態では、ＮＭＳを含め、ＮＭＳの配下の全ノードの時刻が完全に一致していることが、前提であるので、もし一致していないときは（ここでは示さないが）適切な方法で一致させておく。この時刻同期確認は適当な周期で行い、常に各ノード間で時刻が一致しているようにしておく。
図６はノード装置１０のメインプロセッサ２６におけるスナップショット収集の処理のフローチャートである。ＮＭＳ１４にて保守者がネットワークのスナップショットを撮るように指示すると、ＮＭＳ１４は配下の各ノードに対して時刻を指定し、この時刻になったら各ノードが保持しているトポロジーデータのコピーを取るように促す。各ノード１０はＮＭＳ１４が指示した時刻になったら（ステップ１０００）トポロジーデータのコピーを取る（ステップ１００２）と同時に直前までのトポロジーデータのやり取りから十分安定性のあるデータかどうかを以下の方法で検証し（ステップ１００４）、その結果をＮＭＳに通知する（ステップ１００８）。
【００１２】
一般にリンクステートアルゴリズムで使用されるパケットには、ネットワークの構成情報を運ぶデータベース記述パケットと自ノードが利用可能であることを示すＨｅｌｌｏパケットがある。後者のＨｅｌｌｏパケットは自ノードが稼動しているときに、ある一定間隔で常にネットワークのリンク上を流れているが、前者のデータベース記述パケットはネットワーク構成に変更があり、それぞれのノード間で同期をあわせているときにしか使用されない。このことからネットワークのリンク上に、ある一定時間、Ｈｅｌｌｏパケットしか流れていないようなら、その時このネットワークは安定している（同期がとれている）とみなす事が出来る。
【００１３】
図７は安定状態判定の処理のフローチャートである。図７において、パケットが受信されるとき（ステップ１１００）、それがＨｅｌｌｏパケットか否かを判定し（ステップ１１０２）、Ｈｅｌｌｏパケットでなければ安定タイマを初期化して（ステップ１１０４）、状態を「不安定」とする（ステップ１１０６）。受信されたパケットがＨｅｌｌｏパケットであるとき、タイマが満了していれば（ステップ１１０８）、状態を「安定」とする（ステップ１１１０）。
【００１４】
なおこの安定とみなせるまでの時間（猶予時間）は、各ノード固有で保有している時間、または、ＮＭＳからの指示による時間であり、各ノードがこれら２つの手法のいずれかを選択するようにしても良い。
ＮＭＳ１４は全てのノードからの通知を待ち、全てのノードにて十分安定性のあるデータが取れたかどうかを確認する。これら一連の動作により、ネットワーク内全てのノードにおいてある決まった時刻でのトポロジーデータのコピー（スナップショット）を保持できた事になる。
【００１５】
なお、スナップショット作成の際にＮＭＳ１４の指示を受けずに全ノードが決まった時刻に自律的にスナップショットを収集するようにしても良い。この場合、他の部分の処理は前述と同様である。
これ以降、各ノードは図８に示す手順によりネットワークの正常性の確認を定常的に行う。各ノードはコネクション型接続なら呼損率、コネクションレス型接続ならパケット廃棄率などの値を算出する（ステップ１２０２）。ただしこの計算の際に自分が搭載しているハードウェア起因による障害分は差し引いて、純粋にソフトウェアによるルーチングの結果として発生した分のみを計算する。ハードウェア障害により特定の方路が使用不能になった場合は、ルーチングプロトコル自身によって、自動的にルーチング対象から外されて継続して呼損やパケット廃棄が起こることはない。このように算出された値がある基準値を超えた場合（ステップ１２０４）ネットワークは異常状態になったと判定し、その旨ＮＭＳに通知をする（ステップ１２０６）。
【００１６】
この基準値は、各ノード固有で保有してある値でも、ＮＭＳからの指示による値でも良く、各ノードがこれら２つの方法のいずれかを選択するようにしても良い。
図９は異常状態の通知をいずれかのノードから受け取ったときのＮＭＳの処理を示す。異常状態を受け取ったＮＭＳは各ノードに対し、指示した時刻になったら現在使用しているトポロジーデータを廃棄し、スナップショットとして保存してあるトポロジーデータを使用するように指示を出す（ステップ１３０２）。ＮＭＳより指示を受けた各ノードは指定された時刻になったら、異常データとなっているトポロジーデータを破棄し、保持してあったトポロジーデータからルーチングテーブルを再生成し、このデータで呼処理動作を継続する。この間に異常となった原因を突き止め、復旧させリンクステートアルゴリズムにより正常と思われるトポロジーデータが出来上がった後、ＮＭＳに通知を行う（ステップ１３０４）。ＮＭＳはこれを受けて再度各ノードに通常モードへの復帰時刻を通知し（ステップ１３０６）各ノードは指示に従い通常モードに移行する。図１０に異常検出時のＮＭＳおよびノードの動作シーケンスを示す。
【００１７】
（付記１）ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常への対処方法であって、
（ａ）ネットワークが安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを各ノードにおいて互いに同一の時刻に記録し、
（ｂ）ネットワークが異常状態にある間、各ノードにおいて、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用するステップを具備する方法。（１）
（付記２）ステップ（ａ）は、
（ｉ）ネットワークの安定性を各ノードにおいて判定し、
（ii）各ノードにおいて互いに同一の時刻にスナップショットを作成し、
（iii ）ネットワークが安定していると判定されるときのスナップショットの作成に成功したとき、その旨を各ノードからネットワークマネジメントシステム（ＮＭＳ）に通知するサブステップを含む付記１記載の方法。（２）
（付記３）サブステップ（ａ）（ii）は、
ＮＭＳから各ノードへ、指定時刻におけるスナップショットの作成を指示し、
各ノードにおいて、ＮＭＳからの指示に応じて指定時刻にトポロジーデータをスナップショットとしてコピーするサブステップを含む付記２記載の方法。
【００１８】
（付記４）サブステップ（ａ）（ii）において、各ノードは、ＮＭＳからの指示によらず、予め定められた時刻にトポロジーデータをスナップショットとしてコピーする付記２記載の方法。
（付記５）サブステップ（ａ）（ｉ）において、所定の猶予時間内に隣接ノードからリンクステートが受信されないときネットワークが安定していると判定される付記２記載の方法。
【００１９】
（付記６）前記猶予時間は、各ノードについて固有に設定される付記５記載の方法。
（付記７）前記猶予時間は、ＮＭＳから指定される付記５記載の方法。
（付記８）ステップ（ｂ）は、
（ｉ）各ノードにおいて、ネットワークの正常性を判定し、
（ii）ネットワークが異常であると判定されるとき、その旨をノードからＮＭＳへ通知し、
（iii ）ネットワークが異常であるとの通知に応答して、ＮＭＳから各ノードへ、トポロジーデータを、記録されているスナップショットへ指定時刻に切り替えるよう指示するサブステップを含む付記１記載の方法。（３）
（付記９）サブステップ（ｂ）（ｉ）において、ハードウェア障害によるものを除外した呼損率および／またはパケット廃棄率が所定の閾値を超えるときネットワークの異常と判定される付記８記載の方法。
【００２０】
（付記１０）前記閾値は、各ノードについて固有に設定される付記９記載の方法。
（付記１１）前記閾値は、ＮＭＳから指定される付記９記載の方法。
（付記１２）ネットワークに含まれる複数のノードの間で各ノードのリンクステートを互いに交換することより、各ノードが互いに同一のトポロジーデータを保持してルーティング制御に用いるネットワークにおけるネットワーク異常に対処するためのノード装置であって、
ネットワークが安定状態にあるときのトポロジーデータのスナップショットを他のノードと同一の時刻に記録する手段と、
ネットワークが異常状態にある間、該スナップショットをトポロジーデータとしてルーティング制御に使用する手段とを具備するノード装置。（４）
（付記１３）スナップショット記録手段は、
ネットワークの安定性を判定する手段と、
他のノードと同一の時刻にスナップショットを作成する手段と、
ネットワークが安定していると判定されるときのスナップショットの作成に成功したとき、その旨をＮＭＳに通知する手段とを含む付記１２記載のノード装置。（５）
（付記１４）スナップショット作成手段は、
ＮＭＳからの、指定時刻におけるスナップショットの作成の指示を受信する手段と、
ＮＭＳからの指示に応じて指定時刻にトポロジーデータをスナップショットとしてコピーする手段とを含む付記１３記載のノード装置。
【００２１】
（付記１５）スナップショット作成手段は、ＮＭＳからの指示によらず、予め定められた時刻にトポロジーデータをスナップショットとしてコピーする付記１３記載のノード装置。
（付記１６）ネットワーク安定性判定手段は、所定の猶予時間内に隣接ノードからリンクステートが受信されないときネットワークが安定していると判定する付記１３記載のノード装置。
【００２２】
（付記１７）前記猶予時間は、各ノードについて固有に設定される付記１６記載のノード装置。
（付記１８）前記猶予時間は、ＮＭＳから指定される付記１６記載のノード装置。
（付記１９）スナップショット使用手段は、
ネットワークの正常性を判定する手段と、
ネットワークが異常であると判定されるとき、その旨をＮＭＳへ通知する手段と、
ＮＭＳからの指示に応じて、トポロジーデータを、記録されているスナップショットへ指定時刻に切り替える手段とを含む付記１２記載のノード装置。
【００２３】
（付記２０）ネットワーク正常性判定手段は、ハードウェア障害によるものを除外した呼損率および／またはパケット廃棄率が所定の閾値を超えるときネットワークの異常と判定する付記１９記載のノード装置。
（付記２１）前記閾値は、各ノードについて固有に設定される付記２０記載のノード装置。
【００２４】
（付記２２）前記閾値は、ＮＭＳから指定される付記２０記載のノード装置。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明により、１つのノードの異常によりネットワーク全体が麻痺し、サービスを提供できなくなるといった最悪の事態を防ぐことができ、復旧をするまでの間でも各ノード間の通信を継続することができ、可用性を保持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ネットワーク構成の一例を示す図である。
【図２】図１のネットワーク構成におけるトポロジーデータを示す図である。
【図３】図２のトポロジーデータから生成されるノード１のルーティングテーブルを示す図である。
【図４】本発明が適用されるネットワーク構成の一例を示す図である。
【図５】ノード装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図６】スナップショット収集処理のフローチャートである。
【図７】安定状態判定処理のフローチャートである。
【図８】ノード動作正常性確認処理のフローチャートである。
【図９】ＮＭＳにおける異常時の動作のフローチャートである。
【図１０】異常時におけるＮＭＳと各ノードの動作を示すシーケンス図である。
【図１】
0003803233.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003803233.tif 000008
【図８】
0003803233.tif 000009
【図９】
0003803233.tif 000010
【図１０】
0003803233.tif 000011