(57)【要約】【課題】  フレームのヘッダ部分およびペイロード部分におけるユーザ設定の自由度を保ちつつ、高速にフレームの改変エラーを検出するネットワーク試験システムを提供すること。【解決手段】試験フレームをフレーム交換装置に送信して改変エラーを検出するネットワーク試験システムにおいて、前記試験フレームのペイロード部に擬似ランダムパターンを挿入し、試験用付加情報部に擬似ランダムパターンを挿入した位置の値を付加したことを特徴とするもの。  【選択図】                    図１
2010010793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験フレームをフレーム交換装置に送信して改変エラーを検出するネットワーク試験システムにおいて、
前記試験フレームのペイロード部に擬似ランダムパターンを挿入し、試験用付加情報部に擬似ランダムパターンを挿入した位置の値を付加したことを特徴とするネットワーク試験システム。
【請求項２】
送信側の試験装置が試験フレームをフレーム交換装置に送信し、受信側の試験装置が前記フレーム交換装置で交換処理がなされる際に発生した改変エラーを検出するネットワーク試験システムにおいて、
前記送信側の試験装置は、ペイロード部に擬似ランダムパターンが挿入され試験用付加情報部に擬似ランダムパターンを挿入した位置の値が付加された試験フレームを送信し、
前記受信側の試験装置は、前記フレーム交換装置から出力された試験フレームを受信して擬似ランダムパターンの同期引込を行い、フレーム内の演算開始位置と同期引込情報を比較してペイロード部の整合性を検査することを特徴とするネットワーク試験システム。
【請求項３】
前記受信側の試験装置は、複数系統の擬似ランダムパターン同期引込手段と、これら複数の同期引込結果から所望の同期引込情報を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項２記載のネットワーク試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク試験システムに関し、詳しくは、フレームのヘッダ部分のユーザ設定の自由度を保ちつつ、高速にフレームの改変エラーを検出するネットワーク試験システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＡＮ（Local Area Network）技術をベースとしたＷＡＮ（Wide Area Network）が各地域にそれぞれ構築され、これらをさらに基幹網により接続した通信網が全国規模で展開されている。ＬＡＮやＷＡＮを接続する通信装置としては、ルータ、ゲートウェイ、スイッチなどが用いられている。
【０００３】
ところで、これらネットワークを接続する通信装置において、交換処理を施して他の通信装置にフレームを転送するのにあたり、交換処理とは無関係な部分についてもフレームを改変してしまうことがある。
【０００４】
そこで、これらの通信装置の機能評価や交換検証をするために、ネットワーク試験装置が用いられている。このネットワーク試験装置には、フレーム（パケット）の送受信統計機能の他、種々の機能が設けられている。
【０００５】
このようなネットワーク試験装置の先行技術文献としては、下記のような特許文献または非特許文献が知られている。
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００８８０６０Ａ１
【０００７】
【非特許文献１】横河技報  vol.49  2005  No4  IPネットワーク試験装置AE5511
【非特許文献２】IEEEStd802.3-2005   3.1.1 MAC frame format
【０００８】
図８は、従来のネットワーク試験装置の一例を示す構成図である。図８において、試験装置１は、試験対象装置３の複数のポートに対して試験フレームを送信する。この試験フレームは試験対象装置３で交換処理がなされて試験装置２に出力される。ここで、試験フレームとはユーザにより試験用に定義されるフレームであり、交換処理に使用されるヘッダ部分と、交換処理とは無関係なペイロード部分からなる。
【０００９】
図９は、図８で用いられる試験フレームの具体例図である。ヘッダ部分５１０およびペイロード部分５１１は、さまざまなプロトコルを指定したり、可変長にしておくことにより、多様な種類の試験が可能となる。たとえば、送信フレーム数と受信フレーム数の比較により、試験対象装置３を介してフレームがいくつ転送されたかを試験できる。また、試験フレームの試験用付加情報５０６に送信時間情報を付加することにより、受信側の試験装置２でフレーム転送時間を試験できる。
【００１０】
さらに、以下に示すような方法で、受信した試験フレーム内容の正常性を試験できる。
（イ）フレームのベースフォーマットとして規定されているフレームチェックシーケンスを送信時に正常な値としておき、受信時に確認することでフレームの正常性を試験する。たとえば非特許文献２のようなＭＡＣフレームに適用することができる。
【００１１】
（ロ）図１０に示すように、ペイロードチェックサムフィールドを持つプロトコル（たとえばＩＰやＴＣＰ）をペイロード部分に配置し、試験装置１から送信するときに正しいチェックサム値を入れておく。図１０ではHeader Checksum（１６ｂｉｔ）５２０のフィールドにチェックサム値を入れておく。そして、そのフレームを受信側の試験装置２で受信したときに、このチェックサム５２０を確認することでフレームのペイロード部分の正常性を試験する。
【００１２】
（ハ）送信時に、試験対象装置３（もしくはネットワーク網）が交換処理に参照や書き換えを行わないペイロード部分に、固定データ（たとえば擬似乱数など）を配置しておき、受信時に配置された固定データが変化していないことを確認することで、フレームのペイロード部分の正常性を試験する。
【００１３】
（ニ）特許文献１の段落番号００８９〜段落番号００９２に記載されているような特定の範囲（たとえばペイロード部分）をチェック対象としたその試験装置独自のチェックサムを試験用付加情報５０６としてフレームに追加し、受信側の試験装置３で受信したときにこのチェックサムを確認することでフレームの特定範囲の正常性を試験する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、（イ）の方法のようにＭＡＣフレームのフレームチェックシーケンスを使用することによりフレーム全体の正常性は確認できるが、試験対象装置３となるスイッチやルータはフレームの受信時にフレームチェックシーケンスを確認して異常を検出するとフレームごと破棄してしまうという問題がある。
【００１５】
また、試験対象装置３の交換処理によってフレームの一部が改変されることがあることから、試験対象装置３から試験装置２へフレーム転送する際は、通常、フレームチェックシーケンスの値を再計算するとともに、フレームチェックシーケンスの内容をこの再計算された値に上書きする。この場合、たとえ交換処理とは無関係なペイロード部分が変化した場合でも、受信側の試験装置２は、図１１のように試験装置３から転送された試験フレームを正常なフレームと認識してしまうという問題がある。
【００１６】
この問題を図１１で説明する。図１１は、送信側の試験装置１から試験フレーム５３０が送信され、試験対象装置３で交換処理がなされた試験フレーム５４０となり、この試験フレーム５４０が通信回線を介して受信側の試験装置２に入力される（符号５５０）様子を示している。
【００１７】
ここで、試験フレーム５３０の内容は符号５３１に示すとおりであるが、これによればペイロード部分のユーザーパターンは「１２３４５６７８・・・・・」であり、「送信元ＩＰ」は「１９２．１６８．１．１」となっている。ところが、試験対象装置３で交換処理された様子を符号５４１で確認すると、ユーザーパターンが「１２３４Ａ６７８・・・・・」であり、送信元ＩＰが「１００．１６８．１．１」となっている。
【００１８】
この改変は、図示のとおり異常改変（改変エラー）であるが、符号５５１の通り再計算されたフレームチェックシーケンス（ＦＣＳ）の値が「２０」と正常値を示すために受信側の試験装置は、この試験フレームを正常と認識してしまう。
【００１９】
また、（ロ）の方法は、交換処理によって再計算されないプロトコルをペイロードに配置することで、上述した（イ）の問題の発生を防ぐことができる。ただし、配置できるプロトコルがチェックサムをもつプロトコルに限定されるという課題があり、チェックサムを持たないプロトコル（たとえばＨＴＴＰ）には使用できない。
【００２０】
また、受信側の試験装置２の処理としては、プロトコルの判定やチェックサム位置の特定、さらにプロトコルごとに方式が異なるチェックサム演算を行うことになるため、ハードウェアによる実現には大規模な回路が要求され、これをソフトウェアにより実現する場合にはラインレートでの処理が困難であるという問題がある。
【００２１】
さらに、（ハ）の方式は、交換処理とは無関係なペイロード部分に所定のパターンを挿入することで、受信側の試験装置３における演算処理が不要で比較のみとなり、高速な動作に適合しやすい。しかし、ペイロード部分のパターンがすべてのフレームで同様でなければならないため、ユーザー設定の自由度が非常に低くなるという問題がある。また、所定のパターンの開始位置をペイロード部分とした場合、ヘッダ長を検出する処理が要求されるため、高速動作に対応させるためにはすべてのフレームのパターン配置位置（フレームの先頭からのオフセット）を統一しなければならず、結果として試験フレームのヘッダ長が制限されるという問題がある。
【００２２】
また、（ニ）の方式はフレーム内の特定部分（たとえばペイロード部分）のみを対象としたチェックサムをフレームの後部つまり試験用付加情報５０６に挿入することで、（ハ）の方法に対応可能だが、（ハ）の方法と同様に高速動作に対応するためにはすべてのフレームのパターン配置位置を統一しなければならず、試験フレームのヘッダ長が制限されるという問題がある。
【００２３】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたものであり、フレームのヘッダ部分のユーザ設定の自由度を保ちつつ、比較的簡単な構成で、高速にフレームの改変エラーを検出するネットワーク試験システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
このような問題を解決するため、請求項１記載の発明は、試験フレームをフレーム交換装置に送信して改変エラーを検出するネットワーク試験システムにおいて、前記試験フレームのペイロード部に擬似ランダムパターンを挿入し、試験用付加情報部に擬似ランダムパターンを挿入した位置の値を付加したことを特徴とする。
【００２５】
請求項２記載の発明は、送信側の試験装置が試験フレームをフレーム交換装置に送信し、受信側の試験装置が前記フレーム交換装置で交換処理がなされる際に発生した改変エラーを検出するネットワーク試験システムにおいて、前記送信側の試験装置は、ペイロード部に擬似ランダムパターンが挿入され試験用付加情報部に擬似ランダムパターンを挿入した位置の値が付加された試験フレームを送信し、前記受信側の試験装置は、前記フレーム交換装置から出力された試験フレームを受信して擬似ランダムパターンの同期引込を行い、フレーム内の演算開始位置と同期引込情報を比較してペイロード部の整合性を検査することを特徴とする。
【００２６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載のネットワーク試験システムにおいて、前記受信側の試験装置は、複数系統の擬似ランダムパターン同期引込手段と、これら複数の同期引込結果から所望の同期引込情報を選択する選択手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
これにより、ヘッダ部分のユーザ設定の自由度を保ちつつ、高速動作が可能でハードウエア回路が小規模な方式で、ペイロード部分の整合性を検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明によるネットワーク試験システムの構成例について図１を参照して説明する。図１は本発明によるネットワーク試験システムの構成例である。試験装置１０は、試験対象装置３０の複数のポートに対して試験フレーム６１０〜６１２（以下、単に符号６１０という）を送信する。これらの試験フレーム６１０は試験対象装置３０で交換処理が施され、試験フレーム６１３〜６１５が試験装置２０に出力される。ここで、試験フレームとはユーザにより試験用に定義されるフレームであり、図２に示すように、交換処理に使用されるヘッダ部分６２０と交換処理とは無関係のペイロード部分６３０とで構成されている。
【００２９】
図２は試験フレーム６１０の構成例である。試験フレーム６１０は、プリアンブル６２１、ヘッダ部分６２０、ペイロード部分６３０、フレームチェックコード６６０で構成される。ヘッダ部分６２０は、送信先のアドレスを格納する送信先６２２の他、送信元のアドレスを格納する送信先６２３、制御情報を格納する制御情報６２４からなる。
【００３０】
ペイロード部分６３０は、擬似ランダムパターン６４０の他、試験用付加情報６５０からなる。また、この試験用付加情報６５０は、先頭パターン６５１、タイムスタンプやシーケンス番号などからなるフィールド６５２およびペイロード演算開始位置情報６５３からなる。
【００３１】
図３は、図２の試験フレーム６１０における整合性検査範囲例の説明図である。すなわち、本発明では、ペイロード部分６３０における擬似ランダムパターン６４０の部分を整合性検査範囲としている。
【００３２】
図４は試験装置１０の構成図である。試験装置１０は、記憶部１１、フレーム生成部１４、擬似ランダムパターン発生部１５、送信部１６とで構成される送信ブロックからなるが、後述する受信ブロック（図示せず）を併せて備えても差し支えない。
【００３３】
記憶部１１は、フレーム構成情報７１１を格納するフレーム構成格納部１２と、擬似ランダムパターンの演算開始位置値７１２を格納する演算開始位置格納部１３からなる。
【００３４】
フレーム生成部１４は、フレーム構成情報７１１に基づいてフレーム７１３を生成し、送信部１６に出力する。擬似ランダムパターン発生部１５は、擬似ランダムパターンを発生し、演算開始位置値７１２に基づきタイミングを合わせてフレーム生成部１４に出力する。送信部１６は、フレーム７１３に演算開始位置値７１２を挿入し試験フレーム６１０として出力する。
【００３５】
図５は試験装置２０の構成図である。試験装置２０は、受信部２１、擬似ランダムパターン同期引込部２２、比較部２３からなる。ただし、図示しない送信ブロックを併せて備えても差し支えない。
【００３６】
受信部２１は、試験対象装置３０から出力された試験フレーム６１３を受信して、擬似ランダムパターン同期引込部２２にフレーム７２１を出力するとともに、演算開始位置値７２３を比較部２３に出力する。
【００３７】
擬似ランダムパターン同期引込部２２は、フレーム７２１の先頭から擬似ランダムパターンの同期引き込みを開始し、同期引込情報７２２を比較部２３に通知する。
【００３８】
比較部２３は、演算開始位置値７２３と同期引込情報７２２を比較し、結果（一致/不一致）を保持またはカウントし、比較結果として出力する。
【００３９】
改変エラーを検出するための動作を説明する。ここで、改変エラーとは、交換処理の過程において試験対象装置３０がフレーム（パケット）の交換情報部分を改変する際に、フレームの交換情報部分とは無関係な部分（例えばペイロード部分）も変えてしまうことをいう。
【００４０】
まず、送信側の試験装置１０の動作を説明する。試験装置１０において、フレーム生成部１４は、記憶部１１のフレーム構成格納部１２からフレーム構成情報７１１を読み込むとともに、擬似ランダムパターン発生部１５から擬似ランダムパターンを読み込み、送信すべきフレームの列を生成し、フレーム７１３として送信部１６へ出力する。
【００４１】
送信部１６は、フレーム７１３の後部に演算開始位置値７１２を挿入し、試験フレーム６１０として外部に出力する。
【００４２】
次に、受信側の試験装置２０の動作を説明する。受信部２１は、試験フレーム６１３を受信して、擬似ランダムパターン同期引込部２２に対してフレーム７２１として通知する。また、受信部２１は、試験フレーム６１３から演算開始位置値７２３を抽出して比較部２５に出力する。
【００４３】
擬似ランダムパターン同期引込部２２は、フレーム７２１の先頭から擬似ランダムパターンの同期引き込みを開始する。擬似ランダムパターンの同期を引き込んだら、その同期が確立した位置を保持するとともに、フレーム７２１の試験用付加情報６８０の手前まで擬似ランダムパターンの正常性を検査する。その検査結果および同期確立位置を同期引込情報７２２として比較部２５に出力する。
【００４４】
比較部２３は、演算開始位置値７２３と同期引込情報７２２の同期確立位置を比較した結果と、同期引込情報７２２の擬似ランダムパターンの正常性の検査結果からペイロード部６３０の整合性検査範囲７００の整合性を判定し、その判定結果を比較結果として出力する。
【００４５】
このように、試験フレーム６１０に演算開始位置値６５３と擬似ランダムパターン６４０を挿入することで、ヘッダ長やペイロード長が異なるフレームごとに個別の範囲でパターン正常性の試験が可能となる。
【００４６】
すなわち、演算範囲が確定するまで演算を行わない場合には、試験フレームを保持して演算範囲確定後に演算を行わなければならないが、本発明によれば受信時に擬似ランダムパターンの同期引込を行うことができ、フレーム全体を保存することなく正常性を検査できる。そして、演算範囲確定時には正常性検査が終わっているために、すぐに比較確認が可能となる。
【００４７】
図６は図５に示した受信側の試験装置２０の変形例であり、受信部２１には複数系統の擬似ランダムパターン同期引込部２２が接続され、これら複数系統の擬似ランダムパターン同期引込部２２の出力端子は選択部２４を介して比較部２３に接続されている。
【００４８】
このような構成において、受信部２１は複数系統の擬似ランダムパターン同期引込部２２に対してフレーム７２１を出力する。各擬似ランダムパターン同期引込部２２は、フレームの先頭から擬似ランダムパターンの同期引込を行っていく。ある擬似ランダムパターン同期引込部で同期引込が確立すると、別の擬似ランダムパターン同期引込部はその先のデータ列の同期引込を行う。
【００４９】
これにより、先に確立した同期引込が誤同期だった場合には、別の同期引込を継続させることができる。
【００５０】
フレーム７２１のペイロードの終わりまでデータ列が送られたとき、選択部２４は複数の同期引込結果からどの同期引込情報が正しいかを判断して選択する。そして、選択された同期引込情報は比較部２３に出力されて比較され、その結果が出力される。
【００５１】
図５の構成では、擬似ランダムパターン同期引込部２２が１系統であるため、フレーム７２１のヘッダ部で誤同期してしまった場合、再同期を開始するまでにペイロード部のデータ列が送られてくると、ペイロード部の先頭からの擬似ランダムパターンの正常性が確認できなくなってエラーと判定されてしまうが、図６のように構成することでこのようなエラー判定を回避できる。
【００５２】
図６の構成では擬似ランダムパターン同期引込部２２を複数系統とすることでフレーム７２１のヘッダ部での誤同期を回避することで擬似ランダムパターンの正常性を確認できるが、擬似ランダムパターン同期引込部２２が複数必要となるため、回路規模が大きくなってしまう。
【００５３】
図７は図５の試験装置受信部２０の他の変形例であり、受信部２１にはフレーム記録部２５が接続され、フレーム記憶部２５の出力端子は擬似ランダムパターン同期引込部２２を介して比較部２３に接続されている。
【００５４】
このような構成において、受信部２１はフレーム記憶部２５に対してフレーム７２１と演算開始位置値７２３を出力する。フレーム記憶部２５は、フレーム７２１と演算開始位置値７２３を１組として個別に記憶する。
【００５５】
擬似ランダムパターン同期引込部２２は、フレーム記憶部２５から記録されたフレーム７２４とともに組として記憶されている演算開始位置値７２５を読み込む。擬似ランダムパターン同期引込部２２は、読み込まれたフレーム７２４の同期引込を、読み込まれた演算開始位置値７２５の位置から行う。
【００５６】
これにより、同期引込をフレームの間違った位置から行ってしまう誤同期を回避することができる。すなわち、擬似ランダムパターン同期引込部２２は、演算開始位置値７２５からフレーム７２４のペイロードの終わり（試験用付加情報６８０の手前）まで擬似ランダムパターンの正常性を検査し、その検査結果を同期引込情報７２２として比較部２３に出力する。比較部２３は、同期引込情報７２２の演算開始位置からの擬似ランダムパターンの正常性の検査結果から判定結果として出力する。図７の構成では、フレーム記憶部２５を追加することで、擬似ランダムパターン同期引込部２２を１系統で構成することが可能となる。
【００５７】
また、図５〜図７の擬似ランダムパターン同期引込部２２で同期引込確定後、擬似ランダムパターンにｂｉｔエラーが含まれていた場合や同期外れとなってしまった場合、フレーム７２１のどの位置かを情報として保持する。一方、ネットワーク網を試験する試験装置の多くには、受信フレームをキャプチャる機能を持っている。この機能は、受信フレームをメモリに保存し、後に取り出し表示する機能であるが、キャプチャしたフレームのステータス（エラーフレームなど）も表示される。
【００５８】
これにより、同期引込後のｂｉｔエラーや同期外れの位置情報をキャプチャしたフレームのステータスにリンクさせることにより、ペイロードの不整合の発生箇所をユーザに明示することができる。
【００５９】
以上説明したように、本発明によれば、フレームのヘッダ部分のユーザ設定の自由度を保ちつつ、比較的簡単な構成で、高速にフレームの改変エラーを検出するネットワーク試験システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明によるネットワーク試験システムの構成例である。
【図２】試験フレーム６１０の構成例である。
【図３】ペイロード演算開始位置６５３のフィールドに格納された情報が試験フレーム６１０にどのように作用するか説明するための説明図である。
【図４】試験装置１０の構成図である。
【図５】試験装置２０の構成図である。
【図６】受信側の試験装置２０の変形例である。
【図７】受信側の試験装置２０の他の変形例である。
【図８】従来技術によるネットワーク試験システムの構成例である。
【図９】試験フレームの構成例である。
【図１０】ＩＰｖ４のフレームフォーマットの例である。
【図１１】改変エラーの発生例である。
【符号の説明】
【００６１】
１０    試験装置
１１    記憶部
１２    フレーム構成格納部
１３    演算開始位置格納部１３
１４    フレーム生成部
１５    擬似ランダムパターン発生部
１６    送信部
２０    試験装置
２１    受信部
２２    擬似ランダムパターン同期引込部
２３    記憶部
２４    セレクタ部
２５    比較部
３０    試験対象装置
【図１】
2010010793.tif 000003
【図２】
2010010793.tif 000004
【図３】
2010010793.tif 000005
【図４】
2010010793.tif 000006
【図５】
2010010793.tif 000007
【図６】
2010010793.tif 000008
【図７】
2010010793.tif 000009
【図８】
2010010793.tif 000010
【図９】
2010010793.tif 000011
【図１１】
2010010793.tif 000012
【図１０】
2010010793.tif 000013