JP2023531949A - 機器監視システム - Google Patents

Abstract

機器と制御装置との間のデータストリームを捕捉し、解釈するシステムおよび方法が開示される。プロセッサは、機器によって制御装置に送信されたデータストリームを受信し、ストリーム内のデータフレームを特定するように構成される。プロセッサは、ストリーム内のビットパターンを検索し、ビットパターンに対して相対的な位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定し、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に基づいて、データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定するように構成される。プロセッサは、さらに、ビットパターンの第２のインスタンスを特定し、カウント値を増加させ、スキャンを継続し、特定されたデータフレームから機器測定データまたは動作メタデータを抽出および保持し、視覚的な情報を生成し、または、警告を発生させるために、捕捉されたデータおよびメタデータを分析または解釈する。【選択図】図１Ａ

Description

本開示内容は、監視システムに関する。特に、本開示内容は、研究施設で使用されるような機器監視システムに関する。本出願は、２０２０年７月１日に出願された「機器監視システム（Instrument Monitoring System）」と題された米国仮特許出願第６３／０４６，９６４号の優先権を主張するものであり、その出願の開示内容全体を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。

機器（instrucmnet）とソフトウェアのソリューションにより、研究施設において物質や製品の物理的および生物的特性の定量化と分析、並びに分子および細胞レベルでのサンプルの解析を行えるようになっている。このような機器としては、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ質量分析計、ガスクロマトグラフ質量分析計、誘導結合プラズマ質量分析計、原子吸光分析計、マイクロ波プラズマ原子発光分光分析装置、誘導結合プラズマ発光分光分析装置、ラマン分光計、細胞分析プレート式測定システム、フローサイトメーター（flow cytometer）、リアルタイム細胞分析装置などを挙げることができる。これらの機器は、製薬、バイオテクノロジー、学術、政府機関、化学、環境、法医学、食品製造施設など、様々な場面で使用することができる。実験的な測定データに加えて、これらの機器からの動作データ（メタデータと呼ばれることもある）を分析のために収集できる。

１つまたは複数の演算装置のシステムは、ソフトウェア、ファームウェア、ハードウェア、またはこれらの組み合わせがシステムに組み込まれることによって、特定の動作または処理（action）を実行するように構成することができる。この構成により、システムは、その動作中に処理を実行する。１つまたは複数のコンピュータプログラムを構成して、命令によって特定の動作または処理を実行することができる。命令がデータ処理装置によって実行されると、装置は処理を実行する。

１つの一般的な態様は、捕捉されたデータストリームを解釈するネットワーク装置を含む。このネットワーク装置は、捕捉されたデータストリームを受信するように構成されたネットワークインタフェースを含む。データストリームは、機器と当該機器の制御装置との間で送信される。さらに、ネットワーク装置は、ネットワークインタフェースに接続されたメモリを含む。メモリは、捕捉されたデータストリームを保持するように構成されている。さらに、ネットワーク装置は、プロセッサを含み、プロセッサは、機器から制御装置に送信されたデータストリームを受信し、第１の処理スレッドを使用してデータストリーム内のデータフレームを特定または識別するように構成されている。データフレームの特定または識別は、データストリーム内のビットパターンの第１のインスタンスを検索し、ビットパターンの第１のインスタンスに対して相対的な位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定し、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に基づいて、データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定し、ビットパターンの第２のインスタンスが、第２の推定されたデータフレーム内の予測された位置に存在するかどうかを判定し、予測された位置でビットパターンの第２のインスタンスを特定することに応答して、ビットパターンのカウント値を増加させ、カウント値の閾値に達するまで、推定されたデータフレーム内の予測された位置でビットパターンのスキャンを継続し、カウント値の閾値に達したことに応答して、第１の推定されたデータフレームおよび第２の推定されたデータフレームを実際のデータフレームとして特定するを含むことができる。この態様の他の実施形態は、各々が方法の処理を実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置、および１つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されたコンピュータプログラムを含む。

一実施形態においては、データストリーム内のデータフレームの特定は、さらに、予測された位置とは異なる位置でビットパターンの第２のインスタンスを特定することに応答して、データストリーム内のデータフレームをフレーム化するための代替基準として異なる位置の第２のインスタンスを使用する第２の処理スレッドを開始することを含む。

一実施形態においては、ビットパターンは、０ｘ００００００６５である。

一実施形態においては、ビットパターンは、第１の推定されたデータフレームのメッセージタイプを特定する。任意選択的に、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットは、第１の推定されたデータフレームのメッセージタイプに対応するビットに先行する。

一実施形態においては、データストリームに関連するビットレートは、さらに、プロセッサによって、機器の実行時間または使用率の尺度（measure）または指標（indicia）として判定される。

一実施においては、特定されたデータフレームは、機器の実行状態情報を含む。最適には、実行状態情報は、機器の実行時間または使用率を判定するために使用される。

一実施形態においては、特定されたデータフレームは、プロセッサが機器の動作を判定するために使用するデータまたはメタデータを含む。任意選択的に、メタデータは、機器の設定値および動作値を含む。任意選択的に、設定値と動作値との比較を使用して警告を発生させ、または、視覚的な情報を生成する。

一実施形態においては、データおよびメタデータは、複数回の機器の実行にわたって収集および保持される。最適には、複数回の機器の実行にわたって収集されたデータとメタデータとの比較を使用して、傾向の特定、イベントの予測、警告の発生（trigger：トリガ）および／または視覚的な情報の生成（つまり、傾向の特定、イベントの予測、警告の発生、または視覚的な情報の生成、あるいはそれらの全て）を行う。

一実施形態においては、複数回の機器の実行にわたって収集されたデータとメタデータとの比較を使用してローカルまたはリモートで機器のトラブルシューティングを行う。

一実施形態においては、ネットワーク装置は、機器と制御装置との間のミラーリングスイッチと通信する。任意選択的に、受信したデータストリームは、機器および制御装置の少なくとも一方からミラーリングスイッチによって受信された元のデータストリームからミラーリングされる。

一実施形態においては、ネットワーク装置は、機器と制御装置との間に位置する。任意選択的に、ネットワーク装置は、機器と制御装置との間の通信を容易にするためのプロキシサーバを備える。

一実施形態においては、プロセッサは、さらに、機器によって使用される既知のプロトコルに基づいて検索されるビットパターンを選択するように構成される。

１つの一般的な態様は、データストリームを解釈する方法を含む。この方法は、機器によって制御装置に送信されたデータストリームを受信するステップを含むことができる。この方法は、さらに、第１の処理スレッドを使用してデータストリーム内のデータフレームを特定するステップを含むことができる。特定するステップは、データストリーム内のビットパターンの第１のインスタンスを検索し、ビットパターンの第１のインスタンスに対して相対的な位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定し、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に基づいて、データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定し、ビットパターンの第２のインスタンスが、第２の推定されたデータフレーム内の予測された位置に存在するかどうかを判定し、予測された位置でビットパターンの第２のインスタンスを特定することに応答して、ビットパターンのカウント値を増加させ、カウント値の閾値に達するまで、推定されたデータフレーム内の予測された位置でビットパターンのスキャンを継続し、カウント値が閾値に達したことに応答して、第１の推定されたデータフレームおよび第２の推定されたデータフレームを実際のデータフレームとして特定する。本態様の他の実施形態は、各々が方法の処理を実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置、および１つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されたコンピュータプログラムを含む。

一実施形態においては、データストリーム内のデータフレームを特定するステップは、予測された位置とは異なる位置でビットパターンの第２のインスタンスを特定することに応答して、データストリーム内のデータフレームをフレーム化するための代替基準として異なる位置の第２のインスタンスを使用する第２の処理スレッドを開始することを含むことができる。

一実施形態においては、データストリーム内のデータフレームを特定するステップは、第３のインスタンスの予測された位置とは異なる第２の位置でビットパターンの第３のインスタンスを特定することに応答して、データストリーム内のデータフレームをフレーム化するための第２の代替基準として、第２の位置で第３のインスタンスを使用する第３の処理スレッドを開始するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、処理スレッドのうちの１つによって、カウント値が閾値に達したことに応答して、他の処理スレッドを終了し、閾値に達した処理スレッドに対応するデータストリームのフレーム化仮説を選択するステップを含む。

一実施形態においては、ビットパターンに、０ｘ００００００６５を含めることができる。

一実施形態においては、ビットパターンは、第１の推定されたデータフレームのメッセージタイプを特定する。

一実施形態においては、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットは、第１の推定されたデータフレームのメッセージタイプに対応するビットに先行する。

一実施形態においては、方法が機器と制御装置との間に位置するネットワーク装置によって実行される。

一実施形態においては、機器によって送信されたデータストリームを受信するステップは、プロキシサーバを用いて機器と制御装置との間の通信を代理するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、特定されたデータフレームから収集された実行状態情報から、機器使用率を判定するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、データストリームのビットレートに基づいて機器使用率を判定するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、設定値と特定されたデータフレームからの実際の動作値とを比較するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、多数回の機器の実行を通じて特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータを保持および比較するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータに基づいて、傾向の特定、イベントの予測、および／または、１つ以上の警告の発生（つまり、傾向の特定、イベントの予測、または１つ以上の警告の発生、あるいはそれらの全て）のうちの少なくとも１つを行うステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータに基づいて視覚的な情報を生成するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、グラフィカルユーザインタフェースを使用して特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータをインタラクティブに探索するステップを含むことができる。

一実施形態においては、上記方法は、特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータに基づいて機器のトラブルシューティングをローカルで、またはリモートで行うステップをさらに含むことができる。

一般的な態様の１つは、ソフトウェア命令がプロセッサによって実行されたときに、プロセッサにデータストリームを解釈させるソフトウェア命令を保持する非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体を含む、。ソフトウェア命令は、機器によって制御装置に送信されたデータストリームを受信するステップを含むことができる。ソフトウェア命令は、第１の処理スレッドを使用してデータストリーム内のデータフレームを特定するステップを含むことができ、特定するステップは、データストリーム内のビットパターンの第１のインスタンスを検索するステップと、ビットパターンの第１のインスタンスに対して相対的な位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定するステップと、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に基づいて、データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定するステップと、ビットパターンの第２のインスタンスが、第２の推定されたデータフレーム内の予測された位置に存在するかどうかを判定するステップと、予測された位置でビットパターンの第２のインスタンスを特定することに応答して、ビットパターンのカウント値を増加させ、カウント値の閾値に達するまで、推定されたデータフレーム内の予測された位置でビットパターンのスキャンを継続するステップと、カウント値が閾値に達したことに応答して、第１の推定されたデータフレームおよび第２の推定されたデータフレームを実際のデータフレームとして特定するステップとを含む。この態様の他の実施形態は、それぞれが命令を実行するように構成された、対応するコンピュータシステム、装置、および１つ以上のコンピュータ記憶装置に記録されたコンピュータプログラムを含む。

本発明の実施形態の別々の側面の文脈で説明される特徴事項は、一緒に使用されてもよく、および／または相互に置き換え可能であってもよい（つまり、一緒に使用されてもよく、または相互に置き換え可能であってもよく、あるいはそれらの両方であってもよい）。同様に、単一の実施形態の文脈で説明される特徴事項もまた、別個に提供されてもよく、または適切に任意に部分的に組み合わせて提供されてもよい。

図１Ａは、１つ以上の実施形態に係る、機器監視システムを示す図である。 図１Ｂは、１つ以上の実施形態に係る、プロキシサーバを利用した機器監視システムの実施形態を示す図である。 図２Ａは、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリームのサンプル検索を示す図である。 図２Ｂは、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリームのサンプル検索を示す図である。 図２Ｃは、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリームのサンプル検索を示す図である。 図２Ｄは、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリームのサンプル検索を示す図である。 図２Ｅは、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリームのサンプル検索を示す図である。 図２Ｆは、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリームのサンプル検索を示す図である。 図３Ａは、１つ以上の実施形態に係る、データストリーム内の予測された位置で特徴的なビットパターンを見つけることに失敗したサンプル検索を示す図である。 図３Ｂは、１つ以上の実施形態に係る、データストリーム内の予測された位置で特徴的なビットパターンを見つけることに失敗したサンプル検索を示す図である。 図４Ａは、１つ以上の実施形態に係る、第２のスレッドによる代替的なフレーム化仮説を使用したサンプル検索を示す図である。 図４Ｂは、１つ以上の実施形態に係る、第２のスレッドによる代替的なフレーム化仮説を使用したサンプル検索を示す図である。 図５Ａは、１つ以上の実施形態に係る、データストリームをフレーム化するための例示的な処理を示す流れ図である。 図５Ｂは、１つ以上の実施形態に係る、開始ビットパターンからフレーム化処理を継続するための例示的な処理を示す流れ図である。 図６は、１つ以上の実施形態に係る、フレーム化仮説を並行してテストするための例示的な処理を示す流れ図である。 図７は、１つ以上の実施形態に係る、演算装置を示す図である。

添付の図面には、説明のために様々な実施形態が描かれているが、決して本願の開示内容の範囲を限定するように解釈されるべきではない。さらに、開示されている実施形態の様々な異なる特徴事項を組み合わせて、別の実施形態を構成することができるが、そのような別の実施形態も、本願の開示内容に含まれる。

本願明細書で使用される見出しは、便宜上のものであり、必ずしも開示内容の範囲または意味に影響を与えるものではない。特定の好ましい実施形態および例を以下に開示するが、その主題の範囲は、具体的に開示された実施形態に限定されることなく、他の代替的な実施形態および／または使用例（つまり、他の代替的な実施形態または使用例、あるいはそれらの両方）、ならびにそれらの変形例および均等物を含む。したがって、開示された主題から派生する請求の範囲は、以下に説明する特定の実施形態のいずれにも限定されるものではない。例えば、本願明細書に開示される任意の方法または処理において、その方法または処理の行為または動作は、任意の適切な順序で実行されてよく、必ずしも特定の開示された順序に限定されるものではない。特定の実施形態の理解に役立つように、様々な動作を複数の個別の動作として順番に説明することがあるが、説明の順序は、これらの動作の順序が決まっていることを意味するように解釈されるべきではない。さらに、本願明細書に記載された構造、システム、および／または装置（つまり、構造、システム、または装置、あるいはそれらの全て）は、統合されたコンポーネントとして実施されてもよいし、別個のコンポーネントとして実施されてもよい。様々な実施形態を比較する目的で、これらの実施形態の特定の態様および利点を説明する。必ずしも、このような態様または利点の全てが、任意の特定の実施形態によって実現されるとは限らない。したがって、例えば、様々な実施形態は、本願明細書で教示される１つまたは複数の利点を達成または最適化する方法で実施することができ、本願明細書で教示または示唆されることがある他の態様または利点を必ずしも実現するものではない。

［概要］
研究施設には、通常、サンプルを定量化して分析するための複数の機器が存在する。これらの機器は、自己の動作の様々な部分を測定し、そのデータを伝送し、そしてときには保存する。例えば、質量分析計は、その実行状態（準備完了、待機、実行中など）の情報を保持し、この情報を制御しているコンピュータに送信することができる。しかしながら、研究施設にある機器のメーカーが異なることもあれば、少なくとも製造時期が異なることがある。そのため、２つの機器が異なるプロトコルで通信していることがよくある。同じメーカーの２つの機器であっても、異なるプロトコルを採用していることがある。実際、同じメーカーの同じタイプの機器であっても、機器の世代が異なれば、異なるプロトコルを使用することがある。機器の寿命は長く（２０年以上のものもある）、一般的な研究施設では、異なる通信プロトコルを採用した様々な年代の機器が数多く存在することがある。さらに、機器によって異なる制限があり同時に接続できる機器の数またはデータストリームの数を制限したり、新しい接続を禁止したり、および／または、新しい接続を通じて送信できるデータの量やタイプを制限したりする（つまり、同時に接続できる機器の数またはデータストリームの数を制限したり、新しい接続を禁止したり、または新しい接続を通じて送信できるデータの量やタイプを制限したり、あるいはそれらの全てをする）機器もある。

そのため、異なるプロトコルの機器を使用してもデータを収集でき、既存の接続を使用した監視をサポートできる監視システムが求められている。本願明細書に記載された監視システムの特定の実施形態は、機器と制御を行っているコンピュータとの間の通信回線を聴受することによって、機器の動作を監視する機能を提供する。監視システムは、機器と制御を行っているコンピュータの間で伝送されるデータストリームを捕捉することができる。このデータストリームには、トータルイオンクロマトグラム（ＴＩＣ：total ion chromatogram）などの送信された実験測定値またはデータ、さらにポンプ圧、ポンプ駆動状態、粗真空圧、抽出器電圧、乾燥ガス流量、ガス温度、実行状態、機器設定値、および／または機器の他の動作値／パラメータ（つまり、ポンプ圧、ポンプ駆動状態、粗真空圧、抽出器電圧、乾燥ガス流量、ガス温度、実行状態、機器設定値、または機器の他の動作値／パラメータ、あるいはそれらの全て）などのメタデータが含まれる。データストリームから取り込まれたデータおよびメタデータを収集および分析することによって、監視システムは、機器からの動作情報を確認することができる。例示的な実施形態は、制御ソフトウェアによって設定された設定値、すなわち目標値と、機器によって測定された時間的ポイント値である実際の値の両方を捕捉できる監視装置を提供する。さらに、関連する視覚的な情報を、例えば、リアルタイムで更新されるダッシュボードに表示し、オペレータが監視して、設定値からの温度偏差などの異常状態を検出することもできる。別の実施形態においては、本教示内容に従って構成されたシステムは、両方の信号を自律的に監視し、異常な状態があればオペレータに対して警告を発することができる。

様々な測定値および／またはパラメータ（つまり、様々な測定値またはパラメータあるいはそれらの両方）などの監視されたデータまたはメタデータを、経時的に、および／または、複数回の機器の実行を通じて（つまり、経時的に、または、複数回の機器の実行を通じて、あるいはそれらの両方により）捕捉、抽出、保存および分析してもよい。例えば、液体クロマトグラフィー（ＬＣ：liquid chromatography）カラムに関連するポンプ圧の値を捕捉、抽出、保存し、複数回の機器の実行にわたって比較することができる。この比較を用いて、例えば、ある実行の動作状態が以前の実行状態から大幅に逸脱している場合に警告を発することができる。さらに、同様の分析により、傾向を把握したり、および／または、将来の事象を予測したりする（つまり、傾向を把握したり、または将来の事象を予測したりする、あるいはそれらの両方をする）ことができる。より正確には、様々な統計的手法（そのうちの幾つかは機械学習と呼ばれることがある）は、システムの過去の挙動および／または類似するシステムの過去の挙動に基づく（つまり、システムの過去の挙動、または類似するシステムの過去の挙動、あるいはそれらの両方に基づく）モデルを通じて、システムの将来の挙動を外挿して推定することができる。例えば、カラム圧の傾向から、カラムの経年劣化やカラム交換の必要性を判断することができる。さらに、監視装置によって捕捉され、経時的に保存される測定値またはパラメータを、例えば、受動的なビデオダッシュボードに表示してもよく、グラフィカルユーザインタフェースを介してインタラクティブに探索してもよい。このようなインタラクティブな探索により、例えば、ローカルの機器またはリモートの機器のトラブルシューティングを容易に行うことができる。例えば、過去１週間以内に機器が正常に動作しなくなったという顧客からの報告があった場合、サポート担当者は、保存されている機器の様々な測定値および／またはパラメータ（つまり、様々な測定値または様々なパラメータあるいはそれらの両方）の履歴を目視でチェックし、内部電源電圧の著しい低下など予期せぬ逸脱がないかを確認し、不具合が発生した時点を特定することができる。さらに、不具合が発生した前後の各種測定値および／またはパラメータ（つまり、各種測定値または各種パラメータあるいはそれらの両方）の履歴を目視で確認することで、不具合の原因や交換すべき関連部品などを経験豊富なサポート担当者が特定することができる。

監視されたデータから重要な情報を複数の方法で推測または導出することができる。例えば、機器の使用率、またはアクティブな測定を行うのに費やされた相対的な時間の量は、少なくとも２つの方法で推定することができ、それぞれの方法は、監視装置によって捕捉された複数の異なるデータに基づいている。また、例えば、監視システムは、機器が実行中または動作状態にある時間量を評価するによって、この評価を機器の使用率または機器の処理能力がどのくらい使用されているかを示す尺度とすることができる。さらに、収集したデータに対して警告を発したり、視覚的な情報を生成したりするようにシステムを構成することもできる。例えば、設定値と動作値との比較を使用して警告を発したり、比較した値の視覚的な情報を生成したりすることができる。

様々な実施形態においては、データストリームが認識できない形式であっても、または暗号化された形式で送信されても、捕捉されたデータを依然として利用することができる。例えば、機器の使用率を捕捉したデータのビットレートから推測したり、捕捉したデータのビットレートに関連付けたりすることができる。さらに、本願明細書に記載されたアルゴリズムと組み合わせて、繰り返し発生するフィンガープリントの検索を構成することで、本来は認識されないか暗号化されたデータストリームにおけるメッセージ境界、メッセージタイプ、および／またはパラメータ値（つまり、メッセージ境界、メッセージタイプ、またはパラメータ値、あるいはそれらの全て）を特定することができる。

［機器監視システム］
図１Ａは、１つ以上の実施形態に係る、機器監視システム１００を示す図である。図示するように、機器１０５と制御装置１１０は、ネットワーク１１５を介して接続されている。ネットワーク１１５は、機器１０５と制御装置１１０とを接続するミラーリング装置１２０を含む。ミラーリング装置１２０は、機器１０５と制御装置１１０とを通信可能に接続することができる。実施形態によっては、ミラーリング装置１２０は、このミラーリング装置１２０によって受信されたデータストリーム（プロトコル１３０を用いた、機器および制御装置からのデータストリーム／機器および制御装置へのデータストリーム）をコピーし、コピーされたデータを解釈装置（interpreting device）１３５に送信するストリームコピア（stream copier）１２５を含む。解釈装置１３５およびストリームパーサ（stream parser）１４０は、次に、コピーされたデータストリームを解析してデータフレームにして、１つまたは複数の加入者装置１４５Ａ～１４５Ｃ（１４５と総称する）に送信することができる。実施形態によっては、データフレームは、機器に関するデータまたはメタデータを含む。

機器監視システム１００は、上述したコンポーネントのうちの１つ以上を含むことができる。例えば、一実施形態では、ミラーリング装置１２０と解釈装置１３５しか含まないこともあるが、他の実施形態では、追加のコンポーネントを含むことができる。さらに、複数のコンポーネントのうちの幾つかを単一の装置内に組み込んでもよい。例えば、ミラーリング装置１２０と解釈装置１３５がストリームコピア１２５とストリームパーサ１４０を含む単一の装置であってもよい。

このような機器１０５としては、液体クロマトグラフ、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ質量分析計、ガスクロマトグラフ質量分析計、誘導結合プラズマ質量分析計、原子吸光分析計、マイクロ波プラズマ原子発光分光分析装置、誘導結合プラズマ発光分光分析装置、ラマン分光計、細胞分析プレート式測定システム、フローサイトメーター、リアルタイム細胞分析装置などを挙げることができる。制御装置１１０としては、パーソナルコンピュータ、タブレット、スマートフォン、サーバ、ラップトップ、モバイル機器、他のタイプの演算装置などを挙げることができる。通常の場合は、機器監視システム１００は、研究施設の一部である。

ネットワーク１１５としては、アドホックネットワーク、ピアツーピア通信リンク、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、公衆ネットワーク（例えばインターネット）、プライベートネットワーク（例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ））、またはインターネットなどの広域ネットワーク（ＷＡＮ）、有線ネットワーク（例えばイーサネットネットワーク）、無線ネットワーク（例えば、８０２．１１ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、無線ＷＡＮ（ＷＡＮ）など）、携帯電話ネットワーク（例えば、Long Term Evolution（ＬＴＥ）ネットワーク）、大都市圏ネットワーク（ＭＡＮ）、インターネットの一部、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Public Switched Telephone Network）の一部、ルータ、ハブ、スイッチ、サーバコンピュータ、他のタイプのコンピュータネットワーク、のうちの１つ、および／または、これらを組み合わせたもの（つまり、アドホックネットワーク、ピアツーピア通信リンク、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、公衆ネットワーク（例えばインターネット）、プライベートネットワーク（例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ））、インターネットなどの広域ネットワーク（ＷＡＮ）、有線ネットワーク（例えばイーサネットネットワーク）、無線ネットワーク（例えば、８０２．１１ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、無線ＷＡＮ（ＷＡＮ）など）、携帯電話ネットワーク（例えば、Long Term Evolution（ＬＴＥ）ネットワーク）、大都市圏ネットワーク（ＭＡＮ）、インターネットの一部、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ：Public Switched Telephone Network）の一部、ルータ、ハブ、スイッチ、サーバコンピュータ、他のタイプのコンピュータネットワーク、のうちの１つ、または、これらを組み合わせたもの、あるいはそれらの全てのもの）を挙げることができる。一実施形態においては、機器１０５および制御装置１１０はローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）内に配置され、解釈装置１３５および／または加入者装置１４５Ａ～１４５Ｃ（つまり、解釈装置１３５、または加入者装置１４５Ａ～１４５Ｃ、あるいはそれらの全て）は、ＬＡＮ内にあるか、または、広域ネットワーク（ＷＡＮ）を介してＬＡＮに接続されている。

ミラーリング装置１２０は、機器１０５を制御装置１１０と通信可能に接続するためのスイッチ、パーソナルコンピュータ、ゲートウェイ、ルータ、または他のネットワーク装置とすることができる。一実施形態においては、機器と制御装置との間の接続は、イーサネットケーブル、光ケーブルなどの物理的な回線を介して行われる。例えば、ミラーリング装置１２０は、機器および制御装置からのネットワークケーブルを受け入れるための物理ポートを有するネットワークスイッチとすることができる。一実施形態においては、接続は、Wi-Fi、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚ－ｗａｖｅ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）などを通じた無線である。実施形態によっては、ストリームコピア１２５は、パケットをミラーリングするためのミラーリング装置１２０の回路および／またはソフトウェア（つまり、回路またはソフトウェアあるいはそれらの両方）で構成される。データパケット（例えば、ＩＰデータグラム）からなるデータストリーム１２７を受信した後、ストリームコピア１２５は、データストリームをコピーまたはミラーリングし、データストリームのコピー１３２を解釈装置１３５に送信することができる。一方、元のデータストリームは元の宛先に送信される。このミラーリング機能は、機器や制御装置に対してトランスペアレントにすることが可能である。つまり、パケットのミラーリングは、機器と制御装置の間の通信に影響を与えず、これらの装置はミラーリングが行われていることを把握できないままでいることがある。

解釈装置１３５は、デスクトップ、サーバなどの演算装置であってもよく、研究施設内または別の場所に配置されてもよい。解釈装置１３５は、データストリームのコピー１３２を構文解析して複数の個々のフレームにするためのストリームパーサ１４０を含む。一般的には、インターネットプロトコル（ＩＰ：internet protocol）は、プロトコル１３０などの多くのアプリケーションレベルのプロトコルのビルディングブロックとして使用される。カプセル化を使用して、プロトコル１３０のデータは、適切なヘッダを追加することで、ＩＰなどの下位プロトコルに変換される。ＩＰパケットは、ヘッダ部とデータ部とを含む。簡略化のために、ＩＰパケットのデータ部がプロトコル１３０のデータを伝送するものとして説明する。しかしながら、実際には、１つ以上の介在するプロトコル（例えば、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ：transmission control protocol））が、プロトコル１３０のデータをさらにカプセル化する場合がある。

データストリームのコピー１３２は、解釈装置１３５によって受信されたとき、必ずしも理解可能な状態であるとは限らない。ＩＰパケットは、例えば、パケットが失われたり、損傷したりした結果、繰り返されたり、順序が狂ったりすることがある。したがって、解釈装置が受信したデータストリームのコピーには、順番がずれているセグメント、欠落しているセグメント、損傷しているセグメント、および／または繰り返されているセグメント（つまり、順番がずれているセグメント、欠落しているセグメント、損傷しているセグメント、または繰り返されているセグメント、あるいはそれらの全て）が存在する可能性がある。そのため、ＩＰパケットを用いて伝送されるプロトコル１３０のデータを特定することが困難な場合があり、単にデータストリームからデータＩＰパケットを順番に読み取るだけでは、メッセージの文字化けの原因となる。さらに、データストリームのコピーを確認しても、プロトコルデータをどのようにフレーム化すべきかは、簡単には分からない。

ストリームパーサ１４０は、確立された方法を使用して、コピーされたデータストリームのＩＰパケットを順序付けられたストリームに再構成することができる。しかしながら、それでもストリームが依然として不完全なことがあり、すなわち、ストリーム内の個々のデータフレームを特定するために必要な最初の部分が欠けている可能性がある。ストリームパーサ１４０は、図２～図５に記載されたアルゴリズムの実施形態を使用して、コピーされた不完全なデータストリーム内のプロトコル１３０の個々のデータフレームを特定することができる。データストリーム内の特徴的なビットパターンを検索することで、ストリームパーサは、プロトコル１３０のデータフレームの境界となりそうなところを特定することができる。その後、ストリームパーサ１４０は、特徴的なビットパターンの追加のインスタンスが予測された位置で見つかるかどうかを判定することによって、推定された境界が正しいことを検証することができる。追加のインスタンスが見つかると、ストリームパーサ１４０は、推定された境界が正しいと仮定し、それに応じてコピーされたデータストリームを構文解析してプロトコル１３０の複数の個々のデータフレームにすることができる。

上述したように、解釈装置１３５は、データフレームを加入者装置に送信することができる。次に、加入者装置１４５は、フレームパーサ１５０Ａ～１５０Ｃ（１５０と総称する）を利用してデータフレームからセマンティックな意味、すなわち関心のある特定の値を抽出してもよい。フレームパーサ１５０は、機器によって使用される特定のプロトコルに基づき、データがデータフレーム内でどのように構成されるかを記述するロジックを含むことができる。例えば、フレームパーサ１５０は、データフレーム内のどのビットが機器のどの動作データを含むかを特定することができる。実施形態によっては、フレームパーサ１５０は、幾つかのプロトコルに対するロジックを含むことができ、フレームパーサ１５０が様々な研究施設の機器から使用可能なデータを得られるようにする。

加入者装置１４５Ａ～１４５Ｃは、機器１０５から情報を収集するクライアント装置を含むことができる。このような装置は、モバイル機器、デスクトップ、サーバなどであり、研究施設内に設置されていてもよく、別の場所に設置されていてもよい。加入者装置は、様々な理由でデータを利用することがある。例えば、加入者装置は、データフレームを分析して、使用率や稼働時間の尺度や指標など、機器１０５の動作データを特定することができる。そして、これらの動作データは、リソース配分アプリケーションによって、機器の使用計画やスケジュールを設定するために使用される。別の例では、加入者装置は、装置の電力消費および関連する環境電力使用（例えば、冷却、照明、換気システムなど）を節約するために、動作データを使用して使用パターンを識別し、機器の低電力時間（例えば、機器の電源オフにするか、機器をスリープモードにするか）のスケジュールを設定することができる。

場合によっては、実行状態（例えば、準備完了、待機、実行中など）情報を、機器監視システム１００によって収集することができる。そして、使用率またはそれぞれの実行状態での時間の割合を判定することができる。機器によって測定された各イオンのスペクトルを合計したトータルイオンクロマトグラム（ＴＩＣ：Total Ion Chromatogram）やチャンバー電流（Chamber Current）（多くの機器パラメータの１つであり、この機器パラメータは、設定され、設定値からのずれを特定するために監視される）など、他のデータを収集または判定することもできる。

図１Ｂは、プロキシサーバ１５２を利用する機器監視システム１００の実施形態を示す図である。図１Ｂは図１Ａと同様であるが、解釈装置１３５が機器１０５から制御装置１１０への通信路に直接入っている点で大きく異なる。したがって、解釈装置１３５は、プロキシサーバ１５２を利用して、機器と制御装置との間でやりとりされるパケットを直接受信できるため、ミラーリング装置は不要である。

図示するように、機器１０５と制御装置１１０はネットワーク１１５を介して接続されている。ネットワーク１１５は、機器１０５と制御装置１１０とを接続する解釈装置１３５を含む。例えば、解釈装置１３５には、機器および制御装置に接続するためのイーサネットポートなどの他の通信ポートを組み込んでもよい。解釈装置１３５は、機器１０５と制御装置１１０とを通信可能に接続することができる。実施形態によっては、解釈装置１３５は、機器からパケットを受信して制御装置に送信し、または制御装置からパケットを受信して機器に送信するプロキシサーバ１５２を含む。

実施の形態によっては、プロキシサーバ１５２は、サーバアプリケーション、回路または装置であり、サーバなどの演算装置（例えば、制御装置１１０）からのリソースまたは命令を要求するクライアントからのリクエストに対する中継器として機能し、サーバなどの演算装置は、このようなリソースまたは命令を提供する。プロキシサーバは、サービスを要求する際にクライアントの代わりに動作することができる。クライアントは、ファイルやウェブページなどの要求されたリソースを処理できるサーバに直接接続する代わりに、プロキシサーバにリクエストを渡し、プロキシサーバはリクエストを評価し、必要なネットワーク処理を実行する。プロキシサーバを使用することで、リクエストの演算を簡素化したり、制御したり、負荷分散、プライバシー、セキュリティなどの付加的な利点を提供することができる。

プロキシサーバ１５２は、機器１０５と制御装置１１０とのとの間の接続を媒介するので、最初の部分を含むデータストリーム全体が確実にコピーされ、図２～図５により説明したアルゴリズムが必要ではなくなる。しかしながら、データストリーム１２７のスループットを優先する選択がなされた場合、高負荷の期間中、プロキシサーバはデータストリームのコピー１３２の一部を廃棄することを選択できる。そのような場合、ストリームパーサ１４０は、図２～図５によって説明されたアルゴリズムを使用して、プロトコル１３０のデータフレームを特定することができる。解釈装置１３５は、データストリームを構文解析して複数の個々のフレームにするためのストリームパーサ１４０を含むことができる。ストリームパーサ１４０は、図１Ａで説明したものと同様に機能することができる。ストリームパーサ１４０は、図２～図５に記載されたアルゴリズムの実施形態を使用して、コピーされたデータストリーム内のプロトコル１３０の個々のデータフレームを特定することができる。データストリームの特徴的なビットパターンを検索することで、ストリームパーサは、プロトコル１３０のデータフレームの境界となりそうな部分を特定することができる。次に、ストリームパーサ１４０は、特徴的なビットパターンの追加のインスタンスが予想された位置に見つかるかどうかを判定することによって、推定された境界が正しいことを検証することができる。追加のインスタンスが見つかると、ストリームパーサ１４０は、推定された境界が正しいと仮定し、それに応じてコピーされたデータストリームを構文解析してプロトコル１３０の複数の個々のデータフレームにすることができる。ストリームパーサ１４０は、データフレームを加入者装置１４５Ａ～１４５Ｂに送信することができる。

加入者装置１４５Ａ～１４５Ｃは、機器１０５から情報を収集するクライアント装置を含むことができる。このような装置は、モバイル機器、デスクトップ、サーバなどであり、研究施設内に設置されていてもよく、別の場所に設置されていてもよい。加入者装置は、様々な理由でデータを利用することができる。例えば、加入者装置は、データフレームを解析して、使用率や実行時間など、機器１０５のデータまたはメタデータ（例えば、動作データ）を特定してもよい。そして、これらの動作データは、リソース配分アプリケーションによって、機器の使用計画やスケジュールを設定するために使用される。別の例では、加入者装置は、装置の電力消費および関連する環境電力使用（例えば、冷却、照明、換気システムなど）を節約するために、動作データを使用して使用パターンを識別し、装置の低電力時間（例えば、装置の電源をオフにするか装置をスリープモードにするか）のスケジュールを設定することができる。

［他の実施形態］
上記では、機器監視システム１００が特定のコンポーネントを有するものとして説明したが、これらのコンポーネントは、様々な実施形態において組み合わせたり、別個に設けたりすることができる。例えば、フレームパーサ１５０を解釈装置１３５に組み込んで、特定されたフレーム内のデータが解釈装置によって復号または分析されるようにしてもよい。そして、解釈装置１３５は、データからレポートを生成し、そのレポートを加入者装置に送信してもよい。別の例では、ストリームパーサ１４０の機能をプロキシサーバ１５２と組み合わせてもよいし、ミラーリング装置１２０を解釈装置１３５と組み合わせてもよい。

他の実施形態においては、コンポーネントは、複数の物理的な装置に分離することができる。例えば、プロキシサーバ１５２は、解釈装置１３５とは別個の装置であってもよい。別の例では、フレームパーサ１５０も加入者装置１４５とは別個の装置であってもよい。機器監視システム１００の複数のコンポーネントをどのように物理的に別個の電子機器、または物理的に結合された電子機器に実装するかについては、様々な変形が可能である。

［フレーム化処理］
図２Ａ～図２Ｆは、特定の実施形態に係る、フレーム化処理されるデータストリーム２０５のサンプル検索を示す図である。説明の目的で、例示的なアプリケーション層プロトコルに対応する例示的なフレームフォーマットを図示する。このフレームフォーマットは、特定の組の、特定のシーケンスのフィールドを有する。また、フレーム化処理は、他のフレーム形式を使用するプロトコルとも互換性を有していてもよい。例えば、他のプロトコルでは、追加のフィールドおよび／または複数の異なるシーケンスのフィールド（つまり、追加のフィールドまたは複数の異なるシーケンスのフィールドあるいはそれらの両方）を有することがある。さらに、データストリーム２０５は、１つまたは複数の追加のカプセル化プロトコルを介して送信されてもよい。例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルを用いて伝送されるアプリケーションレベルのプロトコルに対して、フレーム化処理を実行することができる。フレーム化処理は、図１Ａ～１Ｂに示すような機器監視システムの実施形態によって実行することができる。

以下の例では、フレームを「バイト」で説明することがあるが、任意のビット数を使用することができ、必ずしも８ビットのバイトに限定されるものではない。例えば、特徴的なビットパターンは、８ビット未満、または８で割り切れない数（例えば、４，５，６、７、１２、１５、２３ビットなど）にすることができる。さらに、データストリーム２０５が連続したストリームとして示されているが、インターネット／トランスポートレベル（例えば、ＴＣＰ／ＩＰ）では、追加のヘッダまたはカプセル化が使用されている場合がある。例えば、データストリーム２０５は、複数のＩＰフレームのデータ部を介して伝送されてもよい。しかしながら、図２Ａ～図２Ｆでは、簡略化のため、ネットワークスタックの下位層（例えば、リンク層、インターネット層、トランスポート層など）に用いられるカプセル化は省略している。

図２Ａから開始すると、特定のフレームを特定することができる特徴的なビットパターンを求めて機器監視システム１００によってデータストリーム２０５が検索されている。例えば、特徴的なビットパターンは、フレームのヘッダ部で定義される特定のメッセージタイプを示すビットパターンに対応することがある。場合によっては、特徴的なビットパターンは、ヘッダ内の別のフィールドに対応するか、またはフレームのデータ部分に存在することさえもある。実施形態によっては、特徴的なビットパターンは、２～４バイトのサイズである。より大きいビットパターンまたはより小さいビットパターンを使用することも可能である。図２Ｂでは、特徴的なビットパターンに一致するビットパターン２１０が見つけられる。

図２Ｃにおいて、メッセージ長２１５フィールドに対応するビットの位置は、ビットパターン２１０に対応するその位置に基づいて判定される。また、推定されたヘッダ２１６は、ビットパターン２１０に基づいて特定することができる。この例の場合では、メッセージ長２１５はビットパターン２１０の直前に示されており、ヘッダはメッセージ長２１５フィールドとビットパターン２１０フィールドを含む。しかしながら、ヘッダには、プロトコルに応じて、他の情報を含む追加のフィールドが含まれることがある。また、メッセージ長２１５の位置は、使用される特定のプロトコルに基づいて、ヘッダに対して相対的な位置が異なる場合がある。例えば、メッセージ長２１５は、ビットパターン２１０に後続し、および／または、ビットパターン２１０に直接隣接していない（つまり、ビットパターン２１０に後続し、またはビットパターン２１０に直接隣接していない、あるいはそれらの両方の）場合がある。プロトコルが分かっている限り、ビットパターン２１０に対するメッセージ長２１５の位置を判定することができる。

メッセージ長２１５のフィールドのビットを読み取ることで、機器監視システム１００は、推定されたフレームの推定メッセージ長を判定することができる。その後、フレームのデータ部分の終端を判定することができる。例えば、推定ヘッダ２１６の終端にメッセージ長２１５を加えることで、データ部分２１７の終端を指し示すことができる。一般的には、ほとんどのプロトコルでは、メッセージ長２１５の終端は、フレームの終端に相当する。しかしながら、プロトコルが分かっていれば、データ部分に対する相対的な位置関係から、フレームの終端を見つけることができる。例えば、特定のプロトコルのフレームのデータ部分の後にＸバイトが見つかった場合には、データ部分２１７の最後にＸバイトを追加することで、フレームの終端を見つけることができる。

図２Ｄにおいて、メッセージ長２１５は、フレームのデータ部分が終了する場所を判定するために使用される。この例の場合には、データ部分はビットパターン２１０の後に始まり、ビットパターン２１０の終端にメッセージ長を追加することによって、データ部分の終端を見つけることができる。例えば、メッセージ長が１０バイトで、ビットパターン２１０がバイト番号３０で終了すると仮定すると、メッセージ２２０の終端は、バイト番号４０（３０＋１０）である。しかしながら、他の場合では、データ部分は、使用される特定のプロトコルに基づき、ビットパターン２１０の後の幾つかのオフセットしたバイト数であってもよい。プロトコルが既知である限り、ビットパターン２１０に対するデータ部分の既知の開始位置に基づいて、データ部分の終端を判定することができる。

第１のフレームのヘッダ部分とデータ部分が特定されれば、推定された第１のフレーム２２５の境界が判明することになる。第１のフレームの位置に基づいて予想された位置にあるフレームを追加で見つけて追加的な検証が行われるまでは、推定されたフレームとする。検索されるビットパターンは特徴的であるが、フレームヘッダの特定の位置で必ずしも一意的に見つかるとは限らない。例えば、ビットパターンは、より大きなメッセージの一部として、フレームのデータ部分に存在することもある。

図２Ｅにおいて、ビットパターン２３０の次のインスタンスがデータストリームに現れると予想された位置に基づいて、オフセットが計算される。例えば、プロトコルがフレームの先頭にビットパターンを有する場合、推定された先頭の直後にビットパターン２３０が現れるはずなので、オフセットは０となるべきである。ビットパターン２３０を含むフィールド（例えば、メッセージタイプのフィールド）の前に追加のフィールドがプロトコルヘッダに含まれている場合、オフセットはビットパターン２３０を含むフィールドの前のバイト数に等しい正の数となる。推定された第１のフレームの終端にオフセットを加えることで、次の推定されたビットパターン２２７の位置に到達するはずである。そして、機器監視システム１００は、ビットパターン２３０が実際に推定された位置に存在するかどうかを確認することができる。

図２Ｆでは、ビットパターン２３０が特徴的なビットパターンと一致し、機器監視システム１００が第２のフレーム２４５の境界を仮定するようになる。例えば、推定された第２のヘッダ２３７の境界として、上述したように、ビットパターン２３０に対するその相対的な位置を計算することができる。また、第２のフレームのメッセージ長２３５のフィールドは、ビットパターン２３０に対して相対的な位置に基づいて特定することもできる。そして、メッセージ２４０の境界は、上述したように、メッセージ長２３５とビットパターン２３０に対する相対的な位置に基づいて判定することができる。その後、上述したような処理を繰り返して、オフセットを計算し、次のビットパターン２５０の予想された位置２４７を調べることによって、次のビットパターン２５０を見つけることができる。

上述した場合は、仮想的なプロトコルで使用される特定のレイアウトを想定したものである。上記の処理を様々なプロトコルで動作するように変更できることが明らかである。大抵のプロトコルは、固定部分（例えば、ヘッダー）と可変部分（例えば、メッセージ）を有する。ヘッダは固定されているので、ヘッダの既知のフィールドが見つかれば、その既知のフィールドに対する相対的な位置に基づいてヘッダの境界を計算することができる。また、ヘッダには可変部分の長さを含めるとよい。可変部分の開始位置（通常、ヘッダの後に存在する）に可変長を加えることで、フレーム全体の境界を判定することができる。したがって、プロトコルが既知であり、既知のフィールドが見つかりさえすれば、フレームの境界を特定することができる。

図３Ａ～３Ｂは、特定の実施形態に係る、データストリーム３０５内の予想された位置で特徴的なビットパターンを見つけることに失敗したサンプル検索を示す。図３Ａは、図２Ｅと同様の場合を示し、推定された第Ｎのフレーム３２５を特定済であり、機器監視システム１００は、ビットパターン３３０の次のインスタンスが予想された位置３２７にあるかどうかをチェックしている。図３Ｂは、ビットパターン３３０が予想された位置３２７で見つからなかったことを示している。これは、将来のデータフレームが識別可能なビットパターンを含むかもしれないが、全てのデータフレームが識別可能なビットパターンを含むとは限らないので、予想されることかもしれない。このため、スレッドは通常の処理を続け、Ｎ＋１番目のデータフレームをフレーム化し、Ｎ＋２番目の位置で予測されるビットパターンを検索する。

一実施形態においては、マスタースレッドは、所定の位置でビットパターン３１０を見つける。その後、機器監視システム１００は、図２Ａ～３Ｂに記載されたアルゴリズムに従ったフレーム化スレッドを作成することができるが、フレーム化スレッドの他の実施形態では、アルゴリズムの一部のみを実行することができる。フレーム化スレッドは、ビットパターン３１０の位置に基づいて第１のフレーム化仮説を用いてデータストリーム３０５の検索を続け、第１のフレーム化仮説によって予測された次の予想位置で特徴的なビットパターンを見つけることができるかどうかをチェックする。マスタースレッドは、第１のフレーム化仮説に基づいてビットパターンを求めてデータストリームを検索し続ける。マスタースレッドが、第１のスレッドの予想された位置３２７とは異なる所与の位置で第２のビットパターン３３２を見つけた場合に、マスタースレッドは、図４Ａ～４Ｂに示すように、第１のフレーム化スレッドに対する代替的なフレーム化の位置決定、即ち、代替的なフレーム化仮説を使用してデータストリーム３０５を探索し始める第２のフレーム化スレッドを開始する。

代替的なフレーム化仮説を用いてデータストリーム３０５を検索することによって、第２のフレーム化スレッドは、データストリームのフレーム化が行われる別の可能な方法をテストする。その後、第１のフレーム化スレッドと第２のフレーム化スレッドは、これらのスレッドのうちの１つが特定の閾値を超える数の特徴的なビットパターンを予想された位置で見つけるまで検索を続けることができる。フレーム化スレッドが閾値に達していれば、データストリーム３０５内のフレームの境界を正しく見つけたと推定できる。

図４Ａ～図４Ｂは、特定の実施形態に係る、第２のフレーム化スレッドによる代替的なフレーム化を使用したサンプル検索を示している。図４Ａは、ビットパターン３３２の位置を使用して、他のビットパターンの予想された位置を判定するために、データストリーム３０５の第２のフレーム化仮説をテストする第２のスレッドを示している。上述したように、プロトコルが既知であれば、機器監視システム１００は、ビットパターン３３２に対して相対的な位置に基づいて、フレームのヘッダ部分とメッセージ部分とを特定することができる。

図４Ｂは、ビットパターン３３２に対して相対的な位置に基づいてメッセージ長３３５フィールドを特定する第２のスレッドを示している。そして、メッセージ長３３５は、フレームのメッセージ３４０の部分を特定するために使用することができる。フレームのヘッダ部分とメッセージ部分が判明したことで、推定された第１のフレーム３４５の境界が判明する。データストリーム３０５がどのようにフレーム化されるかに関するこのフレーム化仮説は、次に、特徴的なビットパターンを裏づけるインスタンスを検索することでテストされる。第１のスレッドと第２のスレッドで異なるフレーム化仮説をテストすることにより、機器監視システム１００は、正しいフレーム化境界を見つけることができる確率を高める。追加のスレッドを生成して、見つかったあらゆる予想しなかったビットパターンに対する追加のフレーム化仮説をテストすることができる。

その後、第２のフレーム化スレッドは、推定された第１のフレーム３４５の境界に基づいて、代替的なフレーム化境界を使用してデータストリーム３０５の検索を続けることができる。例えば、図２Ｅ～２Ｆで説明したものと同様の処理において、第２のスレッドは、第１のフレーム３４５の終端となる境界からのオフセットに基づいて、予想された位置で後続するビットパターンを検索することができる。実施形態によっては、第２のスレッドは、ビットパターンのインスタンスを求めて、データストリーム３０５を前方だけでなく後方にも検索する。

図５Ａは、特定の実施形態に係る、データストリームをフレーム化するための例示的な処理５００を示す流れ図である。この処理は、機器監視システム１００またはそのコンポーネントの１つ、例えばミラーリング装置１２０または解釈装置１３５によって実行することができる。機器監視システム１００は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、マイクロコードなど）、ソフトウェア（例えば、ハードウェアのシミュレーションを行うためにプロセッサ上で実行される命令）、ファームウェア、またはこれらの組み合わせを含む処理ロジックを含むことができる。一実施形態においては、処理５００は、１つまたは複数のフレーム化スレッドを作成するマスタースレッドによって実行される。しかしながら、他の実施形態においては、単一のスレッドを利用してもよく、または指定されたマスタースレッドを有することなく複数のスレッドを使用してもよい。

ブロック５０５において、機器監視システム１００は、機器と制御装置との間で送信されるデータストリームのコピーを受信する。機器および制御装置は、製品および／または物質（つまり、製品または物質あるいはそれらの両方）をテストするための研究施設などの施設に存在することがある。データストリームは、ミラーリング装置によって傍受されてもよいし、機器監視システムのプロキシサーバ１５２によって受信されてもよい。

ブロック５１０において、機器監視システム１００は、図２Ａで説明したような特徴的なビットパターンのインスタンスを検索し、特定する。データストリームの中で、特徴的なビットパターンは予想された位置では頻繁に現れるが、他の位置で現れることは比較的少ないため、優先的に、特徴的なビットパターンが検索対象として選択される。例えば、特徴的なビットパターンは、メッセージヘッダに現れる特定のメッセージタイプ番号で、機器から通常送信されるが、メッセージの本体に現れる可能性は比較的低い。このようにすることで、データストリーム内で見つけることができる十分な数のサンプルがあるため、大量の誤開始が発生することなしに、フレーム化仮説を比較的早く検証することができる。

実施形態によっては、機器監視システム１００は、プロトコルおよび対応する特徴的なビットパターンのテーブルなどのデータ構造を含む。データストリーム内で見つけられるプロトコルに応じて、テーブルから適切な特徴的なビットパターンが選択される。実施形態によっては、特徴的なビットパターンの特定は、様々なプロトコルの捕捉物を分析し、フレーム内の設定された位置で、適切な周波数で現れるビットパターンを特定することによって行われてもよい。

ブロック５１５において、機器監視システム１００は、１つまたは複数のビットパターンが予想しなかった位置で見つかったかどうかを判定する。もし、「はい」であれば、処理５００はブロック５２０を続いて行う。もし、「いいえ」であれば、処理５００はブロック５２５を続いて行う。予想しない位置でビットパターンが見つからない場合には、マスタースレッドは追加のスレッドを作成せず、代わりにデータストリームのフレーム化スレッドとして動作することができる。例えば、マスタースレッドは、図５Ｂで説明したフレーム化スレッド処理５５０の１つ以上のステップを実行してもよい。

ブロック５２０において、ビットパターンが予想しなかった位置で見つかった場合には、機器監視システム１００は、任意選択的に、代替的なフレーム化仮説を用いた新しいスレッドを作成する。例えば、マスタースレッドは、１つ以上のフレーム化の仮説をテストするために、１つ以上のフレーム化スレッドを作成することができる。図３Ａ～３Ｂおよび図４Ａ～４Ｃは、新しいスレッドを作成する場合の一例を示している。新しいスレッドを作成することで、複数の異なるフレーム化の仮説を並行してテストすることができ、フレーム化仮説をテストする処理５００を高速化することができる。状況によっては、複数のビットパターンが予想しなかった位置で見つかることがあり、予想しなかった位置で見つかったビットパターンのインスタンスごとに新しいスレッドが作成される。しかしながら、新しいスレッドの作成は必須ではない。例えば、１本のスレッドで複数の異なるフレーム仮説を連続的にテストすることができる。

ブロック５２５において、機器監視システム１００は、残りのデータストリームのフレーム化を進める。一実施形態においては、フレーム化は、図２Ａ～２Ｆで説明したような手順で行われ、ビットパターンの第１のインスタンスは、第１のフレームおよび次の後続するフレームの境界を見つけるために使用される。

ブロック５３０において、機器監視システム１００は、ビットパターンの追加のインスタンスを検索するためにブロック５２０に戻って処理を行うことができる。そうでない場合、データストリーム全体が処理された場合には、処理５００を終了させることができる。

図５Ｂは、開始ビットパターンからフレーム化処理を継続するための処理５５０の例を示す流れ図である。実施形態によっては、特にブロック５２０において、図５Ａで説明したマスタースレッドによって作成された（機器監視システム１００上で動作する）１つ以上のフレーム化スレッドによって処理５５０を実行して様々なフレーム化仮説をテストする。この処理は、機器監視システム１００またはそのコンポーネントの１つ、例えばミラーリング装置１２０または解釈装置１３５によって実行することができる。機器監視システム１００は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、マイクロコードなど）、ソフトウェア（例えば、ハードウェアのシミュレーションを行うためにプロセッサ上で実行される命令）、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを含む処理ロジックを含むことができる。説明を容易にするために、以下では、処理５５０がフレーム化スレッドによって実行されているものとする。フレーム化スレッドは、機器監視システム１００またはそのコンポーネント上で実行することができる。しかしながら、処理５５０は、フレーム化スレッドのみによって実行されることに限定されない。例えば、マスタースレッドは、各ステップのうちの一部または全部を実行することができる。

ブロック５５５において、フレーム化スレッドは、データストリームのコピーを受信する。一実施形態においては、データストリームは、図５Ａのブロック５２０で説明したように、予想しなかった位置で見つかったビットパターンのインスタンスから始まる部分的なコピーである。コピーの受信は、データストリームの完全なコピーを受信すること、または、別個のコピーではなく、マスタースレッドが処理中のデータストリームと同じコピーを参照するポインタを受信することを含む場合がある。

ブロック５６０において、フレーム化スレッドは、ビットパターンのインスタンスまたは最後に特定されたフレームの境界に対して相対的な位置に基づいて、メッセージ長フィールドに対応するビットを特定する。図２Ｂは、１つの例示的な場合を説明する。特徴的なビットパターンは、メッセージ内のデータのタイプを示すフィールドを含んでいてもよい。例えば、ビットパターンを０ｘ００００００６５とすることができ、これは１つのプロトコルにおいて、データフレームが機器によって測定されたスペクトルをカプセル化することを示す。場合によっては、特徴的なビットパターンが偶然に現れるインスタンスが存在し、このような特徴的なビットパターンは、例えば、ヘッダの部分ではなくメッセージに含まれていることがある。しかしながら、機器監視システム１００は、正しいフレーム化仮説が見つかるまで、複数のフレーム化仮説を試すことができる。後続する特徴的なビットパターンが予想された位置で最も頻繁に現れることによって、フレーム化仮説が正しいことが示される。そして、誤ったフレーム化仮説を排除し、正しいフレーム化仮説を採用することができる。

ブロック５６５において、フレーム化スレッドは、メッセージ長に基づいて、推定されたデータフレームの終端を特定する。図２Ｄは、１つの例示的な場合を示す。

ブロック５７０において、フレーム化スレッドは、データストリームの終端に達したかどうかをチェックする。もし、「はい」であれば、処理５５０は終了する。もし、「いいえ」であれば、処理５５０はブロック５７５を続いて行う。

ブロック５７５において、フレーム化スレッドは、ビットパターンの次のインスタンスの位置を予測する。図２Ｅは、１つの例示的な場合を示す。図２Ｅで説明したように、オフセットを計算し、このオフセットを推定されたデータフレームの以前に特定された終端に追加することによって、ビットパターンの予想された位置を判定することができる。

ブロック５８０において、フレーム化スレッドは、ビットパターンが予想された位置で見つかったかどうかをチェックする。ビットパターンが予想された位置で見つからない場合、処理５５０はブロック５６０に戻る。ビットパターンが予想された位置で見つかった場合、処理５５０はブロック５８５を続いて行う。

場合によっては、ビットパターンを含まない追加的なフレームが、ビットパターンを有する最後のフレームとビットパターンを有する次のフレームとの間に存在することがある。例えば、特徴的なビットパターンがメッセージタイプであると仮定すると、インスタンス間で見つかったフレームは、特徴的なビットパターンに一致するメッセージタイプを持たない異なるメッセージタイプである可能性がある。これらのフレームの境界は、最後の推定されたフレームの終端に対して相対的なメッセージ長フィールドを見つけることによって特定することができる。プロトコルが既知の場合、ヘッダのレイアウトも既知であり、メッセージ長フィールドをヘッダの中で見つけることができる。そして、この処理は、メッセージ長を使用してフレームのデータ部分を特定することにより、現在のフレーム境界を特定することができる。そして、次のフレームで特徴的なビットパターンを確認することができる。機器監視システム１００は、特徴的なビットパターンのインスタンスが見つかるまで、現在のフレーム化仮説に従ってデータストリームのフレーム化を継続することができる。

ブロック５８５において、フレーム化スレッドは、見つかった予測されたビットパターンのカウント値を増加させる。予想された位置にビットパターンがあることは、テスト対象のフレーム仮説が正しい可能性が高いことを意味する。予想された位置にあるビットパターンの数が多ければ多いほど、正しい確率が高くなる。

ブロック５９０で、フレーム化スレッドは、カウント閾値に達しているかどうかをチェックする。カウント値の閾値は、見つけるべき所望の数のビットパターンに相当する。カウント閾値に達している場合、処理５５０は続いてブロック５９５を行う。閾値に達していない場合、処理はブロック５６０に戻る。実施態様によっては、カウント値が閾値以上か、閾値より大きい場合にのみ、カウント閾値に達しているものとする。他の実施態様では、閾値のカウンタは、見つけるべき所望の数のビットパターンに対応する設定数から始まり、目標数（例えば、ゼロ）に達するまで減らされるようにしてもよい。

実施形態によっては、カウント閾値は、４～８の数である。しかしながら、カウント閾値は、様々な要因によって、その数値以上でもよいし、その数値以下でもよい。例えば、特徴的なビットパターンが比較的稀である場合、見つかったビットパターンが少なくてもフレーム化仮説が正しいことを示すのに十分である。ある場合では、データストリームは、数百フレームを含み、特徴的なビットパターンは、フレームの１～５％に出現する。他の実施形態では、より一般的に出現するような特徴的なビットパターンを使用することもでき、またはより一般的に出現しないような特徴的なビットパターンを使用できることも明らかであろう。比較的稀なビットパターンを選ぶことで、予想されたヘッダーフィールド以外でビットパターンが出現する可能性が低くなるため、誤検出の数を減らすことができる。しかしながら、非常に稀なビットパターンを選ぶと、フレーム化の分析が結論づけられる前に捕捉する必要があるデータストリームのフレーム数が増える可能性がある。

ブロック５９５において、カウント閾値に達し、フレーム化スレッドは、１つまたは複数の推定されたデータフレームを１つまたは複数の実際のデータフレームとして特定する。カウント閾値に達することは、フレーム化の仮説が正しい可能性が高いことを示す。そして、データストリームで特定されたフレームが加入者機器やプログラムに提供される。その後、正しい可能性の高いフレーム化仮説を特定した後にフレーム化処理５５０を終了することができる。そして、機器監視システム１００は、特定されたフレーム化仮説を用いて残りのデータストリームのフレーム化に進むことができる。

ブロック５６０に戻ると、カウント閾値に達しないか、またはビットパターンが予期しなかった位置で見つかった場合、フレーム化スレッドは、現在のフレーム化仮説に従って、ビットパターンの次のインスタンスの位置を予測する。例えば、フレーム化スレッドは、最後に特定されたフレームの境界を使用して、次のフレームのメッセージ長フィールドを特定することができる。その後、処理５５０は、ブロック５６５に進み、上述した手順を繰り返す。

図６は、特定の実施形態に係る、複数のフレーム化仮説を並行してテストするための例示的な処理６００を示す流れ図である。この処理は、機器監視システム１００またはそのコンポーネントの１つ、例えばミラーリング装置１２０または解釈装置１３５によって実行することができる。機器監視システム１００は、ハードウェア（例えば、回路、専用ロジック、プログラマブルロジック、マイクロコードなど）、ソフトウェア（例えば、ハードウェアシミュレーションを行うためにプロセッサ上で実行される命令）、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを含む処理ロジックを含むことができる。以下の例示的な場合では、処理６００は、複数のスレッドを並行して利用し、複数のフレーム化仮説をチェックする。スレッドは、複数の別個のＣＰＵコアに割り当てられた物理スレッドであってもよいし、複数の仮想スレッドであってもよい。例えば、１つの物理スレッドが複数の仮想スレッドを実行し、複数の異なる仮想スレッドのデータ（例えば、閾値のカウント値）とマッピングを保持することができる。

ブロック６０５において、機器監視システム１００は、図４で説明したように、フレーム化スレッドの開始に使用する初期ビットパターンを見つけるためのマスタースレッドを開始して、データストリームの複数の異なるフレーム化仮説をテストする。

ブロック６１０において、マスタースレッドは、特徴的なビットパターンの第１のインスタンスが見つかったかどうかを判定する。第１のビットパターンが見つかった場合には、処理６００は続いてブロック６１５を行い、第１のビットパターンの位置は、第１のフレーム化スレッドによって第１のフレームの境界を見つけるために使用される。一方、マスタースレッドはブロック６３０に進み、その後、第１のフレームの境界に基づいて追加のフレームを見つけ、処理する。データストリームを処理する際、第一のフレーム化仮説が正しいかどうかを確認するために、マスタースレッドは特徴的なビットパターンの追加のインスタンスを検索する。

ブロック６３０において、マスタースレッドは、ビットパターンの予測されていないインスタンス、すなわち、第１のフレーム化スレッドによって予測されていない位置におけるビットパターンのインスタンスを見つける。ビットパターンの追加のインスタンスが予測されていない位置で見つかった場合、ブロック６３５および６５５に示すように、マスタースレッドは、追加のスレッドを開始して、ビットパターンのインスタンスの位置によって表される代替的なフレーム化仮説をテストする。例えば、第Ｎのビットパターンが予測されていない位置で見つかったと仮定すると、ブロック６５５においてマスタースレッドは、第Ｎの代替的なフレーム化仮説を用いて第Ｎのスレッドを開始する。

しかしながら、予測されていない位置でビットパターンのインスタンスが見つからず、ストリームの終端に達した場合には、マスタースレッドは終了する。

上述したように、マスタースレッドは、第１のフレーム化仮説をテストするための別のスレッドを作成する。その後、マスタースレッドは、作成された１つ以上のフレーム化スレッドから結果を収集し、最適なフレーム化仮説を特定する。しかしながら、他の実施形態では、マスタースレッドが第１のフレーム化仮説自体をテストし、追加のスレッドを作成して代替的なフレーム化仮説をテストするだけでよい。例えば、予測されていなかった位置でビットパターンが見つからない状況では、単一のマスタースレッドによって処理６００が完了されてもよい。

ブロック６１５に戻ると、機器監視システム１００は、最初に見つかったビットパターン（「ＢＰ＃１」）の位置に基づく第１のフレーム化仮説を用いて、第１のフレーム化スレッドを開始する。ＢＰ＃１の位置を用いて、機器監視システム１００は、推定されたフレームのヘッダ位置とデータ部分を特定する。その後、第１のフレーム化スレッドは、推定されたフレームに基づいてデータストリーム内の他のフレームを見つけ続ける。機器監視システム１００は、第１のフレーム化仮説に基づいて、予想された位置にあるビットパターンの追加のインスタンスを検索する。

ブロック６２０において、第１のフレーム化スレッドは、予想された位置で見つかったビットパターンの数に基づいて、カウント閾値に達しているかどうかを判定する。カウント閾値に達している場合、処理６００は続いてブロック６２５を行い、機器監視システム１００は、第１のフレーム化スレッドからの１つまたは複数の推定されたデータフレームを１つまたは複数の実際のデータフレームとして特定する。第１の仮説が、第１のフレーム化仮説を裏付けるのに十分なビットパターンのインスタンスを見つけたので、処理６００は、続いてブロック６７０を行うことができる。そうでない場合には、ブロック６２０でカウント閾値に達せず、データストリームの終端に達した場合、スレッドは終了する。

ブロック６７０において、機器監視システム１００は、他のスレッドが開始されていれば、そのようなスレッドも終了させることができる。これらのスレッドは必要なカウント閾値に達しなかったため、これらのスレッドでテストされた代替的なフレーム仮説が正しくなかった可能性が高い。しかしながら、実施形態によっては、他のスレッドを継続し、スレッドの結果を比較して、最も正しい可能性の高いフレーム化仮説を特定する。例えば、予想された位置で見つかった特徴的なビットパターンのカウント値が最も多いスレッドを、正しいフレーム化仮説として選択することができる。

ブロック６３０に戻ると、機器監視システム１００のマスタースレッドが、予測されなかった位置で特徴的なビットパターンの第２のインスタンスを見つけた場合には、ブロック６３５に進み、第２のフレーム化スレッドを開始する。予測されなかった位置でビットパターンが見つからなかった場合には、マスタースレッドはデータストリームの処理を続行する。

ブロック６３５において、機器監視システム１００は、予測されていなかった位置で見つかったビットパターン（「ＢＰ＃２」）の位置に基づいて、第２のフレーム化仮説を用いて第２のフレーム化スレッドを開始する。ＢＰ＃２の位置を使用して、第２のフレーム化スレッドは、推定されたフレームのヘッダ位置およびデータ部分を特定する。その後、第２のフレーム化スレッドは、推定されたフレームに基づいて、データストリーム内の他のフレームを見つけ続ける。機器監視システム１００は、第２のフレーム化仮説に基づいて、予想された位置のビットパターンの追加のインスタンスを検索する。

ブロック６４０において、第２のフレーム化スレッドは、予想された位置で見つかったビットパターンの数に基づいて、カウント閾値に達しているかどうかを判定する。カウント閾値に達している場合、処理６００は続いてブロック６４５を行い、機器監視システム１００は、第２のフレーム化スレッドからの１つまたは複数の推定されたデータフレームを実際の１つまたは複数のデータフレームとして特定する。第２のフレーム化スレッドが、第２のフレーム化仮説を裏付けるのに十分なビットパターンのインスタンスを見つけたので、処理６００は、ブロック６７０に進むことができる。そうでない場合、ブロック６４０でカウント閾値に達しておらず、データストリームの終端に達している場合には、第２のフレーム化スレッドが終了する。

ブロック６５０に戻り、機器監視システム１００のマスタースレッドが特徴的なビットパターンの第Ｎのインスタンスを見つけた場合には、ブロック６５５に進み、第Ｎのフレーム化スレッドを開始する。予想しなかった位置でビットパターンが見つからなかった場合には、マスタースレッドはデータストリームの終端に達するまで処理を続け、データストリームの終端に達した時点でマスタースレッドは終了する。

ブロック６５５において、機器監視システム１００は、予測されなかった位置で見つかったビットパターン（「ＢＰ＃Ｎ」）の位置に基づいて、第Ｎの代替的なフレーム化仮説（第Ｎのフレーム化仮説）を用いて第Ｎのフレーム化スレッドを開始する。ＢＰ＃Ｎの位置を用いて、第Ｎのフレームスレッドは、推定されたフレームのヘッダ位置とデータ部分を特定する。そして、第Ｎのフレーム化スレッドは、推定されたフレームに基づいて、データストリーム内の他のフレームを見つけようとし続ける。機器監視システム１００は、第Ｎのフレーム化仮説に基づいて、予想された位置にあるビットパターンの追加のインスタンスを検索する。

ブロック６６０において、第Ｎのフレーム化スレッドは、予想された位置で見つかったビットパターンの数に基づいて、カウント閾値に達しているかどうかを判定する。カウント閾値に達している場合、処理６００はブロック６５５に進み、機器監視システム１００は、第Ｎのフレーム化スレッドからの１つまたは複数の推定されたデータフレームを１つまたは実際のデータフレームとして特定する。第Ｎのフレーム化スレッドが、第Ｎのフレーム化仮説を裏付けるのに十分なビットパターンのインスタンスを見つけたので、処理６００は、ブロック６７０に進むことができる。そうでない場合、ブロック６２０においてカウント閾値に達しておらず、データストリームの終端に達している場合には、第Ｎのフレーム化スレッドが終了する。

以上、マスタースレッド、第１のフレーム化スレッド、第２のフレーム化スレッド、第Ｎのフレーム化スレッドを用いた処理について説明した。便宜上、上述した説明では、可変の正の数のスレッドを「Ｎ」で表している。特徴的なビットパターンのインスタンス数とその位置に基づいて、処理６００において任意の数のスレッドを生成することができる。例えば、ビットパターンの予測していなかったインスタンスが見つからなかった場合、マスタースレッドのみが生成される。２つまたは３つのビットパターンのインスタンス予測されなかった位置に見つかった場合、２つまたは３つのフレーム化スレッドが生成される。ビットパターンのインスタンスが予測されなかった位置で見つかれば見つかるほど、追加のフレーム化仮説を検証するために、より多くのスレッドが生成される。

［演算装置の実施形態］
図７は、１つまたは複数の実施形態に係る演算装置７００の図である。機器監視システム１００は、１つ以上の演算装置７００によって構成することができる。例えば、機器１０５、制御装置１１０、ミラーリング装置１２０、解釈装置１３５および／または加入者装置１４５ａ～１４５ｃ（つまり、器１０５、制御装置１１０、ミラーリング装置１２０、解釈装置１３５、または加入者装置１４５ａ～１４５ｃ、あるいはそれらの全て）は、演算装置７００とすることができる。演算装置７００は、命令を実行することで、演算装置７００は、本願明細書で説明される手法（例えば、操作、方法、機能など）のいずれか１つ以上を実行する。

演算装置７００は、研究所機器、携帯電話、スマートフォン、ラックマウントサーバ、ルータコンピュータ、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ、メインフレームコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ネットワーク接続記憶（ＮＡＳ：network attached storage）装置、ネットワークスイッチ、マシンなどであってよく、演算装置７００内でマシンに本願明細書で説明した手法のうちの１つまたは複数を行わせるための一組の命令を実行させることができる。また、マシンは、このマシン／装置が実行すべき動作を指定する一組の命令（連続的な命令であってもよく、そうでなくてもよい）を実行することができる任意のマシン／装置であってもよい。代替的な実施形態においては、マシンは、ＬＡＮ、イントラネット、エクストラネット、またはインターネット内の他のマシンに接続（例えば、ネットワーク化）されてもよい。本マシンは、クライアント／サーバーネットワーク環境におけるサーバマシンの機能の中で動作することができる。さらに、単一のマシンのみが図示されているが、用語「マシン」は、本願明細書で説明される機能、動作、方法、アルゴリズムなどのいずれか１つ以上を実行する一組の命令（または複数の組の命令）を個別にまたは協働して実行するマシンを任意に集めたものも含むと見なされる。例えば、機器監視システム１００は、集合的に動作して、上述したフレーム化機能を実行する複数のマシンを含むことができる。

例示的な演算装置７００は、処理装置（例えば、プロセッサ、コントローラ、中央処理装置（ＣＰＵ）など）７０２、主メモリ７０４（例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、同期（synchronous）ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）などの動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ））、ネットワークアクセスインタフェース７０６、ダイレクトアクセスインタフェース７０９、出力装置７１０、入力装置７１２、およびデータ記憶装置７１６を含み、これらはバス７３０を介して互いに通信する。演算装置７００は、物質および製品の物理的な特性および生物学的特性を定量化および分析し、分子および細胞レベルでサンプルを解析するための専用のハードウェア（図示せず）を含むこともできる。

処理装置７０２は、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）などの１つ以上の汎用処理装置を表す。より詳細には、処理装置７０２は、複雑命令セットコンピューティング（ＣＩＳＣ：complex instruction set computing）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ：reduced instruction set computing）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ：very long instruction word）マイクロプロセッサ、または他の命令の組もしくは命令の組を組み合わせたものを実行するプロセッサであってもよい。処理装置７０２はまた、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：application specific circuit）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：field programmable gate array）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：digital signal processor）、ネットワークプロセッサなどの１つ以上の特殊用途向け処理装置であってもよい。処理装置７０２は、本願明細書で説明する動作およびステップを実行するためのストレージモジュール／アプリケーション命令７３５（例えば、図１に例示するストレージモジュール１２６、ストレージモジュール１３６および／またはストレージアプリケーション１１１用の（つまり、ストレージモジュール１２６用、ストレージモジュール１３６用、またはストレージアプリケーション１１１用、あるいはそれらの全て用の）命令）を実行するように構成される。

演算装置７００は、ネットワーク（例えば、図１に例示されるネットワーク１７０）と通信可能なネットワークアクセスインタフェース７０６（例えば、ネットワークインタフェースカード、Ｗｉ－Ｆｉインタフェースなど）を含んでもよい。また、演算装置は、ダイレクトアクセスインタフェース７０９（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インタフェース、外部ＳＡＴＡ（ｅＳＡＴＡ）インタフェース、Ｔｈｕｎｄｅｒｂｏｌｔインタフェースなど）を含んでもよい。また、演算装置７００は、出力装置７１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）または陰極線管（ＣＲＴ））、および入力装置７１２（例えば、マウス、キーボードなど）を含んでもよい。一実施形態においては、出力装置７１０および入力装置７１２は、単一のコンポーネントまたは装置（例えば、ＬＣＤタッチスクリーン）に組み込んだものでもよい。

データ記憶装置７１６は、本願明細書に記載される手法または機能のいずれか１つ以上を実施する１つ以上の組の命令（例えば、ストレージモジュール／アプリケーション命令７３５）が格納されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体７２６を含んでもよい。また、ストレージモジュール／アプリケーション命令７３５は、演算装置７００によるその実行中に、完全にまたは少なくとも部分的に、主メモリ７０４内および／または処理装置７０２内に（つまり、主メモリ７０４内または処理装置７０２内あるいはそれらの両方内に）存在することができる。また、主メモリ７０４および処理装置７０２は、コンピュータ読み取り可能な媒体を構成してもよい。命令はさらに、ネットワークアクセスインタフェース７０６および／またはダイレクトアクセスインタフェース７０９（つまり、ネットワークアクセスインタフェース７０６またはダイレクトアクセスインタフェース７０９あるいはそれらの両方）を介して送信または受信されてもよい。

コンピュータ読み取り可能な記憶媒体７２６は、例示的な実施形態では単一の媒体であるように示されているが、用語「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」は、１組の命令または複数組の命令を格納する単一の媒体または複数の媒体（例えば、集中データベースまたは分散データベースおよび／または関連するキャッシュとサーバ（つまり、集中データベースまたは分散データベース、または関連するキャッシュとサーバ、あるいはそれらの全て））を含むものと理解されるべきである。さらに、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」という用語は、マシンによって実行される１組の命令を記憶、符号化、または保持することができ、マシンに本開示内容の手法のいずれか１つまたは複数を行わせる任意の媒体を含むものと解釈すべきである。したがって、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」という用語は、固体メモリ、光学媒体、磁気媒体を含むが、これらに限定されるものではない。

［一般的なコメント］
当業者であれば、幾つかの実施形態において、本開示内容の範囲を逸脱することなく、他のタイプの監視システムを実施可能であることを理解するであろう。さらに、本願明細書で説明される処理で実行される実際のステップは、図中で説明し、示したものと異なる場合がある。実施形態によっては、上述したステップのうちの特定のステップが削除されたり、他のステップが追加されたりすることがある。

特定の実施形態について説明したが、これらの実施形態は例示のみを目的として提示されたものであり、本願の保護の範囲を限定するように意図したものではない。実際、本願明細書に記載された新規な方法及びシステムを他の様々な形態で実施することができる。さらに、本願明細書に記載された方法およびシステムの形態には、様々な省略、置換および変更が可能である。添付の特許請求の範囲およびその均等物は、このような形態または変更が本願の保護の範囲に含まれることを意図している。例えば、図示した様々なコンポーネントは、プロセッサ上のソフトウェアおよび／またはファームウェア（つまり、ソフトウェアまたはファームウェアあるいはそれらの両方）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または専用ハードウェア（つまり、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または専用ハードウェア、あるいはそれらの全て）として実装することができる。また、上述したように開示された特定の実施形態の特徴および属性は、異なる方法で組み合わせて別の実施形態を構成することができ、このような別の実施形態は、全て本開示内容の範囲に包含される。本開示内容は、特定の好ましい実施形態及び適用例を提供するが、本願明細書に記載された特徴事項及び利点の全てを提供するものではない実施形態を含み、当業者にとって明らかな他の実施形態も、本開示内容の範囲に包含される。したがって、本開示内容の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照することによってのみ規定されるように意図される。

本願明細書において、「例」または「例示的」という表現は、例、インスタンス、または図示したものを意味するために用いられる。本願明細書に「例」または「例示」として記載されたいかなる態様または設計も、他の態様または設計よりも必ずしも好ましい、または、利点があると解釈されるものではない。むしろ、「例」や「例示」という表現は、概念を具体的に示すことを意図している。本願明細書で使用する用語「または」は、排他的な「または」ではなく、包含的な「または」を意味するように意図している。つまり、特に指定がない限り、あるいは文脈から明らかな場合を除き、「ＸはＡまたはＢ（ＡやＢ）を含む」は、任意の自然な包含的な順列を意味するように意図している。すなわち、ＸがＡを含む場合、ＸがＢを含む場合、またはＸがＡおよびＢの両方を含む場合、これらのいずれの場合にも「ＸがＡまたはＢを含む」を満たすことになる。また、本願明細書及び添付の特許請求の範囲で使用される「１つ（もしくは個数を明示しない表現）」は、他に指定がない限り、または文脈から単数形を示すことが明らかでない限り、一般的に「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである。さらに、本願明細書全体を通じて「実施形態」または「一実施形態」、もしくは、「実施態様」または「一実施態様」という用語の使用は、特段の定めがない限り、同一の実施形態または同一の実施態様を意味することを意図していない。さらに、本願明細書で使用される「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などの用語は、複数の異なる要素を区別するためのラベル付けとして意図されており、必ずしもその数値による指定に従って序列的な意味を有するとは限らない。

上述した全ての処理は、１つ以上の汎用または特殊目的のコンピュータまたはプロセッサによって実行されるソフトウェアコードモジュールの形態で実施され、ソフトウェアコードモジュールを介して完全に自動化されてもよい。コードモジュールは、任意のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体（例えば、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体）または他のコンピュータ記憶装置または記憶装置を複数集めたものに格納されてもよい。代替的には、本方法の一部または全部は、専用のコンピュータハードウェアの形態で実施されてもよい。

Claims (37)

1. 捕捉されたデータストリームを解釈するネットワーク装置であって、
   機器と当該機器の制御装置との間で送信される、捕捉されたデータストリームを受信するように構成されたネットワークインタフェースと、
   前記ネットワークインタフェースに接続されたメモリであって、前記捕捉されたデータストリームを保持するように構成されているメモリと、
   プロセッサと
   を含み、前記プロセッサは、
   前記機器から前記制御装置に送信されたデータストリームを受信し、
   第１の処理スレッドを使用して前記データストリーム内のデータフレームを特定するように構成されており、
   前記データフレームの特定は、
   前記データストリーム内のあるビットパターンの第１のインスタンスを検索し、
   前記ビットパターンの前記第１のインスタンスに対して相対的なある位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定し、
   前記第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に基づいて、前記データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定し、
   前記ビットパターンの第２のインスタンスが、前記第２の推定されたデータフレーム内の予測された位置に存在するかどうかを判定し、
   前記予測された位置で前記ビットパターンの前記第２のインスタンスを特定することに応答して、前記ビットパターンのカウント値を増加させ、前記カウント値が閾値に達するまで、前記推定されたデータフレーム内の予測された位置で前記ビットパターンのスキャンを継続し、
   前記カウント値の前記閾値に達したことに応答して、前記第１の推定されたデータフレームおよび前記第２の推定されたデータフレームを実際のデータフレームとして特定することによる、
   前記ネットワーク装置。
2. 前記データストリーム内のデータフレームの特定は、さらに、
   前記予測された位置とは異なる位置で前記ビットパターンの第２のインスタンスを特定することに応答して、前記データストリーム内のデータフレームをフレーム化するための代替基準として前記異なる位置の前記第２のインスタンスを使用する第２の処理スレッドを開始することを含む、請求項１に記載のネットワーク装置。
3. 前記ビットパターンは、０ｘ００００００６５である、請求項１または２に記載のネットワーク装置。
4. 前記ビットパターンは、前記第１の推定されたデータフレームのメッセージタイプを特定する、請求項１～３のいずれかに記載のネットワーク装置。
5. 前記第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応する前記ビットは、前記第１の推定されたデータフレームの前記メッセージタイプに対応するビットに先行する、請求項４に記載のネットワーク装置。
6. 前記データストリームに関連するビットレートは、さらに、前記プロセッサによって、前記機器の実行時間または使用率の尺度または指標として判定される、請求項１～５のいずれかに記載のネットワーク装置。
7. 前記特定されたデータフレームは、前記機器の実行状態情報を含む、請求項１～６のいずれかに記載のネットワーク装置。
8. 前記実行状態情報は、前記機器の実行時間または使用率を判定するために使用される、請求項７に記載のネットワーク装置。
9. 前記特定されたデータフレームは、前記プロセッサが機器の動作を判定するために使用するデータまたはメタデータを含む、請求項１～８のいずれかに記載のネットワーク装置。
10. 前記メタデータは、機器の設定値および動作値を含む、請求項９に記載のネットワーク装置。
11. 設定値と動作値との比較を使用して警告を発生させ、または、視覚的な情報を生成する、請求項１０に記載のネットワーク装置。
12. 前記データおよびメタデータは、複数回の機器の実行を通じて収集および保持される、請求項９～１１のいずれかに記載のネットワーク装置。
13. 複数回の機器の実行を通じて収集された前記データとメタデータとの比較を使用して、傾向の特定、イベントの予測、警告の発生、または視覚的な情報の生成を行う、請求項１２に記載のネットワーク装置。
14. 複数回の機器の実行を通じて収集された前記データとメタデータとの比較を使用してローカルまたはリモートで機器のトラブルシューティングを行う、請求項１２または１３に記載のネットワーク装置。
15. 当該ネットワーク装置は、前記機器と前記制御装置との間のミラーリングスイッチと通信する、請求項１～１４のいずれかに記載のネットワーク装置。
16. 前記受信したデータストリームは、前記機器および前記制御装置の少なくとも一方から前記ミラーリングスイッチによって受信された元のデータストリームからミラーリングされる、請求項１５に記載のネットワーク装置。
17. 当該ネットワーク装置は、前記機器と前記制御装置との間に位置する、請求項１～１４のいずれかに記載のネットワーク装置。
18. 当該ネットワーク装置は、前記機器と前記制御装置との間の通信を容易にするためのプロキシサーバを含む、請求項１７に記載のネットワーク装置。
19. 前記プロセッサは、さらに、前記機器によって使用される既知のプロトコルに基づいて検索されるビットパターンを選択するように構成される、請求項１～１７のいずれかに記載のネットワーク装置。
20. 機器によって制御装置に送信されたデータストリームを受信するステップと、
    第１の処理スレッドを使用して前記データストリーム内のデータフレームを特定するステップと
    を含み、前記特定するステップは、
    前記データストリーム内のビットパターンの第１のインスタンスを検索するステップと、
    前記ビットパターンの前記第１のインスタンスに対して相対的なある位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定するステップと、
    前記第１の推定されたデータフレームの前記メッセージ長に基づいて、前記データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定するステップと、
    前記ビットパターンの第２のインスタンスが、前記第２の推定されたデータフレーム内の予測された位置に存在するかどうかを判定するステップと、
    前記予測された位置でビットパターンの前記第２のインスタンスを特定することに応答して、前記ビットパターンのカウント値を増加させ、前記カウント値の閾値に達するまで、前記推定されたデータフレーム内の予測された位置で前記ビットパターンのスキャンを継続するステップと、
    前記カウント値の閾値に達したことに応答して、前記第１の推定されたデータフレームおよび前記第２の推定されたデータフレームを実際のデータフレームとして特定するステップと
    を含む、データストリームを解釈する方法。
21. 前記データストリーム内のデータフレームを特定するステップは、
    前記予測された位置とは異なる位置で前記ビットパターンの前記第２のインスタンスを特定することに応答して、前記データストリーム内のデータフレームをフレーム化するための代替基準として前記異なる位置の前記第２のインスタンスを使用する第２の処理スレッドを開始するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
22. 前記データストリーム内のデータフレームを特定するステップは、
    前記第３のインスタンスの予測された位置とは異なる第２の位置で前記ビットパターンの前記第３のインスタンスを特定することに応答して、前記データストリーム内のデータフレームをフレーム化するための第２の代替基準として、第２の位置の第３のインスタンスを使用する第３の処理スレッドを開始するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記処理スレッドのうちの１つによって、前記カウント値の閾値に達したことに応答して、前記他の処理スレッドを終了し、前記閾値に達した前記処理スレッドに対応する前記データストリームのフレーム化仮説を選択するステップをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記ビットパターンが、０ｘ００００００６５である、請求項２０～２３のいずれかに記載の方法。
25. 前記ビットパターンは、前記第１の推定されたデータフレームのメッセージタイプを特定する、請求項２０～２４のいずれかに記載の方法。
26. 前記第１の推定されたデータフレームの前記メッセージ長に対応する前記ビットは、前記第１の推定されたデータフレームの前記メッセージタイプに対応するビットに先行する、請求項２０～２５のいずれかに記載の方法。
27. 当該方法が前記機器と前記制御装置との間に位置するネットワーク装置によって実行される、請求項２０～２６のいずれかに記載の方法。
28. 前記機器によって送信された前記データストリームを受信するステップは、プロキシサーバを用いて前記機器と前記制御装置との間の通信を代理するステップを含む、請求項２０～２６のいずれかに記載の方法。
29. 前記特定されたデータフレームから収集された実行状態情報から、機器使用率を判定するステップをさらに含む、請求項２０～２８のいずれかに記載の方法。
30. 前記データストリームのビットレートに基づいて機器使用率を判定するステップをさらに含む、請求項２０～２９のいずれかに記載の方法。
31. 前記特定されたデータフレームから設定値と実際の動作値とを比較するステップをさらに含む、請求項２０～３０のいずれかに記載の方法。
32. 多数回の機器の実行を通じて前記特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータを保持および比較するステップをさらに含む、請求項２０～３１のいずれかに記載の方法。
33. 前記特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータに基づいて、傾向の特定、イベントの予測、または、１つ以上の警告の発生のうちの少なくとも１つを行うステップをさらに含む、請求項２０～３２のいずれかに記載の方法。
34. 前記特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータに基づいて視覚的な情報を生成するステップをさらに含む、請求項２０～３３のいずれかに記載の方法。
35. グラフィカルユーザインタフェースを使用して前記特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータをインタラクティブに探索するステップをさらに含む、請求項２０～３４のいずれかに記載の方法。
36. 前記特定されたデータフレームから収集されたデータまたはメタデータに基づいて機器のトラブルシューティングをローカルで、またはリモートで行うステップをさらに含む、請求項２０～３５のいずれかに記載の方法。
37. ソフトウェア命令を保持する非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記ソフトウェア命令がプロセッサによって実行されたときに、前記プロセッサにデータストリーム解釈させることを、
    ある機器によって制御装置に送信されたデータストリームを受信するステップと、
    第１の処理スレッドを使用して前記データストリーム内のデータフレームを特定するステップと
    を実行することによって行い、
    前記特定するステップは、
    前記データストリーム内のビットパターンの第１のインスタンスを検索するステップと、
    前記ビットパターンの前記第１のインスタンスに対して相対的なある位置に基づいて、第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に対応するビットを特定するステップと、
    前記第１の推定されたデータフレームのメッセージ長に基づいて、前記データストリーム内の第２の推定されたデータフレームを特定するステップと、
    前記ビットパターンの第２のインスタンスが、前記第２の推定されたデータフレーム内の予測された位置に存在するかどうかを判定するステップと、
    前記予測された位置で前記ビットパターンの前記第２のインスタンスを特定することに応答して、前記ビットパターンのカウント値を増加させ、前記カウント値の閾値に達するまで、前記推定されたデータフレーム内の予測された位置で前記ビットパターンのスキャンを継続するステップと、
    前記カウント値の前記閾値に達したことに応答して、前記第１の推定されたデータフレームおよび前記第２の推定されたデータフレームを実際のデータフレームとして特定するステップと
    によって行う、非一時的なコンピュータ読み取り可能な前記媒体。