JPH0734562B2

JPH0734562B2 - プロトコル故障検出方法

Info

Publication number: JPH0734562B2
Application number: JP1028631A
Authority: JP
Inventors: 光鈴木; 直也新垣
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1989-02-09
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH02209051A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、通信回線上の信号をモニタし、通信中に発生
する故障を検出する装置によるプロトコル故障検出方法
に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、加入者系のプロトコル試験装置については、DDX
網試験システム（DNTS）の構成（日本電信電話株式会社
・通研実報第36巻第６号P.733〜741,1987）及びINS伝達
システムの運用保守システム（日本電信電話株式会社・
通研実報第36巻第８号P.1003〜1010,1987）において論
じられている。

これらの装置においては、端末または網の機能を代行し
て、被試験装置との対向試験を行なうことが試験の主体
となっており、試験可能な通信シーケンスも、例えば発
呼して応答を受け切断するような一般的なシーケンスの
みに限定され、プロトコル仕様に規定された全てのシー
ケンスを網羅してはいない。このため通信機器のソフト
バグ等に起因し、一般的な通信シーケンスでない場合に
発生するプロトコル故障を検出するのに適しておらず、
このような故障の検出は、プロトコルモニタを用いて収
集した観測情報の信号シーケンスや信号のパラメータを
入手により解析することにより行なっていたため、多大
の労力がかかるという問題があった。

この問題を解決するため、故障検出の自動化を可能とす
るプロトコルモニタ方式が、湊らによって提案されてい
る（昭和62年電子情報通信学会情報・システム部門全国
大会S14−４）。この提案における故障検出のメカニズ
ムを第４図に示す。

第４図は、次の各ステップの説明と併せて参照された
い。

（１）加入者系の初期状態（S0）が既知の場合:nは０
から始まる。

〔ステップ〕時系列的にｎ番目にくる観測情報（Mn）が次にとり得る
状態（Sin＋１）を一意に決める。ここで、ｉは状態Sin
＋１の数を表す。この場合、ｉ＝１である。

〔ステップ〕時系列的に（ｎ＋１）番目にきた観測情報（Mn＋１）の
送信条件が、Mn＋１の送信元と想定される状態（Sjn＋
１）の組を限定する。ここでｊは組の数を表す。

〔ステップ〕・（Sin＋１）∧（Sjn＋１）＝１ならば、状態Sn＋１に
関する通信は正常であり、ステップへ進む。

・（Sin＋１）∧（Sjn＋１）＞１ならば、さらに状態を
切り分けるため、観測情報（Mn−1,Mn＋１）を用いた解
析が必要となるが、ここでは省略する。

・（Sin＋１）∧（Sjn＋１）＝０ならば、通信は異常で
あり、Mn,Mn＋1,Sn＋１のいづれかが故障である。
（Ｓ）は状態Ｓの種類を表す。

〔ステップ〕ｎ＝ｎ＋１としてステップへ進む。

（２）加入者系の初期状態（Sn）が未知の場合:nは任
意の値から始まる。

〔ステップ〕観測情報（Mn）の受信条件が次にとり得る状態（Sin＋
１）の組を限定する。

〔ステップ〜〕前記ステップ〜と同様である。

すなわち、この方式は、プロトコル仕様に規定された状
態遷移規則を知識ベースシステムに組み込み、通信機器
の状態の候補を、モニタされた入力イベントから限定
し、ある入力イベントから予想される次の状態候補の集
合と、次の入力イベントから予想される前状態の候補の
集合と照合し、もし両方の候補集合の共通集合の要素が
１つの場合は正常とみなし、１つもなければプロトコル
故障が発生したとみなし、複数あれば、その次の信号等
の状態遷移規則を用いて故障検出を行なうとしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

この方式に残された課題として以下の２点が挙げられ
る。

（１）状態特定のためのメカニズムが、２つの信号（例
えば上述のMnとMn＋１）の対から推定する仕組みとなっ
ており、信号発生間隔が長いシーケンスでは迅速に実行
できない。

（２）状態を特定できない間は、入力イベントの受信毎
に、入力イベント発生前の状態候補をパターンマッチン
グにより選定し、この選定された状態候補と、１回前の
入力イベントからパターンマッチングにより選定されて
いた次状態の候補とのパターンマッチングを行なわなけ
ればならず、状態及び入力イベントの種類の多いプロト
コルでは、パターンマッチングの回数が膨大になるとい
う問題があった。

例えば、状態数＝14,入力イベント数＝17のプロトコル
で状態推定を開始した場合、入力イベント発生後の次状
態候補選定のためのパターンマッチング回数は、状態遷
移規則の総数14×17＝238回となり、次のイベント発生
時に、その入力イベント発生前の状態候補選定のための
パターンマッチング回数も238回となり、更に両方の状
態候補に共通の状態候補を選定するためのパターンマッ
チングが必要となる。

本発明の目的は、上記課題を解決するため、プロトコル
仕様に規定された状態遷移規則を網羅し、一般的な通信
シーケンス以外をシーケンスも含めて、単独の信号から
少ないパターンマッチング回数での状態特定を行い、プ
ロトコル仕様の変更にも対応が容易なプロトコル故障検
出方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的達成のため、本発明は、プロトコル仕様に規定
された状態遷移規則を網羅して格納する状態遷移ルール
データベース部を設け、それとは独立に通信中の信号を
モニタして、受信１回毎に、状態推定を行い、通信の正
常性を監視する状態解析部を設け、状態解析部が状態遷
移ルールデータベース部の情報とモニタ信号とのパター
ンマッチングにより通信中のプロトコル故障を検出でき
るようにしており、このことを最も主要な特徴とする。

〔作用〕

信号の送受信等の入力イベントが起こると、本装置の状
態解析部においてその内容を解析し、状態遷移ルールデ
ータベース部の状態遷移規則の内、現在適用可能なルー
ルの集合の中から一致する入力イベントを持つルールを
検索し、次状態の候補集合を作り、適用可能なルールの
集合を更新する。

この次状態の候補がただ１つであれば状態が特定され、
以後の入力イベントにより、状態の追従または故障の検
出が行なわれる。故障検出は、入力イベントと状態遷移
規則とのパターンマッチングによって行なわれ、どの状
態遷移規則も入力イベントと一致しなかった場合に、故
障として保守者に通知される。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図であっ
て、ISDNユーザ・網インタフェースレイヤ３プロトコル
について、ユーザ側の故障監視を目的として本方法をＴ
点モニタに適用した場合を示している。

同図において、１は状態遷移ルールデータベース部で、
ユーザ側の状態遷移規則が第1A図に例示するレコード形
式に従って格納されている。２は状態解析部、2aはデコ
ード処理部、2bは状態推定処理部、2cは状態追従・故障
検出処理部、３は端末装置（被試験装置）、４は通信回
線、５はモニタ回線、６は網終端装置、７は端局装置、
８は交換機、９はマン・マシン・インタフェース装置で
ある。

通信回線４からモニタ回線５を介してモニタ信号（入力
イベントの１つ）が状態解析部２に送られると、状態解
析部内のデコード処理部2aによって信号内容が解析され
る。

この解析された信号は、被試験装置３の現状態がまだ特
定されていない場合（以下状態未定フェーズと呼ぶ）に
は、状態解析部２内の状態推定処理部2bに送られる。一
方、現状態が特定されている場合（以下状態特定フェー
ズと呼ぶ）には、状態解析部２内の状態追従・故障検出
処理部2cに送られる。

状態未定フェーズにおいて、状態推定処理部2bでは、あ
らかじめ現在可能性のある状態を記憶しており、デコー
ド処理部2aから送られた解析済み信号の内容と前記可能
性のある状態の情報とを、状態遷移ルールデータベース
部１に格納された状態遷移規則とパターンマッチングさ
せることによって、次に可能な状態の集合を洗い出して
記憶する。もし、次に可能な状態がただ１つに絞られて
いたなら、状態が特定されたとして状態特定フェーズに
移行する。

状態特定フェーズにおいて、状態追従・故障検出処理部
2cでは、あらかじめ特定された現状態を記憶しているの
で、デコード処理部2aころ送られた解析済み信号の内容
と前記現状態とを、状態遷移ルールデータベース部１に
格納された状態遷移規則とパターンマッチングさせるこ
とによって、ただ１つの状態遷移規則が選択でき、次状
態を特定する（状態追従処理）。もし、どの状態遷移規
則にも当てはまらない入力イベントが来ていた場合に
は、故障が検出されたとして保守者に通知する（故障検
出処理）。

第２図は、本発明の第２の実施例を示すブロック図であ
って、前記プロトコルについて、網側の故障監視を目的
として、本方法をＶ点モニタに適用した場合を示してい
る。同図において各装置の説明は第１図に示した前記第
１の実施例のそれと同様であるが、この場合被試験装置
は端末装置３ではなく交換機８である。

前記第１の実施例との違いは、状態遷移ルールデータベ
ース部１に前記プロトコル仕様に規定された全ての網側
状態遷移規則が、第2A図に例示するレコード形式に従っ
て格納されている点である。

前記第１・第２の実施例を組み合わせることによって、
ユーザ・網両側を同時に故障監視することも可能であ
る。その一実施例を第３図に示す。第３図については改
めて説明するまでもないであろう。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、通信をモニタして、そ
のシーケンスに含まれる故障を入力イベントの受信毎に
検出できる仕組みとなっており、従来方式よりも効率の
よい状態推定が可能である。

一例として、ISDNユーザ・網インタフェースレイヤ３プ
ロトコルにおいてユーザ側の状態推定時に必要なパター
ンマッチングの回数を比較する。まず、プロトコル仕様
の状態数＝14、入力イベント数＝17、一回のパターンマ
ッチングにより候補集合に選ばれる平均の状態候補数＝
７である。本発明では、最初入力イベントと全状態遷移
規則とのパターンマッチングが必要であり、その比較回
数は238回である。この結果、候補として残る状態数は
平均７個であるから、次のパターンマッチングに必要な
比較回数は119回である。

一方、従来方式では、２つの信号から別々に候補集合を
作るので、それぞれのパターンマッチングに必要な比較
回数は238回ずつである。そして候補集合には７個ずつ
の状態が残るので、その共通集合を作るのに必要な比較
回数は49回である。両者の差分を取ると、従来方式の方
が、本発明より168回余分にパターンマッチングを行な
っていることになる。

また、本発明においては、状態遷移ルールデータベース
部１に、プロトコル仕様に規定された状態遷移に関する
情報を全て格納し、状態解析部２と独立な構成をとった
ために、プロトコル仕様に変更があった場合、状態遷移
ルールデータベース部１のみの変更で対応できるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第1A図は
状態遷移規則の例を示す説明図、第２図は本発明の他の
実施例を示すブロック図、第2A図は状態遷移規則の他の
例を示す説明図、第３図は本発明の更に別の実施例を示
すブロック図、第４図は故障検出の従来のメカニズムを
示す説明図、である。符号の説明１……状態遷移ルールデータベース部、２……状態解析
部、2a……デコード処理部、2b……状態推定処理部、2c
……状態追従・故障検出処理部、３……端末装置、４…
…通信回線、５……モニタ回線、６……網終端装置、７
……端局装置、８……交換機、９……マン・マシン・イ
ンタフェース装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｍ 3/24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信回線をモニタすることによって、通信
中に発生する故障を検出する装置において、プロトコル仕様に定められたプロトコル状態遷移規則
（現状態・入力イベント・動作・出力イベント・次状態
の組）を格納する状態遷移ルールデータベース部を持
ち、入力イベント即ち信号の送受信等の状態遷移を引き
起こす要因となる現象を検出すると、検出した入力イベ
ントと状態遷移ルールデータベース部の入力イベントと
のパターンマッチングを行い、一致する状態遷移規則の
次状態の集合を実際の次状態の候補として記憶し、以下
順次、次状態の候補が１つになるまでこの処理を繰り返
し、その結果、状態が特定された後は、入力イベント毎
に、状態遷移ルールデータベースの入力イベントとパタ
ーンマッチングを行い、一致する状態遷移規則がない場
合に故障と判断することを特徴とするプロトコル故障検
出方法。