JP4619940B2 - ネットワーク障害箇所検出装置及びネットワーク障害箇所検出方法 - Google Patents

Description

本発明は，ネットワーク上で発生する障害を検出するネットワーク障害検出装置及びネットワーク障害検出方法に関し，特に，ネットワークを構成する中継装置で発生する障害であるレイヤ２ループを検出するネットワーク障害検出装置及びネットワーク障害検出方法に関する。

ＬＡＮなどのネットワークを構成するレイヤ２（Ｌ２）スイッチと呼ばれる中継装置は，ネットワークの中継装置の一つで，OSI参照モデルのデータリンク層（第２層）のデータでパケットの行き先を判断して転送を行なう機能を有する。

データリンク層のプロトコルには，Ethernet（登録商標）などにおけるＭＡＣ (メディアアクセス制御)があり，ＭＡＣアドレスを見てデータの行き先を決定するEthernet（登録商標）の中継装置はスイッチングハブとも呼ばれる。

ＩＰやＴＣＰ，ＨＴＴＰなどのプロトコルはネットワーク層（第３層）以上に位置するため，レイヤ２スイッチは第３層以上のプロトコルが異なる場合であってもパケットの転送が可能である。

複数の端末がレイヤ２スイッチにより接続されるネットワークにおいては，ケーブルの誤接続やレイヤ２スイッチの故障などにより，ネットワーク全域において，レイヤ２ループと呼ばれる障害が発生する。レイヤ２ループの発生により，ネットワーク全域において，端末の高負荷状態を招き，また，ネットワーク通信不能状態に陥る。

図１乃至図３は，レイヤ２ループによるネットワーク障害を説明する図である。図１において，ネットワークは，レイヤ２スイッチ（以下，単に「スイッチ」と称す）ＳＷ１の配下にスイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が接続され，スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の配下にそれぞれスイッチＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７が接続し，スイッチＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７にそれぞれ端末Ｙ１，Ｙ２，Ｘが接続して構成される。

ここで，スイッチＳＷ２におけるケーブル誤接続により，スイッチＳＷ２はループ接続され，レイヤ２ループが発生するものとする。

端末Ｘがブロードキャストパケットを送信する場合を例について説明する。端末Ｘからブロードキャストパケットが送信されると，ブロードキャストパケットは，スイッチＳＷ７，ＳＷ４，ＳＷ１を経由して，Ｌ２ループが発生しているスイッチＳＷ２に到達する。

ブロードキャストパケットは，スイッチＳＷ２でループを周回するたびに，ネットワーク（サブネット）全域に送出される。ループ周回は，ワイヤースピードで行われるため，結果として，スイッチＳＷ２からネットワーク全域にワイヤースピードでブロードキャストパケットが送出され続け（ブロードキャストストームと呼ばれる），ネットワーク内の端末は高負荷状態となってしまう。

また，各スイッチの複数のポートのうちの一つにブロードキャストパケットが入力されると，スイッチは，そのブロードキャストパケットに含まれる発信元端末のＭＡＣアドレスを記憶するとともに，ブロードキャストパケットの発信端末が存在する方向をその入力ポートの方向であると認識する（以下，これを「アドレスを学習する」と表現する場合がある）。

このために，上記ブロードキャストストームにより，発信元端末のアドレスを誤学習するスイッチが現れる。すなわち，各スイッチは，ブロードキャストパケットの発信元アドレスがＬ２ループ発生箇所（スイッチＳＷ２）の方向にあると認識する。したがって，端末ＸとＬ２ループ発生箇所間の経路上の各スイッチにおいて，発信元端末のアドレスの誤学習が発生する。

具体的には，Ｌ２ループが発生しているスイッチＳＷ２にあたかもブロードキャストパケットを送出した端末Ｘの虚像があるように端末Ｘがアドレスを学習するため，図中，端末ＸとＬ２ループ発生箇所間の経路上にあるスイッチＳＷ７，ＳＷ４，ＳＷ１，ＳＷ２において，端末Ｘのアドレスを誤学習する。

このように，Ｌ２ループが発生している状態で，端末からブロードキャストパケットが送信されると，その端末とＬ２ループが発生している箇所までの経路上のスイッチは，その端末のアドレスを誤学習する。

スイッチＳＷ３，ＳＷ５，ＳＷ６については，実在の端末Ｘからパケットが送信された場合とＬ２ループ発生箇所からパケットが送信された場合におけるパケット受信方向が一致するため，結果的に誤学習しなかったに過ぎない。

ここで，上記のように，ネットワーク障害を引き起こすＬ２ループが発生している場合には，これを探索して修復することが必要である。かかる探索を行う方法として，従来は，Ｌ２ループが発生した場合，人手によりレイヤ２スイッチのケーブルの抜き差しを行う，あるいは，被疑スイッチから接続状態に関する情報を取得する手順を繰り返し行うことにより，Ｌ２ループ発生箇所を絞りこんでいた。そのため，Ｌ２ループ箇所の発見に至るまでに，多くの時間(数時間〜数日)と労力が必要であった。

ネットワーク障害を引き起こすレイヤ２ループの発生を検出する技術として，例えば，特許文献１が知られている。特許文献１に記載される技術は，受信フレームの解析によりフレームの無限ループを判断し，Ｌ２ループを検出する方法である。

また，特許文献２には，ブリッジを用いて拡張したネットワークにおいてループを検出する発明が開示されている。この発明では，ブリッジ内にアドレス学習テーブルを設けて，アドレス学習テーブルへのエントリポートの遷移状態からループの検出を行うものである。

しかし，上記特許文献１によれば，ネットワーク（サブネット）内のどこかでＬ２ループが発生していることは検出することができるが，サブネット内のどこでＬ２ループが発生しているかまでは特定することができない。また，特許文献２によれば，ブリッジを用いて拡張したネットワークに適用されるという特定の形態に適用が限定されている。

そこで，本出願人は，先の出願（特願２００５−１７９２９４号）により，Ｌ２ループの発生及びその発生箇所を素早く且つ容易に検出することができるネットワーク障害検出装置及びネットワーク障害検出方法に関しての発明を提示している。
特開２００１−１９７１１４号公報 特開２００５−３３３６０号公報

上記の本出願人による先の出願（特願２００５−１７９２９４号）において，示される発明は，複数の端末のうちの第一の端末であって，各端末は複数の中継装置のうちの少なくとも一つの中継装置を介して別の端末と接続するネットワークの障害を検出するネットワーク障害検出装置において，前記複数の中継装置のうちの第一の中継装置から，前記第一の中継装置の複数のポートそれぞれで受信するデータに関する統計情報を取得する通信部と，前記統計情報に基づいて，前記第一の中継装置で所定のネットワーク障害を引き起こすループが発生しているか否か，又は当該ループが発生している別の中継装置の前記第一の中継装置からの方向を判定する判定部とを備えることを特徴とするものである。

すなわち，Ｌ２ループが発生しているネットワーク内の中継装置(スイッチＳＷ等)から受信トラフィック統計情報を取得し，パケットを大量に受信しているポートの数を判別し，該中継装置でループしている，又は，該中継装置のどのポートの方向でループしているかを判定する。

この先願に係る発明によりＬ２ループの発生箇所を特定可能である。しかし，ループ箇所を特定するためには中継装置の各ＩＦから受信トラフィック統計情報を複数回取得する必要があるため，ＩＦ数の多い中継装置の探索に長い時間を要するという問題が存在していた。また，中継装置の種別によっては，フロー制御などの働きによりループが発生しても時折瞬断する状況が発生する場合がある。このような状況下では，ループ方向からのトラフィックが少ないため，ループ箇所を特定できない場合があるという問題も存在していた。

したがって，本発明の目的は，中継装置のＩＦ数に依存せず短時間で箇所特定でき，ループが瞬断するような場合でも特定可能とすることにある。

上記目的を達成するための本発明の第１の側面は，ネットワークに配置される複数の探索対象装置のいずれかで発生しているＬ２ループ障害箇所をネットワーク障害箇所検出装置により探索する方法であって，前記ネットワーク障害箇所検出装置は，複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットをブロードキャストし，前記複数の探索対象装置のそれぞれで学習される前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報を統計情報として取得し，前記取得された統計情報から前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみであるか，あるいは二つであるかを求め，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置が，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定することを特徴とする。

前記本発明の第１の側面において，前記ネットワーク障害箇所検出装置は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットのブロードキャストに先だって，予め前記ネットワークに配置される複数の探索対象装置にＭＩＢ（Management Information Database）取得要求である簡易ネットワーク管理プロトコルによる取得要求コマンドを送り，応答可能の探索対象装置からの応答パケットを受信し，前記受信した応答パケットから探索対象装置のアドレスを取得することを特徴とする。

前記本発明の第１の側面において，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみである探索対象装置について，前記学習ポートの方向にネットワーク障害箇所が有ると判断することを特徴とする。

前記本発明の第１の側面において，前記ネットワーク障害箇所検出装置は，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定した複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置に対し，前記二つの学習ポートのいずれかのインターフェースを遮断させるメッセージを送り，前記Ｌ２ループ障害を回避させることを特徴とする。

上記目的を達成するための本発明の第２の側面は，ネットワークに配置される複数のスイッチのいずれかで発生しているＬ２ループ障害箇所を検出するネットワーク障害箇所検出装置であって，複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットをブロードキャストし，前記複数の探索対象装置のそれぞれで学習される前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報を統計情報として取得する統計情報取得部と，前記統計情報取得部で取得された統計情報から前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみであるか，あるいは二つであるかを求め，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置が，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定するデータ解析部を有することを特徴とする。

上記本発明の第２の側面において，前記統計情報取得部は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットのブロードキャストに先だって，予め前記ネットワークに配置される複数の探索対象装置にＭＩＢ（Management Information Database）取得要求である簡易ネットワーク管理プロトコルによる取得要求コマンドを送り，前記データ解析部は，前記応答可能の探索対象装置からの応答パケットを受信し，前記受信した応答パケットから探索対象装置のアドレスを取得することを特徴とする。

上記本発明の第２の側面において，前記データ解析部は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみである探索対象装置について，前記学習ポートの方向にネットワーク障害箇所が有ると判断することを特徴とする。

また，上記本発明の第２の側面において，前記統計情報取得部は，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定した複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置に対し，前記二つの学習ポートのいずれかのインターフェースを遮断させるメッセージを送り，前記Ｌ２ループ障害を回避させることを特徴とする。
さらに，前記第２の側面におけるネットワーク障害箇所検出装置であって，前記ネットワークに配置される複数のスイッチのいずれかに接続されている端末で構成されることを特徴とする。

本発明の特徴は，以下に図面に従い説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。

本発明によれば，ネットワーク内に障害を引き起こすループの発生及びその発生箇所を短時間で検出することができる。特にループパケットの瞬断が発生するような場合においても，発生箇所を検出することができる。

また，ネットワークを構成する端末の処理によりループを検出することができ，ネットワークを構成する中継装置の処理を必要とせずにループを検出することができる。すなわち，中継装置に新たな機能を実装させるには比較的大きな労力と時間がかかるが，本発明はそれを必要とせず，アプリケーションプログラムをインストールするだけで容易に新たな機能を付加できる端末で実行する処理であるので，端末に本発明の処理を実施するためのアプリケーションプログラムをインストールし，それを実行することで容易，簡便，汎用的に本発明を実現することができる。

以下，図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。しかしながら，かかる実施の形態例は，本発明の理解のためのものであり，本発明の技術的範囲を限定するものではない。

先ず，本発明の概要を説明すると，ネットワーク障害であるＬ２ループが発生すると，同一サブネット内から送出されたブロードキャストパケットは，Ｌ２ループを構成する中継装置（スイッチ）に到達し，ループを周回するたびに，同一サブネット内全域に送出される。これにより，各中継装置では，ループが存在する方向からブロードキャストパケットを受信し，同一ポート方向にブロードキャストパケットの発ＭＡＣアドレスを学習する。

この中継装置における発ＭＡＣアドレスの学習に着目すると，Ｌ２ループ発生時は，ループを構成している中継装置において，ある方向の１ポートにブロードキャストパケットの発ＭＡＣアドレスが学習されることになる。特に，ループを構成している中継装置では，ループ右周りと左周りが存在する。このため，２ポートのいずれかの方向にブロードキャストパケットの発ＭＡＣアドレスが学習されることになる。

図４は，かかる状態を考慮した本発明原理に従うネットワーク障害箇所検出システムの構成例を示す図である。図４において，ネットワークは，レイヤ２スイッチＳＷ１の配下にレイヤ２スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４が接続され，スイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４にそれぞれ端末１０，２０，３０が接続して構成されている。

本発明の解決原理を適用するＬ２ループ障害（ネットワーク障害）箇所検出装置１は，適宜の接続によりネットワークに組み入れられ，一の端末として機能する装置であってもよい。要件としてネットワークに接続されている複数の中継装置（スイッチ）から，先に説明したＭＡＣアドレス学習方向の情報を含む統計情報を収集できる機能として，統計情報取得部１１及び，データ解析部１２を備える。

図４に示す例では，スイッチＳＷ２のポート１とポート３でＬ２ループが発生しており，Ｌ２ループよりブロードキャストパケットがワイヤースピードで送出され続け，スイッチＳＷ２では，Ｌ２ループを構成するポート１とポート３が大量受信ポートとなり，スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４では，スイッチＳＷ２の方向にある各ポート１が大量受信ポートとなる。すなわち，スイッチＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ４では，一つのポート方向にブロードキャストパケットの発ＭＡＣアドレスが学習され，スイッチＳＷ２では，二つのポートのいずれかの方向にブロードキャストパケットの発ＭＡＣアドレスが学習される状態になる。

そこで，図４に対応する図５に示す処理フローにおいて，ネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１は，中継装置であるスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４ごとに，ＭＡＣアドレス学習方向の情報を取得する（ステップＳ０１）。

ついで，統計情報取得部１１により取得された統計情報をデータ解析部１２で解析し，Ｌ２ループ箇所を検出する。Ｌ２ループ箇所の検出は，複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが二つあるスイッチを検知し，ここでＬ２ループ障害が発生していると判定する。

以下に図４，５に示した原理構成に対応する具体的実施例について説明する。

図６は，実施例として示すネットワークにおいて，Ｌ２ループ箇所を検出する手順を示す図であり，図７は図６に対応する動作フローである。

図６において，ネットワークは，スイッチＳＷ１，ＳＷ２，及びＳＷ３を有し，Ｌ２ループ障害がスイッチＳＷ２で発生していると想定する。さらに，ネットワーク障害箇所検出装置１は，スイッチＳＷ３に接続されている。

図６に示す例ではスイッチＳＷ２のポート番号対６番と８番でＬ２ループが発生している。Ｌ２ループ障害箇所を検出する際は，先ずネットワーク障害箇所検出装置１からそれぞれ異なる架空の発ＭＡＣアドレス(Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ)を持つ複数のブロードキャストパケットを送信する（ステップＳ１１）。これにより，これらのブロードキャストパケットが前記Ｌ２ループ内でループ転送される。

それぞれのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３にはＭＡＣアドレステーブル１ａ，２ａ，３ａが備えられている。

そして，Ｌ２ループに起因して，前記の架空の発ＭＡＣアドレス(Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ)を持つ複数のブロードキャストパケットに対して，スイッチＳＷ１のＭＡＣアドレス学習テーブル１ａでは，全てのＭＡＣアドレスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対し，単一のポート２番をブロードキャストパケットが入力するポートとして学習する。これによりスイッチＳＷ１のポート２番に入力する方向にＬ２ループ障害が有ると認識できる。

同様に，スイッチＳＷ３のＭＡＣアドレス学習テーブル３ａでは，全てのＭＡＣアドレスＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対し，単一のポート３番を，ブロードキャストパケットの入力するポートとして学習する。すなわち，スイッチＳＷ３のポート３番に入力する方向にＬ２ループ障害が有ると認識できる。

一方，スイッチＳＷ２のＭＡＣアドレス学習テーブル２ａでは，Ｌ２ループの存在により，ポート６番あるいは８番において，各ＭＡＣアドレスが学習される。すなわち，図６に示す例では，学習テーブル２ａにおいてＭＡＣアドレスＡ，Ｂ及びＥの入力するポートをポート番号６として学習し，ＭＡＣアドレスＣ及びＤの入力するポートをポート番号８として学習している。これは，スイッチＳＷ２においては，ポート６番，８番のポートからブロードキャストパケットが両方向に流れ，ランダム性により入力するパケットの発ＭＡＣアドレスと，その入力ポートを学習しているからである。

ついで，異なる発ＭＡＣアドレス（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）を持つ複数のブロードキャストパケットの送出の後，ネットワーク障害箇所検出装置１は，RFC 1156やRFC 1213で定義されている統計情報である学習方向ＭＩＢ（dot1dTpFdbPort MIB：Management Information dataBase）を各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３から取得する（ステップＳ１２）。

ネットワーク障害箇所検出装置１は，学習方向ＭＩＢを取得すると，データ解析部１２において，図４により説明した基準により次のように判断する。
（１）スイッチＳＷ３から取得した学習方向は全ての発ＭＡＣアドレスについて，３番ポートの１種類のみである。したがって，スイッチＳＷ３については，３番ポートの方向にＬ２ループがある。
（２）スイッチＳＷ１から取得した学習方向は全ての発ＭＡＣアドレスについて，２番ポートの１種類のみである。したがって，スイッチＳＷ２については，２番ポートの方向にＬ２ループがある。
（３）これに対し，スイッチＳＷ２から取得した学習方向は，６番ポートと８番ポートの２種類が存在する。したがって，取得した各スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３におけるポートの種類を判定する（ステップＳ１３）。スイッチＳＷ１及びＳＷ３については，１種類のみのポートであるので，当該ポートの方向にＬ２ループが有ると判断する（ステップＳ１４）。一方，スイッチＳＷ２については，ポートの種類が２種類（ポート番号６及び８）あるので，当該スイッチＳＷ２にＬ２ループが生成されていると判断する（ステップＳ１５）。

ここで，Ｌ２ループ障害箇所の探索のためにネットワーク障害箇所検出装置１からの異なる発ＭＡＣアドレスを有する複数のパケットのブロードキャスト送信の態様について説明する。

図８は，上記に説明した異なる発ＭＡＣアドレス（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）をブロードキャストする例に対応するシーケンスチャートである。

ネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１から異なる発ＭＡＣアドレス（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）のパケットＭＡＣ−Ａ，ＭＡＣ−Ｂ，ＭＡＣ−Ｃ，ＭＡＣ−Ｄ，ＭＡＣ−Ｅを，それぞれ大量に，例えば，１０００個ずつ順にブロードキャストする。

先ず，発ＭＡＣアドレスＡのパケットＭＡＣ−Ａが，１０００個ブロードキャストされると，スイッチＳＷ２において，Ｌ２ループに発ＭＡＣアドレスＡのパケットＭＡＣ−Ａがポート６又は８の両方あるいは片方に入力する方向に流れる。

ついで，発ＭＡＣアドレスＢのパケットＭＡＣ−Ｂが，１０００個ブロードキャストされると，スイッチＳＷ２において，Ｌ２ループに発ＭＡＣアドレスＢのパケットＭＡＣ−Ｂがポート６又は８の両方あるいは片方に入力する方向に流れ，先のＭＡＣ−ＡがＭＡＣ−Ｂに置き換わる。ここで，発ＭＡＣアドレスＡは，ＭＡＣ−Ｂに置き換わる直前に入力されたポート６又は８のいずれかの方向に学習された状態が一定時間保持される。以降同様に，発ＭＡＣアドレスＣ，Ｄ，ＥのパケットＭＡＣ−Ｃ，Ｄ，Ｅが，それぞれブロードキャストとされ，各発ＭＡＣアドレスがポート６又は８のいずれかの方向に学習された状態が一定時間保持される。

なお，この時スイッチＳＷ３，ＳＷ１では，一つのポートにのみＭＡＣアドレスが学習されている。

ついで，ネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１から，学習したＭＡＣアドレスの通知を，ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol:簡易ネットワーク管理プロトコル）でそれぞれのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３に要求する（ＳＮＭＰ Ｒｅｑ．）。スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３は，発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報をネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１に通知する（（ＳＮＭＰ Ｒｅｓ．）。

これにより，ネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１は，通知された情報をデータ解析部１２に送り，そこでスイッチＳＷ２において，二つのポートに異なる発ＭＡＣアドレスを学習していることを判定し，Ｌ２ループ障害箇所を認定する。ここで，最初に送出する異なる発ＭＡＣアドレスの種別が多いほど，二つのポートに学習される確率が高くなり，判定精度が高くなる。

ここでは，異なる発ＭＡＣアドレスをもつパケットをそれぞれ大量に送出し，各発ＭＡＣアドレスをもつパケットを置き換えることで，学習状態を安定させてから学習状態を取得する手順を示したが，図９は，ネットワーク障害箇所検出装置１からそれぞれ異なる発ＭＡＣアドレスの複数Ｎ個のパケットを１個ずつ順次に送った場合の手順である。

この場合，先ず，発ＭＡＣアドレスＡのパケットＭＡＣ−Ａが，ブロードキャストされると，スイッチＳＷ２において，Ｌ２ループに発ＭＡＣアドレスＡのパケットＭＡＣ−Ａがポート６又は８の両方あるいは片方に入力する方向に流れ，ついで，発ＭＡＣアドレスＢ，Ｃ，Ｄ，Ｅも同様に流れる。

ついで，学習したＭＡＣアドレスの通知を，ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol:簡易ネットワーク管理プロトコル）でそれぞれのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３に要求する（ＳＮＭＰ Ｒｅｑ．）。スイッチＳＷ２は，ある瞬間においては，ポート６又は８のいずれかの方向に学習しているため，ＳＮＭＰ取得のタイミングで学習している方のポート情報をネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１に通知する。

これにより，ネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１は，通知された情報をデータ解析部１２に送り，そこでスイッチＳＷ２において，２つのポートに異なる発ＭＡＣアドレスを学習していることを判定し，Ｌ２ループ障害箇所を認定する。この場合も，最初に送出する異なる発ＭＡＣアドレスの種別が多いほど，２つのポートに学習される確率が高くなり，判定精度が高くなる。

次に，上記の手順により判定されたＬ２ループ障害発生箇所の回避処理の方法について説明する。図１０は，Ｌ２ループ障害発生箇所の回避処理の方法のフローである。

上記したように本発明に従う実施の形態例の方法によりスイッチＳＷ２のポート番号対６番，８番でループしていると判断される（ステップＳ２１）。

ついで，Ｌ２ループを回避するために，スイッチＳＷ２の６番ポートあるいは８番ポートのいずれかのインターフェースを電気的に切断させる（ifAdminStatus MIBをdown(2)させる）コマンドであるSetコマンドをスイッチＳＷ２に対して送信する（ステップＳ２２）。これにより，スイッチＳＷ２におけるＬ２ループ箇所検出のみならず，その回避まで行うことが可能となる。

ここで，本発明において，探索対象のスイッチから統計情報を得るために，探索対象のスイッチのアドレスを予め取得する必要がある。

図１１は，探索対象スイッチのアドレスを取得するための処理フローチャートである。ネットワーク障害箇所検出装置１は，探索対象ネットワークのブロードキャストアドレスに対して，所定のＭＩＢ取得要求であるＳＮＭＰGetコマンドを送信する（Ｓ３１）。当該ＳＮＭＰGetコマンドに応答可能なスイッチからの応答パケットをネットワーク障害検出装置１は受信し，その受信した応答パケットから送信元アドレスを抽出する（Ｓ３２）。これにより，探索対象スイッチのアドレスを取得することができる。抽出したアドレスは探索対象スイッチのアドレスに設定される（Ｓ３３）。

なお，Ｌ２ループが発生していると，ネットワーク（サブネット）内のスイッチから応答パケットを受信できない可能性が高いので，例えば，ネットワーク内の通信が正常であることが明らかな場合（Ｌ２ループが発生していないことが明らかな場合）に，このアドレス取得処理が行われるのが好ましい。

また，取得されるスイッチのアドレス（ＭＡＣアドレス）の先頭３バイトは，スイッチのベンダーを識別するＯＵＩ(Organizationally Unique Identifier)であり，ネットワーク障害箇所検出装置１は，探索対象スイッチのベンダー特性を考慮した処理を行うことも可能である。

すなわち，図１２に探索対象スイッチのベンダー特性を考慮した処理のフローを示す。ネットワーク障害箇所検出装置１の統計情報取得部１１において，探索対象装置（スイッチ）のＭＡＣアドレスの先頭３バイト(OUI: Organizationally Unique Identifier)と，装置ベンダーの関係を示したテーブルを予め保持する（ステップＳ４１）。

図１３は，取得し，予め保存されたＭＡＣアドレスの先頭３バイト(OUI)とベンダーの関係を示したテーブルの一例である。

ついで，ＭＡＣアドレスの先頭３バイト(OUI)から該当する探索対象装置（スイッチ）の装置ベンダーを抽出する。図１４は，抽出された装置ベンダーを，探索対象装置（スイッチ）とそのＭＡＣアドレスを対応づけた表を示す図である。そして，該当のベンダーに対応した処理（例えば，ベンダーにより異なる通信回復手段）を実行する（ステップＳ４２）。

図１５は，ベンダーに対応した通信回復手段と連携した箇所を検出する手順を示すフローである。

すなわち，先ず探索対象装置（スイッチ）に対し，ベンダーに対応した通信回復手段を利用してパケットの疎通を確保する（ステップＳ５１）。

ついで，本発明に従い，先に実施の形態例により説明したように，架空の発ＭＡＣアドレスを持つ複数のブロードキャストパケットを送信して，図８又は図９のシーケンスによりＬ２ループ障害となっている箇所の検出を実行する（ステップＳ５２）。

（付記１）
ネットワークに配置される複数の探索対象装置のいずれかで発生しているＬ２ループ障害箇所をネットワーク障害箇所検出装置により探索する方法であって，
前記ネットワーク障害箇所検出装置は，
複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットをブロードキャストし，
前記複数の探索対象装置のそれぞれで学習される前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報を統計情報として取得し，
前記取得された統計情報から前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみであるか，あるいは二つであるかを求め，
前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置が，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定する
ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。

（付記２）
付記１において，
前記ネットワーク障害箇所検出装置は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットのブロードキャストに先だって，予め前記ネットワークに配置される複数の探索対象装置にＭＩＢ（Management Information Database）取得要求である簡易ネットワーク管理プロトコルによる取得要求コマンドを送り，応答可能の探索対象装置からの応答パケットを受信し，前記受信した応答パケットから探索対象装置のアドレスを取得する
ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。

（付記３）
付記１において，
前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみである探索対象装置について，前記学習ポートの方向にネットワーク障害箇所が有ると判断することを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。

（付記４）
付記1において，
前記ネットワーク障害箇所検出装置は，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定した複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置に対し，前記二つの学習ポートのいずれかのインターフェースを遮断させるメッセージを送り，前記Ｌ２ループ障害を回避させることを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。

（付記５）
ネットワークに配置される複数のスイッチのいずれかで発生しているＬ２ループ障害箇所を検出するネットワーク障害箇所検出装置であって，
複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットをブロードキャストし，前記複数の探索対象装置のそれぞれで学習される前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報を統計情報として取得する統計情報取得部と，
前記統計情報取得部で取得された統計情報から前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみであるか，あるいは二つであるかを求め，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置が，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定するデータ解析部を有する
ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。

（付記６）
付記５において，
前記統計情報取得部は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットのブロードキャストに先だって，予め前記ネットワークに配置される複数の探索対象装置にＭＩＢ（Management Information Database）取得要求である簡易ネットワーク管理プロトコルによる取得要求コマンドを送り，
前記データ解析部は，前記応答可能の探索対象装置からの応答パケットを受信し，前記受信した応答パケットから探索対象装置のアドレスを取得する
ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。

（付記７）
付記５において，
前記データ解析部は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみである探索対象装置について，前記学習ポートの方向にネットワーク障害箇所が有ると判断することを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。

（付記８）
付記５において，
前記統計情報取得部は，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定した複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置に対し，前記二つの学習ポートのいずれかのインターフェースを遮断させるメッセージを送り，前記Ｌ２ループ障害を回避させることを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。

（付記９）
付記５におけるネットワーク障害箇所検出装置であって，前記ネットワークに配置される複数のスイッチのいずれかに接続されている端末で構成されることを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。

レイヤ２ループによるネットワーク障害を説明する図である。 レイヤ２ループによるネットワーク障害を説明する図である。 レイヤ２ループによるネットワーク障害を説明する図である。 本発明原理に従うネットワーク障害箇所検出システムの構成例を示す図である。 図４に対応する図５に示す処理フローである。 第１の実施例として示すネットワークにおいて，Ｌ２ループ箇所を検出する手順を示す図である。

本発明の第一の実施の形態例におけるネットワーク障害検出装置の処理フローチャートである。
図６に対応する動作フローである。 異なる発ＭＡＣアドレス（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）をブロードキャストする例に対応するシーケンスチャートである。 図８に説明した発ＭＡＣアドレスのパケットのブロードキャストの方法 における問題を解消するシーケンスチャートである。 Ｌ２ループ障害発生箇所の回避処理の方法のフローである。 探索対象スイッチのアドレスを取得するための処理フローチャートである。 探索対象スイッチのベンダー特性を考慮した処理のフローを示す図である。 取得し，予め保存されたＭＡＣアドレスの先頭３バイト(OUI)とベンダーの関係を示したテーブルの一例を示す図であるである。 抽出された装置ベンダーを，探索対象装置（スイッチ）とそのＭＡＣアドレスを対応づけた表を示す図である。 ベンダーに対応した通信回復手段と連携した箇所を検出する手順を示すフローである。

符号の説明

１ ネットワーク障害箇所検出装置，
２０，３０：端末，
ＳＷ１〜ＳＷ７：レイヤ２スイッチ，
１１：統計情報取得部，
１２：データ解析部，

Claims (5)

1. ネットワークに配置される複数の探索対象装置のいずれかで発生しているＬ２ループ障害箇所をネットワーク障害箇所検出装置により探索する方法であって，
   前記ネットワーク障害箇所検出装置は，
   複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットをブロードキャストし，
   前記複数の探索対象装置のそれぞれで学習される前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報を統計情報として取得し，
   前記取得された統計情報から前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみであるか，あるいは二つであるかを求め，
   前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置が，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定する
   ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。
2. 請求項１において，
   前記ネットワーク障害箇所検出装置は，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットのブロードキャストに先だって，予め前記ネットワークに配置される複数の探索対象装置にＭＩＢ（Management Information Database）取得要求である簡易ネットワーク管理プロトコルによる取得要求コマンドを送り，応答可能の探索対象装置からの応答パケットを受信し，前記受信した応答パケットから探索対象装置のアドレスを取得する
   ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。
3. 請求項１において，
   前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみである探索対象装置について，前記学習ポートの方向にネットワーク障害箇所が有ると判断することを特徴とするネットワーク障害箇所検出方法。
4. ネットワークに配置される複数の探索対象装置のいずれかで発生しているＬ２ループ障害箇所を検出するネットワーク障害箇所検出装置であって，
   複数の異なる発ＭＡＣアドレスのパケットをブロードキャストし，前記複数の探索対象装置のそれぞれで学習される前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートの情報を統計情報として取得する統計情報取得部と，
   前記統計情報取得部で取得された統計情報から前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートが一つのみであるか，あるいは二つであるかを求め，前記複数の異なる発ＭＡＣアドレスの学習ポートを二つ有する探索対象装置が，前記Ｌ２ループ障害箇所であると判定するデータ解析部を有する
   ことを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。
5. 請求項４におけるネットワーク障害箇所検出装置であって，
   前記ネットワークに配置される複数の探索対象装置のいずれかに接続されている端末で構成されることを特徴とするネットワーク障害箇所検出装置。

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