JP4940464B2 - ネットワーク機器試験装置 - Google Patents
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Description
(1)パケットの記録容量が膨大となる
(2)送信したパケット情報を受信検査部に転送するのに検査対象のイーサネット(登録商標)の通信路と同等のバンド幅をもつ別の通信経路を必要とする
(3)受信したパケットの照合手続きに大きな回路量や時間がかかる
という欠点をもつ。
(1)パケットの記録容量が膨大となる、
(2)送信したパケット情報を受信検査部に転送するのに検査対象のイーサネット(登録商標)の通信路と同等のバンド幅をもつ別の通信経路を必要とする、
(3)受信したパケットの照合手続きに大きな回路量や時間がかかる、
という欠点をもつ。
(1)パケットの記録容量が膨大となる、
(2)送信したパケット情報を受信検査部に転送するのに検査対象のイーサネット(登録商標)の通信路と同等のバンド幅をもつ別の通信経路を必要とする、
(3)受信したパケットの照合手続きに大きな回路量や時間がかかる、
などの問題点を解決する手法として、ハッシュ関数とハッシュテーブルを利用した検査方法を提案している。すなわち、パケットの送信側において、パケット送信に際し、当該送出パケットのハッシュ値をハッシュ関数により計算し、その値をハッシュテーブルに記録すると共にカウンタに1加える。ここでの操作の肝心な点は、異なるパケットのハッシュ値同士が一致することが無いようにすることである。すなわち、異なるパケットに対し値の一致が無くなる様にハッシュ関数を構成するか、または、ハッシュ関数に値の一致が発生した場合は、パケットを作り直して、値が一致しないようパケットを生成するものである。
1)スループット・平均パケット長の測定
64バイトからジャンボパケットまでのあらゆるパケットに対応し,スループットと平均パケット長の測定を行う機能を実装する。全てのパケットサイズにおいて,理論値通りのスループットを計測可能。
フレーム間ギャップ(IFG: Inter Frame Gap)やプリアンブルを含めたあらゆるフレームシーケンスを検査する機能を実装する。エラー発生時のネットワーク機器の挙動を正確に把握できる。
有害ホームページへのアクセス制限に用いるURLフィルタの動作検証機能を実装する。ハッシュテーブルを用いることにより小さな実現コストで高速なフィルタ機能検査が可能となった。フィルタリングの機能検査を行いながらのスループット測定も可能である。
1)URLフィルタリング機能検証装置
2)フレーム送受信シーケンス検査装置
3)スループット・平均パケット長計測装置
送信器では、ホストPCから、フレームデータとパラメータ(フィルタリングされるべきものであるかどうかや、フレーム間ギャップやプリアンブルのサイズ、パケットの送出頻度など)を、メモリに格納する。メモリに格納されたパケットのフレームデータは、乱数などによりフレーム取り出し器で適当な物がえらばれて、フレームジェネレータに送られる。ここでパソコンから送られたパラメータに従って、指定されたレーム間ギャップやプリアンブルを挿入され、PHYチップへ送られる。このとき同時に送出されるパケットフレームのハッシュ値が計算され、ハッシュ値ごとの出現頻度のカウンタを1増やしメモリ上のハッシュテーブルに記録する。送信が終了したら、このハッシュテーブルの値をホストPCに送信する。メモリへの入出力は必要に応じて転送レートの調節のためFIFO(First-In Fist-Out: 先入れ先出しのバッファ)を経由して行う。受信器では、受信したデータをPHYチップから受け取り、それがフレームであることが検出されたら、ハッシュ値を計算し、メモリにあるハッシュテーブルの対応するハッシュ値の度数カウンタを1増やす。受信が終了したら、このハッシュテーブルの値をホストPCに送信する。メモリへの入出力は必要に応じて転送レートの調節のためFIFOを経由して行う。ホストPCでは、送信器と受信器から送られてきたハッシュテーブルの各ハッシュ値の種類や度数を比較し、それがフィルタリングされるべきパケットであれば受信されていないことを確認する。フィルタリング対象でなければ、送受信で同じ数のパケットが出現していることを確認する。以上の機構により、高速に、少ないメモリ使用量で、パケットフレームの到着順序の入れ替わりにも対応できるパケットフィルタの検査が行える。
図7では、ホストPCが送信フレームとそのシーケンスの設定をFPGA/ASIC内のシーケンサを介して行い、シーケンサがそれに従って、プリアンブルやフレーム間ギャップまで精密に生成されたパケットフレームのシーケンスをメモリに格納する。格納の形式は、送出するパケットシーケンスの生データでも良いが、長いシーケンスを実現するために、あらかじめ格納してあるパケットへのアドレス列の形やそれを生成するプログラムの形でも良い。格納されたデータは受信器の準備が整った時点でホストPCからの指令で、一気にPHYチップを介して試験対象機器に送出される。メモリへの入出力は必要に応じて転送レートの調節のためFIFOを経由して行う。
図10は、本発明に基づくネットワーク機器のスループットと平均パケット長を測定する装置の送信器と受信器のブロック図である。
図9の送信器は、ホストPCからパケットフレームのジェネレータへパケット送出に関するパラメータをセットし、フレームジェネレータがPHYチップで指定されたシーケンスで連続的にパケットを送出する。
図10の受信器は、PHYチップから受け取ってデータをフレーム検出器にとおし、フレームの受信バイト数をバイトカウンタで記録し、パケット検出器でパケットの識別を行いパケットカウンタで記録する。これを単位時間毎に計測し、スループットや平均パケット長を出力する。
Claims (4)
- 送信器と、受信器と、送信器から検査対象機器を経て受信器にいたる伝送路と、送信器に対して検査パケットとパラメータの設定を行う手段と、送信器と受信器とからのデータにより、それぞれの検査テーブルの計算、収集、を行う手段と、検査結果の算出、出力を行なう手段とを備え、
上記検査テーブルは、パケットからハッシュ値を計算し、該ハッシュ値をアドレスとしたテーブルで、該ハッシュ値のカウント値を加算したものであり、
ここで、上記検査テーブルの計算、収集とは、それぞれ、上記の様にパケットからハッシュ値を計算すること、上記ハッシュ値のカウント値を加算することであり、
さらに、前記ハッシュ値毎の送信側と受信側との度数を比較することにより、パケットの到着の有無を確認する手段を備え、
ネットワークの物理層に接続された送信器の論理プログラマブルデバイスから直接パケット列を生成することを特徴とするネットワーク機器試験装置であって、
送信器はフレームデータをランダムにする手段と、送信データのハッシュ値の計数手段を備え、
フレームデータをランダムにする上記手段は、上記送信器にあらかじめ設定された複数種類のフレームデータから、ランダムに選択する手段であり、
異なるパケットでハッシュ値が同一の場合は、前記パケット内部のフィルタリングのキーと独立な部分を変更するか、前記パケットに新たな部分を付加するか、して、異なるパケットは異なるハッシュ値を持つように構成する手段を備えることを特徴とするネットワーク機器試験装置。 - 同一の物理層チップに複数の論理プログラマブルデバイスを接続して切り換えることにより、あるいは、論理プログラマブルデバイスとして部分書き換え可能な論理プログラマブルデバイスを用いることにより、パケット送出のための回路を切り換えることを特徴とする請求項1に記載のネットワーク機器試験装置。
- 論理プログラマブルデバイスには、パケット発生部と受信チェック部を設けて検査機能を持たせたことを特徴とする請求項2に記載のネットワーク機器試験装置。
- 上記の論理プログラマブルデバイスは、機能ブロックの単位でのプログラミングが可能な回路を含むデバイスであるか、特定用途向け集積回路を構成する半導体集積回路を用いたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のネットワーク機器試験装置。
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