JP2004511930A - ネットワーク・プロセッサを試験システムの一部として利用するための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ネットワーク・プロセッサをネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験するための、詳細には、VOIPネットワークおよびVOIPデバイスを試験するための試験システムの一部として利用する。ネットワーク・プロセッサは、試験システムの一部として使用され、ソフトウェアによって正確に制御されて、ネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験するために様々な機能を提供する。ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験システムは、パケットを処理すること、パケットを作成すること、パケットを受信すること、およびパケットを分析することを行うようにプログラミングすることができる。したがって、試験システムは、高帯域幅インターフェースを使用するネットワーク条件のシミュレーション、高帯域幅インターフェース上のパケット−フロー間の相関に関するスニフィング機能、ネットワーク・プロファイルのキャプチャおよび/または作成、ネットワーク・パケットのキャプチャおよび分析を提供する。
Description
【0001】
(関連出願の相互参照)
本発明は、2000年8月2日出願の仮出願、整理番号60/222384、および2000年11月11日出願の仮出願、整理番号60/248269に対して35 U.S.C §119(e)の下で優先権を主張する。これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
(発明の背景)
ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル(VOIP)は、個人が、音声情報、ファックス情報、およびデータ情報を電話網とデジタル通信網の組み合わせを介して送信し、また受信することができるようにするかなり新しい技術である。電話網などの従来の回線交換網では、通信が確立されたとき、チャネルが、通信の継続時間にわたって終端間で専用となる。チャネル内で未使用の帯域幅が存在した場合でも、その帯域幅は、コールが終了されるまで使用不可能である。音声ベースのコールのおよそ60パーセントが沈黙であり、したがって、電話網の帯域幅の大きい部分が無駄になっているのを研究が示している。これは、多くのタイプの通信が、パケット網の帯域幅を共用するパケット網とは正反対である。パケット網の容量は、パケット交換網においてはるかに効率的に埋められる。パケット網を介して伝送するために音声信号を準備する際に使用される音声活動検出(Voice activity detection)技術により、より多くの帯域幅を節約するためにVOIPコールの沈黙スペースが除去され、また、音声圧縮技術により、音声活動が存在する場合に伝送しなければならないデータの量が縮小される。音声をインターネットと、または企業内のイントラネットとマージすることにより、長距離電話網および関連する長距離電話料金の課金をすべてバイパスすることができる。
【0003】
音声伝送のリアルタイムの性質のため、有効な音声変換は、妥当なレベルの連続性を必要とする。音声は、音節間の音声を含む周期的な信号または可変の信号である。通常の電話コールは、音声要素、および会話の休止などの非音声要素を含む。音声コールの連続性は、ネットワーク帯域幅を求めて音声パケットと競合する多数のパケットによる悪影響を受ける可能性がある。従来の電話コールは、この問題を被ることがない。というのは、従来の電話コールは、前述したとおり、専用のチャネルを使用するからである。パケット網を介して伝送するために音声通信を処理するのに必要な機器は、許容可能であるためには有効な音声通信を構成するニュアンス、抑揚、および休止を留め、保持しなければならない。
【0004】
VOIP環境では、音声信号は、パケット網を介して伝送するために処理される。VOIP環境は、パケット網の各終端における一対のゲートウェイを含む。ゲートウェイは、VOIPを実行するのに必要な圧縮およびパケット化を行う。ゲートウェイによる圧縮プロセスおよびパケット化プロセスの実行は、時間を必要とする。このプロセスにより、パケット網内の待ち時間としても知られる遅延が導入される。また、ネットワーク自体も、ゲートウェイ間のネットワーク・パス内のルータが、どれだけビジーであるかに応じて、遅延を導入する可能性がある。人間の耳は、音声コールの連続性の低下を認識するまでに、およそ250ミリ秒の遅延を許容することができる。250ミリ秒を超える遅延は、良質のVOIP伝送を維持するために回避する必要がある。
【0005】
パケット交換網は、通常、大量のマージするトラフィック、エグジットするトラフィック、および通過するトラフィックを伴ってバースト性である。パケット・スイッチまたはルータによって扱われる可変のパケット速度により、1つの送信元の場所から特定の宛先に行くパケット間で可変の遅延がもたらされる。パケット間のこの可変の遅延は、ジッタとして知られる。このジッタには、VOIP伝送の完全性を保持するため、有効に対処しなければならない。さらに、送信元から宛先に至る経路が、時間とともに変化し、さらに可変の遅延を生じさせ、場合により、パケットの順序の変更を生じさせる可能性がある。ほとんどのゲートウェイは、パケットを収集し、許容可能な連続性をデータに戻してある量のジッタを克服するバッファを有するが、ジッタを克服するためのバッファの使用は、遅延の量が最小限になるように調整しなければならない。
【0006】
また、パケット網自体も、IPを介して音声を伝送することが抱える問題の一因となる可能性がある。ネットワークは、様々な物理媒体、ネットワーク・プロトコル、ならびにトラフィックのフローを制御する様々なルータおよびスイッチを含む可能性がある。VOIPトラフィックも、その他の非VOIPトラフィックもともに、同じデータ網上の帯域幅を求めて競合する。
【0007】
データ網を定義するプロトコルは、元々、リアルタイムではないトラフィックに合わせて設計された。従来のデジタル・パケット網では、ルータまたはスイッチは、パケットで過負荷になったとき、輻輳を緩和するためにパケットをドロップすることができる。終端プロトコルには、再伝送を要求することによるなど、ネットワーク内でルータまたはスイッチによってドロップされたパケットを考慮に入れる方法が組み込まれており、データの完全性が保持されるようになっている。VOIP伝送においてある量のパケットがドロップされることは、許容可能であるが、1パーセントないし3パーセントを超えるパケット損失は、劣悪な品質のVOIP伝送をもたらす。したがって、ドロップされたパケットに関して監視を行い、試験を行うことが重要である。
【0008】
VOIP環境およびVOIPデバイスを試験する1つの従来の試みは、ソフトウェア制御の下でパーソナル・コンピュータ(PC)を使用して、統計的変動を有する低速度のネットワーク・エミュレーションを提供することを含む。この手法は、およそ数十メガビット/秒の速度に限定され、この速度では、VOIP環境の堅牢なリアルタイムのエミュレーションが提供されず、またこの手法は、特定のユーザ環境のエミュレーションも提供しない。
【0009】
従来のネットワーク・スイッチまたはネットワーク・ルータは、汎用プロセッサ、または経路指定機能がASICにハードコードされた特定用途向け集積回路(ASIC)を利用する。このデバイスを使用してスイッチまたはルータの入力ポートから出力ポートにデータのパケットを誘導する。ネットワーク・プロセッサとして知られる新しいクラスの集積回路が、現在、入手可能になっている。このネットワーク・プロセッサは、ネットワーク・ルータ内およびネットワーク・スイッチ内で利用されることを目的とする。カスタム開発されたASICおよび汎用プロセッサを市販のネットワーク・プロセッサで置き換えることができる。ネットワーク・プロセッサは、パケット・データを入力ポートから適切な出力ポートに移動させるための所望の経路指定ルーチンを提供するようにプログラミングされる。ASICSは、開発するのに1年以上かかる可能性があり、またそのASICを変更する必要性が生じた場合(例えば、新しい機能のサポートを提供するため)、その変更には、6ヶ月間、またはさらに長い期間かかる可能性があり、また古いASICを取外し、新しいASICで置き換えることも必要とされる。ネットワーク・プロセッサは、通常、カスタム・コアおよび特別の1組の命令を利用して通信機能を効率的に処理する。新しい機能に関するサポートを追加することは、単にソフトウェアを変更することを必要とし、ネットワーク・プロセッサ自体の変更または取替えを必要としない。
【0010】
以上のことに鑑みて、ネットワークのエミュレーション、ネットワーク・パケットのスニフィング、ネットワーク・パケットのキャプチャおよびネットワーク・パケットの測定、パケットの生成およびパケットの終了を提供し、またネットワーク・プロファイルをキャプチャし、かつ/または提供するため、ネットワーク・プロセッサを利用する試験システムを提供することが望ましい。さらに、そのようなシステムは、使用するのが簡単であり、新しいソフトウェア・ツールを追加する能力を有することが望ましい。
【0011】
(発明の概要)
以上の背景に留意して、本発明の目的は、ネットワーク・プロセッサをネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験する、詳細には、VOIPネットワークおよびVOIPデバイスを試験するための試験システムの一部として利用することである。ネットワーク・プロセッサを試験システムの一部として使用し、ソフトウェアによって正確に制御して、ネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験するために様々な機能を提供する。
【0012】
ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験システムは、パケットを処理すること、パケットを作成すること、パケットを受け取ること、およびパケットを分析することを行うようにプログラミングすることができる。したがって、試験システムは、高帯域幅インターフェースを使用するネットワーク条件のシミュレーション、高帯域幅上のパケット−フロー間の相関に関するスニフィング機能、ネットワーク・プロファイルのキャプチャおよび/または作成、ネットワーク・パケットの作成、キャプチャ、および分析を提供する。
【0013】
試験システムは、ネットワーク・エミュレータとして使用することができる。ネットワーク・エミュレータは、VOIP網のゲートウェイ間にネットワークの挙動を導入する。試験システムは、RTP(リアルタイム・トランスポート・プロトコル)ストリームに待ち時間およびジッタを加えることができる。また、試験システムは、パケットをドロップすること、パケットを複製すること、およびストリーム内でパケットの順序を変更することもできる。いつどのようにこの置換がRTPストリームに加えられるかは、ネットワーク・プロファイルによって決まる。ネットワーク・プロファイルは、ユーザによって作成されること、またはパケット・キャプチャ−分析ツールによってキャプチャされることが可能である。
【0014】
試験システムは、VOIPパケット・キャプチャ−分析ツールとして利用されるとき、いくつかの機能を行う。ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用して2つのゲートウェイ間のRTPストリームを分析することができる。ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用してシグナリング・プロトコル・パケット・ストリームを分析することができる。また、ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用して、RTPストリームおよびすべての他の可能なパケットに関して時間の経過に伴う、ジッタおよび損失などのネットワーク・パラメータのプロファイルを作成することもできる。さらに、ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用してポスト分析のためにパケットをフィルタに掛け、キャプチャすることができる。パケット・キャプチャ−分析ツールは、いくつかの物理ポートに関して以上の機能を行うことができる。
【0015】
ネットワーク・プロファイルは、時間の経過に伴うネットワークの挙動を定義する。VoIPストリームの場合、重要であるいくつかのパラメータが存在する。ネットワーク・プロファイルは、このパラメータが、時間とともにどのように変化するかを定義する。パラメータには、パケット待ち時間、パケット・ジッタ(変化する待ち時間)、パケットの順序変更、単一またはバーストのパケット損失、および個々のパケットのパケット複製が含まれる。プロファイルは、2つの異なる仕方でストリームに適用される。1つの仕方は、実際の時刻に関連する。これは、2つの異なるRTPストリームから同時に受け取られたパケットに、同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。他方の仕方では、ストリームのパケットに、そのストリームが開始されたときに関連してプロファイル・パラメータが適用される。これは、2つのRTPストリームが、完全に別の時刻に開始された場合でも、そのストリームの継続時間にわたってそのストリームのパケットに同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。
【0016】
ネットワーク・プロファイルは、いくつかの仕方で作成することができる。パケット・キャプチャ−分析ツールのキャプチャ・バッファを分析し、その分析からプロファイルを作成することができる。ユーザが、GUI編集ツールを使用して最初から特定のプロファイルを作成することができる。また、ユーザは、統計上のパラメータに、例えば、2パーセントのパケット損失を入力することによって最初からプロファイルを作成することもできる。統計上のパラメータが使用されるとき、特定の決定論的プロファイルが作成される。これにより、ネットワーク・エミュレータの反復可能な実行が可能になる。また、GUIを使用してプロファイルを編集することもできる。プロファイルのセグメントを切り取り、ディスクに保存することができる。したがって、セグメントを一緒に連結することによってプロファイルを作成することができる。
【0017】
試験システムを使用して後の分析のためにパケットをキャプチャすることができる。キャプチャ機能のほとんどは、関心の対象となるパケットだけをキャプチャすることに関する。パケットは、インターフェース・ポートに着信したとき、受け取られ、フィルタに掛けられて、ある基準を満たすものだけが、キャプチャされる対象となる。しばしば、パケットの中のすべてのデータは、関心の対象ではなく、したがって、パケット全体を記憶することは必要ない。データ除去が、パケットから不要なデータを取り除くことを引き受ける。フィルタに掛けられ、除去処理を受けたパケットからのデータをキャプチャ・バッファの中に実際に記憶するのをオン/オフにするのにトリガ機能を使用する。これにより、ユーザが、あるイベントの辺りでだけパケットをキャプチャすることができるようになる。1組のパケットがキャプチャされた後、ユーザは、キャプチャ後分析ステップでキャプチャされたパケットを閲覧し、分析することができる。
【0018】
本発明は、以下のより詳細な説明および添付の図面を参照することで、よりよく理解される。
(詳細な説明)
マサチューセッツ州、ノース・アンドーバー(North Andover)のC−Port Corporationから入手可能なC−5 DCPなどのネットワーク・プロセッサは、通信アプリケーションに合わせて特別に設計されている。ネットワーク・プロセッサは、通常、ネットワーク・スイッチ内またはネットワーク・ルータ内でパケット処理、セル処理、ルックアップ・テーブル処理、および待ち行列管理を行うのに利用される。本発明は、様々なプロセッサ、ネットワーク・プロセッサをプログラミングすることによってネットワーク・プロセッサを完全に異なる仕方で利用して、スイッチング機能およびルータ機能の代わりに試験システム機能を提供する。
【0019】
ネットワーク・プロセッサ1のブロック図を図1に示している。ネットワーク・プロセッサ1は、各チャネルに関して、またネットワーク特有のタスクに関して専用のRISCプロセッサを組み込む。各プロセッサは、特定の機能を提供するように個々にプログラミング可能である。
【0020】
ネットワーク・プロセッサ1は、セルおよび/またはパケットを受信するため、処理するため、また伝送するために利用される16のチャネル・プロセッサ10を含む。ネットワーク・プロセッサは、特定のネットワーク・タスクを行うための5つのRISCプロセッサをさらに含む。5つのプロセッサは、エグゼクティブ・プロセッサ20、ファブリック・プロセッサ30、バッファ管理ユニット40、テーブル・ルックアップ・ユニット50、および待ち行列管理ユニット60を含む。
【0021】
ネットワーク・プロセッサ1は、各回線インターフェースに関してプログラミング可能なチャネル・プロセッサ10を含む。チャネル・プロセッサ10は、セル転送およびパケット転送を扱うのに使用される。各チャネル・プロセッサ10は、2つのシリアル・データ・プロセッサおよびRISCプロセッサ・コアを含み、これらが一緒に、セル−パケット処理を形成する。シリアル・データ・プロセッサおよびRISCプロセッサ・コアは、独立で動作して、パケットを宛先に転送することに関わる特定のタスクを行う。シリアル・データ・プロセッサは、外部データ・ストリームとチャネル・プロセッサ要素の間におけるプログラミング可能なインターフェースを提供する。チャネル・プロセッサ・コアは、記述子を構築し(セル/パケットの特徴付け)、さらなるテーブル・ルックアップを開始し、テーブル・ルックアップ結果を収集し、セル/パケットを分類し、またセル/パケットの特徴付けに基づいてスケジュール設定を行うために使用される。各チャネル・プロセッサは、様々なインターフェースをサポートする。このインターフェースには、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル(FiberChannel)、OC−3c、OC−12、OC−12c、OC−48c、T−1/E−1、およびT−3/E−3が含まれる。また、他のタイプのインターフェースもサポートされることが可能である。
【0022】
エグゼクティブ・プロセッサ20は、ユーザ・アプリケーションにおいてネットワーク制御機能およびネットワーク管理機能を提供するのに使用される。エグゼクティブ・プロセッサ20は、ネットワーク・プロセッサ1のシステム・リソースを管理する。エグゼクティブ・プロセッサ20は、ネットワーク・プロセッサを管理するのに使用される。また、エグゼクティブ・プロセッサは、外部CPU25とインターフェースを取ることも可能である。
【0023】
ファブリック・プロセッサ30は、スイッチ・ファブリック35に対するインターフェースを管理するのに使用される。ファブリック・プロセッサ30は、スイッチ・ファブリック35へのフローおよびスイッチング・ファブリック35からのフローのマッピングおよび管理を行う。ファブリック・プロセッサ30により、外部スイッチ・ファブリックを使用する複数のネットワーク・プロセッサを接続することによってネットワーク処理のスケーリングが可能になる。バッファ管理ユニット40は、ペイロード記憶を管理するのに使用され、ペイロード・データを記憶するのに使用される外部メモリ45に接続するインターフェースを含む。バッファ管理ユニットにより、高速の柔軟なメモリ管理が可能になる。テーブル・ルックアップ・ユニット50は、複雑なテーブルの探索および更新を実施するために使用される。回路テーブルおよび転送テーブルを含む外部ストーレッジ55に接続するのにメモリ・インターフェースが使用される。
【0024】
待ち行列管理ユニット60は、チャネル・プロセッサ10およびエグゼクティブ・プロセッサ20の間で記述子待ち行列を管理する。ペイロード記述子待ち行列を記憶する外部メモリ65との通信を提供するためにメモリ・インターフェースが含められる。
【0025】
ネットワーク・プロセッサ1は、バス70を含む。バス70により、ネットワーク・プロセッサ1内部の異なるプロセッサが、互いに通信することが可能になる。
【0026】
ネットワーク・プロセッサを一般的に説明したので、ネットワーク・プロセッサの試験システムへの適用を特定のタイプのネットワーク環境に関して説明する。
【0027】
ボイス・オーバーIP(VOIP)は、パケット交換網を使用して、従来の音声フラグメントを含むデータ・パケットを搬送する方法である。パケット交換網は、音声コールのために従来、使用されている回線交換網と比べて設置し、維持するのが安価であり、多くの新しい音声通信事業者が、VoIPを使用してより低い費用で長距離音声接続を提供してきた。新しい通信事業者も、古い既成の通信事業者もともに、新しいVoIPシステムを従来の回線交換機器と統合する必要がある。この統合のために特別に製作されたいくつかの機器が存在する。
【0028】
第1のアーキテクチャ上の構成要素は、音声ゲートウェイ、またはより単純にゲートウェイである。従来の音声交換機器によって搬送される音声ストリームをデータ・パケットに変換するのにゲートウェイが使用される。ゲートウェイという用語を単独で使用する場合、音声ゲートウェイであることが暗に示されている。次の構成要素は、ソフトウェア・スイッチである。ソフトウェア・スイッチは、ゲートウェイのデータ側でコール・セットアップを制御する。また、ソフトウェア・スイッチは、拡張機能のためのコール制御も提供する。最後のアーキテクチャ上の構成要素は、シグナリング・ゲートウェイである。シグナリング・ゲートウェイは、音声スイッチ領域(通常、SS7を介して搬送される)の中のイベントを翻訳し、ソフト・スイッチによって理解されるデータ領域の中のイベントに翻訳する。
【0029】
本発明は、ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験−測定システムを含む。このシステムにより、VoIP機器のベンダが、自らの製品を理解し、したがって、改良して、製品の受入れおよび配置を迅速にすることができるようになる。より一般的な用語であるメディア・オーバー・パケット(MoP)が、VoIP、ならびにIPを介するストリーミング・オーディオ、ストリーミング・ビデオ、ビデオ会議、およびファックスなどの他のパケット化されたデータ交換アプリケーションを包含する。本出願は、VoIPを中心にして本発明を説明しているが、MoPのサポートも、本出願によって意図されている。
【0030】
従来技術のVOIP環境100を図2で一般的に示している。この環境は、第1のユーザ・デバイス110と、第2のユーザ・デバイス160と、電話ネットワーク120と、第1のゲートウェイ130と、第2のゲートウェイ150と、パケット網140とを含む。コールが、第1のユーザ・デバイス110から発せられる。この実施形態では、第1のユーザ・デバイスは、電話機として描いている。ただし、電話機は、1つの可能なデバイスに過ぎず、ユーザ・デバイス110は、モデム、ファックス装置、または同様のデバイスであるのも可能であることを理解されたい。第1のユーザ・デバイス110の出力は、公衆交換電話網(PSTN)120などの電話網を介して伝送される。また、電話網は、構内交換機(PBX)、企業内で使用される私設電話網であってもよい。
【0031】
第1のユーザ・デバイス110からの信号が、電話網120を介して第1のゲートウェイ130に伝わる。ゲートウェイは、PSTNまたはPBXに対する標準のインターフェース、およびパケット網に対するインターフェースを備えている。必要な符号化/復号化、圧縮/圧縮解除、音声活動検出/快適雑音生成、およびパケット化/パケット化解除は、ゲートウェイによって行われる。音声信号を処理して、パケット網を介して伝送するのに必要な形式にすることは、ボコーダ、あるいはコーデックとしても知られるゲートウェイ内部の符号化/復号化サブシステムによって行われる。第1のゲートウェイは、オプションとして、音声を全く検出しないとき音声が存在しないことを示す符号を伝送するのを決定することができる。
【0032】
第1のゲートウェイの出力は、パケット網140を介して伝送するのに適したパケット化されたデータを含む。パケット網140は、インターネット、イントラネット、または他のパケット・タイプのネットワークであることが可能である。
【0033】
第2のゲートウェイ150が、パケット網140上でパケット・データを受け取る。ゲートウェイ150内部のボコーダが、パケット・データをパケット化解除し、圧縮解除し、復号化して音声信号にする。第2のゲートウェイは、音声が存在しないことを通知する符号を受け取った場合、適切なレベルの快適雑音を生成し、その雑音をボコーダに送り込むのを選択することができる。第2のゲートウェイ150から提供される音声信号は、電話網120を介して第2のユーザ・デバイス160まで伝わる。第2のユーザ・デバイス160の機能は、第1のユーザ・デバイス110と同様である。第2のユーザ・デバイス160も電話機として描いているが、モデム、ファックス装置、または同様のユーザ・デバイスとして実現することも可能である。好ましくは、第2のユーザ・デバイス160は、第1のユーザ・デバイス110と同じタイプのデバイスであり、したがって、例えば、ファックス装置が、別のファックス装置と通信する。
【0034】
第1のユーザ・デバイスと第2のユーザ・デバイスの間の通信は、双方向であることが可能であり、したがって、同様の1組のプロセスが、第2のユーザ・デバイス160と第1のユーザ・デバイス110の間で行われる。第2のユーザ・デバイス160は、電話網を介して第2のゲートウェイ150に信号を提供する。第2のゲートウェイ150は、第2のユーザ・デバイス160からのデータをパケット・データに変換する。このパケット・データが、パケット網を介して第1のゲートウェイ130に伝送される。
【0035】
第1のゲートウェイ130が、パケット網からパケット・データを受け取り、そのパケット・データを音声データに変換する。この音声データが、電話網120を介して第1のユーザ・デバイス110に提供される。そのようにして、第1のユーザ・デバイスと第2のユーザ・デバイスの間で単一方向の通信および/または双方向の通信が行われる。
【0036】
パケット網140を介してゲートウェイ130と150の間で伝わるパケット・データは、遅延、ジッタ、パケット損失を被る可能性がある。データの簡潔で正確な表現を提供するため、ゲートウェイ130および150は、データが、このゲートウェイ間のパケット網を通過する際に被るあらゆる遅延、ジッタ、および/またはパケット損失を考慮に入れ、補償することが重要である。
【0037】
VOIP環境、およびVOIP環境内の特定のデバイスを試験するため、図3に示したシナリオ100’が使用される。試験ユニット180が、試験環境の一部として使用される。試験ユニット180が、音声データをゲートウェイ130および150に提供し、ゲートウェイ130および150から音声データを受け取る。ゲートウェイ130および150が、その音声データをパケット・データに変換し、パケット・データを音声データに変換する。試験システムのネットワーク・プロセッサが、ネットワーク・エミュレータとして動作するなどの試験機能を提供するようにプログラミングされた少なくとも1つの試験システム170が、パケット網上に第1のゲートウェイと第2のゲートウェイの間で配置される。
【0038】
ネットワーク・エミュレータ170のネットワーク・プロセッサは、入力でデータ・ストリームを受け取り、適切な出力に変更されたデータ・ストリームを提供するようにプログラミング可能である。VOIP環境およびVOIPデバイスを適切に試験するため、試験環境は、現実世界のVOIP環境を正確に再現しなければならない。そのようにするため、ネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサは、1つまたは複数の入力ポートでパケット・データを受け取り、システム時刻との関係で正確な計時点でパケットが提供される出力のパケット・データ・ストリームを提供するようにプログラミングして、出力のパケット・ストリームが、遅延、ジッタ、パケット損失、パケットの順序変更、および/またはパケット複製を有するパケットを含むようにする。そのようにして、現実世界のVOIP環境を表す出力データ・ストリームを提供することにより、ネットワーク・プロセッサを利用してネットワークをエミュレートする。
【0039】
試験ユニット180は、音声データ・ストリームをゲートウェイ130に提供する。ゲートウェイ130は、その音声データ・ストリームをパケット・データ・ストリームに変換する。ゲートウェイ130からのパケット・データ・ストリームは、ネットワーク・エミュレータ170の入力に提供される。ネットワーク・エミュレータ170のネットワーク・プロセッサは、プログラム制御の下で、変更されたパケット・ストリームをゲートウェイ150に提供する。この変更されたパケット・ストリームは、パケット遅延、ジッタ、パケット損失、複製パケット、および/または順序の変更されたパケットを含むことが可能である。変更されたパケット・ストリームは、ゲートウェイ150によって受け取られ、音声データに変換される。次に、この音声データが、試験ユニット180に提供される。次に、試験ユニット180が、受け取った音声データを評価して、ゲートウェイ150が、音声データの許容可能なレベルを維持しようと試みながら、ネットワーク・エミュレータ170によって提供された遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットを考慮に入れるのにどれだけ有効であったかを判定することができる。
【0040】
同様に、試験ユニット180が、音声データ・ストリームをゲートウェイ150に提供する。ゲートウェイ150は、その音声データ・ストリームをパケット・データ・ストリームに変換する。ゲートウェイ150からのパケット・データ・ストリームは、ネットワーク・エミュレータ172の入力に提供される。ネットワーク・エミュレータ172のネットワーク・プロセッサは、プログラム制御の下で、変更されたパケット・ストリームをゲートウェイ130に提供する。この変更されたパケット・ストリームは、パケット遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットを含むことが可能である。変更されたパケット・ストリームは、ゲートウェイ130によって受け取られ、音声データに変換される。次に、この音声データが、試験ユニット180に提供される。次に、試験ユニット180が、受け取った音声データを評価して、ゲートウェイ130が、許容可能なレベルの音声データを維持しようと試みながら、遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットを考慮に入れるのにどれだけ有効であったかを判定することができる。
【0041】
前述したとおり、ネットワーク・エミュレータ170および172は、ゲートウェイ130と150の間にネットワークの挙動を注入する。ネットワーク・エミュレータは、待ち時間およびジッタをRTPストリームに加える。また、ネットワーク・エミュレータは、パケットをドロップし、パケットを複製し、またパケットの順序を変更することもできる。ネットワークの挙動を注入することに加え、エミュレータは、ストリームを監視し、そのストリームの中のペイロード、すなわち、オーディオ・データを置き換えることもできる。いつどのようにこの置換がRTPストリームに加えられるかは、ネットワーク・プロファイルによって決まる。ネットワーク・プロファイルは、ユーザによって作成されること、またはパケット・キャプチャ−分析ツールによってキャプチャされることが可能である。
【0042】
ユーザは、ネットワーク・エミュレータがエミュレートしようとするネットワークの挙動を構成しなければならない。RTPパケットのグループに関するネットワークの挙動が定義される。グループが、送信元のIPアドレスおよびポート、ならびに宛先のIPアドレスおよびポートに基づいて定義される。例えば、IPアドレスAから来てIPアドレスBに行くすべてのRTPパケットに、同じネットワークの挙動が与えられる。また、グループが、同じ区別されたサービス・レベルを有するすべてのオーディオ・パケットまたはすべてのパケットなどの、グループ化することができる他のパケット特性に基づいて定義される。ネットワークの挙動が、時間とともに変化する可能性があるいくつかのパラメータで定義される。このパラメータには、パケット待ち時間、パケット・ジッタ(変化する待ち時間)、パケットの順序の変更(待ち時間の突然の大きな変化)、パケット損失、およびパケット複製が含まれる。そのような環境を図4で一般的に示している。ネットワーク・プロファイル190がネットワーク・エミュレータ170に提示される。ネットワーク・シミュレータ内部のネットワーク・プロセッサのプロセッサは、ネットワーク・プロファイルを利用して、そのネットワーク・プロファイルに従ってゲートウェイ130および/またはゲートウェイ150に適切な時刻にデータを提供するようにプログラミングされている。
【0043】
ユーザは、ネットワークの挙動、すなわち、1組のパラメータ・プロファイルを各グループに割り当てる。プロファイルは、パラメータが時間の経過と共にどのように変化するかを定義する。このプロファイルは、前に作成され、記憶されているか、または必要に応じてオンザフライで作成される。プロファイルは、現実のネットワーク上でパケット・キャプチャ−分析ツールによって測定された実際のプロファイル、プロファイリング・アプリケーションからユーザによって作成されたプロファイル、およびアプリケーションにおいて変更された実際のプロファイルなどの様々なソースから来ることが可能である。
【0044】
プロファイルは、2つの異なる仕方でストリームに適用することができる。1つの仕方は、実際の時刻に関連する。これは、2つの異なるRTPストリームから同時に受け取られたパケットに、同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。他方の仕方では、ストリームのパケットに、そのストリームが開始されたときに関連してプロファイル・パラメータが適用される。これは、2つのRTPストリームが、完全に別の時刻に開始された場合でも、そのストリームの継続時間にわたってそのストリームのパケットに同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。
【0045】
ネットワーク・プロファイルは、2つのレベルで、すなわち、全体的なグローバル時刻に、またコールにおけるオーディオの開始を基準として適用することができる。グローバル時刻プロファイルの場合、異なるフローの中のすべてのパケットが、同じプロファイルを見る。これは、ネットワークの全体的な挙動をエミュレートするためである。ネットワーク・プロファイルが、コールの開始を基準として適用される場合、ネットワーク・プロファイルは、常にオーディオ・ストリームの先頭で開始する。この機能は、様々なネットワーク・プロファイルが、決定論的な形でオーディオ品質にどのように影響を与えるかを試験する際、ある試験状況の再現を可能にするためのものである。
【0046】
ネットワーク・プロファイルは、いくつかの仕方で作成することができる。パケット・キャプチャ−分析ツールのキャプチャ・バッファを分析し、その分析からプロファイルを作成することができる。ユーザが、GUI編集ツールを使用して最初から特定のプロファイルを作成することができる。また、ユーザは、統計上のパラメータに、例えば、2パーセントのパケット損失を入力することによって最初からプロファイルを作成することもできる。統計上のパラメータが使用されるとき、特定の決定論的プロファイルが作成される。これにより、ネットワーク・エミュレータの反復可能な実行が可能になる。また、GUIを使用してプロファイルを編集することもできる。プロファイルのセグメントを切り取り、ディスクに保存することができる。したがって、セグメントを一緒に連結することによってプロファイルを作成することができる。
【0047】
ある状況では、ユーザは、RTPストリームの中のオーディオ・ペイロードを事前録音されたオーディオ・クリップ(または一連の事前録音されたオーディオ・クリップ)で置き換えて、すべてのチャネルで実際のオーディオを生成しない電話ロード生成器を使用している場合、すなわち、一部のチャネルだけがシグナリングされる場合。これは、単にオーディオ・コーデックをビジーに保つためだけであること、あるいは様々なネットワークの挙動で多数のチャネルに関して音声品質測定を可能にするためであることが可能である。オーディオ・ストリームは、沈黙クリップの後、トーン・クリップ(知覚音声品質測定(Perceptual Speech Quality Measurement)(PSQM)プロンプトが来ることを示す試験ユニット180へのシグナルとして使用される)が続き、その後に、PSQMクリップが続くことから成るのが可能である。これは、グループごとに行われる。オーディオ・ストリームは、.wavファイルなどのオーディオ・ファイルを様々なオーディオ符号化形式に変換するアプリケーションを使用して事前に符号化される。
【0048】
ユーザが、グループ、IPアドレス/ポートのペアを定義し、各グループにプロファイルを与え、オーディオ・ペイロードが置き換えられるかどうかを定義する。プロファイルおよび置換ペイロードをディスク上に記憶する。グループ構成を仮想システムを含む試験システムにダウンロードし、システムを開始する。次に、ゲートウェイ間でコールを生成することができる。システムが実行されている間、ユーザは、ネットワーク・エミュレータを使用していくつかのパラメータを監視することができる。このパラメータには、ストリーム数および毎秒のストリーム数、パケット数および毎秒のパケット数、およびバイト数および毎秒のパケット数が含まれる。
【0049】
このパラメータをインターフェース、グループ、または単一のストリームごとに監視することができる。また、ユーザは、あるグループまたはあるストリームに注目し、そのグループまたはストリームが実行しているプロファイルを知り、そのプロファイルのどこでパラメータが獲得されているかを知ることもできる。
【0050】
ネットワーク・エミュレータのネットワーク・プロセッサによって提供される遅延、ジッタ、パケット損失等の量は、プログラム可能であり、したがって既存のVOIP環境の特徴を試験環境においてネットワーク・エミュレータによって測定し、正確にエミュレートして、ゲートウェイ130および160が、測定される環境におかれた場合、どのように反応するかの試験を提供することができる。
【0051】
したがって、ユーザの既存のVOIP環境を測定し、特徴付けることができ、次に、ネットワーク・エミュレータ内部のネットワーク・プロセッサをプログラミングして相応するように同様の出力パケット・ストリームを提供し、ユーザの環境をエミュレートすることができる。ユーザの特定の環境に対するゲートウェイの反応を判定するように試験を行うことができる。例えば、ユーザの環境が、多くのジッタを被っているパケットを含む場合、ネットワーク・プロセッサは、同様の量のジッタをやはり含む出力パケット・ストリームを提供し、ゲートウェイに同様の条件を提供するようにプログラミングされる。ゲートウェイのパフォーマンスは、ゲートウェイが、ユーザの特定の環境においてどれだけ良好に動作するかを判定するため、測定することができる。
【0052】
さらに、ネットワーク・エミュレータのネットワーク・プロセッサは、ゲートウェイが、最悪ケースの条件下で許容可能な結果を提供できることを確実にするため、最悪ケースの試験を提供するようにプログラミングすることができる。ネットワーク・プロセッサは、最大の許容可能な量の遅延、ジッタ、パケット損失、パケットの順序の変更、およびパケット複製を提供するようにプログラミングし、またゲートウェイは、そのゲートウェイが、ネットワーク・エミュレータによって提供される最悪ケースのパケット・ストリームにどれだけよく対処するかを判定するように試験する。
【0053】
ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験システムのさらなる使用法は、試験システムがパケット・キャプチャ−分析ツールとして機能するように導くように試験システムのネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサをプログラミングすることである。パケット・キャプチャ−分析ツールとして機能するようにプログラミングされた試験システムを含む環境200を図5で示している。パケット・キャプチャ−分析ツール170は、単一のポート上の、または全二重のシステムにおいて一対のポート上のパケットを受動的に分析する。パケット・キャプチャ−分析ツール170は、フロー・レベルでパケットを分析し、全体的なフローに関係のあるデータを計算する。パケット・キャプチャ−分析ツール170は、インターフェース・ポート、単一のRTPストリーム、またはグループのRTPストリームを監視することができる。インターフェース・ポートは、存在するパケットの総数、毎秒のバイト数、およびRTPストリームの数といったことに関して監視することができる。単一のRTPストリームは、最小/最大/平均のジッタ、パケット損失等に関して監視することができる。個々のストリームに関する統計をグループのストリームに関して集計することができる。制御ストリームを分析して、コール速度、コール中止、コールのセットアップからオーディオまでの時間、コール確立時間、コール開放時間、およびコール継続時間などの、制御パフォーマンスに関する高レベルの統計を提供することができる。
【0054】
パケット・キャプチャ−分析ツール170は、監視の目的で使用することができる。オーディオ統計追跡は、制御ストリームとは独立に機能する。すなわち、パケット・キャプチャ−分析ツールは、コール・シグナリングの先験的な知識なしに、パケット・ストリームの中でオーディオを自動的に探し出し、追跡を開始することができる。RTPストリームは、次のパラメータに関して監視される。すなわち、最小/最大/平均のパケット・ジッタ、損失されたパケットの数、順序の変更されたパケットの数、複製されたパケットの数、パケット誤りの数、オーディオ符号化アルゴリズム、毎秒のパケット数、パケット当りのオーディオ・データ、およびパケット数である。以上のパラメータが、全体的な音声品質スコアにマップされる。
【0055】
また、グループのストリームも監視することができる。グループの例は、特定のIPアドレス、すなわちゲートウェイからのすべてのRTPストリームである。すなわち、グループ統計は、次のものを含む。すなわち、グループの中のすべてのストリームに関する最大/平均のパケット・ジッタ、グループの中のすべてのストリームに関する損失されたパケットの最大数/平均数、グループの中のすべてのストリームに関する順序の変更されたパケットの最大数/平均数、グループの中のすべてのストリームに関する複製されたパケットの最大数/平均数、グループの中のすべてのストリームに関する誤ったパケットの最大数/平均数、オーディオ符号化によるストリームの破損、最大/平均の時間の長さ、および平均のペイロード・サイズである。
【0056】
物理インターフェースは、同時にアクティブなストリームの最大数/平均数、アクティブなストリームの現在数、パケットの総数およびパケットの率、バイトの総数およびバイトの率、インターフェース帯域幅の最大/平均使用パーセント、ならびに誤ったパケットの総数および誤ったパケットの率などのパラメータに関して監視することができる。
【0057】
パケット・キャプチャ−分析ツール機能を使用することによってネットワーク・プロファイルを作成することができる。パケット・キャプチャ−分析ツール・ポートが、ネットワークにタップとして付けられる。スニフィングが、ある期間にわたって行われ、単一のストリームまたはグループのストリームを監視するようにセットアップされる。特定のIPアドレスを有するゲートウェイからのすべてのストリームなどのグループのストリームを監視している場合には、パラメータは、まとめて平均する。
【0058】
また、試験システムは、ネットワーク・プロファイルをキャプチャするためにも使用可能である。パケット・キャプチャ−分析ツールは、単一のRTPストリームまたはグループのRTPストリームを監視して、ネットワーク・プロファイルを判定することができる。前述したとおり、プロファイルは、1組のネットワーク・パラメータが、時間とともにどのように変化するかを定義する。このパラメータには、パケット・ジッタ、パケット損失、パケットの順序の変更、およびパケットの複製が含まれる。ユーザは、グラフの形式でプロファイルを見ることができ、プロファイルのセグメントは、ハードディスク上に記憶することができる。記憶されたプロファイルは、2つのゲートウェイ間にネットワークの挙動を導入するためにネットワーク・エミュレータによって使用されることが可能である。ユーザは、グラフィカルUIを使用して、あるいは前に記憶されているものを編集することによって最初から新しいプロファイルを作成することができる。
【0059】
パケット・キャプチャ−分析ツールは、新しいネットワーク・プロファイルを作成するため、キャプチャされたRTPパケットを分析することができる。プロファイルは、ユーザが、GUIで見ることができる。プロファイルのすべて、または部分を後にネットワーク・シミュレーション・プロファイルとして、または新しいプロファイルの中のセグメントとして使用するために記憶することができる。前に記憶されたプロファイルは、GUIで表示することができる。
【0060】
特定のイベントに関してネットワーク・プロファイルを走査して、フラグを立てることができる1組のプラグインが利用可能である。例えば、最大ジッタに関する設定可能なしきい値を有するジッタ・プラグインが存在する。ユーザは、ジッタしきい値を設定して、プロファイルに対してそのプラグインを実行することができる。ジッタがしきい値を超える各場所で、プロファイルにマークが付けられる。次にユーザは、プロファイルの中の関心の対象となる領域を検査して、その領域のいくつかを別のプロファイルに含めるために保存することが可能である。プラグインのリストには、パケットごとのジッタしきい値、ドロップされたパケット、および順序の変更されたパケットが含まれる。
【0061】
試験システムのネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサは、試験システムが、パケットをキャプチャして分析するように導くようにプログラミングすることができる。図6で示すとおり、このパケットは、ワイヤ上に存在するあらゆるタイプのものであることが可能である。パケットは、キャプチャする前にフィルタに掛けることができる。これにより、ユーザが、利用可能なバッファ・スペースを最もよく利用することができるようになる。フィルタを定義することに加えて、ユーザは、キャプチャ・プロセスを開始させる、または停止させることができるトリガを定義することができる。キャプチャされたパケットのバッファに後処理を行うことができる。ユーザは、ポスト閲覧フィルタを使用してバッファ全体をソートして、関心の対象となるパケットだけを見ることができるようにすることができる。また、ユーザは、生のバイトを見て、または選択されたフィールドの値を示す注釈付きの形式で、個々のパケットを詳細に見ることもできる。
【0062】
キャプチャ・プロセスのほとんどは、関心の対象となるパケットだけをキャプチャすることに関する。パケットは、インターフェース・ポートに着信したとき、受け取られて、フィルタに掛けられ、ある基準を満たすものだけが、キャプチャされる対象となる。しばしば、パケットの中のすべてのデータが、関心の対象となるわけではなく、したがって、パケット全体を記憶することは必要ない。データ除去が、パケットから不要なデータを取り除くことを引き受ける。フィルタに掛けられ、除去処理を受けたパケットからのデータをキャプチャ・バッファの中に実際に記憶するのをオン/オフにするのにトリガ機能を使用する。これにより、ユーザが、あるイベントの辺りでだけパケットをキャプチャすることができるようになる。1組のパケットがキャプチャされた後、ユーザは、キャプチャ後分析ステップでキャプチャされたパケットを閲覧し、分析することができる。
【0063】
試験システムは、パケットをフィルタに掛けるのを可能にする。複数のフィルタを同じポート上で使用することができる。フィルタリング・プロセスは、すべてのパケットを通す、ある基準を満たすRTPパケットだけを通す、ある基準を満たすシグナリング・パケットだけを通す、または何らかの低レベルの基準を満たすあらゆるパケットを通すことが可能である。RTPパケットに関する基準は、グループを定義する場合と同じである。すなわち、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、宛先UDPポート番号、インターフェース・ポート、およびオーディオ符号化アルゴリズムである。シグナリング・パケットに関する基準は、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、および宛先UDPポート番号である。低レベルのフィルタリングに関する基準は、MACアドレス、MACイーサネット(登録商標)・タイプ、IPアドレス、IPプロトコル番号、TCP/UDPポート、および特定のバイト・マスク・パターンである。また、パケット内容を検査し、要求されたWebページ・アドレスに関してフィルタに掛けるフィルタなどの高レベルの基準も使用することができる。
【0064】
パケット・キャプチャ・プロセスの一部には、データ除去が含まれていてもよい。データ除去プロセスは、パケットからデータを取り除いてキャプチャ・バッファ記憶要件を低くする。これにより、以下の構成要素が、記憶に含める/記憶から除外することができるようになる。すなわち、パケット・ヘッダ、すなわち、保存するプロトコル・ヘッダを選択する;パケット・ペイロード、すなわち、特定のプロトコルに関して;および部分的なペイロードである。プロファイルを作成するのを容易にするため、データ・ストリッパは、パケットに関して以下の情報が記憶されるようにすることができる。すなわち、受信タイム・スタンプ、RTPタイム・スタンプ、およびRTP順序番号である。
【0065】
また、試験システムは、トリガ機能も提供する。トリガは、キャプチャ・バッファを凍結させるのに使用する。トリガ・イベントは、キャプチャ・バッファにおける0%マーク、10%マーク、50%マーク、90%マーク、または100%マークに設定することができる。例えば、マークを50%に設定することは、バッファの中のパケットの半分が、トリガの前であり、またパケットの半分が、トリガの後に来たことを意味する。トリガ・イベントには、以下が含まれる。すなわち、パケットの誤り、ストリームの開始、ストリームの終了、フィルタと同じ基準、しきい値より大きいジッタ、ドロップされたパケット、複製パケット、順序の変更されたパケット、およびコール・シグナリング・イベントである。
【0066】
試験システムの別の特徴は、グループのパケット・ストリームを定義するのが可能であることである。グループは、統計を集める、または1組の関連するパケットにネットワーク特性を加えるのに使用する。例えば、特定のゲートウェイからのRTPストリームを一緒にグループ化することができる。次に、ユーザは、グループを使用してそのゲートウェイからのすべてのストリームに関するストリーム統計を集計すること、プロファイルを作成すること、または1組のストリームにネットワークの挙動を割り当てることができる。グループにおけるパケットのメンバシップは、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、宛先UDPポート番号、インターフェース・ポート、およびオーディオ符号化アルゴリズムに基づいて決定される。
【0067】
IPアドレスは、パケットがグループに入るかどうかを決定するのに一部のビットだけが重きをなすようにマスキングされる。ユーザは、マッチすべき単一のIPアドレスを容易に選択することができる。ポート番号は、ある範囲のポートまたは単一のポートであることが可能である。ユーザは、すべてのポートまたは単一のポートを容易に選択することができる。5つのパラメータのどれでも、グループにおけるパケットのメンバシップを決定することに含める、またはそのことから除外することができる。
【0068】
また、シグナリング・イベントも、トリガのソースであることが可能である。例えば、シグナリング・ストリームをコールの開始に関して走査することができ、コールの開始が、トリガを生じさせることが可能である。トリガ・イベントが生じたとき、いくつかのことが生じる可能性がある。パケットのキャプチャが、トリガとして設定されたパーセント・マークに応じて、開始される、停止される、または後の時刻に停止されることが可能である。さらに、フィルタおよびデータ・ストリッパに関するパラメータを変更することができる。例えば、これにより、ユーザが、特定のRTPストリームの始まりでRTPヘッダをキャプチャすることができるようになるのが可能である。以下の一続きのイベントが生じる。第1に、すべてのRTPパケットがキャプチャ・バッファにまで通されるようにフィルタが設定される。ストリッパは、各パケットからペイロードを取り除いてRTPヘッダだけが記憶されるようにする。トリガは、25%マークに設定される。次に、シグナリング・ストリームが、特定のコールの始まりに関して監視される。コールの始まりが検出されたとき、トリガ・イベントが生じる。トリガ・イベントにより、フィルタIPアドレスおよびポート・ペア・パラメータが変更され、関心の対象となるコールにRTPパケットだけが、キャプチャ・バッファまで通されるようになる。オプションとして、シグナリング・パケットが、キャプチャ・バッファに入るようにすることもできる。キャプチャは、トリガの後に来たコールに関するRTPパケットでバッファの75%が埋められたとき終了し、バッファの25%は、トリガの前に生じたすべてのRTPパケットで埋められている。キャプチャ・バッファに後処理が行われて、バッファの最初の25%の中の無関係なパケットがフィルタに掛けられて除去される。
【0069】
試験システムは、後処理分析を提供するのに使用することができる。後処理分析により、ユーザは、キャプチャされたパケットをより注意深く見ることができる。後処理分析は、いくつかの機能を提供する。1つの機能は、閲覧フィルタリング、すなわち、所望のパケットだけを見ることである。別の機能は、データ・フィルタリング、すなわち、パケットの中の所望のデータだけを見ることである。さらなる機能は、パケット閲覧、すなわち、パケットの中の生のデータを見ることである。さらなる機能は、パケット復号化、すなわち、パケットの中のフィールドおよびフィールドの値を識別することである。
【0070】
試験システムの特徴の1つは、試験システムまたはグループの試験システムのユーザ・ビューである。ユーザは、単一の試験システムにおけるポートのすべてを使用する、システムにおけるポートの一部だけを使用することによって試験システムを共用する、またはいくつかの試験システムからのポートを使用することができる。ユーザは、自身が使用するポートを選択し、確保した後、その1組のポートを単一の試験システムにおけるポートのように動作させ、実質的に仮想システムを作り出す。試験システムをグループ化して単一のインターフェースで管理される単一の大型試験ユニットを作成する。各システムにおけるロード時間を1ミリ秒以下で他のシステムと同期させなければならない。試験システム間の試験開始/停止の同期は、1ミリ秒またはさらに細かい分解能を有さなければならない。これは、システムを物理的に一緒に接続するのを必要とすることなく行うことができる。システム上の試験ポートを様々なユーザに区分することができる。各試験ポートを異なるユーザに割り当てることができる。各ユーザは、独自の試験を独立に構成し、開始し、また停止することができる。
【0071】
特定のシナリオを図3で示している。実験用ネットワークが、その他のデバイスに加えてネットワーク・エミュレータ170および172を有している。ユーザは、100メガビットのイーサネット(登録商標)の12個のポートをそれぞれが備えた2つのゲートウェイ130および150を有する。ユーザは、ネットワーク・エミュレータの24個のポートのうち2つをゲートウェイ間のネットワークとして動作するようにセットアップし、構成することを望んでいる。
【0072】
ユーザは、PC上でネットワーク・エミュレーション・アプリケーションを開始することから始める。このPCは、ユーザのデスク上など、企業ネットワークのどこに配置されていることも可能である。アプリケーションは、オペレーティング・システムに登録されているユーザ名およびマシン名を探し出し、このユーザ名およびマシン名は、リソースが予約されるとき、予約を識別することができるように使用される。
【0073】
次にユーザは、ネットワーク上のすべてのネットワーク・エミュレータを識別するようにアプリケーションに要求することができる。アプリケーションは、ネットワーク・エミュレータを自動的に見つけ出し、ネットワーク・エミュレータのリストをユーザに戻す。ユーザは、各ネットワーク・エミュレータに関する情報、例えば、名前、IPアドレス、場所、構成、ソフトウェア・バージョン等のクエリを行うことができる。ユーザは、そのリストから、使用したいと望むネットワーク・エミュレータを選択する。各試験システムに関して、ユーザは、どのリソースが、例えば、どのインターフェースが、既に予約されており、どれが空きであるかを知ることができる。次に、ユーザは、どのリソース、どのインターフェースを望むかを選択して予約する。このリソースは、ユーザによって予約済みになり、ネットワーク・エミュレータを見ている他のどのユーザも、そのユーザの名前を予約者として見る。ユーザは、インターフェースを予約した時点で、そのインターフェースに関するラベルおよび注釈を入力することができる。例えば、試験システムB、ポート1が、イーサネット(登録商標)17というラベルを付けられ、「ゲートウェイA、イーサネット(登録商標)・ポート9に接続されている」と書かれている注釈を有することが可能である。すべてのリソースが予約されると、ユーザは、「仮想システム」を作り出しており、この時点以降、ユーザは、その仮想システムが、あたかも自身だけが完全に独占的に制御する単一のネットワーク・エミュレータであるかのように、その仮想システムと対話する。ユーザは、自身の仮想システムの構成を得ることができ、その構成を保存する、または印刷することができる。保存された構成は、次の日にロードして同じ試験を繰り返すことが可能であり、印刷された構成を使用してユーザが、自身の試験セットアップを配線できるようにすることができる。
【0074】
ネットワークをエミュレートしながら2つのゲートウェイ間でスニフィングを行うことに関わるさらなるシナリオを図7で示している。このシナリオでは、ユーザは、ネットワーク・エミュレーション機能170を使用して2つのゲートウェイ130と180の間にネットワークの挙動を導入することを望む。さらに、ユーザは、ソースのゲートウェイへの接続をスニフィングして、そのゲートウェイが、ジッタを導入していないことを確認し、またシンクのゲートウェイ側で、エミュレータがゲートウェイ間のパスに導入しているネットワーク特性を確認することを望んでいる。
【0075】
以上のことに鑑みて、本発明の試験システムは、ネットワーク・プロセッサを利用し、ネットワーク・プロセッサが通常、使用される目的である経路指定機能およびスイッチング機能の代わりに複数の試験機能を提供するようにネットワーク・プロセッサをプログラミングする。したがって、試験システムは、ネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサをプログラミングすることにより、ネットワーク・エミュレータとして機能し、ネットワーク・プロファイルを生成し、再生し、パケット・キャプチャ−分析ツールとして動作し、またパケットのキャプチャおよび分析を行うことができる。試験システムは、単に新しいソフトウェアを試験システムにロードすることによって機能間で容易に切替えを行うことができる。
【0076】
本発明の好ましい実施形態を説明したので、以上の概念を組み込んだその他の実施形態を使用できることが、当分野の技術者には明白となろう。さらに、本発明の一環として含まれるソフトウェアは、コンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品で実現することができる。例えば、そのようなコンピュータ使用可能媒体には、コンピュータ可読プログラム・コード・セグメントが記憶されているハード・ドライブ・デバイス、CD−ROM、DVD−ROM、またはコンピュータ・ディスケットなどの可読メモリ・デバイスが含まれることが可能である。また、コンピュータ可読媒体には、プログラム・コード・セグメントが、デジタル信号またはアナログ信号として搬送される、光学式、有線、または無線の通信リンクも含まれることが可能である。したがって、本発明は、説明した実施形態に限定されるべきものではなく、頭記の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明で使用されるネットワーク・プロセッサを示すブロック図である。
【図2】
従来技術のVOIP環境を示すブロック図である。
【図3】
本発明を含む試験環境を示すブロック図である。
【図4】
VOIP試験環境の一部分を示すブロック図である。
【図5】
VOIPネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツール環境を示すブロック図である。
【図6】
本発明のキャプチャ−分析機能を示すブロック図である。
【図7】
ネットワーク・エミュレータおよびネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを含む試験環境を示すブロック図である。
(関連出願の相互参照)
本発明は、2000年8月2日出願の仮出願、整理番号60/222384、および2000年11月11日出願の仮出願、整理番号60/248269に対して35 U.S.C §119(e)の下で優先権を主張する。これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
(発明の背景)
ボイス・オーバー・インターネット・プロトコル(VOIP)は、個人が、音声情報、ファックス情報、およびデータ情報を電話網とデジタル通信網の組み合わせを介して送信し、また受信することができるようにするかなり新しい技術である。電話網などの従来の回線交換網では、通信が確立されたとき、チャネルが、通信の継続時間にわたって終端間で専用となる。チャネル内で未使用の帯域幅が存在した場合でも、その帯域幅は、コールが終了されるまで使用不可能である。音声ベースのコールのおよそ60パーセントが沈黙であり、したがって、電話網の帯域幅の大きい部分が無駄になっているのを研究が示している。これは、多くのタイプの通信が、パケット網の帯域幅を共用するパケット網とは正反対である。パケット網の容量は、パケット交換網においてはるかに効率的に埋められる。パケット網を介して伝送するために音声信号を準備する際に使用される音声活動検出(Voice activity detection)技術により、より多くの帯域幅を節約するためにVOIPコールの沈黙スペースが除去され、また、音声圧縮技術により、音声活動が存在する場合に伝送しなければならないデータの量が縮小される。音声をインターネットと、または企業内のイントラネットとマージすることにより、長距離電話網および関連する長距離電話料金の課金をすべてバイパスすることができる。
【0003】
音声伝送のリアルタイムの性質のため、有効な音声変換は、妥当なレベルの連続性を必要とする。音声は、音節間の音声を含む周期的な信号または可変の信号である。通常の電話コールは、音声要素、および会話の休止などの非音声要素を含む。音声コールの連続性は、ネットワーク帯域幅を求めて音声パケットと競合する多数のパケットによる悪影響を受ける可能性がある。従来の電話コールは、この問題を被ることがない。というのは、従来の電話コールは、前述したとおり、専用のチャネルを使用するからである。パケット網を介して伝送するために音声通信を処理するのに必要な機器は、許容可能であるためには有効な音声通信を構成するニュアンス、抑揚、および休止を留め、保持しなければならない。
【0004】
VOIP環境では、音声信号は、パケット網を介して伝送するために処理される。VOIP環境は、パケット網の各終端における一対のゲートウェイを含む。ゲートウェイは、VOIPを実行するのに必要な圧縮およびパケット化を行う。ゲートウェイによる圧縮プロセスおよびパケット化プロセスの実行は、時間を必要とする。このプロセスにより、パケット網内の待ち時間としても知られる遅延が導入される。また、ネットワーク自体も、ゲートウェイ間のネットワーク・パス内のルータが、どれだけビジーであるかに応じて、遅延を導入する可能性がある。人間の耳は、音声コールの連続性の低下を認識するまでに、およそ250ミリ秒の遅延を許容することができる。250ミリ秒を超える遅延は、良質のVOIP伝送を維持するために回避する必要がある。
【0005】
パケット交換網は、通常、大量のマージするトラフィック、エグジットするトラフィック、および通過するトラフィックを伴ってバースト性である。パケット・スイッチまたはルータによって扱われる可変のパケット速度により、1つの送信元の場所から特定の宛先に行くパケット間で可変の遅延がもたらされる。パケット間のこの可変の遅延は、ジッタとして知られる。このジッタには、VOIP伝送の完全性を保持するため、有効に対処しなければならない。さらに、送信元から宛先に至る経路が、時間とともに変化し、さらに可変の遅延を生じさせ、場合により、パケットの順序の変更を生じさせる可能性がある。ほとんどのゲートウェイは、パケットを収集し、許容可能な連続性をデータに戻してある量のジッタを克服するバッファを有するが、ジッタを克服するためのバッファの使用は、遅延の量が最小限になるように調整しなければならない。
【0006】
また、パケット網自体も、IPを介して音声を伝送することが抱える問題の一因となる可能性がある。ネットワークは、様々な物理媒体、ネットワーク・プロトコル、ならびにトラフィックのフローを制御する様々なルータおよびスイッチを含む可能性がある。VOIPトラフィックも、その他の非VOIPトラフィックもともに、同じデータ網上の帯域幅を求めて競合する。
【0007】
データ網を定義するプロトコルは、元々、リアルタイムではないトラフィックに合わせて設計された。従来のデジタル・パケット網では、ルータまたはスイッチは、パケットで過負荷になったとき、輻輳を緩和するためにパケットをドロップすることができる。終端プロトコルには、再伝送を要求することによるなど、ネットワーク内でルータまたはスイッチによってドロップされたパケットを考慮に入れる方法が組み込まれており、データの完全性が保持されるようになっている。VOIP伝送においてある量のパケットがドロップされることは、許容可能であるが、1パーセントないし3パーセントを超えるパケット損失は、劣悪な品質のVOIP伝送をもたらす。したがって、ドロップされたパケットに関して監視を行い、試験を行うことが重要である。
【0008】
VOIP環境およびVOIPデバイスを試験する1つの従来の試みは、ソフトウェア制御の下でパーソナル・コンピュータ(PC)を使用して、統計的変動を有する低速度のネットワーク・エミュレーションを提供することを含む。この手法は、およそ数十メガビット/秒の速度に限定され、この速度では、VOIP環境の堅牢なリアルタイムのエミュレーションが提供されず、またこの手法は、特定のユーザ環境のエミュレーションも提供しない。
【0009】
従来のネットワーク・スイッチまたはネットワーク・ルータは、汎用プロセッサ、または経路指定機能がASICにハードコードされた特定用途向け集積回路(ASIC)を利用する。このデバイスを使用してスイッチまたはルータの入力ポートから出力ポートにデータのパケットを誘導する。ネットワーク・プロセッサとして知られる新しいクラスの集積回路が、現在、入手可能になっている。このネットワーク・プロセッサは、ネットワーク・ルータ内およびネットワーク・スイッチ内で利用されることを目的とする。カスタム開発されたASICおよび汎用プロセッサを市販のネットワーク・プロセッサで置き換えることができる。ネットワーク・プロセッサは、パケット・データを入力ポートから適切な出力ポートに移動させるための所望の経路指定ルーチンを提供するようにプログラミングされる。ASICSは、開発するのに1年以上かかる可能性があり、またそのASICを変更する必要性が生じた場合(例えば、新しい機能のサポートを提供するため)、その変更には、6ヶ月間、またはさらに長い期間かかる可能性があり、また古いASICを取外し、新しいASICで置き換えることも必要とされる。ネットワーク・プロセッサは、通常、カスタム・コアおよび特別の1組の命令を利用して通信機能を効率的に処理する。新しい機能に関するサポートを追加することは、単にソフトウェアを変更することを必要とし、ネットワーク・プロセッサ自体の変更または取替えを必要としない。
【0010】
以上のことに鑑みて、ネットワークのエミュレーション、ネットワーク・パケットのスニフィング、ネットワーク・パケットのキャプチャおよびネットワーク・パケットの測定、パケットの生成およびパケットの終了を提供し、またネットワーク・プロファイルをキャプチャし、かつ/または提供するため、ネットワーク・プロセッサを利用する試験システムを提供することが望ましい。さらに、そのようなシステムは、使用するのが簡単であり、新しいソフトウェア・ツールを追加する能力を有することが望ましい。
【0011】
(発明の概要)
以上の背景に留意して、本発明の目的は、ネットワーク・プロセッサをネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験する、詳細には、VOIPネットワークおよびVOIPデバイスを試験するための試験システムの一部として利用することである。ネットワーク・プロセッサを試験システムの一部として使用し、ソフトウェアによって正確に制御して、ネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験するために様々な機能を提供する。
【0012】
ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験システムは、パケットを処理すること、パケットを作成すること、パケットを受け取ること、およびパケットを分析することを行うようにプログラミングすることができる。したがって、試験システムは、高帯域幅インターフェースを使用するネットワーク条件のシミュレーション、高帯域幅上のパケット−フロー間の相関に関するスニフィング機能、ネットワーク・プロファイルのキャプチャおよび/または作成、ネットワーク・パケットの作成、キャプチャ、および分析を提供する。
【0013】
試験システムは、ネットワーク・エミュレータとして使用することができる。ネットワーク・エミュレータは、VOIP網のゲートウェイ間にネットワークの挙動を導入する。試験システムは、RTP(リアルタイム・トランスポート・プロトコル)ストリームに待ち時間およびジッタを加えることができる。また、試験システムは、パケットをドロップすること、パケットを複製すること、およびストリーム内でパケットの順序を変更することもできる。いつどのようにこの置換がRTPストリームに加えられるかは、ネットワーク・プロファイルによって決まる。ネットワーク・プロファイルは、ユーザによって作成されること、またはパケット・キャプチャ−分析ツールによってキャプチャされることが可能である。
【0014】
試験システムは、VOIPパケット・キャプチャ−分析ツールとして利用されるとき、いくつかの機能を行う。ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用して2つのゲートウェイ間のRTPストリームを分析することができる。ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用してシグナリング・プロトコル・パケット・ストリームを分析することができる。また、ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用して、RTPストリームおよびすべての他の可能なパケットに関して時間の経過に伴う、ジッタおよび損失などのネットワーク・パラメータのプロファイルを作成することもできる。さらに、ネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを使用してポスト分析のためにパケットをフィルタに掛け、キャプチャすることができる。パケット・キャプチャ−分析ツールは、いくつかの物理ポートに関して以上の機能を行うことができる。
【0015】
ネットワーク・プロファイルは、時間の経過に伴うネットワークの挙動を定義する。VoIPストリームの場合、重要であるいくつかのパラメータが存在する。ネットワーク・プロファイルは、このパラメータが、時間とともにどのように変化するかを定義する。パラメータには、パケット待ち時間、パケット・ジッタ(変化する待ち時間)、パケットの順序変更、単一またはバーストのパケット損失、および個々のパケットのパケット複製が含まれる。プロファイルは、2つの異なる仕方でストリームに適用される。1つの仕方は、実際の時刻に関連する。これは、2つの異なるRTPストリームから同時に受け取られたパケットに、同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。他方の仕方では、ストリームのパケットに、そのストリームが開始されたときに関連してプロファイル・パラメータが適用される。これは、2つのRTPストリームが、完全に別の時刻に開始された場合でも、そのストリームの継続時間にわたってそのストリームのパケットに同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。
【0016】
ネットワーク・プロファイルは、いくつかの仕方で作成することができる。パケット・キャプチャ−分析ツールのキャプチャ・バッファを分析し、その分析からプロファイルを作成することができる。ユーザが、GUI編集ツールを使用して最初から特定のプロファイルを作成することができる。また、ユーザは、統計上のパラメータに、例えば、2パーセントのパケット損失を入力することによって最初からプロファイルを作成することもできる。統計上のパラメータが使用されるとき、特定の決定論的プロファイルが作成される。これにより、ネットワーク・エミュレータの反復可能な実行が可能になる。また、GUIを使用してプロファイルを編集することもできる。プロファイルのセグメントを切り取り、ディスクに保存することができる。したがって、セグメントを一緒に連結することによってプロファイルを作成することができる。
【0017】
試験システムを使用して後の分析のためにパケットをキャプチャすることができる。キャプチャ機能のほとんどは、関心の対象となるパケットだけをキャプチャすることに関する。パケットは、インターフェース・ポートに着信したとき、受け取られ、フィルタに掛けられて、ある基準を満たすものだけが、キャプチャされる対象となる。しばしば、パケットの中のすべてのデータは、関心の対象ではなく、したがって、パケット全体を記憶することは必要ない。データ除去が、パケットから不要なデータを取り除くことを引き受ける。フィルタに掛けられ、除去処理を受けたパケットからのデータをキャプチャ・バッファの中に実際に記憶するのをオン/オフにするのにトリガ機能を使用する。これにより、ユーザが、あるイベントの辺りでだけパケットをキャプチャすることができるようになる。1組のパケットがキャプチャされた後、ユーザは、キャプチャ後分析ステップでキャプチャされたパケットを閲覧し、分析することができる。
【0018】
本発明は、以下のより詳細な説明および添付の図面を参照することで、よりよく理解される。
(詳細な説明)
マサチューセッツ州、ノース・アンドーバー(North Andover)のC−Port Corporationから入手可能なC−5 DCPなどのネットワーク・プロセッサは、通信アプリケーションに合わせて特別に設計されている。ネットワーク・プロセッサは、通常、ネットワーク・スイッチ内またはネットワーク・ルータ内でパケット処理、セル処理、ルックアップ・テーブル処理、および待ち行列管理を行うのに利用される。本発明は、様々なプロセッサ、ネットワーク・プロセッサをプログラミングすることによってネットワーク・プロセッサを完全に異なる仕方で利用して、スイッチング機能およびルータ機能の代わりに試験システム機能を提供する。
【0019】
ネットワーク・プロセッサ1のブロック図を図1に示している。ネットワーク・プロセッサ1は、各チャネルに関して、またネットワーク特有のタスクに関して専用のRISCプロセッサを組み込む。各プロセッサは、特定の機能を提供するように個々にプログラミング可能である。
【0020】
ネットワーク・プロセッサ1は、セルおよび/またはパケットを受信するため、処理するため、また伝送するために利用される16のチャネル・プロセッサ10を含む。ネットワーク・プロセッサは、特定のネットワーク・タスクを行うための5つのRISCプロセッサをさらに含む。5つのプロセッサは、エグゼクティブ・プロセッサ20、ファブリック・プロセッサ30、バッファ管理ユニット40、テーブル・ルックアップ・ユニット50、および待ち行列管理ユニット60を含む。
【0021】
ネットワーク・プロセッサ1は、各回線インターフェースに関してプログラミング可能なチャネル・プロセッサ10を含む。チャネル・プロセッサ10は、セル転送およびパケット転送を扱うのに使用される。各チャネル・プロセッサ10は、2つのシリアル・データ・プロセッサおよびRISCプロセッサ・コアを含み、これらが一緒に、セル−パケット処理を形成する。シリアル・データ・プロセッサおよびRISCプロセッサ・コアは、独立で動作して、パケットを宛先に転送することに関わる特定のタスクを行う。シリアル・データ・プロセッサは、外部データ・ストリームとチャネル・プロセッサ要素の間におけるプログラミング可能なインターフェースを提供する。チャネル・プロセッサ・コアは、記述子を構築し(セル/パケットの特徴付け)、さらなるテーブル・ルックアップを開始し、テーブル・ルックアップ結果を収集し、セル/パケットを分類し、またセル/パケットの特徴付けに基づいてスケジュール設定を行うために使用される。各チャネル・プロセッサは、様々なインターフェースをサポートする。このインターフェースには、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル(FiberChannel)、OC−3c、OC−12、OC−12c、OC−48c、T−1/E−1、およびT−3/E−3が含まれる。また、他のタイプのインターフェースもサポートされることが可能である。
【0022】
エグゼクティブ・プロセッサ20は、ユーザ・アプリケーションにおいてネットワーク制御機能およびネットワーク管理機能を提供するのに使用される。エグゼクティブ・プロセッサ20は、ネットワーク・プロセッサ1のシステム・リソースを管理する。エグゼクティブ・プロセッサ20は、ネットワーク・プロセッサを管理するのに使用される。また、エグゼクティブ・プロセッサは、外部CPU25とインターフェースを取ることも可能である。
【0023】
ファブリック・プロセッサ30は、スイッチ・ファブリック35に対するインターフェースを管理するのに使用される。ファブリック・プロセッサ30は、スイッチ・ファブリック35へのフローおよびスイッチング・ファブリック35からのフローのマッピングおよび管理を行う。ファブリック・プロセッサ30により、外部スイッチ・ファブリックを使用する複数のネットワーク・プロセッサを接続することによってネットワーク処理のスケーリングが可能になる。バッファ管理ユニット40は、ペイロード記憶を管理するのに使用され、ペイロード・データを記憶するのに使用される外部メモリ45に接続するインターフェースを含む。バッファ管理ユニットにより、高速の柔軟なメモリ管理が可能になる。テーブル・ルックアップ・ユニット50は、複雑なテーブルの探索および更新を実施するために使用される。回路テーブルおよび転送テーブルを含む外部ストーレッジ55に接続するのにメモリ・インターフェースが使用される。
【0024】
待ち行列管理ユニット60は、チャネル・プロセッサ10およびエグゼクティブ・プロセッサ20の間で記述子待ち行列を管理する。ペイロード記述子待ち行列を記憶する外部メモリ65との通信を提供するためにメモリ・インターフェースが含められる。
【0025】
ネットワーク・プロセッサ1は、バス70を含む。バス70により、ネットワーク・プロセッサ1内部の異なるプロセッサが、互いに通信することが可能になる。
【0026】
ネットワーク・プロセッサを一般的に説明したので、ネットワーク・プロセッサの試験システムへの適用を特定のタイプのネットワーク環境に関して説明する。
【0027】
ボイス・オーバーIP(VOIP)は、パケット交換網を使用して、従来の音声フラグメントを含むデータ・パケットを搬送する方法である。パケット交換網は、音声コールのために従来、使用されている回線交換網と比べて設置し、維持するのが安価であり、多くの新しい音声通信事業者が、VoIPを使用してより低い費用で長距離音声接続を提供してきた。新しい通信事業者も、古い既成の通信事業者もともに、新しいVoIPシステムを従来の回線交換機器と統合する必要がある。この統合のために特別に製作されたいくつかの機器が存在する。
【0028】
第1のアーキテクチャ上の構成要素は、音声ゲートウェイ、またはより単純にゲートウェイである。従来の音声交換機器によって搬送される音声ストリームをデータ・パケットに変換するのにゲートウェイが使用される。ゲートウェイという用語を単独で使用する場合、音声ゲートウェイであることが暗に示されている。次の構成要素は、ソフトウェア・スイッチである。ソフトウェア・スイッチは、ゲートウェイのデータ側でコール・セットアップを制御する。また、ソフトウェア・スイッチは、拡張機能のためのコール制御も提供する。最後のアーキテクチャ上の構成要素は、シグナリング・ゲートウェイである。シグナリング・ゲートウェイは、音声スイッチ領域(通常、SS7を介して搬送される)の中のイベントを翻訳し、ソフト・スイッチによって理解されるデータ領域の中のイベントに翻訳する。
【0029】
本発明は、ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験−測定システムを含む。このシステムにより、VoIP機器のベンダが、自らの製品を理解し、したがって、改良して、製品の受入れおよび配置を迅速にすることができるようになる。より一般的な用語であるメディア・オーバー・パケット(MoP)が、VoIP、ならびにIPを介するストリーミング・オーディオ、ストリーミング・ビデオ、ビデオ会議、およびファックスなどの他のパケット化されたデータ交換アプリケーションを包含する。本出願は、VoIPを中心にして本発明を説明しているが、MoPのサポートも、本出願によって意図されている。
【0030】
従来技術のVOIP環境100を図2で一般的に示している。この環境は、第1のユーザ・デバイス110と、第2のユーザ・デバイス160と、電話ネットワーク120と、第1のゲートウェイ130と、第2のゲートウェイ150と、パケット網140とを含む。コールが、第1のユーザ・デバイス110から発せられる。この実施形態では、第1のユーザ・デバイスは、電話機として描いている。ただし、電話機は、1つの可能なデバイスに過ぎず、ユーザ・デバイス110は、モデム、ファックス装置、または同様のデバイスであるのも可能であることを理解されたい。第1のユーザ・デバイス110の出力は、公衆交換電話網(PSTN)120などの電話網を介して伝送される。また、電話網は、構内交換機(PBX)、企業内で使用される私設電話網であってもよい。
【0031】
第1のユーザ・デバイス110からの信号が、電話網120を介して第1のゲートウェイ130に伝わる。ゲートウェイは、PSTNまたはPBXに対する標準のインターフェース、およびパケット網に対するインターフェースを備えている。必要な符号化/復号化、圧縮/圧縮解除、音声活動検出/快適雑音生成、およびパケット化/パケット化解除は、ゲートウェイによって行われる。音声信号を処理して、パケット網を介して伝送するのに必要な形式にすることは、ボコーダ、あるいはコーデックとしても知られるゲートウェイ内部の符号化/復号化サブシステムによって行われる。第1のゲートウェイは、オプションとして、音声を全く検出しないとき音声が存在しないことを示す符号を伝送するのを決定することができる。
【0032】
第1のゲートウェイの出力は、パケット網140を介して伝送するのに適したパケット化されたデータを含む。パケット網140は、インターネット、イントラネット、または他のパケット・タイプのネットワークであることが可能である。
【0033】
第2のゲートウェイ150が、パケット網140上でパケット・データを受け取る。ゲートウェイ150内部のボコーダが、パケット・データをパケット化解除し、圧縮解除し、復号化して音声信号にする。第2のゲートウェイは、音声が存在しないことを通知する符号を受け取った場合、適切なレベルの快適雑音を生成し、その雑音をボコーダに送り込むのを選択することができる。第2のゲートウェイ150から提供される音声信号は、電話網120を介して第2のユーザ・デバイス160まで伝わる。第2のユーザ・デバイス160の機能は、第1のユーザ・デバイス110と同様である。第2のユーザ・デバイス160も電話機として描いているが、モデム、ファックス装置、または同様のユーザ・デバイスとして実現することも可能である。好ましくは、第2のユーザ・デバイス160は、第1のユーザ・デバイス110と同じタイプのデバイスであり、したがって、例えば、ファックス装置が、別のファックス装置と通信する。
【0034】
第1のユーザ・デバイスと第2のユーザ・デバイスの間の通信は、双方向であることが可能であり、したがって、同様の1組のプロセスが、第2のユーザ・デバイス160と第1のユーザ・デバイス110の間で行われる。第2のユーザ・デバイス160は、電話網を介して第2のゲートウェイ150に信号を提供する。第2のゲートウェイ150は、第2のユーザ・デバイス160からのデータをパケット・データに変換する。このパケット・データが、パケット網を介して第1のゲートウェイ130に伝送される。
【0035】
第1のゲートウェイ130が、パケット網からパケット・データを受け取り、そのパケット・データを音声データに変換する。この音声データが、電話網120を介して第1のユーザ・デバイス110に提供される。そのようにして、第1のユーザ・デバイスと第2のユーザ・デバイスの間で単一方向の通信および/または双方向の通信が行われる。
【0036】
パケット網140を介してゲートウェイ130と150の間で伝わるパケット・データは、遅延、ジッタ、パケット損失を被る可能性がある。データの簡潔で正確な表現を提供するため、ゲートウェイ130および150は、データが、このゲートウェイ間のパケット網を通過する際に被るあらゆる遅延、ジッタ、および/またはパケット損失を考慮に入れ、補償することが重要である。
【0037】
VOIP環境、およびVOIP環境内の特定のデバイスを試験するため、図3に示したシナリオ100’が使用される。試験ユニット180が、試験環境の一部として使用される。試験ユニット180が、音声データをゲートウェイ130および150に提供し、ゲートウェイ130および150から音声データを受け取る。ゲートウェイ130および150が、その音声データをパケット・データに変換し、パケット・データを音声データに変換する。試験システムのネットワーク・プロセッサが、ネットワーク・エミュレータとして動作するなどの試験機能を提供するようにプログラミングされた少なくとも1つの試験システム170が、パケット網上に第1のゲートウェイと第2のゲートウェイの間で配置される。
【0038】
ネットワーク・エミュレータ170のネットワーク・プロセッサは、入力でデータ・ストリームを受け取り、適切な出力に変更されたデータ・ストリームを提供するようにプログラミング可能である。VOIP環境およびVOIPデバイスを適切に試験するため、試験環境は、現実世界のVOIP環境を正確に再現しなければならない。そのようにするため、ネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサは、1つまたは複数の入力ポートでパケット・データを受け取り、システム時刻との関係で正確な計時点でパケットが提供される出力のパケット・データ・ストリームを提供するようにプログラミングして、出力のパケット・ストリームが、遅延、ジッタ、パケット損失、パケットの順序変更、および/またはパケット複製を有するパケットを含むようにする。そのようにして、現実世界のVOIP環境を表す出力データ・ストリームを提供することにより、ネットワーク・プロセッサを利用してネットワークをエミュレートする。
【0039】
試験ユニット180は、音声データ・ストリームをゲートウェイ130に提供する。ゲートウェイ130は、その音声データ・ストリームをパケット・データ・ストリームに変換する。ゲートウェイ130からのパケット・データ・ストリームは、ネットワーク・エミュレータ170の入力に提供される。ネットワーク・エミュレータ170のネットワーク・プロセッサは、プログラム制御の下で、変更されたパケット・ストリームをゲートウェイ150に提供する。この変更されたパケット・ストリームは、パケット遅延、ジッタ、パケット損失、複製パケット、および/または順序の変更されたパケットを含むことが可能である。変更されたパケット・ストリームは、ゲートウェイ150によって受け取られ、音声データに変換される。次に、この音声データが、試験ユニット180に提供される。次に、試験ユニット180が、受け取った音声データを評価して、ゲートウェイ150が、音声データの許容可能なレベルを維持しようと試みながら、ネットワーク・エミュレータ170によって提供された遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットを考慮に入れるのにどれだけ有効であったかを判定することができる。
【0040】
同様に、試験ユニット180が、音声データ・ストリームをゲートウェイ150に提供する。ゲートウェイ150は、その音声データ・ストリームをパケット・データ・ストリームに変換する。ゲートウェイ150からのパケット・データ・ストリームは、ネットワーク・エミュレータ172の入力に提供される。ネットワーク・エミュレータ172のネットワーク・プロセッサは、プログラム制御の下で、変更されたパケット・ストリームをゲートウェイ130に提供する。この変更されたパケット・ストリームは、パケット遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットを含むことが可能である。変更されたパケット・ストリームは、ゲートウェイ130によって受け取られ、音声データに変換される。次に、この音声データが、試験ユニット180に提供される。次に、試験ユニット180が、受け取った音声データを評価して、ゲートウェイ130が、許容可能なレベルの音声データを維持しようと試みながら、遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットを考慮に入れるのにどれだけ有効であったかを判定することができる。
【0041】
前述したとおり、ネットワーク・エミュレータ170および172は、ゲートウェイ130と150の間にネットワークの挙動を注入する。ネットワーク・エミュレータは、待ち時間およびジッタをRTPストリームに加える。また、ネットワーク・エミュレータは、パケットをドロップし、パケットを複製し、またパケットの順序を変更することもできる。ネットワークの挙動を注入することに加え、エミュレータは、ストリームを監視し、そのストリームの中のペイロード、すなわち、オーディオ・データを置き換えることもできる。いつどのようにこの置換がRTPストリームに加えられるかは、ネットワーク・プロファイルによって決まる。ネットワーク・プロファイルは、ユーザによって作成されること、またはパケット・キャプチャ−分析ツールによってキャプチャされることが可能である。
【0042】
ユーザは、ネットワーク・エミュレータがエミュレートしようとするネットワークの挙動を構成しなければならない。RTPパケットのグループに関するネットワークの挙動が定義される。グループが、送信元のIPアドレスおよびポート、ならびに宛先のIPアドレスおよびポートに基づいて定義される。例えば、IPアドレスAから来てIPアドレスBに行くすべてのRTPパケットに、同じネットワークの挙動が与えられる。また、グループが、同じ区別されたサービス・レベルを有するすべてのオーディオ・パケットまたはすべてのパケットなどの、グループ化することができる他のパケット特性に基づいて定義される。ネットワークの挙動が、時間とともに変化する可能性があるいくつかのパラメータで定義される。このパラメータには、パケット待ち時間、パケット・ジッタ(変化する待ち時間)、パケットの順序の変更(待ち時間の突然の大きな変化)、パケット損失、およびパケット複製が含まれる。そのような環境を図4で一般的に示している。ネットワーク・プロファイル190がネットワーク・エミュレータ170に提示される。ネットワーク・シミュレータ内部のネットワーク・プロセッサのプロセッサは、ネットワーク・プロファイルを利用して、そのネットワーク・プロファイルに従ってゲートウェイ130および/またはゲートウェイ150に適切な時刻にデータを提供するようにプログラミングされている。
【0043】
ユーザは、ネットワークの挙動、すなわち、1組のパラメータ・プロファイルを各グループに割り当てる。プロファイルは、パラメータが時間の経過と共にどのように変化するかを定義する。このプロファイルは、前に作成され、記憶されているか、または必要に応じてオンザフライで作成される。プロファイルは、現実のネットワーク上でパケット・キャプチャ−分析ツールによって測定された実際のプロファイル、プロファイリング・アプリケーションからユーザによって作成されたプロファイル、およびアプリケーションにおいて変更された実際のプロファイルなどの様々なソースから来ることが可能である。
【0044】
プロファイルは、2つの異なる仕方でストリームに適用することができる。1つの仕方は、実際の時刻に関連する。これは、2つの異なるRTPストリームから同時に受け取られたパケットに、同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。他方の仕方では、ストリームのパケットに、そのストリームが開始されたときに関連してプロファイル・パラメータが適用される。これは、2つのRTPストリームが、完全に別の時刻に開始された場合でも、そのストリームの継続時間にわたってそのストリームのパケットに同じネットワーク・プロファイル・パラメータが適用されることを意味する。
【0045】
ネットワーク・プロファイルは、2つのレベルで、すなわち、全体的なグローバル時刻に、またコールにおけるオーディオの開始を基準として適用することができる。グローバル時刻プロファイルの場合、異なるフローの中のすべてのパケットが、同じプロファイルを見る。これは、ネットワークの全体的な挙動をエミュレートするためである。ネットワーク・プロファイルが、コールの開始を基準として適用される場合、ネットワーク・プロファイルは、常にオーディオ・ストリームの先頭で開始する。この機能は、様々なネットワーク・プロファイルが、決定論的な形でオーディオ品質にどのように影響を与えるかを試験する際、ある試験状況の再現を可能にするためのものである。
【0046】
ネットワーク・プロファイルは、いくつかの仕方で作成することができる。パケット・キャプチャ−分析ツールのキャプチャ・バッファを分析し、その分析からプロファイルを作成することができる。ユーザが、GUI編集ツールを使用して最初から特定のプロファイルを作成することができる。また、ユーザは、統計上のパラメータに、例えば、2パーセントのパケット損失を入力することによって最初からプロファイルを作成することもできる。統計上のパラメータが使用されるとき、特定の決定論的プロファイルが作成される。これにより、ネットワーク・エミュレータの反復可能な実行が可能になる。また、GUIを使用してプロファイルを編集することもできる。プロファイルのセグメントを切り取り、ディスクに保存することができる。したがって、セグメントを一緒に連結することによってプロファイルを作成することができる。
【0047】
ある状況では、ユーザは、RTPストリームの中のオーディオ・ペイロードを事前録音されたオーディオ・クリップ(または一連の事前録音されたオーディオ・クリップ)で置き換えて、すべてのチャネルで実際のオーディオを生成しない電話ロード生成器を使用している場合、すなわち、一部のチャネルだけがシグナリングされる場合。これは、単にオーディオ・コーデックをビジーに保つためだけであること、あるいは様々なネットワークの挙動で多数のチャネルに関して音声品質測定を可能にするためであることが可能である。オーディオ・ストリームは、沈黙クリップの後、トーン・クリップ(知覚音声品質測定(Perceptual Speech Quality Measurement)(PSQM)プロンプトが来ることを示す試験ユニット180へのシグナルとして使用される)が続き、その後に、PSQMクリップが続くことから成るのが可能である。これは、グループごとに行われる。オーディオ・ストリームは、.wavファイルなどのオーディオ・ファイルを様々なオーディオ符号化形式に変換するアプリケーションを使用して事前に符号化される。
【0048】
ユーザが、グループ、IPアドレス/ポートのペアを定義し、各グループにプロファイルを与え、オーディオ・ペイロードが置き換えられるかどうかを定義する。プロファイルおよび置換ペイロードをディスク上に記憶する。グループ構成を仮想システムを含む試験システムにダウンロードし、システムを開始する。次に、ゲートウェイ間でコールを生成することができる。システムが実行されている間、ユーザは、ネットワーク・エミュレータを使用していくつかのパラメータを監視することができる。このパラメータには、ストリーム数および毎秒のストリーム数、パケット数および毎秒のパケット数、およびバイト数および毎秒のパケット数が含まれる。
【0049】
このパラメータをインターフェース、グループ、または単一のストリームごとに監視することができる。また、ユーザは、あるグループまたはあるストリームに注目し、そのグループまたはストリームが実行しているプロファイルを知り、そのプロファイルのどこでパラメータが獲得されているかを知ることもできる。
【0050】
ネットワーク・エミュレータのネットワーク・プロセッサによって提供される遅延、ジッタ、パケット損失等の量は、プログラム可能であり、したがって既存のVOIP環境の特徴を試験環境においてネットワーク・エミュレータによって測定し、正確にエミュレートして、ゲートウェイ130および160が、測定される環境におかれた場合、どのように反応するかの試験を提供することができる。
【0051】
したがって、ユーザの既存のVOIP環境を測定し、特徴付けることができ、次に、ネットワーク・エミュレータ内部のネットワーク・プロセッサをプログラミングして相応するように同様の出力パケット・ストリームを提供し、ユーザの環境をエミュレートすることができる。ユーザの特定の環境に対するゲートウェイの反応を判定するように試験を行うことができる。例えば、ユーザの環境が、多くのジッタを被っているパケットを含む場合、ネットワーク・プロセッサは、同様の量のジッタをやはり含む出力パケット・ストリームを提供し、ゲートウェイに同様の条件を提供するようにプログラミングされる。ゲートウェイのパフォーマンスは、ゲートウェイが、ユーザの特定の環境においてどれだけ良好に動作するかを判定するため、測定することができる。
【0052】
さらに、ネットワーク・エミュレータのネットワーク・プロセッサは、ゲートウェイが、最悪ケースの条件下で許容可能な結果を提供できることを確実にするため、最悪ケースの試験を提供するようにプログラミングすることができる。ネットワーク・プロセッサは、最大の許容可能な量の遅延、ジッタ、パケット損失、パケットの順序の変更、およびパケット複製を提供するようにプログラミングし、またゲートウェイは、そのゲートウェイが、ネットワーク・エミュレータによって提供される最悪ケースのパケット・ストリームにどれだけよく対処するかを判定するように試験する。
【0053】
ネットワーク・プロセッサを組み込んだ試験システムのさらなる使用法は、試験システムがパケット・キャプチャ−分析ツールとして機能するように導くように試験システムのネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサをプログラミングすることである。パケット・キャプチャ−分析ツールとして機能するようにプログラミングされた試験システムを含む環境200を図5で示している。パケット・キャプチャ−分析ツール170は、単一のポート上の、または全二重のシステムにおいて一対のポート上のパケットを受動的に分析する。パケット・キャプチャ−分析ツール170は、フロー・レベルでパケットを分析し、全体的なフローに関係のあるデータを計算する。パケット・キャプチャ−分析ツール170は、インターフェース・ポート、単一のRTPストリーム、またはグループのRTPストリームを監視することができる。インターフェース・ポートは、存在するパケットの総数、毎秒のバイト数、およびRTPストリームの数といったことに関して監視することができる。単一のRTPストリームは、最小/最大/平均のジッタ、パケット損失等に関して監視することができる。個々のストリームに関する統計をグループのストリームに関して集計することができる。制御ストリームを分析して、コール速度、コール中止、コールのセットアップからオーディオまでの時間、コール確立時間、コール開放時間、およびコール継続時間などの、制御パフォーマンスに関する高レベルの統計を提供することができる。
【0054】
パケット・キャプチャ−分析ツール170は、監視の目的で使用することができる。オーディオ統計追跡は、制御ストリームとは独立に機能する。すなわち、パケット・キャプチャ−分析ツールは、コール・シグナリングの先験的な知識なしに、パケット・ストリームの中でオーディオを自動的に探し出し、追跡を開始することができる。RTPストリームは、次のパラメータに関して監視される。すなわち、最小/最大/平均のパケット・ジッタ、損失されたパケットの数、順序の変更されたパケットの数、複製されたパケットの数、パケット誤りの数、オーディオ符号化アルゴリズム、毎秒のパケット数、パケット当りのオーディオ・データ、およびパケット数である。以上のパラメータが、全体的な音声品質スコアにマップされる。
【0055】
また、グループのストリームも監視することができる。グループの例は、特定のIPアドレス、すなわちゲートウェイからのすべてのRTPストリームである。すなわち、グループ統計は、次のものを含む。すなわち、グループの中のすべてのストリームに関する最大/平均のパケット・ジッタ、グループの中のすべてのストリームに関する損失されたパケットの最大数/平均数、グループの中のすべてのストリームに関する順序の変更されたパケットの最大数/平均数、グループの中のすべてのストリームに関する複製されたパケットの最大数/平均数、グループの中のすべてのストリームに関する誤ったパケットの最大数/平均数、オーディオ符号化によるストリームの破損、最大/平均の時間の長さ、および平均のペイロード・サイズである。
【0056】
物理インターフェースは、同時にアクティブなストリームの最大数/平均数、アクティブなストリームの現在数、パケットの総数およびパケットの率、バイトの総数およびバイトの率、インターフェース帯域幅の最大/平均使用パーセント、ならびに誤ったパケットの総数および誤ったパケットの率などのパラメータに関して監視することができる。
【0057】
パケット・キャプチャ−分析ツール機能を使用することによってネットワーク・プロファイルを作成することができる。パケット・キャプチャ−分析ツール・ポートが、ネットワークにタップとして付けられる。スニフィングが、ある期間にわたって行われ、単一のストリームまたはグループのストリームを監視するようにセットアップされる。特定のIPアドレスを有するゲートウェイからのすべてのストリームなどのグループのストリームを監視している場合には、パラメータは、まとめて平均する。
【0058】
また、試験システムは、ネットワーク・プロファイルをキャプチャするためにも使用可能である。パケット・キャプチャ−分析ツールは、単一のRTPストリームまたはグループのRTPストリームを監視して、ネットワーク・プロファイルを判定することができる。前述したとおり、プロファイルは、1組のネットワーク・パラメータが、時間とともにどのように変化するかを定義する。このパラメータには、パケット・ジッタ、パケット損失、パケットの順序の変更、およびパケットの複製が含まれる。ユーザは、グラフの形式でプロファイルを見ることができ、プロファイルのセグメントは、ハードディスク上に記憶することができる。記憶されたプロファイルは、2つのゲートウェイ間にネットワークの挙動を導入するためにネットワーク・エミュレータによって使用されることが可能である。ユーザは、グラフィカルUIを使用して、あるいは前に記憶されているものを編集することによって最初から新しいプロファイルを作成することができる。
【0059】
パケット・キャプチャ−分析ツールは、新しいネットワーク・プロファイルを作成するため、キャプチャされたRTPパケットを分析することができる。プロファイルは、ユーザが、GUIで見ることができる。プロファイルのすべて、または部分を後にネットワーク・シミュレーション・プロファイルとして、または新しいプロファイルの中のセグメントとして使用するために記憶することができる。前に記憶されたプロファイルは、GUIで表示することができる。
【0060】
特定のイベントに関してネットワーク・プロファイルを走査して、フラグを立てることができる1組のプラグインが利用可能である。例えば、最大ジッタに関する設定可能なしきい値を有するジッタ・プラグインが存在する。ユーザは、ジッタしきい値を設定して、プロファイルに対してそのプラグインを実行することができる。ジッタがしきい値を超える各場所で、プロファイルにマークが付けられる。次にユーザは、プロファイルの中の関心の対象となる領域を検査して、その領域のいくつかを別のプロファイルに含めるために保存することが可能である。プラグインのリストには、パケットごとのジッタしきい値、ドロップされたパケット、および順序の変更されたパケットが含まれる。
【0061】
試験システムのネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサは、試験システムが、パケットをキャプチャして分析するように導くようにプログラミングすることができる。図6で示すとおり、このパケットは、ワイヤ上に存在するあらゆるタイプのものであることが可能である。パケットは、キャプチャする前にフィルタに掛けることができる。これにより、ユーザが、利用可能なバッファ・スペースを最もよく利用することができるようになる。フィルタを定義することに加えて、ユーザは、キャプチャ・プロセスを開始させる、または停止させることができるトリガを定義することができる。キャプチャされたパケットのバッファに後処理を行うことができる。ユーザは、ポスト閲覧フィルタを使用してバッファ全体をソートして、関心の対象となるパケットだけを見ることができるようにすることができる。また、ユーザは、生のバイトを見て、または選択されたフィールドの値を示す注釈付きの形式で、個々のパケットを詳細に見ることもできる。
【0062】
キャプチャ・プロセスのほとんどは、関心の対象となるパケットだけをキャプチャすることに関する。パケットは、インターフェース・ポートに着信したとき、受け取られて、フィルタに掛けられ、ある基準を満たすものだけが、キャプチャされる対象となる。しばしば、パケットの中のすべてのデータが、関心の対象となるわけではなく、したがって、パケット全体を記憶することは必要ない。データ除去が、パケットから不要なデータを取り除くことを引き受ける。フィルタに掛けられ、除去処理を受けたパケットからのデータをキャプチャ・バッファの中に実際に記憶するのをオン/オフにするのにトリガ機能を使用する。これにより、ユーザが、あるイベントの辺りでだけパケットをキャプチャすることができるようになる。1組のパケットがキャプチャされた後、ユーザは、キャプチャ後分析ステップでキャプチャされたパケットを閲覧し、分析することができる。
【0063】
試験システムは、パケットをフィルタに掛けるのを可能にする。複数のフィルタを同じポート上で使用することができる。フィルタリング・プロセスは、すべてのパケットを通す、ある基準を満たすRTPパケットだけを通す、ある基準を満たすシグナリング・パケットだけを通す、または何らかの低レベルの基準を満たすあらゆるパケットを通すことが可能である。RTPパケットに関する基準は、グループを定義する場合と同じである。すなわち、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、宛先UDPポート番号、インターフェース・ポート、およびオーディオ符号化アルゴリズムである。シグナリング・パケットに関する基準は、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、および宛先UDPポート番号である。低レベルのフィルタリングに関する基準は、MACアドレス、MACイーサネット(登録商標)・タイプ、IPアドレス、IPプロトコル番号、TCP/UDPポート、および特定のバイト・マスク・パターンである。また、パケット内容を検査し、要求されたWebページ・アドレスに関してフィルタに掛けるフィルタなどの高レベルの基準も使用することができる。
【0064】
パケット・キャプチャ・プロセスの一部には、データ除去が含まれていてもよい。データ除去プロセスは、パケットからデータを取り除いてキャプチャ・バッファ記憶要件を低くする。これにより、以下の構成要素が、記憶に含める/記憶から除外することができるようになる。すなわち、パケット・ヘッダ、すなわち、保存するプロトコル・ヘッダを選択する;パケット・ペイロード、すなわち、特定のプロトコルに関して;および部分的なペイロードである。プロファイルを作成するのを容易にするため、データ・ストリッパは、パケットに関して以下の情報が記憶されるようにすることができる。すなわち、受信タイム・スタンプ、RTPタイム・スタンプ、およびRTP順序番号である。
【0065】
また、試験システムは、トリガ機能も提供する。トリガは、キャプチャ・バッファを凍結させるのに使用する。トリガ・イベントは、キャプチャ・バッファにおける0%マーク、10%マーク、50%マーク、90%マーク、または100%マークに設定することができる。例えば、マークを50%に設定することは、バッファの中のパケットの半分が、トリガの前であり、またパケットの半分が、トリガの後に来たことを意味する。トリガ・イベントには、以下が含まれる。すなわち、パケットの誤り、ストリームの開始、ストリームの終了、フィルタと同じ基準、しきい値より大きいジッタ、ドロップされたパケット、複製パケット、順序の変更されたパケット、およびコール・シグナリング・イベントである。
【0066】
試験システムの別の特徴は、グループのパケット・ストリームを定義するのが可能であることである。グループは、統計を集める、または1組の関連するパケットにネットワーク特性を加えるのに使用する。例えば、特定のゲートウェイからのRTPストリームを一緒にグループ化することができる。次に、ユーザは、グループを使用してそのゲートウェイからのすべてのストリームに関するストリーム統計を集計すること、プロファイルを作成すること、または1組のストリームにネットワークの挙動を割り当てることができる。グループにおけるパケットのメンバシップは、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、宛先UDPポート番号、インターフェース・ポート、およびオーディオ符号化アルゴリズムに基づいて決定される。
【0067】
IPアドレスは、パケットがグループに入るかどうかを決定するのに一部のビットだけが重きをなすようにマスキングされる。ユーザは、マッチすべき単一のIPアドレスを容易に選択することができる。ポート番号は、ある範囲のポートまたは単一のポートであることが可能である。ユーザは、すべてのポートまたは単一のポートを容易に選択することができる。5つのパラメータのどれでも、グループにおけるパケットのメンバシップを決定することに含める、またはそのことから除外することができる。
【0068】
また、シグナリング・イベントも、トリガのソースであることが可能である。例えば、シグナリング・ストリームをコールの開始に関して走査することができ、コールの開始が、トリガを生じさせることが可能である。トリガ・イベントが生じたとき、いくつかのことが生じる可能性がある。パケットのキャプチャが、トリガとして設定されたパーセント・マークに応じて、開始される、停止される、または後の時刻に停止されることが可能である。さらに、フィルタおよびデータ・ストリッパに関するパラメータを変更することができる。例えば、これにより、ユーザが、特定のRTPストリームの始まりでRTPヘッダをキャプチャすることができるようになるのが可能である。以下の一続きのイベントが生じる。第1に、すべてのRTPパケットがキャプチャ・バッファにまで通されるようにフィルタが設定される。ストリッパは、各パケットからペイロードを取り除いてRTPヘッダだけが記憶されるようにする。トリガは、25%マークに設定される。次に、シグナリング・ストリームが、特定のコールの始まりに関して監視される。コールの始まりが検出されたとき、トリガ・イベントが生じる。トリガ・イベントにより、フィルタIPアドレスおよびポート・ペア・パラメータが変更され、関心の対象となるコールにRTPパケットだけが、キャプチャ・バッファまで通されるようになる。オプションとして、シグナリング・パケットが、キャプチャ・バッファに入るようにすることもできる。キャプチャは、トリガの後に来たコールに関するRTPパケットでバッファの75%が埋められたとき終了し、バッファの25%は、トリガの前に生じたすべてのRTPパケットで埋められている。キャプチャ・バッファに後処理が行われて、バッファの最初の25%の中の無関係なパケットがフィルタに掛けられて除去される。
【0069】
試験システムは、後処理分析を提供するのに使用することができる。後処理分析により、ユーザは、キャプチャされたパケットをより注意深く見ることができる。後処理分析は、いくつかの機能を提供する。1つの機能は、閲覧フィルタリング、すなわち、所望のパケットだけを見ることである。別の機能は、データ・フィルタリング、すなわち、パケットの中の所望のデータだけを見ることである。さらなる機能は、パケット閲覧、すなわち、パケットの中の生のデータを見ることである。さらなる機能は、パケット復号化、すなわち、パケットの中のフィールドおよびフィールドの値を識別することである。
【0070】
試験システムの特徴の1つは、試験システムまたはグループの試験システムのユーザ・ビューである。ユーザは、単一の試験システムにおけるポートのすべてを使用する、システムにおけるポートの一部だけを使用することによって試験システムを共用する、またはいくつかの試験システムからのポートを使用することができる。ユーザは、自身が使用するポートを選択し、確保した後、その1組のポートを単一の試験システムにおけるポートのように動作させ、実質的に仮想システムを作り出す。試験システムをグループ化して単一のインターフェースで管理される単一の大型試験ユニットを作成する。各システムにおけるロード時間を1ミリ秒以下で他のシステムと同期させなければならない。試験システム間の試験開始/停止の同期は、1ミリ秒またはさらに細かい分解能を有さなければならない。これは、システムを物理的に一緒に接続するのを必要とすることなく行うことができる。システム上の試験ポートを様々なユーザに区分することができる。各試験ポートを異なるユーザに割り当てることができる。各ユーザは、独自の試験を独立に構成し、開始し、また停止することができる。
【0071】
特定のシナリオを図3で示している。実験用ネットワークが、その他のデバイスに加えてネットワーク・エミュレータ170および172を有している。ユーザは、100メガビットのイーサネット(登録商標)の12個のポートをそれぞれが備えた2つのゲートウェイ130および150を有する。ユーザは、ネットワーク・エミュレータの24個のポートのうち2つをゲートウェイ間のネットワークとして動作するようにセットアップし、構成することを望んでいる。
【0072】
ユーザは、PC上でネットワーク・エミュレーション・アプリケーションを開始することから始める。このPCは、ユーザのデスク上など、企業ネットワークのどこに配置されていることも可能である。アプリケーションは、オペレーティング・システムに登録されているユーザ名およびマシン名を探し出し、このユーザ名およびマシン名は、リソースが予約されるとき、予約を識別することができるように使用される。
【0073】
次にユーザは、ネットワーク上のすべてのネットワーク・エミュレータを識別するようにアプリケーションに要求することができる。アプリケーションは、ネットワーク・エミュレータを自動的に見つけ出し、ネットワーク・エミュレータのリストをユーザに戻す。ユーザは、各ネットワーク・エミュレータに関する情報、例えば、名前、IPアドレス、場所、構成、ソフトウェア・バージョン等のクエリを行うことができる。ユーザは、そのリストから、使用したいと望むネットワーク・エミュレータを選択する。各試験システムに関して、ユーザは、どのリソースが、例えば、どのインターフェースが、既に予約されており、どれが空きであるかを知ることができる。次に、ユーザは、どのリソース、どのインターフェースを望むかを選択して予約する。このリソースは、ユーザによって予約済みになり、ネットワーク・エミュレータを見ている他のどのユーザも、そのユーザの名前を予約者として見る。ユーザは、インターフェースを予約した時点で、そのインターフェースに関するラベルおよび注釈を入力することができる。例えば、試験システムB、ポート1が、イーサネット(登録商標)17というラベルを付けられ、「ゲートウェイA、イーサネット(登録商標)・ポート9に接続されている」と書かれている注釈を有することが可能である。すべてのリソースが予約されると、ユーザは、「仮想システム」を作り出しており、この時点以降、ユーザは、その仮想システムが、あたかも自身だけが完全に独占的に制御する単一のネットワーク・エミュレータであるかのように、その仮想システムと対話する。ユーザは、自身の仮想システムの構成を得ることができ、その構成を保存する、または印刷することができる。保存された構成は、次の日にロードして同じ試験を繰り返すことが可能であり、印刷された構成を使用してユーザが、自身の試験セットアップを配線できるようにすることができる。
【0074】
ネットワークをエミュレートしながら2つのゲートウェイ間でスニフィングを行うことに関わるさらなるシナリオを図7で示している。このシナリオでは、ユーザは、ネットワーク・エミュレーション機能170を使用して2つのゲートウェイ130と180の間にネットワークの挙動を導入することを望む。さらに、ユーザは、ソースのゲートウェイへの接続をスニフィングして、そのゲートウェイが、ジッタを導入していないことを確認し、またシンクのゲートウェイ側で、エミュレータがゲートウェイ間のパスに導入しているネットワーク特性を確認することを望んでいる。
【0075】
以上のことに鑑みて、本発明の試験システムは、ネットワーク・プロセッサを利用し、ネットワーク・プロセッサが通常、使用される目的である経路指定機能およびスイッチング機能の代わりに複数の試験機能を提供するようにネットワーク・プロセッサをプログラミングする。したがって、試験システムは、ネットワーク・プロセッサ内部のプロセッサをプログラミングすることにより、ネットワーク・エミュレータとして機能し、ネットワーク・プロファイルを生成し、再生し、パケット・キャプチャ−分析ツールとして動作し、またパケットのキャプチャおよび分析を行うことができる。試験システムは、単に新しいソフトウェアを試験システムにロードすることによって機能間で容易に切替えを行うことができる。
【0076】
本発明の好ましい実施形態を説明したので、以上の概念を組み込んだその他の実施形態を使用できることが、当分野の技術者には明白となろう。さらに、本発明の一環として含まれるソフトウェアは、コンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品で実現することができる。例えば、そのようなコンピュータ使用可能媒体には、コンピュータ可読プログラム・コード・セグメントが記憶されているハード・ドライブ・デバイス、CD−ROM、DVD−ROM、またはコンピュータ・ディスケットなどの可読メモリ・デバイスが含まれることが可能である。また、コンピュータ可読媒体には、プログラム・コード・セグメントが、デジタル信号またはアナログ信号として搬送される、光学式、有線、または無線の通信リンクも含まれることが可能である。したがって、本発明は、説明した実施形態に限定されるべきものではなく、頭記の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明で使用されるネットワーク・プロセッサを示すブロック図である。
【図2】
従来技術のVOIP環境を示すブロック図である。
【図3】
本発明を含む試験環境を示すブロック図である。
【図4】
VOIP試験環境の一部分を示すブロック図である。
【図5】
VOIPネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツール環境を示すブロック図である。
【図6】
本発明のキャプチャ−分析機能を示すブロック図である。
【図7】
ネットワーク・エミュレータおよびネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールを含む試験環境を示すブロック図である。
Claims (141)
- ネットワーク環境をエミュレートする方法であって、
ネットワーク・エミュレータとして機能するようにプログラミングされたネットワーク・プロセッサを含む試験システムを使用して入力パケット・ストリームを受け取るステップと、
ネットワーク・プロセッサを含む前記試験システムを使用して、前記入力パケット・ストリームの変更形態を含む出力パケット・ストリームを提供するステップとを含む方法。 - 提供する前記ステップが、遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットから成るグループから選択された少なくとも1つの特性を有する出力パケット・ストリームを提供するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 提供する前記ステップが、事前定義された出力パケット・ストリームの特性を有する出力パケット・ストリームを提供するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記事前定義された出力パケット・ストリームが、ユーザの環境を表す請求項1に記載の方法。
- 前記事前定義された出力パケット・ストリームが、最悪ケースの試験シナリオを含む請求項1に記載の方法。
- 受け取る前記ステップが、VOIPおよびMOPから成るグループから選択された入力パケット・ストリームを受け取るステップを含む請求項1に記載の方法。
- 提供する前記ステップが、VOIPおよびMOPから成るグループから選択された出力パケット・ストリームを提供するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特性が、時間とともに変化する請求項2に記載の方法。
- 提供する前記ステップが、パケットのペイロードをオーディオ・クリップで置き換えるステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記オーディオ・クリップが、沈黙クリップ、トーン・クリップ、事前録音されたオーディオ・クリップ、およびPSQMクリップから成るグループから選択される請求項9に記載の方法。
- 受け取る前記ステップが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル(FiberChannel)、OC−3、OC−3c、OC−12、OC−12c、T−1/E−1、およびT−3/E−3から成るグループから選択されたインターフェース上で受け取るステップを含む請求項1に記載の方法。
- 提供する前記ステップが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル、OC−3、OC−3c、OC−12、OC−12c、T−1/E−1、およびT−3/E−3から成るグループから選択されたインターフェース上で提供するステップを含む請求項1に記載の方法。
- ネットワーク・トラフィック・プロファイルを受け取るステップと、
前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルをネットワーク・エミュレータに提供するステップと、
前記ネットワーク・エミュレータを使用して、前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルに従って前記ネットワークが前記パケットに与える効果をエミュレートするステップとを含む方法。 - 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、パケット遅延、パケット・ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、ネットワーク輻輳の効果、および複製パケットから成るグループから選択された少なくとも1つの特性を含む請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルがアクティブにされていないとき、挙動が、デフォルトで通常のワイヤの挙動になる請求項13に記載の方法。
- ネットワーク・トラフィック・プロファイルを記録する初期ステップをさらに含む請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、ユーザの環境を表す請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、最悪ケースの試験シナリオを含む請求項13に記載の方法。
- ネットワーク・トラフィック・プロファイルの前記ステップが、VOIPネットワーク・トラフィック・プロファイルを含む請求項13に記載の方法。
- すべてのパケットが、同一のプロファイルを見る請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、オーディオ・ストリームの始まりで開始する請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、ユーザによって作成される請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、統計パラメータを使用して作成される請求項13に記載の方法。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、他のプロファイルのセグメントを一緒に連結することによって作成される請求項13に記載の方法。
- 2つのデバイス間で伝送されるパケットにネットワークの挙動を加える方法であって、
通信ネットワークに結合されたインターフェースを含むネットワーク・プロセッサを提供するステップと、
特定の時刻にパケットを出力するように前記ネットワーク・プロセッサをプログラミングするステップと、
前記ネットワーク・プロセッサにより、特定の時刻にパケットを前記通信ネットワーク上に出力するステップとを含む方法。 - 出力する前記ステップが、前記パケットの特性を前記通信ネットワーク上に生成するため、特定の時刻に前記パケットを出力するステップを含む請求項25に記載の方法。
- 前記特性が、遅延、ジッタ、パケット損失、パケットの順序変更、およびパケットの複製から成るグループから選択される請求項26に記載の方法。
- 第1のパケット・ストリームを前記通信ネットワーク上に提供する第1のゲートウェイを提供するステップをさらに含み、前記第1のパケット・ストリームが、前記ネットワーク・プロセッサによって出力される前記パケットと結合されて変更されたパケット・ストリームが生成される請求項25に記載の方法。
- 前記通信ネットワークと通信する第2のゲートウェイによって前記変更されたパケット・ストリームを受け取るステップをさらに含む請求項28に記載の方法。
- ネットワーク・エミュレータとして機能するようにプログラミングされたネットワーク・プロセッサと、
前記ネットワーク・プロセッサと通信する入力パケット・ストリームを受け取ることができる入力ポートと、
前記ネットワーク・プロセッサと通信する出力ポートとを含む試験システムであって、
前記ネットワーク・プロセッサが、前記出力ポート上に出力パケット・ストリームを提供することができ、前記出力パケット・ストリームが、前記入力パケット・ストリームの変更形態を含む試験システム。 - 前記出力パケット・ストリームが、遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットから成るグループから選択された少なくとも1つの特性を有する請求項30に記載の試験システム。
- 前記出力パケット・ストリームが、事前定義された出力パケット・ストリームの特性を有する請求項30に記載の試験システム。
- 前記出力パケット・ストリームが、ユーザの環境を表す請求項30に記載の試験システム。
- 前記出力パケット・ストリームが、最悪ケースのシナリオを含む請求項30に記載の試験システム。
- 前記入力パケット・ストリームが、VOIPおよびMOPから成るグループから選択される請求項30に記載の試験システム。
- 前記出力パケット・ストリームが、VOIPおよびMOPから成るグループから選択される請求項30に記載の試験システム。
- 前記少なくとも1つの特性が、時間とともに変化する請求項31に記載の試験システム。
- 前記出力ストリームの中のパケットのペイロードが、オーディオ・クリップで置き換えられている請求項30に記載の試験システム。
- 前記オーディオ・クリップが、沈黙クリップ、トーン・クリップ、事前録音されたオーディオ・クリップおよびPSQMクリップから成るグループから選択される請求項38に記載の試験システム。
- 前記入力ポートが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0624ギガビットのファイバチャネル、OC−3、OC−3c、OC−12、OC−12c、T−1/E−1、およびT−3/E−3から成るグループから選択される請求項30に記載の試験システム。
- 前記出力ポートが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0624ギガビットのファイバチャネル、OC−3、OC−3c、OC−12、OC−12c、T−1/E−1、およびT−3/E−3から成るグループから選択される請求項30に記載の試験システム。
- ネットワーク・エミュレータとして機能するようにプログラミングされたネットワーク・プロセッサと、
前記ネットワーク・プロセッサと通信する出力ポートとを含む、ネットワーク・プロファイルを受け取ることができる試験システムであって、
前記ネットワーク・プロセッサが、前記ネットワーク・プロファイルに従って出力パケット・ストリームを提供することができる試験システム。 - 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、パケット遅延・パケット・ジッタ、パケット損失、ドロップされたパケット、順序の変更されたパケット、および複製パケットから成るグループから選択された少なくとも1つの特性を含む請求項42に記載の試験システム。
- 前記試験システムが、ネットワーク・トラフィック・プロファイルを記録することができる請求項42に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、ユーザの環境を表す請求項42に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、最悪ケースの試験シナリオを含む請求項42に記載の試験システム。
- ネットワーク・トラフィック・プロファイルの前記ステップが、VOIPネットワーク・トラフィック・プロファイルを含む請求項42に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、オーディオ・ストリームの始まりで開始する請求項42に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、ユーザによって作成される請求項42に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、統計パラメータを使用して作成される請求項42に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、他のプロファイルのセグメントを一緒に連結することによって作成される請求項42に記載の試験システム。
- ネットワーク・プロセッサと、
前記ネットワーク・プロセッサに関連するストーレッジと、
前記ネットワーク・プロセッサの出力を通信ネットワークに結合するインターフェースと、
前記ネットワーク・プロセッサが、特定の時刻にパケットを出力するように導く前記ストーレッジの中の命令およびデータとを含む装置。 - 前記データおよび前記命令が、前記ネットワーク・プロセッサが、特定の時刻にパケットを出力して前記パケットの特性を前記通信ネットワーク上に生成するように導く請求項52に記載の装置。
- 前記特性が、遅延、ジッタ、パケットの順序変更、およびパケットの複製から成るグループから選択される請求項53に記載の装置。
- 第1のパケット・ストリームを前記通信ネットワーク上に提供する、前記通信ネットワークと通信する第1のゲートウェイをさらに含む装置であって、
前記第1のパケット・ストリームが、前記ネットワーク・プロセッサによって提供される前記パケットと結合されて変更されたパケット・ストリームが提供される請求項52に記載の装置。 - 前記通信ネットワークと通信する第2のゲートウェイをさらに含む装置であって、
前記第2のゲートウェイが、前記変更されたパケット・ストリームを受け取る請求項55に記載の装置。 - ネットワーク・プロセッサを有する試験システムが、入力パケット・ストリームを受け取るようにさせるための命令と、
前記試験システムが、前記入力パケット・ストリームの変更形態を含む出力パケット・ストリームを提供するようにさせるための命令とを含むプログラム・コードを含むコンピュータ可読コードを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。 - 前記出力パケット・ストリームが、遅延、ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、および複製パケットから成るグループから選択された少なくとも1つの特性を有する請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記出力パケット・ストリームが、事前定義された出力パケット・ストリームの特性を有する請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記事前定義された出力パケット・ストリームが、ユーザの環境を表す請求項59に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記事前定義された出力パケット・ストリームが、最悪ケースの試験シナリオを含む請求項59に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記入力パケット・ストリームが、VOIPおよびMOPから成るグループから選択される請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記出力パケット・ストリームが、VOIPおよびMOPから成るグループから選択される請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記少なくとも1つの特性が、時間とともに変化する請求項58に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 出力パケット・ストリームを提供する前記ステップが、パケットのペイロードをオーディオ・クリップで置き換えるステップを含む請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記オーディオ・クリップが、沈黙クリップ、トーン・クリップ、事前録音されたオーディオ・クリップ、およびPSQMクリップから成るグループから選択される請求項65に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記パケット・ストリームが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0624ギガビットのファイバチャネル(FiberChannel)、OC−3、OC−3c、OC−12、OC−12c、T−1/E−1、およびT−3/E−3から成るグループから選択されたインターフェース上で受け取られる請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記出力パケット・ストリームが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0624ギガビットのファイバチャネル(FiberChannel)、OC−3、OC−3c、OC−12、OC−12c、T−1/E−1、およびT−3/E−3から成るグループから選択されたインターフェース上で提供される請求項57に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- ネットワーク・エミュレータが、ネットワーク・トラフィック・プロファイルを受け取るようにさせるための命令と、
前記ネットワーク・エミュレータが、前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルに従ってネットワークがパケットに与える効果をエミュレートようにさせるための命令とを含むプログラム・コードを含むコンピュータ可読コードを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。 - 前記ネットワーク・エミュレータが、ネットワークがパケットに与える効果をエミュレートするようにさせるための前記命令が、前記ネットワーク・エミュレータが、パケット遅延、パケット・ジッタ、パケット損失、順序の変更されたパケット、ネットワーク輻輳の効果、および複製パケットから成るグループから選択された特性の効果をエミュレートするようにさせるための命令を含む請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・エミュレータが、ネットワーク・トラフィック・プロファイルを記録するようにさせるための命令をさらに含む請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、ネットワークがパケットに与える効果をエミュレートするようにさせるための前記命令が、ユーザの環境を表す請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、ネットワークがパケットに与える効果をエミュレートするようにさせるための前記命令が、最悪ケースの試験シナリオを表す請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、ネットワークがパケットに与える効果をエミュレートするようにさせるための前記命令が、VOIP環境を表す請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・エミュレータが、ネットワークがパケットに与える効果をエミュレートするようにさせるための前記命令が行われ、すべてのパケットが、同一のプロファイルを見る請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・エミュレータが、ネットワークがパケットに与える効果をエミュレートするようにさせるための前記命令が行われ、前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、オーディオ・ストリームの始まりで開始する請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、ユーザによって作成される請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、統計パラメータを使用して作成される請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・トラフィック・プロファイルが、他のプロファイルのセグメントを一緒に連結することによって作成される請求項69に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- ネットワーク・プロセッサが、特定の時刻にパケットを通信ネットワーク上に出力するようにさせるための命令を含むプログラム・コードを含むコンピュータ可読コードを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。
- 前記パケットの特性を前記通信ネットワーク上に生成するため、特定の時刻に前記パケットが出力される請求項80に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記特性が、遅延、ジッタ、パケット損失、パケットの順序変更、およびパケットの複製から成るグループから選択される請求項81に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 第1のデバイスが、第1のパケット・ストリームを前記通信ネットワーク上に提供し、また前記第1のパケット・ストリームが、前記ネットワーク・プロセッサによって出力される前記パケットと結合されて変更されたパケット・ストリームが生成される請求項80に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記変更されたパケット・ストリームが、前記通信ネットワークと通信する第2のデバイスによって受け取られる請求項83に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- ネットワーク・プロセッサと、
前記ネットワーク・プロセッサに関連するストーレッジと、
前記ネットワーク・プロセッサを通信ネットワークに結合するインターフェースと、
前記ネットワーク・プロセッサが、前記通信ネットワーク上のパケットを分析するのに使用されるパケット・キャプチャ−分析ツールとして機能するように導く前記ストーレッジの中の命令およびデータとを含む装置。 - 前記データおよび命令が、前記ネットワーク・プロセッサが、前記通信ネットワーク上のリアルタイム・トランスポート・プロトコル(RTP)パケット・ストリームを分析するように導く請求項85に記載の装置。
- 前記データおよび命令が、前記ネットワーク・プロセッサが、TCP、UDP、TCP/IP、SCTP、MGCP、H.323、およびH.248などの他のプロトコルに関するパケット・ストリームを分析するように導く請求項85に記載の装置。
- 前記データおよび命令が、前記ネットワーク・プロセッサが、前記通信ネットワーク上のシグナリング・プロトコル・パケット・ストリームを分析するように導く請求項85に記載の装置。
- 前記パケットが、存在するパケットの総数、毎秒のバイト数、およびRTPストリームの数から成るグループから選択された特性に関して分析される請求項85に記載の装置。
- 前記パケットが、前記通信ネットワーク上のパケットのストリームのパフォーマンス統計を提供するように分析される請求項87に記載の装置。
- 前記統計が、コール速度、コール中止、コールのセットアップからオーディオまでの時間、コール確立時間、コール開放時間、およびコール継続時間から成るグループから選択される請求項90に記載の装置。
- 前記パケットが、最小/最大/平均のパケット・ジッタ、損失されたパケットの数、順序の変更されたパケットの数、複製パケットの数、パケット誤りの数、オーディオ符号化アルゴリズム、毎秒のパケット数、パケット当りのオーディオ・データ、およびパケット数から成るグループから選択されたオーディオ統計を提供するように分析される請求項85に記載の装置。
- 前記パケットが、前記グループの中のすべてのストリームに関する最大/平均のパケット・ジッタ、前記グループの中のすべてのストリームに関する損失されたパケットの最大数/平均数、前記グループの中のすべてのストリームに関する順序の変更されたパケットの最大数/平均数、前記グループの中のすべてのストリームに関する複製されたパケットの最大数/平均数、前記グループの中のすべてのストリームに関する誤ったパケットの最大数/平均数、オーディオ符号化によるストリームの破損、最大/平均の時間の長さ、および平均のペイロード・サイズから成るグループから選択されたグループ統計を提供するようにグループのストリームとして分析される請求項85に記載の装置。
- 前記パケットが、パケットの同時にアクティブなストリームの最大数/平均数、アクティブなストリームの現在数、パケットの総数およびパケットの率、バイトの総数およびバイトの率、インターフェース帯域幅の最大/平均使用パーセント、ならびに誤ったパケットの総数および誤ったパケットの率から成るグループから選択されたインターフェース特性を提供するように分析される請求項85に記載の装置。
- 前記パケットが、基準を満たすパケットだけがキャプチャされるようにフィルタに掛けられる請求項85に記載の装置。
- 前記基準が、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、宛先UDPポート番号、インターフェース・ポート、オーディオ符号化アルゴリズム、MACアドレス、MACイーサネット(登録商標)・タイプ、IPプロトコル番号、IPディファレンシエーテッド・サービス(differentiated service)バイト、および特定のバイト・マスク・パターンから成るグループから選択される請求項95に記載の装置。
- トリガを使用してパケット・キャプチャを開始/停止する請求項85に記載の装置。
- 前記トリガが、パケットの誤り、パケット・ストリームの開始、パケット・ストリームの終了、しきい値より大きいジッタ、ドロップされたパケット、複製パケット、順序の変更されたパケット、およびコール・シグナリング・イベント、送信元IPアドレス、宛先IPアドレス、送信元UDPポート番号、宛先UDPポート番号、インターフェース・ポート、オーディオ符号化アルゴリズム、MACアドレス、MACイーサネット(登録商標)・タイプ、IPプロトコル番号、および特定のバイト・マスク・パターンから成るグループから選択されたイベントに基づく請求項97に記載の装置。
- データ除去を使用してキャプチャされたパケットから不要なデータを取り除く請求項85に記載の装置。
- データ除去が、パケット・ヘッダ、パケット・ペイロード、および部分的なペイロードから成るグループから選択されたデータを排除する請求項99に記載の装置。
- 前記キャプチャされたパケットが、後処理分析される請求項85に記載の装置。
- 前記後処理分析を行うステップが、閲覧フィルタリング、データ・フィルタリング、パケット閲覧、およびパケット復号化から成るグループから選択された機能を提供する請求項101に記載の装置。
- ネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験するための試験システムであって、
ネットワーク・プロセッサと、
前記ネットワーク・プロセッサに関連するストーレッジと、
前記ネットワーク・プロセッサの出力を通信ネットワークに結合するインターフェースと、
前記ネットワーク・プロセッサが、少なくとも1つの機能を提供するように導く前記ストーレッジの中の命令およびデータとを含む試験システム。 - 前記少なくとも1つの機能が、ネットワーク・エミュレータ、ネットワーク・プロファイル生成器、ネットワーク・プロファイル・キャプチャ・ツール、パケット生成ツール、アプリケーション・トラフィック生成ツール、リアルタイム・パケット分析ツール、およびネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールから成るグループから選択される請求項103に記載の試験システム。
- 様々な異なるプロトコルとともに利用される請求項103に記載の試験システム。
- 前記プロトコルが、TCP、TCP/IP、MPLS、SCTP、UDP、およびRTPから成るグループから選択される請求項105に記載の試験システム。
- 様々な異なるインターフェースとともに利用される請求項103に記載の試験システム。
- 前記インターフェースが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル、OC−3c、OC−12、OC−12c、T1/E1、およびT3/E3から成るグループから選択される請求項107に記載の試験システム。
- 少なくとも1つの追加のネットワーク・プロセッサをさらに含む請求項103に記載の試験システム。
- 少なくとも1つの追加のネットワーク・プロセッサが、前記ネットワーク・プロセッサと通信する請求項109に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・プロセッサと通信する中央処理装置(CPU)をさらに含む請求項103に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、ライン・レートでデータを分析するためのアクセラレータとして利用される請求項110に記載の試験システム。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、前記CPUに分析のためにデータを提供する請求項111に記載の試験システム。
- 前記CPUが、前記ネットワーク・プロセッサへのフィードバック・ループを有する請求項103に記載の試験システム。
- 前記ストーレッジの中の前記命令およびデータを変更することによって第1の機能を提供することから、第2の機能を提供することに切り替わる請求項103に記載の試験システム。
- 前記ストーレッジの中の複数のセットの命令をロードすることによって追加の機能を同時に前記ネットワーク・プロセッサに提供する請求項103に記載の試験システム。
- ネットワーク・プロセッサが、ネットワーク環境またはネットワーク・デバイスを試験するための少なくとも1つの試験機能を提供するようにさせるための命令を含むプログラム・コードを含むコンピュータ可読コードを有するコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、少なくとも1つの試験機能を提供するようにさせるための前記命令が、ネットワーク・エミュレータ、ネットワーク・プロファイル生成器、ネットワーク・プロファイル・キャプチャ・ツール、パケット生成ツール、アプリケーション・トラフィック生成ツール、リアルタイム・パケット分析ツール、およびネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールから成るグループから選択された機能を提供する請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、様々な異なるプロトコルを利用するようにさせるための命令をさらに含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、様々なプロトコルを利用するようにさせるための前記命令が、TCP、TCP/IP、MPLS、SCTP、UDP、およびRTPから成るグループから選択されたプロトコルを使用するための命令を含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、様々な異なるネットワーク・インターフェースを利用するようにさせるための命令をさらに含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、様々な異なるネットワーク・インターフェースを利用するようにさせるための前記命令が、前記ネットワーク・プロセッサが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル、OC−3c、OC−12、OC−12c、T1/E1、およびT3/E3から成るグループから選択されたネットワーク・インターフェースを利用するようにさせるための命令を含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 少なくとも1つの追加のネットワーク・プロセッサが、ネットワーク環境またはネットワーク・デバイスを試験するための前記少なくとも1つの試験機能を提供するようにさせるための命令をさらに含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 少なくとも1つのCPUが、前記ネットワーク・プロセッサと通信するようにさせるための命令をさらに含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、ライン・レートでデータを分析するためのアクセラレータとして利用されるようにするための命令をさらに含む請求項119に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、前記CPUに分析のためにデータを提供するようにさせるための命令をさらに含む請求項126に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- 前記CPUが、前記ネットワーク・プロセッサとのフィードバック・ループにおいて動作するようにさせるための命令をさらに含む請求項126に記載のコンピュータ・プログラム製品。
- ネットワーク環境およびネットワーク・デバイスを試験する方法であって、
ネットワーク・プロセッサを提供するステップと、
前記ネットワーク・プロセッサを通信ネットワークに結合するステップと、
前記ネットワーク・プロセッサが、少なくとも1つの機能を提供するように導くステップとを含む方法。 - 導く前記ステップが、前記ネットワーク・プロセッサが、ネットワーク・エミュレータ、ネットワーク・プロファイル生成器、ネットワーク・プロファイル・キャプチャ・ツール、パケット生成ツール、アプリケーション・トラフィック生成ツール、リアルタイム・パケット分析ツール、およびネットワーク・パケット・キャプチャ−分析ツールから成るグループから選択された少なくとも1つの機能を提供するように導くステップを含む請求項130に記載の方法。
- 様々な異なるプロトコルを利用するステップをさらに含む請求項130に記載の方法。
- 利用する前記ステップが、TCP、TCP/IP、MPLS、SCTP、UDP、およびRTPから成るグループから選択されたプロトコルを利用するステップを含む請求項130に記載の方法。
- 結合する前記ステップが、様々な異なるインターフェースを使用して行われる請求項130に記載の方法。
- 前記インターフェースが、10メガビットのイーサネット(登録商標)、100メガビットのイーサネット(登録商標)、1ギガビットのイーサネット(登録商標)、1.0625ギガビットのファイバチャネル、OC−3c、OC−12、OC−12c、T1/E1、およびT3/E3から成るグループから選択される請求項134に記載の方法。
- 少なくとも1つの追加のネットワーク・プロセッサを提供するステップをさらに含む請求項130に記載の方法。
- 少なくとも1つの追加のネットワーク・プロセッサが、前記ネットワーク・プロセッサと通信する請求項136に記載の方法。
- 前記ネットワーク・プロセッサと通信する中央処理装置(CPU)を提供するステップをさらに含む請求項130に記載の方法。
- 前記ネットワーク・プロセッサをアクセラレータとして使用してライン・レートでデータを分析するステップをさらに含む請求項137に記載の方法。
- 前記ネットワーク・プロセッサを使用して前記CPUに分析のためにデータを提供するステップをさらに含む請求項137に記載の方法。
- 前記ネットワーク・プロセッサと前記CPUの間でフィードバック・ループを提供するステップをさらに含む請求項137に記載の方法。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、第1の機能を提供するように導くことから、前記ネットワーク・プロセッサが、第2の機能を提供するように導くことに切り替えるステップをさらに含む請求項130に記載の方法。
- 前記ネットワーク・プロセッサが、同一の前記ネットワーク・プロセッサ上で複数の機能を同時に提供するように導くステップをさらに含む請求項130に記載の方法。
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