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WO2010087308A1 - 通信ネットワーク管理システム、方法、プログラム、及び管理計算機 - Google Patents

通信ネットワーク管理システム、方法、プログラム、及び管理計算機 Download PDF

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WO2010087308A1
WO2010087308A1 PCT/JP2010/050905 JP2010050905W WO2010087308A1 WO 2010087308 A1 WO2010087308 A1 WO 2010087308A1 JP 2010050905 W JP2010050905 W JP 2010050905W WO 2010087308 A1 WO2010087308 A1 WO 2010087308A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
loop path
communication network
node
frame
loop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/050905
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊夫 小出
榎本　敦之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP2010548499A priority Critical patent/JP5354392B2/ja
Publication of WO2010087308A1 publication Critical patent/WO2010087308A1/ja
Priority to US13/067,848 priority patent/US9264327B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0805—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/10—Active monitoring, e.g. heartbeat, ping or trace-route
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/20—Arrangements for monitoring or testing data switching networks the monitoring system or the monitored elements being virtualised, abstracted or software-defined entities, e.g. SDN or NFV
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/42—Loop networks
    • H04L12/437—Ring fault isolation or reconfiguration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/14—Session management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/40—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass for recovering from a failure of a protocol instance or entity, e.g. service redundancy protocols, protocol state redundancy or protocol service redirection

Definitions

  • the present invention relates to a communication network management technique for centrally managing a communication network with a management computer.
  • Patent Document 1 discloses a technique for detecting a failure in a communication network by using a keep-alive frame. Specifically, in a communication system in which a plurality of base nodes communicate via one or more relay nodes, each base node transmits a keep-alive frame broadcast by the relay nodes. At this time, the plurality of base nodes transmit and receive keep-alive frames to each other, and detect a failure by monitoring the arrival state of the keep-alive frame transmitted from the counterpart node. In this case, in order to monitor the life and death of all physical links in the communication network, it is necessary to set a plurality of communication paths so that all the physical links are covered and to transmit / receive keep-alive frames for each communication path. is there. That is, it is necessary to transmit and receive many keep alive frames. This causes an increase in transmission / reception load on each base node.
  • Non-Patent Document 1 (S. Shah and M. Yip, "Extreme Networks Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Version 1", The Internet Society, October 2003; http://tools.ietf.org/html/rfc3619) Discloses a life and death monitoring technique in a communication network configured in a ring shape.
  • a plurality of switches are connected in a ring shape via a communication line, and one alive monitoring frame is sequentially transmitted along the ring.
  • a master switch on the ring transmits an alive monitoring frame from the first port.
  • the other switch forwards the received alive monitoring frame to the next switch.
  • the master switch can confirm that no failure has occurred by receiving the alive monitoring frame transmitted by itself at the second port.
  • This technique is based on a ring network structure and is not general purpose.
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3740982 discloses a technique in which a management host computer monitors the aliveness of a plurality of host computers. First, the management host computer determines the order of alive monitoring regarding a plurality of host computers. Next, the management host computer generates an alive monitoring packet in which the alive monitoring table is incorporated. This alive monitoring table has a plurality of entries associated with each of a plurality of host computers, and the plurality of entries are arranged in the determined order. Each entry includes the address of the corresponding host computer and a check flag. Then, the management host computer transmits the alive monitoring packet to the first host computer. The host computer that has received the alive monitoring packet searches for its own entry in the alive monitoring table and checks the check flag of the corresponding entry.
  • the host computer refers to the address of the next entry and transmits the alive monitoring packet to the next host computer. By repeating this process, one alive monitoring packet goes around the host computer.
  • the management host computer finally receives the alive monitoring packet that circulates in this way. Then, the management host computer determines that a failure has occurred in the host computer whose check flag is not checked.
  • one life / death monitoring packet circulates a plurality of monitored terminals.
  • a life / death monitoring table similar to that described above is incorporated in the life / death monitoring packet.
  • each entry includes a check list in which information such as date and time and an operating state is written instead of the check flag.
  • the monitoring terminal transmits an alive monitoring packet to the first monitored terminal.
  • the monitored terminal receives the alive monitoring packet, it determines whether its own operation is normal. If it is normal, the monitored terminal searches for its own entry in the alive monitoring table, and writes predetermined information such as the date and time and the operating status in the check list of the entry.
  • the monitored terminal refers to the address of the next entry and transmits an alive monitoring packet to the next monitored terminal.
  • the monitored terminal transmits an alive monitoring packet to the next monitored terminal.
  • one alive monitoring packet circulates the monitored terminal.
  • the monitoring terminal finally receives the alive monitoring packet circulated in this way. If predetermined information is not written in any of the checklists, the monitoring terminal determines that a failure has occurred.
  • the management computer (management host computer, monitoring terminal) centrally manages the communication network. More specifically, the management computer transmits an alive monitoring packet, and the alive monitoring packet returns to the management computer after circulating through a plurality of nodes (host computer, monitored terminal). The management computer performs alive monitoring of each node based on the information written in the returned alive monitoring packet.
  • the management computer in order to continuously perform alive monitoring, it is necessary for the management computer to periodically transmit the alive monitoring packet. This leads to an increase in load on the management computer.
  • One object of the present invention is to reduce the load on a management computer that centrally manages a communication network.
  • a communication network management system includes a communication network including a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes, and a management computer connected to the plurality of nodes.
  • a loop communication path in the communication network is a loop path.
  • the management computer transmits a frame to one node on the loop path. When each node on the loop path receives the frame, it transfers the received frame to the next node along the loop path, and returns a response to the management computer when a predetermined condition is satisfied.
  • the management computer determines whether or not a failure has occurred based on the reception status of the response.
  • a management computer for managing a communication network.
  • the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
  • the management computer stores storage means for storing loop path information indicating a loop path that is a loop communication path in the communication network, entry operation means for instructing each node on the loop path, and 1 on the loop path.
  • Monitoring means for transmitting a frame to one node.
  • the entry operation means receives a frame for each node, the entry operation means transfers the received frame to the next node along the loop path, and returns a response to the monitoring means when a predetermined condition is satisfied.
  • the monitoring unit determines whether or not a failure has occurred based on the reception status of the response.
  • a communication network management method for managing a communication network using a management computer.
  • the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
  • a loop communication path in the communication network is a loop path.
  • the communication network management method (A) a frame is transmitted from the management computer to one node on the loop path, and (B) at each node on the loop path, the frame is transferred to the next node along the loop path. Transferring and returning a response to the management computer when a predetermined condition is satisfied, and (C) determining whether or not a failure has occurred based on the reception status of the response in the management computer. .
  • a management program for causing a management computer to execute communication network management processing.
  • the communication network includes a plurality of nodes and a plurality of links connecting the plurality of nodes.
  • the management process includes: (a) storing loop path information indicating a loop path that is a loop communication path in a communication network in a storage device; and (b) a frame for each node on the loop path. The received frame is transferred to the next node along the loop path, and when a predetermined condition is satisfied, the management computer is instructed to return a response; and (c) the loop path Transmitting a frame to the upper node, and (d) determining whether or not a failure has occurred based on the reception status of the response.
  • FIG. 1 schematically shows a communication network management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the communication network management system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a communication network management method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an example of the topology table.
  • FIG. 5 shows various examples of loop paths.
  • FIG. 6 shows an example of a loop table.
  • FIG. 7 shows an example of entry data.
  • FIG. 8 shows a transfer table of the switch 2.
  • FIG. 9 shows a transfer table of the switch 3.
  • FIG. 10 shows a transfer table of the switch 4.
  • FIG. 1 schematically shows a communication network management system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the communication network management system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a communication network management method according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows
  • FIG. 11 shows a transfer table of the switch 5.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating an example of a monitoring frame.
  • FIG. 13 shows an example of a frame transfer process in the present embodiment.
  • FIG. 14 shows another example of the frame transfer process in the present embodiment.
  • FIG. 15 shows the updated topology table.
  • FIG. 16 shows still another example of the frame transfer process in the present embodiment.
  • FIG. 17 shows a transfer table of the switch 2 in the failure location specifying process.
  • FIG. 18 shows a transfer table of the switch 3 in the failure location specifying process.
  • FIG. 19 shows a transfer table of the switch 5 in the failure location specifying process.
  • FIG. 20 shows the fault location specifying process in the present embodiment.
  • FIG. 21 shows the updated topology table.
  • FIG. 1 schematically shows a communication network management system 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the communication network is centrally managed by the management computer. That is, as shown in FIG. 1, the communication network management system 100 includes a communication network NET and a management computer 1 that manages the communication network NET.
  • the communication network NET includes a plurality of nodes 2 to 5 and a plurality of physical links 71 to 75 connecting the nodes 2 to 5.
  • the physical link 71 is a signal line that connects the node 2 and the node 4 bidirectionally. Node 2 and node 4 can communicate bidirectionally via physical link 71.
  • the physical link 72 is a signal line that connects the node 4 and the node 5 bidirectionally. Node 4 and node 5 can communicate bidirectionally via physical link 72.
  • the physical link 73 is a signal line that connects the node 5 and the node 2 bidirectionally. Node 5 and node 2 can communicate bidirectionally via physical link 73.
  • the physical link 74 is a signal line that connects the node 2 and the node 3 bidirectionally. Node 2 and node 3 can communicate bidirectionally via physical link 74.
  • the physical link 75 is a signal line that connects the node 3 and the node 5 bidirectionally. Node 3 and node 5 can communicate bi
  • the control link 62 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 2 bidirectionally.
  • the control link 63 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 3 bidirectionally.
  • the control link 64 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 4 bidirectionally.
  • the control link 65 is a signal line that connects the management computer 1 and the node 5 bidirectionally.
  • the management computer 1 and the nodes 2 to 5 can communicate bidirectionally via the control links 62 to 65, respectively.
  • loop path LP The loop communication path in the communication network NET is hereinafter referred to as “loop path LP”.
  • one loop path LP is configured by “node 2 -physical link 73-node 5-physical link 75-node 3-physical link 74-node 2.
  • the management computer 1 transmits one alive monitoring frame (hereinafter referred to as “monitoring frame FR”) to one node on the loop path LP.
  • the management computer 1 transmits one monitoring frame FR to the node 2 on the loop route LP.
  • the node 2 receives the monitoring frame FR
  • the node 2 transfers the monitoring frame FR to the next node 5 along the loop path LP.
  • the node 5 receives the monitoring frame FR
  • the node 5 transfers the monitoring frame FR to the next node 3 along the loop path LP.
  • the node 3 receives the monitoring frame FR, the node 3 transfers the monitoring frame FR to the next node 2 along the loop path LP.
  • each node on the loop route LP repeats transfer of the monitoring frame FR along the loop route LP.
  • the monitoring frame FR circulates repeatedly through the loop path LP.
  • each node returns a “response RES” indicating that the monitoring frame FR has been received to the management computer 1 when a predetermined condition is satisfied when the monitoring frame FR is received.
  • the predetermined condition is that TTL (Time To Live) of the monitoring frame FR reaches a predetermined threshold value.
  • the predetermined condition is that the hop number (hop number) of the monitoring frame FR reaches a predetermined threshold value.
  • the predetermined condition may be satisfied at each node with a predetermined probability or a predetermined cycle.
  • the node when the predetermined condition is satisfied is referred to as “response node” below.
  • the response node returns a response RES indicating that the monitoring frame FR has been received to the management computer 1.
  • the response RES may be a reception notification signal indicating reception or may be a copy of the received monitoring frame FR.
  • the response node transmits a response RES to the management computer 1 and continues to transfer the monitoring frame FR along the loop path LP. For example, as illustrated in FIG. 1, the node 5 on the loop path LP becomes a response node at a certain timing, transmits a response RES to the management computer 1, and transmits a monitoring frame FR to the node 3. Thereafter, similarly, the circulation of the monitoring frame FR along the loop path LP continues.
  • the response node may be fixed, or a plurality of nodes on the loop path LP may be the response nodes in order.
  • the management computer 1 can determine whether or not a failure related to the loop path LP has occurred based on the reception status of the response RES from the loop path LP. For example, when the management computer 1 receives a response RES from any node on the loop path LP within a predetermined period, it means that the monitoring frame FR is smoothly circulating through the loop path LP. Therefore, the management computer 1 can determine that no failure has occurred in the loop path LP. On the other hand, when the management computer 1 does not receive a response RES from any node on the loop path LP within a predetermined period, it means that the circulation of the monitoring frame FR in the loop path LP is interrupted. Therefore, the management computer 1 can determine that some kind of failure has occurred in the loop route LP.
  • the monitoring frame FR if the monitoring frame FR is transmitted only once from the management computer 1 to the loop path LP, the monitoring frame FR repeatedly circulates the loop path LP. To do. Each node on the loop path LP returns a response RES to the management computer 1 when a predetermined condition is satisfied.
  • the management computer 1 can determine whether a failure related to the loop path LP has occurred based on the reception status of the response RES from the loop path LP. According to the present embodiment, it is not necessary for the management computer 1 to periodically repeat transmission of the monitoring frame FR in order to continuously perform alive monitoring. Therefore, the load on the management computer 1 can be reduced.
  • the present invention can be applied to alive monitoring of nodes and physical links on LANs of companies, data centers, universities, etc., and alive monitoring of telecommunications carrier communication facilities and physical links.
  • each node is provided with a “forwarding table” in order to realize transmission of the monitoring frame FR.
  • the forwarding table is a table showing a correspondence relationship between the input source and the forwarding destination of the monitoring frame FR, and each node refers to the forwarding table, and the forwarding destination in which the monitoring frame FR received from the input source is designated. Can be transferred to.
  • the contents of the transfer table of each node are set by each node in accordance with instructions from the management computer 1. Specifically, the management computer 1 instructs each node (2, 3, 4, 5) to set the transfer table by using the control link (62, 63, 64, 65). At this time, the management computer 1 instructs each node to set a transfer table so that the monitoring frame FR is transferred along the loop path LP. Each node sets the contents of the transfer table in accordance with an instruction from the management computer 1.
  • Openflow see http://www.openflowswitch.org/
  • Openflow Controller is the management computer 1
  • Openflow Switch is the nodes 2 to 5.
  • the forwarding table can be set by using “Secure Channel” of Openflow.
  • GMPLS Generalized Multi-Protocol Label Switching
  • the management computer instructs the GMPLS switch to set the transfer table.
  • a VLAN Virtual LAN
  • the management computer can operate the VLAN setting of each switch by using an MIB (Management Information Base) interface.
  • MIB Management Information Base
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a communication network management system 100 according to the present embodiment.
  • the management host 1 Openflow Controller
  • the switches 2 to 5 Openflow Switch
  • FIG. 2 correspond to the nodes 2 to 5 in FIG.
  • the management host 1 includes a storage unit 10, a topology management unit 11, a loop design unit 12, an entry design unit 13, an entry operation unit 14, a monitoring unit 15, a node communication unit 16, and a display unit 17.
  • the node communication unit 16 is connected to each of the switches 2 to 5 via the control links 62 to 65, and the management host 1 uses the node communication unit 16 and the control links 62 to 65 to connect the switches 2 to 5 to each other. Bidirectional communication is possible.
  • the storage unit 10 is a storage device such as a RAM or an HDD.
  • the storage unit 10 stores a topology table TPL, a loop table LOP, entry data ENT, and the like.
  • the topology table TPL (topology information) indicates the physical topology of the communication network NET, that is, the connection relationship between the switches 2-5.
  • the loop table LOP (loop route information) indicates a loop route LP in the communication network NET.
  • the entry data ENT indicates the contents of the entry set in the transfer table of each node. Details will be described later.
  • the topology management unit 11, the loop design unit 12, the entry design unit 13, the entry operation unit 14, and the monitoring unit 15 are functional blocks that are realized when the arithmetic processing unit executes a computer program (management program). The function and operation of each functional block will be described later.
  • the switch 2 includes a table storage unit 20, a transfer processing unit 21, a host communication unit 23, a table setting unit 24, a port 27, a port 28, and a port 29.
  • the host communication unit 23 corresponds to “Secure Channel” of “Openflow Switch”.
  • the host communication unit 23 is connected to the management host 1 via the control link 62, and the switch 2 can communicate bidirectionally with the management host 1 by using the host communication unit 23 and the control link 62.
  • Each port (communication interface) is connected to another switch via a physical link, and the switch 2 can bidirectionally communicate with the other switch by using the port and the physical link.
  • the table storage unit 20 is a storage device such as a RAM or an HDD.
  • the table storage unit 20 stores a transfer table 22 indicating the correspondence between the input source and the transfer destination of the monitoring frame FR.
  • the transfer processing unit 21 receives the monitoring frame FR from the host communication unit 23 (that is, the management host 1). Alternatively, the transfer processing unit 21 receives the monitoring frame FR from any port (that is, another switch). Then, the transfer processing unit 21 refers to the transfer table 22 stored in the table storage unit 20, so that the monitoring frame FR received from the input source is transferred to the transfer destination (host communication unit) specified in the transfer table 22. 23 or port). When a plurality of transfer destinations are designated, the transfer processing unit 21 copies the monitoring frame FR and transfers them to each of the plurality of transfer destinations.
  • the table setting unit 24 receives an instruction (table setting command) from the management host 1 through the host communication unit 23. Then, the table setting unit 24 sets (adds, deletes, changes) the contents of the transfer table 22 stored in the table storage unit 20 in accordance with an instruction (table setting command) from the management host 1.
  • the transfer processing unit 21, the host communication unit 23, and the table setting unit 24 can be realized by an arithmetic processing unit executing a computer program.
  • the other switches 3 to 5 have the same configuration as the switch 2. That is, the switch 3 includes a table storage unit 30, a transfer processing unit 31, a host communication unit 33, a table setting unit 34, a port 37, a port 38, and a port 39.
  • the table storage unit 30 stores a transfer table 32.
  • the switch 4 includes a table storage unit 40, a transfer processing unit 41, a host communication unit 43, a table setting unit 44, a port 47, a port 48, and a port 49.
  • a transfer table 42 is stored in the table storage unit 40.
  • the switch 5 includes a table storage unit 50, a transfer processing unit 51, a host communication unit 53, a table setting unit 54, a port 57, a port 58, and a port 59.
  • the table storage unit 50 stores a transfer table 52.
  • the physical topology of the communication network NET that is, the connection relationship between the switches 2 to 5 is as follows.
  • the port 27 of the switch 2 and the port 47 of the switch 4 are connected bidirectionally via a physical link 71.
  • the port 49 of the switch 4 and the port 57 of the switch 5 are connected bidirectionally via a physical link 72.
  • the port 58 of the switch 5 and the port 28 of the switch 2 are connected bidirectionally via a physical link 73.
  • the port 29 of the switch 2 and the port 37 of the switch 3 are connected bidirectionally via a physical link 74.
  • the port 39 of the switch 3 and the port 59 of the switch 5 are connected bidirectionally via a physical link 75.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a communication network management method according to the present embodiment.
  • the communication network management process according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3 as appropriate.
  • the management process by the management host 1 is realized by the management host 1 executing a management program.
  • Step S11 The topology management unit 11 creates a topology table TPL (topology information) indicating the physical topology of the communication network NET and stores it in the storage unit 10.
  • the topology management unit 11 also receives a topology change notification transmitted from each switch from the node communication unit 16.
  • the topology change notification is information indicating a change in the physical topology of the communication network NET, and includes new switch connection information, physical link up / down notification, and the like.
  • the topology management unit 11 updates the topology table TPL according to the received topology change notification.
  • FIG. 4 shows an example of the topology table TPL in that case.
  • the topology table TPL has a plurality of entries corresponding to the plurality of physical links 71 to 75, respectively. If the physical link is bidirectional, an entry is created for each direction. Each entry indicates a link ID, a start switch, a start port, an end switch, an end port, and a status flag of the corresponding physical link.
  • the link ID is an identifier given to the corresponding physical link.
  • the origin switch is a switch that is the origin of the corresponding physical link, and the origin port is a port of the origin switch.
  • the end point switch is a switch that becomes the end point of the corresponding physical link, and the end point port is a port of the end point switch.
  • the status flag included in each entry indicates whether the corresponding physical link can be used. When the validity of a certain physical link is confirmed, the status flag of the entry corresponding to the physical link is set to “1 (available)”. On the other hand, if the validity of a physical link has not been confirmed, or if a failure has occurred in that physical link, the status flag of the entry corresponding to that physical link is set to “0 (unusable)” Is done. In the example of FIG. 4, the status flags of all entries are “1”.
  • Step S12 The loop design unit 12 refers to the topology table TPL stored in the storage unit 10 to determine (design) a loop route LP in the communication network NET. Then, the loop design unit 12 creates a loop table LOP (loop route information) indicating the determined loop route LP and stores it in the storage unit 10.
  • LOP loop route information
  • the loop design unit 12 may determine one or more loop paths LP so that all physical links 71 to 75 (all link IDs: A1 to A10) in the communication network NET are covered. .
  • the loop design unit 12 designs a loop route set so that the route of each link ID belongs to one of the loop routes. When a plurality of loop paths are obtained, each loop path is given a loop ID that follows “LP1”, “LP2”, and “LP3”.
  • FIG. 5 shows three loop paths LP1 to LP3 in the communication network NET of this example.
  • the loop path LP1 is a loop path composed of the following three link IDs: A3 (switch 2 to switch 3), A5 (switch 3 to switch 5), and A9 (switch 5 to switch 2).
  • the loop path LP2 is a loop path composed of the following three link IDs: A2 (switch 2 to switch 5), A8 (switch 5 to switch 4), and A6 (switch 4 to switch 2). .
  • the loop path LP3 is a loop path composed of the following four link IDs: A1 (switch 2 to switch 4), A7 (switch 4 to switch 5), A10 (switch 5 to switch 3), And A4 (from switch 3 to switch 2). As can be seen from FIG. 5, all three link IDs A1 to A10 are covered by these three types of loop paths LP1 to LP3. In addition to the loop paths LP1 to LP3, other loop paths may be designed. That is, the loop route set may be designed so that one link ID belongs to a plurality of loop routes.
  • FIG. 6 shows an example of the loop table LOP indicating the loop paths LP1 to LP3 shown in FIG.
  • the loop table LOP indicates a plurality of link IDs constituting each loop route in order. More specifically, each entry in the loop table LOP includes a loop ID and a link ID, and the order of entries having the same loop ID represents the order of links in the corresponding loop path.
  • Step S13 This embodiment has the following characteristics. (1) In the monitoring frame FR, TTL (Time to Live) is set as transfer count information. (2) The management host 1 sends the monitoring frame FR with the TTL set to a predetermined initial value to the loop path LP. (3) Upon receiving the monitoring frame FR, each switch on the loop path LP decreases the TTL by 1, and transfers the monitoring frame FR to the next switch along the loop path LP. (4) When TTL becomes 0 (threshold) in a certain switch, the switch becomes a “response switch” that returns a response RES to the management computer 1. The response switch transfers the received monitoring frame FR to the management computer 1 as a response RES. The response switch resets the TTL to a predetermined initial value, and then transfers the monitoring frame FR to the next switch along the loop path.
  • TTL Time to Live
  • the entry design unit 13 designs an entry in the transfer table of each switch so that the above operations (3) and (4) are realized in each switch. At this time, the entry design unit 13 refers to the topology table TPL and the loop table LOP stored in the storage unit 10. Data indicating an entry designed by the entry design unit 13 is entry data ENT and is stored in the storage unit 10.
  • FIG. 7 shows an example of entry data ENT created in the present embodiment.
  • the entry data ENT is composed of a plurality of entries.
  • One entry includes “switch”, “input port”, “destination MAC address (MAC DA)”, “input TTL”, “output port”, and “output”. TTL ".
  • the input port indicates an input source (port or host communication unit) to which the monitoring frame FR is input.
  • the input source is any port (that is, another switch)
  • the input port is indicated by its port number.
  • the input source is the host communication unit (that is, the management host 1), the input port is indicated by “HOST”.
  • the destination MAC address is used as identification information for identifying a loop route through which the monitoring frame FR circulates. Therefore, a special MAC address is used as the destination MAC address.
  • Different destination MAC addresses are assigned to different loop paths. In this example, “00-00-4c-00-aa-01”, “00-00-4c-00-aa-02”, “00-00-4c-00-” are respectively connected to the loop paths LP1 to LP3. It is assumed that “aa-03” is assigned.
  • the input TTL indicates the TTL condition of the monitoring frame FR input from the input port.
  • the output port indicates the transfer destination (port or host communication unit) of the monitoring frame FR.
  • the transfer destination is any port (that is, another switch)
  • the output port is indicated by the port number.
  • the transfer destination is the host communication unit (that is, the management host 1)
  • the output port is indicated by “HOST”.
  • a plurality of output ports may be set for one entry. In that case, the monitoring frame FR is output to each output port.
  • the output TTL specifies the TTL calculation method or TTL setting method in the switch that has received the monitoring frame FR.
  • Entry of entry data ENT is created for each loop route and for each switch. As shown in FIG. 7, three types of entries are created for one switch on one loop path. For example, the following three types of entries are created for the switch 3 on the loop route LP1.
  • the switch 3 on the loop path LP ⁇ b> 1 receives the monitoring frame FR from the previous switch 2 and transfers the monitoring frame FR to the next switch 5. That is, when the switch 3 on the loop path LP1 receives the monitoring frame FR from the port 37 connected to the previous switch 2, the switch 3 transmits the monitoring frame FR from the port 39 connected to the next switch 5. It can be seen that such an operation is realized by the first entry. Further, the first entry defines that “when the switch 3 receives a monitoring frame FR with a TTL of 2 or more, the TTL is decreased by 1.”
  • the second entry defines the processing when the monitoring frame FR is received from the management host 1, and only the “input port” is different from the first entry. Specifically, in the second entry, the input port is set to HOST. Thus, even when the switch 3 on the loop path LP1 receives the monitoring frame FR from the management host 1, the switch 3 forwards the monitoring frame FR to the next switch 5 along the loop path LP1. Thus, the above operation (3) in the switch 3 on the loop route LP1 is realized by the first entry and the second entry.
  • the monitoring frame FR sent from the switch 3 to the management host 1 corresponds to the response RES.
  • the operation (4) as a response switch is realized by the third entry.
  • the initial value of TTL is set to 11, but is not limited thereto. Further, the initial value of TTL may be set separately for each of the loop paths LP1 to LP3. A suitable method for setting the initial value of the TTL will be described later.
  • Step S14 The entry operation unit 14 instructs each switch (2, 3, 4, 5) to set the transfer table (22, 32, 42, 52). More specifically, the entry operation unit 14 refers to the entry data ENT stored in the storage unit 10 and collects the entries included in the entry data ENT for each switch. Then, the entry operation unit 14 instructs each switch to set the corresponding entry in the transfer table. In other words, the entry operation unit 14 transfers the received monitoring frame FR to the next switch along the loop path for each switch on the loop path, and when a predetermined condition is satisfied, the management host FR 1 is instructed to return a response RES. The entry operation unit 14 transmits a table setting command indicating the instruction to each switch (2, 3, 4, 5) through the node communication unit 16 and the control link (62, 63, 64, 65).
  • Step S21 In the switch 2, the table setting unit 24 receives a table setting command from the host communication unit 23. Then, the table setting unit 24 sets the contents of the transfer table 22 stored in the table storage unit 20 in accordance with the table setting command. The setting contents of the transfer table 22 are based on the entry corresponding to the switch 2 in the entry data ENT shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a setting example of the transfer table 22 of the switch 2 in the present embodiment.
  • the forwarding table 22 indicates “input port”, “destination MAC address (MAC DA)”, “source MAC address (MAC SA)”, “input TTL”, “output port”, and “output TTL”. .
  • the input port, destination MAC address, input TTL, output port, and output TTL are as described above.
  • the transmission source MAC address is the MAC address “00-00-4c-00-12-34” of the management host 1. When only one management host 1 is used, the source MAC address may be omitted.
  • the “input port”, “MAC DA”, “MAC SA”, and “input TTL” in the transfer table are fields that are keys when searching the table.
  • the table setting unit 34 receives a table setting command from the host communication unit 33. Then, the table setting unit 34 sets the contents of the transfer table 32 stored in the table storage unit 30 in accordance with the table setting command.
  • FIG. 9 shows a setting example of the transfer table 32 of the switch 3. The setting contents of the transfer table 32 are based on the entry corresponding to the switch 3 in the entry data ENT shown in FIG.
  • the table setting unit 44 receives a table setting command from the host communication unit 43. Then, the table setting unit 44 sets the contents of the transfer table 42 stored in the table storage unit 40 in accordance with the table setting command.
  • FIG. 10 shows a setting example of the transfer table 42 of the switch 4. The setting contents of the transfer table 42 are based on the entry corresponding to the switch 4 in the entry data ENT shown in FIG.
  • the table setting unit 54 receives a table setting command from the host communication unit 53. Then, the table setting unit 54 sets the contents of the transfer table 52 stored in the table storage unit 50 in accordance with the table setting command.
  • FIG. 11 shows a setting example of the transfer table 52 of the switch 5. The setting contents of the transfer table 52 are based on the entry corresponding to the switch 5 in the entry data ENT shown in FIG.
  • Step S15 After completing the setting of the forwarding table in each switch, the monitoring unit 15 of the management host 1 transmits a monitoring frame FR to each of the loop paths LP1 to LP3.
  • the monitoring unit 15 of the management host 1 transmits a monitoring frame FR to each of the loop paths LP1 to LP3.
  • transmission of the monitoring frame FR from the management host 1 to the loop path LP1 and circulation of the monitoring frame FR in the loop path LP1 will be described. Similar arguments apply to the other loop paths LP2 and LP3.
  • FIG. 12 shows an example of the monitoring frame FR used for the loop route LP1.
  • the monitoring frame FR includes a destination MAC address (MAC DA), a source MAC address (MAC SA), and a TTL.
  • the destination MAC address is set to “00-00-4c-00-aa-01” assigned to the loop route LP1.
  • the source MAC address is set to the MAC address “00-00-4c-00-12-34” of the management host 1.
  • the monitoring unit 15 of the management host 1 transmits the monitoring frame FR shown in FIG. 12 only once to any switch on the loop path LP1.
  • the monitoring unit 15 transmits the monitoring frame FR to the switch 2.
  • the monitoring frame FR is transmitted from the monitoring unit 15 to the switch 2 through the node communication unit 16 and the control link 62.
  • the monitoring unit 15 starts the timer TM.
  • the set time of the timer TM is designed to be sufficiently long.
  • the timer TM is used independently for each of the loop paths LP1 to LP3.
  • Step S22 FIG. 13 shows a frame transfer process related to the loop route LP1.
  • broken line arrows indicate communication using the control links 62 to 65
  • solid line arrows indicate communication using the physical links 71 to 75.
  • the transfer processing unit 21 receives the input port (HOST) of the received monitoring frame FR, MAC DA (00-00-4c-00-aa-01), MAC SA (00-00-4c-00-12-34) and
  • the forwarding table 22 is searched by using the input TTL (11) as a search key. Referring to FIG.
  • the port 29 is connected to the port 37 of the switch 3, and the monitoring frame FR is transferred from the switch 2 to the next switch 3 on the loop path LP1.
  • the transfer processing unit 31 receives the monitoring frame FR input port (37), MAC DA (00-00-4c-00-aa-01), MAC SA (00-00-4c-00-12-34) and
  • the port 39 is connected to the port 59 of the switch 5, and the monitoring frame FR is transferred from the switch 3 to the next switch 5 on the loop path LP1.
  • the transfer processing unit 51 receives the input port (59) of the received monitoring frame FR, MAC DA (00-00-4c-00-aa-01), MAC SA (00-00-4c-00-12-34) and
  • the forwarding table 52 is searched by using the input TTL (9) as a search key. Referring to FIG.
  • the port 58 is connected to the port 28 of the switch 2, and the monitoring frame FR is transferred from the switch 5 to the next switch 2 on the loop path LP1.
  • the port 29 is connected to the port 37 of the switch 3, and the monitoring frame FR is transferred from the switch 2 to the next switch 3 on the loop path LP1.
  • each switch on the loop route LP1 repeats transfer of the monitoring frame FR along the loop route LP1.
  • the monitoring frame FR circulates repeatedly through the loop path LP1.
  • Steps S23 and S24 The monitoring frame FR circulates through the loop path LP1, and the TTL becomes 1 at a certain timing.
  • the transfer processing unit 31 receives the monitoring frame FR input port (37), MAC DA (00-00-4c-00-aa-01), MAC SA (00-00-4c-00-12-34) and
  • the host communication unit 33 transmits a monitoring frame FR to the management host 1 through the control link 63.
  • This monitoring frame FR corresponds to a response RES sent from the switch 3 as a response switch to the management host 1.
  • Step S30 The monitoring unit 15 of the management host 1 receives the monitoring frame FR from the switch 3 through the node communication unit 16. Upon receiving the monitoring frame FR, the monitoring unit 15 resets the timer TM for the loop path LP1.
  • the circulation of the monitoring frame FR in the loop route LP1 continues (step S22).
  • the switch 2 becomes a response switch (step S23).
  • the switch 2 as a response switch transmits the monitoring frame FR to the management host 1 (step S24).
  • the monitoring unit 15 of the management host 1 receives the monitoring frame FR from the switch 2 and resets the timer TM.
  • the switch 5 becomes a response switch (step S23).
  • the switch 5 as a response switch transmits the monitoring frame FR to the management host 1 (step S24).
  • the monitoring unit 15 of the management host 1 receives the monitoring frame FR from the switch 5 and resets the timer TM. Thereafter, the same processing is repeated.
  • the monitoring unit 15 of the management host 1 determines whether a failure related to the loop path LP1 has occurred based on the reception status of the monitoring frame FR (response RES) from each switch on the loop path LP1. Can do.
  • the monitoring unit 15 intermittently receives the monitoring frame FR from the switch on the loop path LP1.
  • the timer TM is set to be sufficiently longer than the circulation cycle of the monitoring frame FR in the loop path LP1. Accordingly, the monitoring unit 15 receives the monitoring frame FR from any switch on the loop path LP1 before the timer TM expires. In other words, the monitoring unit 15 receives the response RES from any switch on the loop path LP1 within a predetermined period. This means that the monitoring frame FR smoothly circulates through the loop path LP1. Therefore, the monitoring unit 15 can determine that no failure has occurred in the loop route LP1.
  • the monitoring frame FR on the loop path LP1 is lost between the switch 2 and the switch 3. That is, the circulation of the monitoring frame FR in the loop path LP1 is interrupted.
  • the monitoring unit 15 does not receive the monitoring frame FR from any node on the loop route LP1, and the timer TM is not reset.
  • the monitoring unit 15 does not receive a response RES from any node on the loop path LP1 within a predetermined period, and the timer TM expires.
  • the timer TM has expired, the monitoring unit 15 determines that some failure has occurred in the loop route LP1.
  • the monitoring unit 15 updates the topology table TPL stored in the storage unit 10. Specifically, the monitoring unit 15 changes the status flags related to all the link IDs (A3, A5, A9) constituting the loop path LP1 determined to have a failure from “1” to “0”. To "". As a result, the topology table TPL is updated from the one shown in FIG. 4 to the one shown in FIG. Further, the monitoring unit 15 causes the display unit 17 to display the contents of the topology table TPL shown in FIG. The display unit 17 displays that a failure has occurred in the loop route LP1.
  • Control link failure detection In the example shown in FIG. 13, all the switches 3, 2, and 5 on the loop path LP1 become response switches in order. In this case, the monitoring unit 15 can also determine whether a failure has occurred in the control link between the management host 1 and the switch.
  • FIG. 16 shows a case where a failure has occurred in the control link 62 from the switch 2 to the management host 1 as an example.
  • the monitoring unit 15 of the management host 1 intermittently receives the monitoring frame FR from the switches 5 and 3, but does not receive the monitoring frame FR from the switch 2. That is, although the timer TM is intermittently reset and does not expire, the monitoring unit 15 does not receive the response RES only from the specific switch 2. This means that while the monitoring frame FR circulates smoothly through the loop path LP1, some failure has occurred in the control link 62 from the switch 2 to the management host 1. Therefore, the monitoring unit 15 determines that a failure has occurred between the switch 2 and the management host 1.
  • the initial value of the TTL of the monitoring frame FR for the loop path LP is selected from a set of natural numbers excluding a multiple of n and a multiple of a factor of n.
  • the initial value may be set to a number obtained by adding or subtracting 1 to a multiple of n.
  • the number of links included in the loop route LP1 is 3, the number of links included in the loop route LP2 is 3, and the number of links included in the loop route LP3 is 4.
  • the initial value of TTL is set to 11 for any of the loop paths LP1 to LP3.
  • the response switches are in the order of the switches 3, 2, and 5.
  • the setting is not limited to this, and different initial values may be applied to each of the loop paths LP1 to LP3.
  • the initial value of TTL contributes to the frequency with which the management host 1 receives the response RES.
  • the frequency with which the management host 1 receives the response RES can be adjusted by setting the initial value of the TTL.
  • the initial value of TTL may be set to an appropriate value according to system specifications.
  • the management host 1 identifies a fault location in the loop route LP1.
  • the transfer table 22 of the switch 2 temporarily changes from that shown in FIG. 8 to that shown in FIG.
  • the transfer table 32 of the switch 3 is temporarily changed from that shown in FIG. 9 to that shown in FIG.
  • the transfer table 52 of the switch 5 temporarily changes from that shown in FIG. 11 to that shown in FIG.
  • the monitoring unit 15 After completing the change of the forwarding table in each switch, the monitoring unit 15 transmits the monitoring frame FR to all the switches (2, 3, 5) belonging to the loop path LP1 all at once. At this time, the TTL of each monitoring frame FR is set to “2”. Simultaneously with the transmission of the monitoring frame FR, the monitoring unit 15 starts the timer TM.
  • FIG. 20 shows the frame transfer process in step S40.
  • the transfer processing unit 51 refers to the transfer table 52 shown in FIG. 19 and transfers the monitoring frame FR only to the host communication unit 53 (HOST).
  • the host communication unit 53 transmits the monitoring frame FR to the management host 1 through the control link 65. In this way, the switch 5 becomes a response switch, and transmits the monitoring frame FR (response RES) to the management host 1.
  • the transfer processing unit 21 refers to the transfer table 22 shown in FIG. 17 and transfers the monitoring frame FR only to the host communication unit 23 (HOST).
  • the host communication unit 23 transmits the monitoring frame FR to the management host 1 through the control link 62. In this way, the switch 2 becomes a response switch and transmits the monitoring frame FR (response RES) to the management host 1.
  • the monitoring unit 15 causes the display unit 17 to display the contents of the topology table TPL shown in FIG.
  • the monitoring frame FR if the monitoring frame FR is transmitted only once from the management host 1 to the loop path LP, the monitoring frame FR then passes the loop path LP. Cycle repeatedly. Each switch on the loop path LP returns a response RES to the management computer 1 when a predetermined condition is satisfied.
  • the management host 1 can determine whether or not a failure related to the loop path LP has occurred based on the reception status of the response RES from the loop path LP. According to the present embodiment, it is not necessary for the management host 1 to periodically repeat transmission of the monitoring frame FR in order to continuously perform alive monitoring. Therefore, the load on the management host 1 can be reduced.
  • the initial value of the TTL of the monitoring frame FR is set so that all the switches on the loop path LP become response switches.
  • a transfer table is provided for each switch. Then, by appropriately setting the contents of the transfer table of each switch according to the instruction from the management host 1, transfer of the monitoring frame FR along the loop path LP is realized.
  • Each switch only needs to refer to the forwarding table and forward the received monitoring frame FR to the designated forwarding destination.
  • it is not necessary to incorporate a life / death monitoring table (see Patent Literature 2 and Patent Literature 3) including information on a transmission path, a check list, and the like into the monitoring frame FR.
  • Each switch does not need to perform complicated processing as described in Patent Literature 2 and Patent Literature 3 in order to realize transfer of the monitoring frame FR. As a result, the load on each switch is also reduced.
  • the present embodiment it is possible to identify the fault location with a simple process. This is because the response switch on the loop path LP returns the response RES to the management host 1.
  • the management host 1 can easily identify the fault location in the loop path LP based on the reception status of the response RES from the loop path LP.
  • complicated processing required in Patent Document 2 and Patent Document 3 is not required. For example, processing such as that described in Patent Document 3 for checking whether each node can communicate with the next node is not necessary. As a result, the load applied to each switch is reduced.
  • TTL is used as the transfer count information of the monitoring frame FR.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of hops may be used as transfer count information instead of TTL. Even in that case, the same processing can be realized.
  • the management host 1 transmits a monitoring frame FR in which the number of hops is set to an initial value to one switch on the loop route LP. Each time the switch on the loop path LP receives the monitoring frame FR, the number of hops of the monitoring frame FR is increased. The switch when the monitoring frame FR circulates through the loop path LP and the number of hops reaches a predetermined threshold value becomes a response switch.
  • the response switch returns a response RES to the management host 1 and resets the hop count to an initial value, and then transfers the monitoring frame FR to the next switch. Further, as in the case of TTL, it is preferable that the initial value and threshold value of the number of hops are set so that all switches on the loop route LP become response switches.
  • transfer number information such as TTL and the number of hops may not be used.
  • the switch may forward the monitoring frame FR to the next switch and return a response RES to the management host 1 with a “predetermined probability”.
  • each switch on the loop path LP generates a random number every time it receives a monitoring frame FR, and transmits a response RES to the management host 1 if the random number is equal to or greater than a predetermined threshold. In this case, each switch on the loop path LP becomes a response switch with a predetermined probability. Further, since all the switches on the loop path LP can be response switches, it is possible to determine whether or not a failure has occurred in the control link between the management host 1 and the switch.
  • step S40 the following modifications are possible. That is, the transfer tables (FIGS. 17 to 19) used in step S40 are prepared in advance and provided in each switch. When a failure occurrence is detected in a loop path LP, a transfer table for specifying a fault location prepared in advance is used instead of temporarily rewriting the transfer table of the switch belonging to the loop path LP. This eliminates the need for temporary change processing of the transfer table.

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Abstract

　通信ネットワーク管理システムは、複数のノードと複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークと、複数のノードに接続された管理計算機と、を備える。通信ネットワーク中のループ状の通信経路は、ループ経路である。管理計算機は、ループ経路上の１つのノードにフレームを送信する。ループ経路上の各ノードは、フレームを受け取ると、受け取ったフレームをループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に管理計算機に応答を返す。管理計算機は、その応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定する。

Description

通信ネットワーク管理システム、方法、プログラム、及び管理計算機
　本発明は、通信ネットワークを管理計算機で集中管理する通信ネットワーク管理技術に関する。
　近年、通信ネットワークは、様々なサービスを提供する社会的インフラとして重要な役割を担っており、通信ネットワークの障害が利用者へ与える影響は計り知れない。そのため、通信ネットワークの死活監視は非常に重要な課題となっている。
　特許文献１（再公表特許ＷＯ２００５／０４８５４０号公報）は、キープアライブフレームを用いることにより通信ネットワーク中の障害を検出する技術を開示している。具体的には、複数の拠点ノードが１つ以上の中継ノードを介して通信を行う通信システムにおいて、各拠点ノードは、中継ノードでブロードキャストされるキープアライブフレームを送信する。この時、複数の拠点ノードは、キープアライブフレームを相互に送受信し、相手ノードから送信されるキープアライブフレームの到着状態を監視することによって障害を検出する。この場合、通信ネットワーク中の全ての物理リンクの死活を監視するためには、全ての物理リンクがカバーされるように複数の通信経路を設定し、通信経路毎にキープアライブフレームを送受信する必要がある。すなわち、多数のキープアライブフレームを送受信する必要がある。このことは、各拠点ノードにかかる送受信負荷の増大を招く。
　非特許文献１（S. Shah and M. Yip, "Extreme Networks' Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Version 1", The Internet Society, October 2003; http://tools.ietf.org/html/rfc3619)）は、リング状に構成された通信ネットワークにおける死活監視技術を開示している。この場合、複数のスイッチが通信回線を介してリング状に接続され、１つの死活監視フレームがそのリングに沿って順番に伝達される。例えば、リング上のマスタースイッチが、第１ポートから死活監視フレームを送信する。他のスイッチは、受け取った死活監視フレームを次のスイッチに転送する。マスタースイッチは、自身が送信した死活監視フレームを第２ポートで受信することにより、障害が発生していないことを確認することができる。この技術は、リング状のネットワーク構造を前提としており、汎用的ではない。
　特許文献２（特許第３７４０９８２号公報）は、管理ホストコンピュータが複数のホストコンピュータの死活監視を行う技術を開示している。まず、管理ホストコンピュータは、複数のホストコンピュータに関する死活監視の順番を決定する。次に、管理ホストコンピュータは、死活監視テーブルが組み込まれた死活監視パケットを生成する。この死活監視テーブルは、複数のホストコンピュータのそれぞれに対応付けられた複数のエントリを有し、その複数のエントリは上記決定された順番で並べられている。各エントリは、対応するホストコンピュータのアドレス及びチェックフラグを含んでいる。そして、管理ホストコンピュータは、その死活監視パケットを最初のホストコンピュータに送信する。死活監視パケットを受け取ったホストコンピュータは、死活監視テーブル中の自身のエントリを検索し、該当エントリのチェックフラグをチェックする。その後、そのホストコンピュータは、次のエントリのアドレスを参照して、次のホストコンピュータへ当該死活監視パケットを送信する。この処理が繰り返されることにより、１つの死活監視パケットがホストコンピュータを巡回する。管理ホストコンピュータは、このように巡回した死活監視パケットを最終的に受信する。そして、管理ホストコンピュータは、チェックフラグがチェックされていないホストコンピュータに障害が発生していると判断する。
　特許文献３（特開２００６－３３２７８７号公報）によれば、特許文献２と同様に、１つの死活監視パケットが複数の被監視端末を巡回する。その死活監視パケットには、上述と同様の死活監視テーブルが組み込まれる。但し、各エントリは、チェックフラグの代わりに、日時や稼動状態等の情報が書き込まれるチェックリストを含んでいる。監視端末は、最初の被監視端末に死活監視パケットを送信する。被監視端末は、死活監視パケットを受信すると、自己の動作が正常であるかを判断する。正常である場合、被監視端末は、死活監視テーブル中の自身のエントリを検索し、該当エントリのチェックリストに日時や稼動状態等の所定の情報を書き込む。そして、当該被監視端末は、次のエントリのアドレスを参照して、次の被監視端末へ死活監視パケットを送信する。ここで、次の被監視端末との通信が不可能な場合、当該被監視端末は、次の次の被監視端末へ死活監視パケットを送信する。この処理が繰り返されることにより、１つの死活監視パケットが被監視端末を巡回する。監視端末は、このように巡回した死活監視パケットを最終的に受信する。いずれかのチェックリストに所定の情報が書き込まれていない場合、監視端末は障害が発生していると判断する。
再公表特許ＷＯ２００５／０４８５４０号公報 特許第３７４０９８２号公報 特開２００６－３３２７８７号公報
S. Shah and M. Yip, "Extreme Networks' Ethernet Automatic Protection Switching (EAPS) Version 1", The InternetSociety, October 2003; (http://tools.ietf.org/html/rfc3619).
　上述の特許文献２あるいは特許文献３に記載された技術によれば、管理計算機（管理ホストコンピュータ、監視端末）が、通信ネットワークを集中管理する。具体的には、管理計算機が死活監視パケットを送信し、その死活監視パケットは、複数のノード（ホストコンピュータ、被監視端末）を巡回した後、管理計算機に戻ってくる。管理計算機は、戻ってきた死活監視パケットに書き込まれている情報に基づいて、各ノードの死活監視を行う。しかしながら、当該技術によれば、死活監視を継続的に実施するためには、管理計算機が、死活監視パケットの送信を定期的に繰り返す必要がある。このことは、管理計算機にかかる負荷の増大を招く。
　本発明の１つの目的は、通信ネットワークを集中管理する管理計算機にかかる負荷を低減することにある。
　本発明の１つの観点において、通信ネットワーク管理システムが提供される。その通信ネットワーク管理システムは、複数のノードと複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークと、複数のノードに接続された管理計算機と、を備える。通信ネットワーク中のループ状の通信経路は、ループ経路である。管理計算機は、ループ経路上の１つのノードにフレームを送信する。ループ経路上の各ノードは、フレームを受け取ると、受け取ったフレームをループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に管理計算機に応答を返す。管理計算機は、その応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定する。
　本発明の他の観点において、通信ネットワークを管理する管理計算機が提供される。通信ネットワークは、複数のノードと複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。管理計算機は、通信ネットワーク中のループ状の通信経路であるループ経路を示すループ経路情報が格納される記憶手段と、ループ経路上の各ノードに指示を行うエントリ操作手段と、ループ経路上の１つのノードにフレームを送信する監視手段と、を備える。エントリ操作手段は、各ノードに対して、フレームを受け取ると、受け取ったフレームをループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に監視手段に応答を返すように指示する。監視手段は、上記応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定する。
　本発明の更に他の観点において、管理計算機を用いて通信ネットワークを管理する通信ネットワーク管理方法が提供される。通信ネットワークは、複数のノードと複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。通信ネットワーク中のループ状の通信経路は、ループ経路である。通信ネットワーク管理方法は、（Ａ）管理計算機からループ経路上の１つのノードに、フレームを送信することと、（Ｂ）ループ経路上の各ノードにおいて、フレームをループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に管理計算機に応答を返すことと、（Ｃ）管理計算機における上記応答の受信状況に基づいて、障害発生の有無を判定することと、を含む。
　本発明の更に他の観点において、通信ネットワークの管理処理を管理計算機に実行させる管理プログラムが提供される。通信ネットワークは、複数のノードと複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む。上記管理処理は、（ａ）通信ネットワーク中のループ状の通信経路であるループ経路を示すループ経路情報を、記憶装置に格納することと、（ｂ）ループ経路上の各ノードに対して、フレームを受け取った場合、受け取ったフレームをループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に管理計算機に応答を返すように指示することと、（ｃ）ループ経路上の１つのノードにフレームを送信することと、（ｄ）上記応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定することと、を含む。
　本発明によれば、通信ネットワークを集中管理する管理計算機にかかる負荷を低減することが可能となる。
　上記及び他の目的、長所、特徴は、次の図面と共に説明される本発明の実施の形態により明らかになるであろう。
図１は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システムを概略的に示している。 図２は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システムの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理方法を示すフローチャートである。 図４は、トポロジテーブルの一例を示している。 図５は、ループ経路の様々な例を示している。 図６は、ループテーブルの一例を示している。 図７は、エントリデータの一例を示している。 図８は、スイッチ２の転送テーブルを示している。 図９は、スイッチ３の転送テーブルを示している。 図１０は、スイッチ４の転送テーブルを示している。 図１１は、スイッチ５の転送テーブルを示している。 図１２は、監視フレームの一例を示す概念図である。 図１３は、本実施の形態におけるフレーム転送処理の一例を示している。 図１４は、本実施の形態におけるフレーム転送処理の他の例を示している。 図１５は、更新後のトポロジテーブルを示している。 図１６は、本実施の形態におけるフレーム転送処理の更に他の例を示している。 図１７は、障害箇所特定処理におけるスイッチ２の転送テーブルを示している。 図１８は、障害箇所特定処理におけるスイッチ３の転送テーブルを示している。 図１９は、障害箇所特定処理におけるスイッチ５の転送テーブルを示している。 図２０は、本実施の形態における障害箇所特定処理を示している。 図２１は、更新後のトポロジテーブルを示している。
　１．概要
　図１は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム１００を概略的に示している。本実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム１００では、管理計算機によって通信ネットワークが集中管理される。すなわち、図１に示されるように、通信ネットワーク管理システム１００は、通信ネットワークＮＥＴと、その通信ネットワークＮＥＴを管理する管理計算機１とを備えている。
　通信ネットワークＮＥＴは、複数のノード２～５と、それらノード２～５間を接続する複数の物理リンク７１～７５とを含んでいる。物理リンク７１は、ノード２とノード４を双方向で接続する信号線である。ノード２とノード４は、物理リンク７１を介して双方向に通信可能である。物理リンク７２は、ノード４とノード５を双方向で接続する信号線である。ノード４とノード５は、物理リンク７２を介して双方向に通信可能である。物理リンク７３は、ノード５とノード２を双方向で接続する信号線である。ノード５とノード２は、物理リンク７３を介して双方向に通信可能である。物理リンク７４は、ノード２とノード３を双方向で接続する信号線である。ノード２とノード３は、物理リンク７４を介して双方向に通信可能である。物理リンク７５は、ノード３とノード５を双方向で接続する信号線である。ノード３とノード５は、物理リンク７５を介して双方向に通信可能である。
　制御リンク６２は、管理計算機１とノード２を双方向で接続する信号線である。制御リンク６３は、管理計算機１とノード３を双方向で接続する信号線である。制御リンク６４は、管理計算機１とノード４を双方向で接続する信号線である。制御リンク６５は、管理計算機１とノード５を双方向で接続する信号線である。管理計算機１とノード２～５は、これら制御リンク６２～６５のそれぞれを介して双方向に通信可能である。
　通信ネットワークＮＥＴ中のループ状の通信経路は、以下、「ループ経路ＬＰ」と参照される。例えば、図１に示されるように、「ノード２－物理リンク７３－ノード５－物理リンク７５－ノード３－物理リンク７４－ノード２・・・」によって１つのループ経路ＬＰが構成されている。
　管理計算機１は、ループ経路ＬＰ上の１つのノードに、１つの死活監視用のフレーム（以下、「監視フレームＦＲ」と参照される）を送信する。例えば、管理計算機１は、ループ経路ＬＰ上のノード２に、１つの監視フレームＦＲを送信する。ノード２は、監視フレームＦＲを受け取ると、その監視フレームＦＲをループ経路ＬＰに沿って次のノード５に転送する。ノード５は、監視フレームＦＲを受け取ると、その監視フレームＦＲをループ経路ＬＰに沿って次のノード３に転送する。ノード３は、監視フレームＦＲを受け取ると、その監視フレームＦＲをループ経路ＬＰに沿って次のノード２に転送する。以下、同様に、ループ経路ＬＰ上の各ノードが、ループ経路ＬＰに沿った監視フレームＦＲの転送を繰り返す。その結果、もしループ経路ＬＰ上で障害が発生していなければ、監視フレームＦＲはループ経路ＬＰを繰り返し循環する。
　また、各ノードは、監視フレームＦＲを受け取った際、所定の条件が満たされた場合に、監視フレームＦＲを受け取った旨を示す「応答ＲＥＳ」を管理計算機１に返す。例えば、所定の条件は、監視フレームＦＲのＴＴＬ（Time To Live）が所定の閾値に達することである。あるいは、所定の条件は、監視フレームＦＲのホップ数（hop number）が所定の閾値に達することである。またあるいは、所定の条件は、各ノードにおいて所定の確率あるいは所定の周期で満たされてもよい。
　ループ経路ＬＰ上のノードのうち、上記所定の条件が満たされた時のノードは、以下「応答ノード」と参照される。その応答ノードが、監視フレームＦＲを受け取った旨を示す応答ＲＥＳを管理計算機１に返す。応答ＲＥＳは、受信の旨を示す受信通知信号であってもよいし、受け取った監視フレームＦＲのコピー等であってもよい。応答ノードは、管理計算機１に応答ＲＥＳを送信すると共に、ループ経路ＬＰに沿った監視フレームＦＲの転送を継続させる。例えば図１に示されるように、ループ経路ＬＰ上のノード５が、あるタイミングで応答ノードとなり、応答ＲＥＳを管理計算機１に送信し、また、監視フレームＦＲをノード３に送信する。その後、同様に、ループ経路ＬＰに沿った監視フレームＦＲの循環が続く。尚、応答ノードは固定されていてもよいし、ループ経路ＬＰ上の複数のノードが順番に応答ノードとなってもよい。
　管理計算機１は、ループ経路ＬＰからの応答ＲＥＳの受信状況に基づいて、ループ経路ＬＰに関連した障害が発生しているか否かを判定することができる。例えば、管理計算機１が所定の期間以内にループ経路ＬＰ上のいずれかのノードから応答ＲＥＳを受け取った場合、それは、監視フレームＦＲがループ経路ＬＰを順調に循環していることを意味する。従って、管理計算機１は、ループ経路ＬＰにおいて障害が発生していないと判断することができる。一方、管理計算機１が所定の期間以内にループ経路ＬＰ上のいずれのノードからも応答ＲＥＳを受け取らなくなった場合、それは、ループ経路ＬＰにおける監視フレームＦＲの循環が途絶えたことを意味する。従って、管理計算機１は、ループ経路ＬＰにおいて何らかの障害が発生していると判断することができる。
　以上に説明されたように、本実施の形態によれば、管理計算機１からループ経路ＬＰに対して監視フレームＦＲが１回だけ送信されれば、あとは監視フレームＦＲがループ経路ＬＰを繰り返し循環する。そして、ループ経路ＬＰ上の各ノードは、所定の条件が満たされた時に応答ＲＥＳを管理計算機１に返す。管理計算機１は、ループ経路ＬＰからの応答ＲＥＳの受信状況に基づいて、ループ経路ＬＰに関連した障害が発生しているか否かを判定することができる。本実施の形態によれば、死活監視を継続的に実施するために、管理計算機１が監視フレームＦＲの送信を定期的に繰り返す必要は無い。従って、管理計算機１にかかる負荷を低減することが可能となる。
　本発明は、企業、データセンター、大学等のＬＡＮ上のノードや物理リンクの死活監視や、電気通信事業者の通信設備や物理リンクの死活監視に適用できる。
　２．具体例
　以下、本発明の一実施の形態をより詳細に説明する。通信ネットワークＮＥＴにおける所定の経路に沿った監視フレームＦＲの伝達を実現するための方法としては、様々考えられる。以下に説明される例では、監視フレームＦＲの伝達を実現するために、各ノードに「転送テーブル」が設けられる。転送テーブルは、監視フレームＦＲの入力元と転送先との対応関係を示すテーブルであり、各ノードは、その転送テーブルを参照することによって、入力元から受け取った監視フレームＦＲを指定された転送先に転送することができる。
　各ノードの転送テーブルの内容は、管理計算機１からの指示に従って、各ノードによって設定される。具体的には、管理計算機１は、制御リンク（６２，６３，６４，６５）を用いることによって、各ノード（２，３，４，５）に対して転送テーブルの設定を指示する。この時、管理計算機１は、ループ経路ＬＰに沿って監視フレームＦＲが転送されるように、各ノードに対して転送テーブルを設定するよう指示する。各ノードは、管理計算機１からの指示に従って、転送テーブルの内容を設定する。
　このような処理を実現するための管理計算機とノードとの間のインターフェイス方式としては、様々考えられる。例えば、Ｏｐｅｎｆｌｏｗ（http://www.openflowswitch.org/を参照）が適用可能である。この場合、“Ｏｐｅｎｆｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ”が管理計算機１となり、“Ｏｐｅｎｆｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ”が各ノード２～５となる。Ｏｐｅｎｆｌｏｗの“Ｓｅｃｕｒｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ”を利用することにより、転送テーブルの設定が可能である。また、ＧＭＰＬＳ（Generalized Multi-Protocol Label Switching）も適用可能である。この場合、管理計算機が、ＧＭＰＬＳスイッチに対して転送テーブルの設定を指示する。また、ＶＬＡＮ（Virtual LAN）も適用可能である。この場合、管理計算機が、ＭＩＢ（Management Information Base）インターフェイスを用いることによって、各スイッチのＶＬＡＮ設定を操作することができる。
　以下の説明では、管理計算機とノードとの間のインターフェイス方式として、Ｏｐｅｎｆｌｏｗが利用される場合が例示される。
　２－１．構成例
　図２は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理システム１００の構成を示すブロック図である。図２における管理ホスト１（Ｏｐｅｎｆｌｏｗ　Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）は、図１における管理計算機１に相当する。また、図２におけるスイッチ２～５（Ｏｐｅｎｆｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ）は、図１におけるノード２～５のそれぞれに相当する。
　管理ホスト１は、記憶部１０、トポロジ管理部１１、ループ設計部１２、エントリ設計部１３、エントリ操作部１４、監視部１５、ノード通信部１６、及び表示部１７を備えている。ノード通信部１６は、制御リンク６２～６５を介してスイッチ２～５のそれぞれと接続されており、管理ホスト１は、ノード通信部１６及び制御リンク６２～６５を用いることによってスイッチ２～５と双方向に通信可能である。
　記憶部１０は、ＲＡＭやＨＤＤ等の記憶装置である。この記憶部１０には、トポロジテーブルＴＰＬ、ループテーブルＬＯＰ、エントリデータＥＮＴ等が格納される。トポロジテーブルＴＰＬ（トポロジ情報）は、上述の通信ネットワークＮＥＴの物理トポロジ、すなわち、スイッチ２～５間の接続関係を示している。ループテーブルＬＯＰ（ループ経路情報）は、通信ネットワークＮＥＴにおけるループ経路ＬＰを示す。エントリデータＥＮＴは、各ノードの転送テーブルに設定されるエントリの内容を示す。詳細は後述される。
　トポロジ管理部１１、ループ設計部１２、エントリ設計部１３、エントリ操作部１４、及び監視部１５は、演算処理装置がコンピュータプログラム（管理プログラム）を実行することにより実現される機能ブロックである。各機能ブロックの機能及び動作は、後述される。
　スイッチ２は、テーブル記憶部２０、転送処理部２１、ホスト通信部２３、テーブル設定部２４、ポート２７、ポート２８、及びポート２９を備えている。ホスト通信部２３は、“Ｏｐｅｎｆｌｏｗ　Ｓｗｉｔｃｈ”の“Ｓｅｃｕｒｅ　Ｃｈａｎｎｅｌ”に相当する。このホスト通信部２３は、制御リンク６２を介して管理ホスト１と接続されており、スイッチ２は、ホスト通信部２３及び制御リンク６２を用いることによって管理ホスト１と双方向に通信可能である。また、各ポート（通信インターフェース）は、物理リンクを介して他のスイッチと接続されており、スイッチ２は、ポート及び物理リンクを用いることによって他のスイッチと双方向に通信可能である。
　テーブル記憶部２０は、ＲＡＭやＨＤＤ等の記憶装置である。このテーブル記憶部２０には、監視フレームＦＲの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブル２２が格納される。
　転送処理部２１は、ホスト通信部２３（すなわち管理ホスト１）から監視フレームＦＲを受け取る。あるいは、転送処理部２１は、いずれかのポート（すなわち他のスイッチ）から監視フレームＦＲを受け取る。そして、転送処理部２１は、テーブル記憶部２０に格納されている転送テーブル２２を参照することによって、入力元から受け取った監視フレームＦＲを、転送テーブル２２で指定されている転送先（ホスト通信部２３やポート）に転送する。複数の転送先が指定されている場合、転送処理部２１は、監視フレームＦＲをコピーし、それらを複数の転送先のそれぞれに転送する。
　テーブル設定部２４は、管理ホスト１からの指示（テーブル設定コマンド）を、ホスト通信部２３を通して受け取る。そして、テーブル設定部２４は、管理ホスト１からの指示（テーブル設定コマンド）に従って、テーブル記憶部２０に格納されている転送テーブル２２の内容を設定（追加、削除、変更）する。
　転送処理部２１、ホスト通信部２３、及びテーブル設定部２４は、演算処理装置がコンピュータプログラムを実行することにより実現され得る。
　他のスイッチ３～５も、スイッチ２と同様の構成を有する。すなわち、スイッチ３は、テーブル記憶部３０、転送処理部３１、ホスト通信部３３、テーブル設定部３４、ポート３７、ポート３８、及びポート３９を備えている。テーブル記憶部３０には、転送テーブル３２が格納される。スイッチ４は、テーブル記憶部４０、転送処理部４１、ホスト通信部４３、テーブル設定部４４、ポート４７、ポート４８、及びポート４９を備えている。テーブル記憶部４０には、転送テーブル４２が格納される。スイッチ５は、テーブル記憶部５０、転送処理部５１、ホスト通信部５３、テーブル設定部５４、ポート５７、ポート５８、及びポート５９を備えている。テーブル記憶部５０には、転送テーブル５２が格納される。
　図２の例において、通信ネットワークＮＥＴの物理トポロジ、すなわち、スイッチ２～５間の接続関係は次の通りである。スイッチ２のポート２７とスイッチ４のポート４７は、物理リンク７１を介して双方向に接続されている。スイッチ４のポート４９とスイッチ５のポート５７は、物理リンク７２を介して双方向に接続されている。スイッチ５のポート５８とスイッチ２のポート２８は、物理リンク７３を介して双方向に接続されている。スイッチ２のポート２９とスイッチ３のポート３７は、物理リンク７４を介して双方向に接続されている。スイッチ３のポート３９とスイッチ５のポート５９は、物理リンク７５を介して双方向に接続されている。
　２－２．処理例
　図３は、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理方法を示すフローチャートである。図２及び図３を適宜参照して、本実施の形態に係る通信ネットワーク管理処理を詳細に説明する。尚、管理ホスト１による管理処理は、管理ホスト１が管理プログラムを実行することにより実現される。
　ステップＳ１１：
　トポロジ管理部１１は、通信ネットワークＮＥＴの物理トポロジを示すトポロジテーブルＴＰＬ（トポロジ情報）を作成し、それを記憶部１０に格納する。また、トポロジ管理部１１は、各スイッチから送信されるトポロジ変更通知を、ノード通信部１６から受け取る。ここで、トポロジ変更通知とは、通信ネットワークＮＥＴの物理トポロジの変更を示す情報であり、スイッチの新規接続情報や物理リンクのアップ・ダウン通知などを含む。トポロジ管理部１１は、受け取ったトポロジ変更通知に従って、トポロジテーブルＴＰＬを更新する。
　ここで、通信ネットワークＮＥＴの物理トポロジが図２に示されるようになっている場合を考える。図４は、その場合のトポロジテーブルＴＰＬの一例を示している。トポロジテーブルＴＰＬは、複数の物理リンク７１～７５のそれぞれに対応する複数のエントリを有している。物理リンクが双方向の場合は、片方向毎にエントリが作成される。各エントリは、対応する物理リンクのリンクＩＤ、起点スイッチ、起点ポート、終点スイッチ、終点ポート、及び状態フラグを示している。
　リンクＩＤは、対応する物理リンクに付与される識別子である。起点スイッチは、対応する物理リンクの起点となるスイッチであり、起点ポートは、その起点スイッチのポートである。終点スイッチは、対応する物理リンクの終点となるスイッチであり、終点ポートは、その終点スイッチのポートである。例えば、図４中の１番目のエントリ（リンクＩＤ＝Ａ１）は、スイッチ２からスイッチ４へ向かう物理リンク７１に対応しており、６番目のエントリ（リンクＩＤ＝Ａ６）は、スイッチ４からスイッチ２へ向かう物理リンク７１に対応している。他のエントリも同様である。
　各エントリに含まれる状態フラグは、対応する物理リンクが使用可能か使用不可を示す。ある物理リンクの有効性が確認されている場合、その物理リンクに対応したエントリの状態フラグは「１（使用可能）」に設定される。一方、ある物理リンクの有効性が確認されていない場合、あるいは、その物理リンクで障害が発生している場合は、その物理リンクに対応したエントリの状態フラグは「０（使用不可）」に設定される。図４の例では、全てのエントリの状態フラグが「１」となっている。
　ステップＳ１２：
　ループ設計部１２は、記憶部１０に格納されているトポロジテーブルＴＰＬを参照して、通信ネットワークＮＥＴにおけるループ経路ＬＰを決定（設計）する。そして、ループ設計部１２は、決定されたループ経路ＬＰを示すループテーブルＬＯＰ（ループ経路情報）を作成し、それを記憶部１０に格納する。
　ここで、ループ設計部１２は、通信ネットワークＮＥＴ中の全ての物理リンク７１～７５（全てのリンクＩＤ：Ａ１～Ａ１０）が網羅されるように、１以上のループ経路ＬＰを決定してもよい。言い換えれば、ループ設計部１２は、各リンクＩＤの経路がいずれかのループ経路に所属するようにループ経路集合を設計する。複数のループ経路が得られた場合、それぞれのループ経路には、“ＬＰ１”、“ＬＰ２”、“ＬＰ３”と順番に続くループＩＤが付与される。
　図５は、本例の通信ネットワークＮＥＴにおける３つのループ経路ＬＰ１～ＬＰ３を示している。ループ経路ＬＰ１は、次の３つのリンクＩＤから構成されるループ経路である：Ａ３（スイッチ２からスイッチ３へ）、Ａ５（スイッチ３からスイッチ５へ）、及びＡ９（スイッチ５からスイッチ２へ）。ループ経路ＬＰ２は、次の３つのリンクＩＤから構成されるループ経路である：Ａ２（スイッチ２からスイッチ５へ）、Ａ８（スイッチ５からスイッチ４へ）、及びＡ６（スイッチ４からスイッチ２へ）。ループ経路ＬＰ３は、次の４つのリンクＩＤから構成されるループ経路である：Ａ１（スイッチ２からスイッチ４へ）、Ａ７（スイッチ４からスイッチ５へ）、Ａ１０（スイッチ５からスイッチ３へ）、及びＡ４（スイッチ３からスイッチ２へ）。図５から明らかなように、これら３種類のループ経路ＬＰ１～ＬＰ３によって全てのリンクＩＤ：Ａ１～Ａ１０が網羅されることが分かる。尚、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３に加えて、更に他のループ経路が設計されてもよい。すなわち、１つのリンクＩＤが複数のループ経路に属するようにループ経路集合が設計されてもよい。
　図６は、図５で示されたループ経路ＬＰ１～ＬＰ３を示すループテーブルＬＯＰの一例を示している。図６に示されるように、ループテーブルＬＯＰは、各ループ経路を構成する複数のリンクＩＤを順番に示している。より詳細には、ループテーブルＬＯＰの各エントリは、ループＩＤ及びリンクＩＤを含み、同一のループＩＤを有するエントリの順番が、該当するループ経路におけるリンクの順番を表している。
　ステップＳ１３：
　本実施の形態は、次のような特徴を有するとする。
　（１）監視フレームＦＲには、転送回数情報としてＴＴＬ（Time to Live）が設定される。
　（２）管理ホスト１は、ＴＴＬが所定の初期値に設定された監視フレームＦＲを、ループ経路ＬＰに送出する。
　（３）ループ経路ＬＰ上の各スイッチは、監視フレームＦＲを受け取ると、ＴＴＬを１だけ減少させた上で、その監視フレームＦＲをループ経路ＬＰに沿って次のスイッチに転送する。
　（４）あるスイッチにおいてＴＴＬが０（閾値）になる場合、当該スイッチが、管理計算機１に応答ＲＥＳを返す「応答スイッチ」となる。応答スイッチは、受け取った監視フレームＦＲを応答ＲＥＳとして管理計算機１に転送する。また、応答スイッチは、ＴＴＬを所定の初期値にリセットした上で、監視フレームＦＲをループ経路に沿って次のスイッチに転送する。
　エントリ設計部１３は、各スイッチにおいて上記動作（３）、（４）が実現されるように、各スイッチの転送テーブル中のエントリを設計する。この時、エントリ設計部１３は、記憶部１０に格納されているトポロジテーブルＴＰＬ及びループテーブルＬＯＰを参照する。エントリ設計部１３によって設計されるエントリを示すデータは、エントリデータＥＮＴであり、記憶部１０に格納される。
　図７は、本実施の形態において作成されるエントリデータＥＮＴの一例を示している。エントリデータＥＮＴは複数のエントリから構成されており、１つのエントリは、「スイッチ」、「入力ポート」、「宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ　ＤＡ）」、「入力ＴＴＬ」、「出力ポート」、及び「出力ＴＴＬ」を示している。
　入力ポートは、監視フレームＦＲが入力される入力元（ポートあるいはホスト通信部）を示している。入力元がいずれかのポート（すなわち他のスイッチ）の場合、入力ポートはそのポート番号で示される。入力元がホスト通信部（すなわち管理ホスト１）の場合、入力ポートは「ＨＯＳＴ」で示される。
　宛先ＭＡＣアドレスは、監視フレームＦＲが循環するループ経路を識別するための識別情報として用いられる。そのために、特殊なＭＡＣアドレスが宛先ＭＡＣアドレスとして用いられる。異なるループ経路には、異なる宛先ＭＡＣアドレスが割り当てられる。本例において、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３に、それぞれ、「００－００－４ｃ－００－ａａ－０１」、「００－００－４ｃ－００－ａａ－０２」、「００－００－４ｃ－００－ａａ－０３」が割り当てられるとする。
　入力ＴＴＬは、入力ポートから入力される監視フレームＦＲのＴＴＬ条件を示している。
　出力ポートは、監視フレームＦＲの転送先（ポートあるいはホスト通信部）を示している。転送先がいずれかのポート（すなわち他のスイッチ）の場合、出力ポートはそのポート番号で示される。転送先がホスト通信部（すなわち管理ホスト１）の場合、出力ポートは「ＨＯＳＴ」で示される。尚、１つのエントリに対して複数の出力ポートが設定されてもよい。その場合、監視フレームＦＲはそれぞれの出力ポートに出力される。
　出力ＴＴＬは、監視フレームＦＲを受け取ったスイッチにおける、ＴＴＬへの演算方法あるいはＴＴＬの設定方法を規定する。
　エントリデータＥＮＴのエントリは、ループ経路毎に、また、スイッチ毎に作成される。また、図７に示されるように、１つのループ経路上の１つのスイッチに関して、エントリは３種類ずつ作成される。例えば、ループ経路ＬＰ１上のスイッチ３に関して、次の３種類のエントリが作成される。
　１つ目のエントリは、「スイッチ＝３、入力ポート＝３７、ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、入力ＴＴＬ＝２以上、出力ポート＝３９、出力ＴＴＬ＝入力ＴＴＬ－１」である。図５で示されたように、ループ経路ＬＰ１上のスイッチ３は、前のスイッチ２から監視フレームＦＲを受け取り、その監視フレームＦＲを次のスイッチ５に転送する。つまり、ループ経路ＬＰ１上のスイッチ３は、前のスイッチ２につながるポート３７から監視フレームＦＲを受け取ると、次のスイッチ５につながるポート３９から監視フレームＦＲを送出する。１つ目のエントリにより、このような動作が実現されることが分かる。更に、１つ目のエントリは、「スイッチ３が、ＴＴＬが２以上の監視フレームＦＲを受け取った場合、ＴＴＬを１だけ減少させること」を規定している。
　２つ目のエントリは、管理ホスト１から監視フレームＦＲを受け取った場合の処理を規定するものであり、１つ目のエントリと比較して「入力ポート」だけが異なっている。具体的には、２つ目のエントリでは、入力ポートがＨＯＳＴに設定されている。これにより、ループ経路ＬＰ１上のスイッチ３は、管理ホスト１から監視フレームＦＲを受け取った場合にも、その監視フレームＦＲをループ経路ＬＰ１に沿った次のスイッチ５に転送するようになる。このように、１つ目のエントリと２つ目のエントリによって、ループ経路ＬＰ１上のスイッチ３における上記動作（３）が実現される。
　３つ目のエントリは、上記動作（４）を実現するためのものであり、応答スイッチとしての処理を規定する。具体的には、３つ目のエントリにおいて、入力ＴＴＬは１に設定されており、出力ポートは３９及びＨＯＳＴに設定されており、更に、出力ＴＴＬは初期値（＝１１）に設定されている。スイッチ３が、ＴＴＬ＝１の監視フレームＦＲを受け取った場合、そのままではスイッチ３においてＴＴＬが０になる。この場合、ループ経路ＬＰ１における監視フレームＦＲの循環を継続させるために、スイッチ３は、ＴＴＬを初期値（＝１１）にリセットする。更に、スイッチ３は、監視フレームＦＲを、ループ経路ＬＰ１に沿って次のスイッチ５に転送するだけでなく、管理ホスト１にも転送する。このスイッチ３から管理ホスト１へ送られる監視フレームＦＲが、応答ＲＥＳに相当する。このように、３つ目のエントリによって、応答スイッチとしての動作（４）が実現される。
　尚、本例において、ＴＴＬの初期値は１１に設定されるが、それに限られない。また、ＴＴＬの初期値は、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３毎に別々に設定されてもよい。ＴＴＬの初期値の好適な設定方法は、後述される。
　ステップＳ１４：
　エントリ操作部１４は、各スイッチ（２，３，４，５）に対して、転送テーブル（２２，３２，４２，５２）を設定するよう指示する。より詳細には、エントリ操作部１４は、記憶部１０に格納されているエントリデータＥＮＴを参照し、エントリデータＥＮＴに含まれるエントリをスイッチ毎にまとめる。そして、エントリ操作部１４は、各スイッチに対して、該当するエントリを転送テーブルに設定するように指示する。言い換えれば、エントリ操作部１４は、ループ経路上の各スイッチに対して、受け取った監視フレームＦＲをループ経路に沿って次のスイッチに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に管理ホスト１に応答ＲＥＳを返すように指示する。エントリ操作部１４は、その指示を示すテーブル設定コマンドを、ノード通信部１６及び制御リンク（６２，６３，６４，６５）を通して、各スイッチ（２，３，４，５）に送信する。
　ステップＳ２１：
　スイッチ２において、テーブル設定部２４は、ホスト通信部２３からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部２４は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部２０に格納されている転送テーブル２２の内容を設定する。転送テーブル２２の設定内容は、図７で示されたエントリデータＥＮＴ中のスイッチ２に対応するエントリに基づいている。
　図８は、本実施の形態におけるスイッチ２の転送テーブル２２の設定例を示している。転送テーブル２２は、「入力ポート」、「宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ　ＤＡ）」、「送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ　ＳＡ）」、「入力ＴＴＬ」、「出力ポート」、及び「出力ＴＴＬ」を示している。入力ポート、宛先ＭＡＣアドレス、入力ＴＴＬ、出力ポート、及び出力ＴＴＬは、上述の通りである。送信元ＭＡＣアドレスは、管理ホスト１のＭＡＣアドレス“００－００－４ｃ－００－１２－３４”である。管理ホスト１が１台しか用いられない場合は、送信元ＭＡＣアドレスが省略されてもよい。尚、転送テーブル中の「入力ポート」、「ＭＡＣ　ＤＡ」、「ＭＡＣ　ＳＡ」、及び「入力ＴＴＬ」は、テーブル検索時のキーとなるフィールドである。
　スイッチ３において、テーブル設定部３４は、ホスト通信部３３からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部３４は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部３０に格納されている転送テーブル３２の内容を設定する。図９は、スイッチ３の転送テーブル３２の設定例を示している。転送テーブル３２の設定内容は、図７で示されたエントリデータＥＮＴ中のスイッチ３に対応するエントリに基づいている。
　スイッチ４において、テーブル設定部４４は、ホスト通信部４３からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部４４は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部４０に格納されている転送テーブル４２の内容を設定する。図１０は、スイッチ４の転送テーブル４２の設定例を示している。転送テーブル４２の設定内容は、図７で示されたエントリデータＥＮＴ中のスイッチ４に対応するエントリに基づいている。
　スイッチ５において、テーブル設定部５４は、ホスト通信部５３からテーブル設定コマンドを受け取る。そして、テーブル設定部５４は、そのテーブル設定コマンドに従って、テーブル記憶部５０に格納されている転送テーブル５２の内容を設定する。図１１は、スイッチ５の転送テーブル５２の設定例を示している。転送テーブル５２の設定内容は、図７で示されたエントリデータＥＮＴ中のスイッチ５に対応するエントリに基づいている。
　ステップＳ１５：
　各スイッチにおける転送テーブルの設定完了後、管理ホスト１の監視部１５は、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３の各々に対して監視フレームＦＲを送信する。以下、例として、管理ホスト１からループ経路ＬＰ１への監視フレームＦＲの送信、及び、ループ経路ＬＰ１における監視フレームＦＲの循環を説明する。他のループ経路ＬＰ２、ＬＰ３に関しても、同様の議論が適用される。
　図１２は、ループ経路ＬＰ１に対して用いられる監視フレームＦＲの例を示している。図１２に示されるように、監視フレームＦＲは、宛先ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ　ＤＡ）、送信元ＭＡＣアドレス（ＭＡＣ　ＳＡ）、及びＴＴＬを含んでいる。宛先ＭＡＣアドレスは、ループ経路ＬＰ１に割り当てられた「００－００－４ｃ－００－ａａ－０１」に設定されている。送信元ＭＡＣアドレスは、管理ホスト１のＭＡＣアドレス「００－００－４ｃ－００－１２－３４」に設定されている。
　管理ホスト１の監視部１５は、図１２に示される監視フレームＦＲを、ループ経路ＬＰ１上の任意のスイッチへ１回だけ送信する。例えば、監視部１５は、監視フレームＦＲをスイッチ２へ送信する。監視部１５からスイッチ２への監視フレームＦＲの送信は、ノード通信部１６及び制御リンク６２を通して行われる。監視部１５からスイッチ２へ監視フレームＦＲが送信されるとき、その監視フレームＦＲ中のＴＴＬは、所定の初期値（＝１１）に設定される。また、監視フレームＦＲの送信と同時に、監視部１５は、タイマＴＭを起動する。タイマＴＭの設定時間は、十分長く設計されている。尚、タイマＴＭは、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３毎に独立したものが用いられる。
　ステップＳ２２：
　図１３は、ループ経路ＬＰ１に関するフレーム転送処理を示している。図１３において、破線矢印は、制御リンク６２～６５を用いた通信を示し、実線矢印は、物理リンク７１～７５を用いた通信を示す。上述の通り、管理ホスト１からスイッチ２へ１つの監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１１）が送信され、同時にタイマＴＭが起動される。
　スイッチ２の転送処理部２１は、ホスト通信部２３から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１１）を受け取る。転送処理部２１は、受け取った監視フレームＦＲの入力ポート（ＨＯＳＴ）、ＭＡＣ　ＤＡ（００－００－４ｃ－００－ａａ－０１）、ＭＡＣ　ＳＡ（００－００－４ｃ－００－１２－３４）及び入力ＴＴＬ（１１）を検索キーとして用いることによって、転送テーブル２２の検索を行う。図８を参照すると、この場合、転送テーブル２２中の２番目のエントリ「入力ポート＝ＨＯＳＴ、ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、ＭＡＣ　ＳＡ＝００－００－４ｃ－００－１２－３４、入力ＴＴＬ＝２以上、出力ポート＝２９、出力ＴＴＬ＝入力ＴＴＬ－１」がヒットすることが分かる。従って、転送処理部２１は、ＴＴＬを１だけ減少させた上で、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１０）をポート２９に出力する。ポート２９はスイッチ３のポート３７に接続されており、監視フレームＦＲは、スイッチ２から、ループ経路ＬＰ１上の次のスイッチ３へ転送される。
　スイッチ３の転送処理部３１は、ポート３７から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１０）を受け取る。転送処理部３１は、受け取った監視フレームＦＲの入力ポート（３７）、ＭＡＣ　ＤＡ（００－００－４ｃ－００－ａａ－０１）、ＭＡＣ　ＳＡ（００－００－４ｃ－００－１２－３４）及び入力ＴＴＬ（１０）を検索キーとして用いることによって、転送テーブル３２の検索を行う。図９を参照すると、この場合、転送テーブル３２中の１番目のエントリ「入力ポート＝３７、ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、ＭＡＣ　ＳＡ＝００－００－４ｃ－００－１２－３４、入力ＴＴＬ＝２以上、出力ポート＝３９、出力ＴＴＬ＝入力ＴＴＬ－１」がヒットすることが分かる。従って、転送処理部３１は、ＴＴＬを１だけ減少させた上で、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝９）をポート３９に出力する。ポート３９はスイッチ５のポート５９に接続されており、監視フレームＦＲは、スイッチ３から、ループ経路ＬＰ１上の次のスイッチ５へ転送される。
　スイッチ５の転送処理部５１は、ポート５９から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝９）を受け取る。転送処理部５１は、受け取った監視フレームＦＲの入力ポート（５９）、ＭＡＣ　ＤＡ（００－００－４ｃ－００－ａａ－０１）、ＭＡＣ　ＳＡ（００－００－４ｃ－００－１２－３４）及び入力ＴＴＬ（９）を検索キーとして用いることによって、転送テーブル５２の検索を行う。図１１を参照すると、この場合、転送テーブル５２中の１番目のエントリ「入力ポート＝５９、ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、ＭＡＣ　ＳＡ＝００－００－４ｃ－００－１２－３４、入力ＴＴＬ＝２以上、出力ポート＝５８、出力ＴＴＬ＝入力ＴＴＬ－１」がヒットすることが分かる。従って、転送処理部５１は、ＴＴＬを１だけ減少させた上で、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝８）をポート５８に出力する。ポート５８はスイッチ２のポート２８に接続されており、監視フレームＦＲは、スイッチ５から、ループ経路ＬＰ１上の次のスイッチ２へ転送される。
　スイッチ２の転送処理部２１は、ポート２８から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝８）を受け取る。転送処理部２１は、受け取った監視フレームＦＲの入力ポート（２８）、ＭＡＣ　ＤＡ（００－００－４ｃ－００－ａａ－０１）、ＭＡＣ　ＳＡ（００－００－４ｃ－００－１２－３４）及び入力ＴＴＬ（８）を検索キーとして用いることによって、転送テーブル２２の検索を行う。図８を参照すると、この場合、転送テーブル２２中の１番目のエントリ「入力ポート＝２８、ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、ＭＡＣ　ＳＡ＝００－００－４ｃ－００－１２－３４、入力ＴＴＬ＝２以上、出力ポート＝２９、出力ＴＴＬ＝入力ＴＴＬ－１」がヒットすることが分かる。従って、転送処理部２１は、ＴＴＬを１だけ減少させた上で、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝７）をポート２９に出力する。ポート２９はスイッチ３のポート３７に接続されており、監視フレームＦＲは、スイッチ２から、ループ経路ＬＰ１上の次のスイッチ３へ転送される。
　以下、同様に、ループ経路ＬＰ１上の各スイッチが、ループ経路ＬＰ１に沿った監視フレームＦＲの転送を繰り返す。その結果、監視フレームＦＲはループ経路ＬＰ１を繰り返し循環する。
　ステップＳ２３、Ｓ２４：
　監視フレームＦＲはループ経路ＬＰ１を循環し、あるタイミングでＴＴＬが１となる。ＴＴＬ＝１の監視フレームＦＲを受け取るスイッチ３は、管理ホスト１へ応答ＲＥＳを返す応答スイッチとなる（ステップＳ２３）。
　より詳細には、スイッチ３の転送処理部３１は、ポート３７から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１）を受け取る。転送処理部３１は、受け取った監視フレームＦＲの入力ポート（３７）、ＭＡＣ　ＤＡ（００－００－４ｃ－００－ａａ－０１）、ＭＡＣ　ＳＡ（００－００－４ｃ－００－１２－３４）及び入力ＴＴＬ（１）を検索キーとして用いることによって、転送テーブル３２の検索を行う。図９を参照すると、この場合、転送テーブル３２中の３番目のエントリ「入力ポート＝３７、ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、ＭＡＣ　ＳＡ＝００－００－４ｃ－００－１２－３４、入力ＴＴＬ＝１、出力ポート＝３９、ＨＯＳＴ、出力ＴＴＬ＝１１」がヒットすることが分かる。従って、転送処理部３１は、ＴＴＬを初期値（＝１１）にリセットした上で、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１１）をポート３９及びホスト通信部３３（ＨＯＳＴ）に出力する。
　ポート３９はスイッチ５のポート５９に接続されており、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１１）は、スイッチ３から、ループ経路ＬＰ１上の次のスイッチ５へ転送される。その後、同様に、ループ経路ＬＰ１における監視フレームＦＲの循環が継続する。
　一方、ホスト通信部３３は、制御リンク６３を通して、管理ホスト１へ監視フレームＦＲを送信する。この監視フレームＦＲが、応答スイッチとしてのスイッチ３から管理ホスト１へ送られる応答ＲＥＳに相当する。
　ステップＳ３０：
　管理ホスト１の監視部１５は、ノード通信部１６を通して、スイッチ３から監視フレームＦＲを受け取る。監視フレームＦＲを受け取ると、監視部１５は、ループ経路ＬＰ１用のタイマＴＭをリセットする。
　その一方で、図１３に示されるように、ループ経路ＬＰ１における監視フレームＦＲの循環が継続している（ステップＳ２２）。そして、スイッチ３の次にはスイッチ２が応答スイッチとなる（ステップＳ２３）。応答スイッチとしてのスイッチ２は、監視フレームＦＲを管理ホスト１へ送信する（ステップＳ２４）。管理ホスト１の監視部１５は、スイッチ２から監視フレームＦＲを受け取り、タイマＴＭをリセットする。その次には、スイッチ５が応答スイッチとなる（ステップＳ２３）。応答スイッチとしてのスイッチ５は、監視フレームＦＲを管理ホスト１へ送信する（ステップＳ２４）。管理ホスト１の監視部１５は、スイッチ５から監視フレームＦＲを受け取り、タイマＴＭをリセットする。以下、同様の処理が繰り返される。
　管理ホスト１の監視部１５は、ループ経路ＬＰ１上の各スイッチからの監視フレームＦＲ（応答ＲＥＳ）の受信状況に基づいて、ループ経路ＬＰ１に関連した障害が発生しているか否かを判定することができる。
　（正常判定）
　図１３で示された例の場合、監視部１５は、ループ経路ＬＰ１上のスイッチから監視フレームＦＲを断続的に受け取る。ここで、タイマＴＭは、ループ経路ＬＰ１における監視フレームＦＲの循環周期よりも十分長く設定されている。従って、監視部１５は、タイマＴＭが満了する前に、ループ経路ＬＰ１上のいずれかのスイッチから監視フレームＦＲを受け取る。言い換えれば、監視部１５は、所定の期間以内に、ループ経路ＬＰ１上のいずれかのスイッチから応答ＲＥＳを受け取る。このことは、監視フレームＦＲがループ経路ＬＰ１を順調に循環していることを意味する。従って、監視部１５は、ループ経路ＬＰ１において障害が発生していないと判断することができる。
　（障害発生判定）
　図１４は、例として、スイッチ２からスイッチ３への物理リンク７４（リンクＩＤ＝Ａ３）において障害が発生した場合を示している。この場合、ループ経路ＬＰ１上の監視フレームＦＲは、スイッチ２とスイッチ３との間で欠落する。すなわち、ループ経路ＬＰ１における監視フレームＦＲの循環が途絶える。その結果、監視部１５は、ループ経路ＬＰ１上のいずれのノードからも監視フレームＦＲを受け取らなくなり、タイマＴＭがリセットされなくなる。言い換えれば、監視部１５は、所定の期間以内にループ経路ＬＰ１上のいずれのノードからも応答ＲＥＳを受け取らなくなり、タイマＴＭが満了してしまう。タイマＴＭが満了してしまった場合、監視部１５は、ループ経路ＬＰ１において何らかの障害が発生していると判断する。
　障害発生判定の場合、監視部１５は、記憶部１０に格納されているトポロジテーブルＴＰＬを更新する。具体的には、監視部１５は、障害が発生していると判定されたループ経路ＬＰ１を構成する全てのリンクＩＤ（Ａ３、Ａ５、Ａ９）に関連した状態フラグを、「１」から「０」に書き換える。その結果、トポロジテーブルＴＰＬは、図４で示されたものから、図１５で示されるものに更新される。また、監視部１５は、表示部１７に、図１５で示されたトポロジテーブルＴＰＬの内容を表示させる。表示部１７は、ループ経路ＬＰ１において障害が発生していることを表示する。
　（制御リンクの障害検出）
　図１３で示された例では、ループ経路ＬＰ１上の全てのスイッチ３、２、５が、順番に応答スイッチとなる。この場合、監視部１５は、管理ホスト１とスイッチとの間の制御リンクにおける障害発生の有無を判定することもできる。
　図１６は、例として、スイッチ２から管理ホスト１への制御リンク６２において障害が発生した場合を示している。この場合、管理ホスト１の監視部１５は、スイッチ５及び３からは監視フレームＦＲを断続的に受け取るが、スイッチ２からは監視フレームＦＲを受け取らない。つまり、タイマＴＭは断続的にリセットされ満了しないものの、監視部１５は、特定のスイッチ２からだけ応答ＲＥＳを受け取らない。このことは、監視フレームＦＲがループ経路ＬＰ１を順調に循環している一方で、スイッチ２から管理ホスト１への制御リンク６２に何らかの障害が発生していることを意味する。従って、監視部１５は、スイッチ２と管理ホスト１との間で障害が発生していると判断する。
　ループ経路ＬＰ１上の全てのスイッチ３、２、５が応答スイッチとなったのは、監視フレームＦＲのＴＴＬの初期値が“１１”に設定されたからである。言い換えれば、ループ経路ＬＰ１に含まれるリンク数（スイッチ数）が３であるのに対し、ＴＴＬの初期値（＝１１）が３の倍数以外の自然数に設定されたからである。この場合、ループ経路ＬＰ１上のスイッチは、ループ経路ＬＰ１に沿って１１個毎に応答スイッチとなる。
　より一般化すると、次の通りである。あるループ経路ＬＰに含まれるリンク数（スイッチ数）がｎであるとする。この場合、当該ループ経路ＬＰ用の監視フレームＦＲのＴＴＬの初期値は、ｎの倍数とｎの因数の倍数を除いた自然数の集合から選択されると好適である。簡易には、その初期値は、ｎの倍数に１を加減することにより得られる数に設定されると良い。その初期値がｉである場合、ループ経路ＬＰ上のスイッチは、ループ経路ＬＰに沿ってｉ個毎に応答スイッチとなる。すなわち、当該ループ経路ＬＰ上のｎ個のスイッチ全てが応答スイッチとなることが可能となる。
　図５で示された例では、ループ経路ＬＰ１に含まれるリンク数は３であり、ループ経路ＬＰ２に含まれるリンク数は３であり、ループ経路ＬＰ３に含まれるリンク数は４である。図７で示されたように、本実施の形態では、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３のいずれに対しても、ＴＴＬの初期値が１１に設定されている。こうすることにより、ループ経路上の各スイッチを、順番に応答スイッチとすることができる。図１３の例では、スイッチ３、２、５の順番で応答スイッチとなる。但し、設定はそれに限られず、ループ経路ＬＰ１～ＬＰ３のそれぞれに別々の初期値が適用されてもよい。
　また、ＴＴＬの初期値は、管理ホスト１が応答ＲＥＳを受け取る頻度に寄与する。逆に言えば、管理ホスト１が応答ＲＥＳを受け取る頻度は、ＴＴＬの初期値の設定により調整可能である。ＴＴＬの初期値は、システム仕様に応じて適切な値に設定されるとよい。
　ステップＳ４０：
　図１４及び図１５で示された例において、ループ経路ＬＰ１における障害発生が検知されたが、障害箇所（リンクＩＤ＝Ａ３）は未だ特定されていない。ステップＳ４０では、管理ホスト１が、ループ経路ＬＰ１における障害箇所の特定を行う。
　まず、エントリ操作部１４は、障害発生が検出されたループ経路ＬＰ１に属する全てのスイッチ（２、３、５）に対して、転送テーブル（２２、３２、５２）を一時的に変更するように指示する。具体的には、エントリ操作部１４は、応答スイッチが管理ホスト１だけに監視フレームＦＲを転送するように、転送テーブルの書き換えを指示する。そのために、エントリ操作部１４は、スイッチ２、３、５の各々に対して、転送テーブル中の「ＭＡＣ　ＤＡ＝００－００－４ｃ－００－ａａ－０１、入力ＴＴＬ＝１」に対応するエントリの出力ポートを「ＨＯＳＴ」だけに変更するように指示する。
　その結果、スイッチ２の転送テーブル２２は、図８で示されたものから図１７で示されるものに一時的に変わる。また、スイッチ３の転送テーブル３２は、図９で示されたものから図１８で示されるものに一時的に変わる。また、スイッチ５の転送テーブル５２は、図１１で示されたものから図１９で示されるものに一時的に変わる。
　各スイッチにおける転送テーブルの変更完了後、監視部１５は、ループ経路ＬＰ１に属する全てのスイッチ（２、３、５）に対して、監視フレームＦＲを一斉に送信する。この時、各監視フレームＦＲのＴＴＬは“２”に設定される。また、監視フレームＦＲの送信と同時に、監視部１５は、タイマＴＭを起動する。
　図２０は、ステップＳ４０におけるフレーム転送処理を示している。
　スイッチ２の転送処理部２１は、ホスト通信部２３（ＨＯＳＴ）から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝２）を受け取る。転送処理部２１は、図１７で示された転送テーブル２２を参照して、ＴＴＬを１だけ減少させ、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１）をポート２９に出力する。その監視フレームＦＲはスイッチ３に向けて出力されるが、スイッチ２からスイッチ３への物理リンク７４（リンクＩＤ＝Ａ３）において障害が発生しているため、当該監視フレームＦＲは欠落する。
　また、スイッチ３の転送処理部３１は、ホスト通信部３３（ＨＯＳＴ）から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝２）を受け取る。転送処理部３１は、図１８で示された転送テーブル３２を参照して、ＴＴＬを１だけ減少させ、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１）をポート３９に出力する。スイッチ５の転送処理部５１は、ポート５９から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１）を受け取る。転送処理部５１は、図１９で示された転送テーブル５２を参照して、監視フレームＦＲを、ホスト通信部５３（ＨＯＳＴ）だけに転送する。ホスト通信部５３は、制御リンク６５を通して、管理ホスト１へ監視フレームＦＲを送信する。このように、スイッチ５は、応答スイッチとなり、管理ホスト１へ監視フレームＦＲ（応答ＲＥＳ）を送信する。
　管理ホスト１の監視部１５は、スイッチ５から監視フレームＦＲを受け取る。このことは、ループ経路ＬＰ１に沿ってスイッチ５へ監視フレームＦＲが転送されたことを意味する。すなわち、このことは、ループ経路ＬＰ１においてスイッチ５が終点スイッチである物理リンク（リンクＩＤ＝Ａ５）が正常であることを意味する。従って、監視部１５は、トポロジテーブルＴＰＬ中で「終点スイッチ＝５、状態フラグ＝０」であったエントリの状態フラグを、「０」から「１」に書き換える。その結果、図２１に示されるように、リンクＩＤ＝Ａ５に対応するエントリの状態フラグが「１」に戻る。
　また、スイッチ５の転送処理部５１は、ホスト通信部５３（ＨＯＳＴ）から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝２）を受け取る。転送処理部５１は、図１９で示された転送テーブル５２を参照して、ＴＴＬを１だけ減少させ、監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１）をポート５８に出力する。スイッチ２の転送処理部２１は、ポート２８から監視フレームＦＲ（ＴＴＬ＝１）を受け取る。転送処理部２１は、図１７で示された転送テーブル２２を参照して、監視フレームＦＲを、ホスト通信部２３（ＨＯＳＴ）だけに転送する。ホスト通信部２３は、制御リンク６２を通して、管理ホスト１へ監視フレームＦＲを送信する。このように、スイッチ２は、応答スイッチとなり、管理ホスト１へ監視フレームＦＲ（応答ＲＥＳ）を送信する。
　管理ホスト１の監視部１５は、スイッチ２から監視フレームＦＲを受け取る。このことは、ループ経路ＬＰ１に沿ってスイッチ２へ監視フレームＦＲが転送されたことを意味する。すなわち、このことは、ループ経路ＬＰ１においてスイッチ２が終点スイッチである物理リンク（リンクＩＤ＝Ａ９）が正常であることを意味する。従って、監視部１５は、トポロジテーブルＴＰＬ中で「終点スイッチ＝２、状態フラグ＝０」であったエントリの状態フラグを、「０」から「１」に書き換える。その結果、図２１に示されるように、リンクＩＤ＝Ａ９に対応するエントリの状態フラグが「１」に戻る。
　その後、タイマＴＭが満了する。この時、監視部１５は、スイッチ３からは未だに監視フレームＦＲ（応答ＲＥＳ）を受け取っていない。従って、図２１に示されるように、リンクＩＤ＝Ａ３に対応するエントリの状態フラグは「０」のままである。監視部１５は、タイマＴＭが満了した際に状態フラグが「０」のままであるエントリを抽出し、抽出されたエントリに対応するリンクを障害箇所として決定する。本例では、スイッチ２からスイッチ３への物理リンク７４（リンクＩＤ＝Ａ３）が障害箇所として特定される。
　監視部１５は、表示部１７に、図２１で示されたトポロジテーブルＴＰＬの内容を表示させる。表示部１７は、スイッチ２からスイッチ３への物理リンク７４（リンクＩＤ＝Ａ３）において障害が発生していることを表示する。
　３．効果
　以上に説明されたように、本実施の形態によれば、管理ホスト１からループ経路ＬＰに対して監視フレームＦＲが１回だけ送信されれば、あとは監視フレームＦＲが当該ループ経路ＬＰを繰り返し循環する。そして、ループ経路ＬＰ上の各スイッチは、所定の条件が満たされた時に応答ＲＥＳを管理計算機１に返す。管理ホスト１は、ループ経路ＬＰからの応答ＲＥＳの受信状況に基づいて、ループ経路ＬＰに関連した障害が発生しているか否かを判定することができる。本実施の形態によれば、死活監視を継続的に実施するために、管理ホスト１が監視フレームＦＲの送信を定期的に繰り返す必要は無い。従って、管理ホスト１にかかる負荷を低減することが可能となる。
　また、ループ経路ＬＰ上の全てのスイッチが応答スイッチとなる場合、管理ホスト１とスイッチとの間の制御リンクにおける障害発生の有無を判定することもできる。すなわち、スイッチ間の物理リンクだけでなく、管理ホスト１とスイッチとの間の制御リンクの死活監視をも同時に実施することが可能となる。そのために、ループ経路ＬＰ上の全てのスイッチが応答スイッチとなるように、監視フレームＦＲのＴＴＬの初期値が設定されることが好適である。
　更に、本実施の形態によれば、各スイッチに転送テーブルが設けられる。そして、管理ホスト１からの指示に従って、各スイッチの転送テーブルの内容を適切に設定することにより、ループ経路ＬＰに沿った監視フレームＦＲの転送が実現される。各スイッチは、転送テーブルを参照して、受け取った監視フレームＦＲを指定された転送先に転送するだけでよい。本実施の形態では、伝達経路に関する情報やチェックリスト等を含む死活監視テーブル（特許文献２、特許文献３参照）を、監視フレームＦＲに組み込んでおく必要は無い。各スイッチは、監視フレームＦＲの転送を実現するために、特許文献２、特許文献３に記載されたような複雑な処理を行なう必要は無い。結果として、各スイッチにかかる負荷も軽減される。
　更に、本実施の形態によれば、障害箇所を簡易な処理で特定することができる。それは、ループ経路ＬＰ上の応答スイッチが、応答ＲＥＳを管理ホスト１へ返すからである。管理ホスト１は、ループ経路ＬＰからの応答ＲＥＳの受信状況に基づいて、当該ループ経路ＬＰにおける障害箇所を容易に特定することができる。障害箇所を特定するために、特許文献２や特許文献３で要求される複雑な処理は不要である。例えば、特許文献３に記載されているような、各ノードが次のノードとの通信可否を調べるといった処理は不要になる。その結果、各スイッチにかかる負荷が低減される。
　４．変形例
　上述の例では、監視フレームＦＲの転送回数情報としてＴＴＬが利用されたが、それに限られない。例えば、ＴＴＬの代わりにホップ数が転送回数情報として用いられてもよい。その場合でも同様の処理が実現可能である。具体的には、管理ホスト１は、ホップ数が初期値に設定された監視フレームＦＲを、ループ経路ＬＰ上の１つのスイッチに送信する。ループ経路ＬＰ上の各スイッチは、監視フレームＦＲを受け取る毎に、その監視フレームＦＲのホップ数を増加させる。監視フレームＦＲがループ経路ＬＰを循環し、そのホップ数が所定の閾値に達する時のスイッチが応答スイッチとなる。応答スイッチは、管理ホスト１に応答ＲＥＳを返し、且つ、ホップ数を初期値にリセットした後に監視フレームＦＲを次のスイッチに転送する。また、ＴＴＬの場合と同様に、ホップ数の初期値及び閾値は、ループ経路ＬＰ上の全てのスイッチが応答スイッチとなるように設定されると好適である。
　あるいは、ＴＴＬやホップ数等の転送回数情報は利用されなくてもよい。すなわち、ループ経路ＬＰ上の各スイッチは、監視フレームＦＲを受け取ると、その監視フレームＦＲを次のスイッチに転送すると共に、“所定の確率”で管理ホスト１に応答ＲＥＳを返してもよい。例えば、ループ経路ＬＰ上の各スイッチは、監視フレームＦＲを受け取るたびに乱数を発生させ、その乱数が所定の閾値以上であれば、管理ホスト１に応答ＲＥＳを送信する。この場合、ループ経路ＬＰ上の各スイッチは、所定の確率で応答スイッチとなる。また、ループ経路ＬＰ上の全てのスイッチが応答スイッチとなり得るため、管理ホスト１とスイッチとの間の制御リンクにおける障害発生の有無を判定することもできる。
　障害箇所特定処理（ステップＳ４０）に関して、次のような変形例も可能である。すなわち、ステップＳ４０において用いられる転送テーブル（図１７～図１９）が、予め用意され、各スイッチに設けられる。そして、あるループ経路ＬＰにおいて障害発生が検知された場合は、当該ループ経路ＬＰに属するスイッチの転送テーブルを一時的に書き換える代わりに、予め用意されている障害箇所特定用の転送テーブルが用いられる。これにより、転送テーブルの一時的な変更処理が不要となる。
　尚、以上の説明において、「フレーム」という用語が用いられたが、「パケット（ＩＰパケット等）」の場合でも同様である。
　以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
　本出願は、２００９年２月２日に出願された日本国特許出願２００９－０２１３３０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (15)

  1. 　複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークと、
    　前記複数のノードに接続された管理計算機と
    　を備え、
    　前記通信ネットワーク中のループ状の通信経路は、ループ経路であり、
    　前記管理計算機は、前記ループ経路上の１つのノードにフレームを送信し、
    　前記ループ経路上の各ノードは、前記フレームを受け取ると、前記受け取ったフレームを前記ループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に前記管理計算機に応答を返し、
    　前記管理計算機は、前記応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定する
    　通信ネットワーク管理システム。
  2. 　請求項１に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　所定の期間以内に前記ループ経路上のいずれかのノードから前記応答を受け取った場合、前記管理計算機は、前記ループ経路において障害が発生していないと判定し、
    　前記所定の期間以内に前記ループ経路上のいずれのノードからも前記応答を受け取らない場合、前記管理計算機は、前記ループ経路において障害が発生していると判定する
    　通信ネットワーク管理システム。
  3. 　請求項１又は２に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記フレームは、数を示す転送回数情報を含み、
    　前記管理計算機は、前記数が初期値に設定された前記フレームを、前記１つのノードに送信し、
    　前記各ノードは、前記フレームを受け取る毎に、前記数を増加あるいは減少させ、
    　前記所定の条件は、前記数が閾値に達することであり、
    　前記ループ経路上において前記数が前記閾値に達する時のノードは、応答ノードであり、
    　前記応答ノードは、前記管理計算機に前記応答を返し、且つ、前記数を前記初期値にリセットした後に前記受け取ったフレームを前記次のノードに転送する
    　通信ネットワーク管理システム。
  4. 　請求項３に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記初期値及び前記閾値は、前記ループ経路上の全てのノードが前記応答ノードとなるように設定されている
    　通信ネットワーク管理システム。
  5. 　請求項４に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記ループ経路に含まれるノードの数がｎであり、ｎの倍数とｎの因数の倍数を除いた自然数のうちいずれかがｉである場合、
    　前記初期値及び前記閾値は、前記ループ経路上のノードが前記ループ経路に沿ってｉ個毎に前記応答ノードとなるように設定されている
    　通信ネットワーク管理システム。
  6. 　請求項１又は２に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記各ノードにおいて、前記所定の条件は所定の確率で満たされ、
    　前記各ノードは、前記フレームを受け取ると、前記受け取ったフレームを前記次のノードに転送すると共に、前記所定の確率で前記管理計算機に前記応答を返す
    　通信ネットワーク管理システム。
  7. 　請求項４乃至６のいずれか一項に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記ループ経路上の特定のスイッチからのみ前記応答を受け取らない場合、前記管理計算機は、前記特定のスイッチと前記管理計算機との間で障害が発生していると判定する
    　通信ネットワーク管理システム。
  8. 　請求項１乃至７のいずれか一項に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記各ノードは、前記受け取ったフレームを前記応答として前記管理計算機に転送する
    　通信ネットワーク管理システム。
  9. 　請求項１乃至８のいずれか一項に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記各ノードは、
    　前記フレームの入力元と転送先との対応関係を示す転送テーブルが格納されるテーブル記憶手段と、
    　前記転送テーブルを参照して、前記入力元から受け取ったフレームを前記転送先に転送する転送処理手段と
    　を備え、
    　前記管理計算機は、
    　前記ループ経路を示すループ経路情報が格納される記憶手段と、
    　前記各ノードに対して、前記ループ経路に沿って前記フレームが転送されるように前記転送テーブルを設定するよう指示するエントリ操作手段と、
    　前記ループ経路に対する前記フレームの送受信を行う監視手段と
    　を備え、
    　前記監視手段は、前記１つのノードに前記フレームを送信し、
    　前記各ノードの前記転送処理手段は、前記フレームを受け取ると、前記転送テーブルを参照して前記受け取ったフレームを前記次のノードに転送し、且つ、前記所定の条件が満たされた場合に前記管理計算機に前記応答を返す
    　通信ネットワーク管理システム。
  10. 　請求項９に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記管理計算機は、更に、ループ設計手段を備え、
    　前記記憶手段には、前記通信ネットワークの物理トポロジを示すトポロジ情報が更に格納され、
    　前記ループ設計手段は、前記トポロジ情報を参照して前記ループ経路を決定し、前記ループ経路情報を作成する
    　通信ネットワーク管理システム。
  11. 　請求項１０に記載の通信ネットワーク管理システムであって、
    　前記ループ設計手段は、前記複数のリンクが全て網羅されるように１以上の前記ループ経路を決定し、
    　前記監視手段は、前記１以上のループ経路毎に、前記フレームを送信する
    　通信ネットワーク管理システム。
  12. 　複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含む通信ネットワークを管理する管理計算機であって、
    　前記通信ネットワーク中のループ状の通信経路であるループ経路を示すループ経路情報が格納される記憶手段と、
    　前記ループ経路上の各ノードに指示を行うエントリ操作手段と、
    　前記ループ経路上の１つのノードにフレームを送信する監視手段と
    　を備え、
    　前記エントリ操作手段は、前記各ノードに対して、前記フレームを受け取ると、前記受け取ったフレームを前記ループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に前記監視手段に応答を返すように指示し、
    　前記監視手段は、前記応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定する
    　管理計算機。
  13. 　請求項１２に記載の管理計算機であって、
    　所定の期間以内に前記ループ経路上のいずれかのノードから前記応答を受け取った場合、前記監視手段は、前記ループ経路において障害が発生していないと判定し、
    　前記所定の期間以内に前記ループ経路上のいずれのノードからも前記応答を受け取らない場合、前記監視手段は、前記ループ経路において障害が発生していると判定する
    　管理計算機。
  14. 　管理計算機を用いて通信ネットワークを管理する通信ネットワーク管理方法であって、
    　前記通信ネットワークは、複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含み、
    　前記通信ネットワーク中のループ状の通信経路は、ループ経路であり、
    　前記通信ネットワーク管理方法は、
    　前記管理計算機から前記ループ経路上の１つのノードに、フレームを送信することと、
    　前記ループ経路上の各ノードにおいて、前記フレームを前記ループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に前記管理計算機に応答を返すことと、
    　前記管理計算機における前記応答の受信状況に基づいて、障害発生の有無を判定することと
    　を含む
    　通信ネットワーク管理方法。
  15. 　通信ネットワークの管理処理を管理計算機に実行させる管理プログラムが記録された記録媒体であって、
    　前記通信ネットワークは、複数のノードと前記複数のノード間を接続する複数のリンクとを含み、
    　前記管理処理は、
    　前記通信ネットワーク中のループ状の通信経路であるループ経路を示すループ経路情報を、記憶装置に格納することと、
    　前記ループ経路上の各ノードに対して、フレームを受け取った場合、前記受け取ったフレームを前記ループ経路に沿って次のノードに転送し、且つ、所定の条件が満たされた場合に前記管理計算機に応答を返すように指示することと、
    　前記ループ経路上の１つのノードにフレームを送信することと、
    　前記応答の受信状況に基づいて障害発生の有無を判定することと
    　を含む
    　記録媒体。
     
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