JP3752212B2

JP3752212B2 - 試験用パケット発生装置

Info

Publication number: JP3752212B2
Application number: JP2002284776A
Authority: JP
Inventors: 礼一橋本
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP2004120675A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケットデータを伝送するネットワークを試験するための試験用パケットを発生する試験用パケット発生装置において、誤りのない試験用パケットを遅延なく発生できるようにするための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネットやこれに接続可能な多くのネットワークでは、ＴＣＰ／ＩＰのプロトコルを用いて、ＴＣＰ（ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌＰｒｏｔｏｃｏｌ）パケットやＵＤＰ（ＵｓｅｒＤａｔａｇｒａｍＰｒｏｔｃｏｌ）パケットに、ネットワーク固有の下位ヘッダ等を付加したデータの伝送が行なわれている。
【０００３】
ここで、ＴＣＰパケットは、図８の（ａ）に示すように、送信元ポート番号（ＳｏｕｒｃｅＰｏｒｔ）、宛先ポート番号（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＰｏｒｔ）、チェックサム（Ｃｈｅｃｋｓｕｍ）Ｃｓ等を含むヘッダ部Ｐｈとデータ部Ｐｄとからなり、また、ＵＤＰパケットは、図８の（ｂ）に示すように、送信元ポート番号（ＳｏｕｒｃｅＰｏｒｔ）、宛先ポート番号（ＤｅｓｔｉｎａｔｉｏｎＰｏｒｔ）、チェックサム（Ｃｈｅｃｋｓｕｍ）Ｃｓ等等を含むヘッダ部Ｐｈとデータ部Ｐｄとによって構成されている。
【０００４】
このようなパケットを含むデータの伝送を行なうネットワークの試験を行なう場合、試験用のパケットを発生して実際にネットワークに送出し、これをネットワーク上で受け取り、送信したパケットと受信したパケットとのデータ内容の比較や伝達時間等を調べている。
【０００５】
図９は、このような目的で使用される試験用パケット発生装置１０の構成を示すものである。
【０００６】
図９において、パケット発生部１１は、図１０の（ａ）に示しているように、ヘッダ部Ｐｈとデータ部Ｐｄとからなり、その内容が既知のパケットＰを、図１１の（ａ）に示すようにヘッダ部Ｐｈの先頭から所定ビット単位（例えば３２ビット単位）で時系列に出力する。
【０００７】
このパケット発生部１１が出力するパケットＰのデータ部Ｐｄのデータは、任意であってもよいが、後述する付帯情報の挿入処理が容易に行なえるように、全ビット０に設定されている。
【０００８】
また、パケットＰのヘッダ部ＰｈのチェックサムＣｓは、そのパケット全体について、１６ビット単位で１の補数和をとったときの結果が、基準値Ｒ（通常は全ビット１の値）になるように調整するための値であり、上記したように、データ部Ｐｄのデータが全ビット０であれば、ヘッダ部Ｐｈについて１の補数和をとったときの結果が基準値Ｒになるように設定されている。
【０００９】
一方、付帯情報発生部１２は、パケット発生部１１から順次出力されるパケットＰに対して、試験に必要な固有の付帯情報Ｈを例えば図１１の（ｂ）のタイミングに生成して出力する。なお、図１１において、Ｈ１は、付帯情報Ｈの上位部、Ｈ２は下位部を表している。
【００１０】
この付帯情報Ｈとしては、例えば、パケットの出力時刻を表す時刻情報、試験用のシーケンス番号、制御用コード等である。
【００１１】
パケット発生部１１から所定ビットずつ出力されるパケットＰと付帯情報発生部１２から出力される付帯情報Ｈは、付帯情報挿入手段１３に入力される。
【００１２】
付帯情報挿入手段１３は、図１１に示しているように、パケット発生部１１からパケットＰのデータ部の所定番目（ｍ番目、ｍ＋１番目）のデータ（全ビット０のデータ）が入力されるタイミングに、付帯情報発生部１２から出力された付帯情報Ｈを挿入して出力する。
【００１３】
なお、この付帯情報の挿入は、前記したように、パケットＰのデータ部のデータが全ビット０であれば、パケットＰの所定番目のデータと付帯情報Ｈとの論理和をとることで行なうことができる。
【００１４】
したがって、この付帯情報挿入手段１３から出力されるパケットＰ′の全体は、図１０の（ａ）に示した元のパケットＰに対して図１０の（ｂ）のように、データ部Ｐｄの所定位置に付帯情報Ｈが挿入されたものとなり、これを試験用パケットＰ′として用いる。
【００１５】
このようにして試験用パケット発生装置１０によって生成された試験用パケットＰ′は、下位レイヤの処理部（図示せず）に入力され、下位レイヤのヘッダ等が付加されて、シリアルデータに変換されて試験対象のネットワークに送出される。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の試験用パケット発生装置１０から出力される試験用パケットＰ′は、元のパケットＰのデータ部Ｐｄの内容が変更されているにも関わらず、ヘッダ部ＰｈのチェックサムＣｓの値が同一であるため、試験用パケットＰ′全体についての１の補数和をとったときの結果が前記した基準値Ｒに一致しない確率が極めて高く、誤りのあるパケットになってしまう。
【００１７】
試験の際にはこの誤りを無視することもできるが、ネットワークによっては、誤りのあるパケットをネット上で廃棄してしまう場合もあり、試験を正しく行なうことができないという問題があった。
【００１８】
これを解決するために、パケットＰに挿入する付帯情報Ｈを早期に生成し、その付帯情報Ｈを含めたチェックサムの演算を、パケット発生部１１からチェックサムＣｓを含むデータが出力されるまでの間に求めて、チェックサムＣｓの値を修正することも考えられるが、この場合、ヘッダ部Ｐｈの先頭からチェックサムＣｓを含むデータが出力されるまでの短期間の間に修正値を求める必要があり、パケットの送出レートが速い場合に対応できず、しかも、付帯情報Ｈに含まれる時刻情報も早期に取得しなければならず、実際に試験用パケットの出力が終了するタイミングとの誤差が大きくなってしまう。
【００１９】
また、付帯情報Ｈを挿入した後にパケット全体について１の補数和をとってヘッダ部Ｐｈのチェックサムの値を修正することも考えられるが、このような処理には時間が相当かかり、その時間経過分だけパケットを遅延して出力する必要があり、前記同様に挿入した付帯情報Ｈの時刻情報に対して、実際にそのパケットが出力されるタイミングとの間に大きな誤差を生じる。
【００２０】
本発明は、この問題を解決して、誤りのない試験用パケットを少ない遅延で発生できる試験用パケット発生装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の試験用パケット発生装置は、
ヘッダ部とデータ部からなり、該データ部に挿入されているデータの内容が既知で且つ前記ヘッダ部およびデータ部について計算されたチェックサム値が前記ヘッダ部に予め挿入されているパケットを前記ヘッダ部から所定ビット単位で出力するパケット発生部（２１）と、
前記パケット発生部から出力されるパケットに対して試験に必要な固有の付帯情報を生成して出力する付帯情報発生部（２２）と、
前記パケット発生部から出力されるパケットのデータ部の所定位置に前記付帯情報発生部から出力された付帯情報を挿入して出力する付帯情報挿入手段（２３、３０）とを有し、前記付帯情報が挿入されたパケットを試験用パケットとして出力する試験用パケット発生装置において、
前記付帯情報発生部から出力された付帯情報を受領し、前記パケット発生部から出力されるパケットのデータ部についての１の補数和と、該パケットのデータ部に前記受領した付帯情報を挿入した場合のデータ部についての１の補数和との差分値を、チェックサム演算の基準値から減じて、前記付帯情報挿入による前記データ部の１の補数和の変化を相殺するための補正値を求める補正値算出手段（２４）と、
前記補正値算出手段によって算出された補正値を受領し、前記パケット発生部から出力されたパケットのデータ部の前記付帯情報が挿入される位置を除く位置のデータを前記受領した補正値分だけ加算補正する補正手段（２５、３０）とを設け、
前記ヘッダ部に予め挿入されているチェックサム値を変更することなく、該チェックサム値に対して誤りの無い試験用パケットを送出することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の請求項２の試験用パケット発生装置は、請求項１の試験用パケット発生装置において、
前記パケット発生部は、データ部のうち付帯情報を挿入する前記所定位置のデータと前記補正手段による加算補正の対象となる位置のデータとが全ビット０となるパケットを出力するように構成され、
前記補正値算出手段は、前記付帯情報発生部から出力された付帯情報についての１の補数和を前記差分値として、前記補正値を求めるように構成され、
前記補正手段は、前記補正値算出手段によって算出された補正値を、前記加算補正の対象となる位置に挿入することで、前記加算補正を行なうことを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した試験用パケット発生装置２０の構成を示している。
【００２４】
図１に示しているように、この試験用パケット発生装置２０は、前記した従来の試験用パケット発生装置１０と同様に、パケット発生部２１、付帯情報発生部２２を有している。
【００２５】
パケット発生部２１は、図８に示したＴＣＰパケットやＵＤＰパケットのようにヘッダ部Ｐｈとデータ部Ｐｄとからなり、その内容が既知のパケットＰを、図２の（ａ）に示すように、ヘッダ部Ｐｈの先頭から所定ビット単位、例えば３２ビット単位で時系列に出力する。
【００２６】
このパケット発生部２１は、予め内部のメモリ（図示せず）に記憶されているパケットＰのデータを所定ビット単位で所定時間毎に読み出すように構成されている。
【００２７】
なお、ここでは、パケット発生部２１がＴＣＰパケットやＵＤＰパケットのように３２ビット幅のパケットを３２ビット単位で出力するものとするが、パケット発生部２１が出力するパケットＰはヘッダ部ＰｈにチェックサムＣｓが挿入されたものであれば他のフォーマットのパケットであってもよく、またその出力ビット幅は、１６ビット単位や６４ビット単位等であってもよい。
【００２８】
このパケット発生部２１が出力するパケットＰのデータ部Ｐｄの内容は、既知であり、ここでは、後述する付帯情報Ｈの挿入および加算補正を容易に行なえるように、全ビット０に設定されているものとする。
【００２９】
また、パケットＰのヘッダ部ＰｈのチェックサムＣｓは、前記したように、そのパケット全体について、１６ビット単位で１の補数和をとったときの結果が、基準値Ｒ（全ビット１の値ＦＦＦＦ）になるように調整するための値であり、この例では、データ部Ｐｄのデータが全ビット０であるので、ヘッダ部Ｐｈについて１の補数和をとったときの結果が基準値Ｒになるように設定されている。
【００３０】
一方、付帯情報発生部２２は、パケット発生部２１から出力される各パケットＰに対して試験に必要な固有の付帯情報Ｈを順次生成して出力する。
【００３１】
この付帯情報Ｈとしては、例えば、パケットの出力時刻を示す時刻情報、試験用のシーケンス番号、制御用コード等であり、ここではパケット発生部２１が出力するパケットの出力ビット幅３２ビットの整数倍の長さ（例えば６４ビット）をもつものとし、図２の（ｂ）のように、パケット発生部２１からチェックサムＣｓを含むデータが出力された後で且つ挿入しようとする所定位置のデータが出力されるより前のタイミングに生成出力されるものとする。なお、図２では付帯情報Ｈを６４ビットとし、その上位３２ビット部をＨ１、下位３２ビット部をＨ２で表している。
【００３２】
付帯情報発生部２２によって各パケット毎Ｐに生成された付帯情報Ｈは、付帯情報挿入手段２３および補正値算出手段２４に出力される。
【００３３】
付帯情報挿入手段２３は、図２に示しているように、パケット発生部２１から出力されるパケットＰのデータ部Ｐｄの所定番目（ｍ番目とｍ＋１番目）のデータが入力されるタイミングに、そのパケットＰについて付帯情報発生部２２から出力されている付帯情報Ｈ（Ｈ１、Ｈ２）を挿入して出力する。
【００３４】
この付帯情報Ｈの挿入は、前記したように、パケットＰのｍ番目およびｍ＋１番目のデータと付帯情報Ｈ１、Ｈ２との論理和をとることで行なうことができる。
【００３５】
また、補正値算出手段２４は、付帯情報発生部２２から出力された付帯情報Ｈを受領し、パケット発生部２１が出力するパケットＰのデータ部Ｐｄについての１６ビット単位の１の補数和と、そのパケットＰの所定位置に受領した付帯情報Ｈを挿入した場合のデータ部Ｐｄについての１６ビット単位の１の補数和との差分値Ｓを、チェックサム演算の基準値Ｒから減算し、その減算によって得られる１６ビットの値を補正値Ａとして順次求める。
【００３６】
ただし、ここでは、前記したように、パケット発生部２１が出力する各パケットＰのデータ部Ｐｄのデータは全ビット０であり、その１の補数和も０となるから、上記差分値Ｓは、挿入しようとする付帯情報Ｈについての１の補数和Ｈｓに等しく、データ部Ｐｄのデータの１の補数和との減算演算を行なわずに、速やかに求めることができる。
【００３７】
つまり、補正値算出手段２４は、パケットＰに挿入しようとする付帯情報Ｈについての１６ビット単位の１の補数和Ｈｓを求め、
Ａ＝Ｒ−Ｈｓ
の演算を行なって補正値Ａを求めている。
【００３８】
補正値算出手段２４が算出した各パケット毎の補正値Ａは補正手段２５に出力される。補正手段２５は、付帯情報挿入手段２３から出力されるパケットＰ′を受け、そのデータ部Ｐｄのうち、付帯情報Ｈが挿入されている位置を除く所定の位置のデータを、補正値算出手段２４から出力された補正値Ａ分だけ加算補正して出力する。
【００３９】
ただし、ここでは、前記したように、パケット発生部２１が出力する各パケットＰのデータ部Ｐｄのデータは全ビット０であり、付帯情報Ｈが挿入されている位置を除く所定の位置のデータも全ビット０であるから、図２の（ｃ）に示しているように、付帯情報Ｈが生成された直後に補正値算出手段２４によって得られた補正値Ａそのものを、データ部Ｐｄの所定の位置（ここでは付帯情報Ｈの挿入位置より後の位置）に挿入することで上記の加算補正を行なうことができ、実際の演算処理は不要で高速な補正処理が行なえる。
【００４０】
このように構成された試験用パケット発生装置２０では、パケット発生部２１から図３の（ａ）に示すように出力されたパケットＰが付帯情報挿入手段２３によって図３の（ｂ）のようにデータ部Ｐｄの所定位置に付帯情報Ｈが挿入されたパケットＰ′に変換され、さらに、補正手段２５によって図３の（ｃ）のようにデータ部Ｐｄの所定位置に補正値Ａが挿入されたパケットＰ″に変換されて試験用パケットとして出力される。
【００４１】
この試験用パケットＰ″は、付帯情報Ｈを挿入したことによるデータ部Ｐｄ全体の１の補数和の変化が、データ部Ｐｄに対する補正値Ａ分の加算補正によって相殺されているので、補正値Ａによる補正を行なった後のパケットＰ″のデータ部Ｐｄについての１の補数和は、元のパケットＰのデータ部についての１の補数和と等しい。
【００４２】
したがって、ヘッダ部のチェックサムＣｓの修正を行なわなくても、この試験用パケットＰ″に誤りは生じず、誤りのない試験用パケットＰ″を出力することができる。
【００４３】
このように、実施形態の試験用パケット発生装置２０は、パケット発生部２１が出力するパケットＰに対して、そのデータ部のデータについての１の補数和と付帯情報を挿入した場合のデータ部についての１の補数和との差分値Ｓを、チェックサム演算の基準値Ｒから減じて、その結果を補正値Ａとして求め、付帯情報Ｈが挿入される位置を除くデータ部のデータを補正値Ａ分だけ加算補正している。
【００４４】
このため、付帯情報Ｈを挿入することによるデータ部の１の補数和の変化が、ヘッダ部より遅れて出力されるデータ部に対する補正処理によって相殺されることになり、早期に付帯情報を生成する必要がなく、また、付帯情報挿入後にパケット全体のチェックサム演算を行なう必要がなく、少ない遅延で誤りのない試験用パケットを出力することができる。
【００４５】
このようにして生成された試験用パケットＰ″は、下位レイヤの処理部（図示せず）に入力され、下位レイヤのヘッダ等が付加され、シリアルデータに変換されて、試験対象のネットワークに送出され、この試験用パケットＰ″を受けて、その付帯情報Ｈの内容等を確認することで、ネットワークの状態（例えば伝送遅延時間等）を調べることができる。
【００４６】
なお、上記説明では、パケットＰに付帯情報Ｈを挿入してから、その付帯情報Ｈに続く位置に補正値Ａを挿入していたが、前記したように元のパケットＰのデータ部Ｐｄのデータが全ビット０の場合には、付帯情報Ｈに対する補正値Ａの算出処理が簡単で高速に行なえるので、図４に示す試験用パケット発生装置２０Ａのように、付帯情報挿入手段２３と補正手段２５とを入れ換えることも可能である。
【００４７】
この場合、パケット発生部２１から図５の（ａ）に示すように出力されるパケットＰに対して、補正手段２５で図５の（ｂ）のように、データ部Ｐｄの所定位置に補正値Ａを挿入し、この補正値Ａが挿入されたパケットＰ′に対して、図５の（ｃ）のように、付帯情報発生部２２から出力された付帯情報Ｈを補正値Ａの後の位置に挿入して、試験用パケットＰ″を生成する。
【００４８】
また、付帯情報Ｈと補正値Ａとを合わせたビット長が、パケットの出力ビット幅に等しい場合には、図６に示す試験用パケット発生装置２０Ｃのように、付帯情報Ｈと補正値Ａとをデータ挿入手段３０によってパケットＰのデータ部Ｐｄの所定位置に一括して挿入することもできる。この場合、データ挿入手段３０は、前記した付帯情報挿入手段２３と補正手段２５とを兼ねており、図７の（ａ）、（ｂ）に示すように一回の挿入処理で、誤りのない試験用パケットＰ″を生成することができる。
【００４９】
また、前記説明では、パケット発生部２１が出力するパケットＰのデータ部Ｐｄのデータが全ビット０の場合について説明したが、パケットＰのデータ部Ｐｄうち、少なくとも付帯情報Ｈを挿入する位置の元のデータと加算補正の対象となる位置の元のデータとがともに全ビット０であれば、上記同様の結果が得られる。
【００５０】
また、パケットＰのデータ部Ｐｄのうち、付帯情報Ｈを挿入する位置の元のデータの少なくとも１ビットが１であり、加算補正の対象となる位置の元のデータが全ビット０の場合には、補正値算出手段２４において、パケットＰのデータ部Ｐｄの元のデータについての１の補数和と付帯情報挿入後のデータ部Ｐｄのデータについての１の補数和との差分値Ｓを演算で求め、この求めた差分値Ｓを基準値Ｒから減じて補正値Ａを求める。そして、この補正値Ａを前記同様に、データ部に挿入すればよい。
【００５１】
また、パケットＰのデータ部Ｐｄのうち、付帯情報Ｈを挿入する位置の元のデータの少なくとも１ビットが１であり、且つ加算補正の対象となる位置の元のデータの少なくとも１ビットが１の場合には、補正値算出手段２４において、パケットＰのデータ部Ｐｄの元のデータについての１の補数和と付帯情報挿入後のデータ部Ｐｄのデータについての１の補数和との差分値Ｓを演算で求め、この求めた差分値Ｓを基準値Ｒから減じて補正値Ａを求める。そして、補正手段２５において、加算補正の対象となる位置の元のデータと補正値Ａとの加算を行い、その加算結果で元のデータを更新すればよい。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の試験用パケット発生装置は、パケット発生部から出力されるパケットのデータ部の所定位置に試験に必要な固有の付帯情報を挿入して出力する試験用パケット発生装置において、パケット発生部が出力するパケットのデータ部についての１の補数和と、そのデータ部に付帯情報を挿入した場合のデータ部についての１の補数和との差分値を、チェックサム演算の基準値から減じて、その結果を補正値として求め、付帯情報が挿入される位置を除くデータ部のデータを補正値分だけ加算補正している。
【００５３】
このため、付帯情報を挿入することによるデータ部の１の補数和の変化が、補ヘッダ部より遅れて出力されるデータ部に対する補正値分の加算補正によって相殺されることになり、早期に付帯情報を生成したり、付帯情報挿入後にパケット全体のチェックサム演算を行なう必要がなく、少ない遅延で誤りのない試験用パケットを出力することができる。
【００５４】
また、パケット発生部が、データ部のうち少なくとも付帯情報を挿入する位置のデータと加算補正の対象となる位置のデータとが全ビット０であるパケットを出力するように構成され、補正値算出手段が、パケットに挿入する付帯情報についての１の補数和を差分値として補正値を求めるように構成され、補正手段が補正値を加算補正の対象となる位置に挿入することで加算補正するように構成されたものでは、差分値の算出処理や補正のための加算処理が不要となり、さらに少ない遅延で誤りのない試験用パケットを出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】実施形態の動作を説明するための図
【図３】実施形態の動作を説明するための図
【図４】本発明の変形例を示す図
【図５】図４の変形例の動作を説明するための図
【図６】本発明の変形例を示す図
【図７】図６の変形例の動作を説明するための図
【図８】パケットのフォーマットを示す図
【図９】従来装置の構成を示す図
【図１０】従来装置の動作を説明するための図
【図１１】従来装置の動作を説明するための図
【符号の説明】
２０、２０Ａ……試験用パケット発生装置、２１……パケット発生部、２２……付帯情報発生部、２３……付帯情報挿入手段、２４……補正値算出手段、２５……補正手段、３０……データ挿入手段

Claims

ヘッダ部とデータ部からなり、該データ部に挿入されているデータの内容が既知で且つ前記ヘッダ部およびデータ部について計算されたチェックサム値が前記ヘッダ部に予め挿入されているパケットを前記ヘッダ部から所定ビット単位で出力するパケット発生部（２１）と、
前記パケット発生部から出力されるパケットに対して試験に必要な固有の付帯情報を生成して出力する付帯情報発生部（２２）と、
前記パケット発生部から出力されるパケットのデータ部の所定位置に前記付帯情報発生部から出力された付帯情報を挿入して出力する付帯情報挿入手段（２３、３０）とを有し、前記付帯情報が挿入されたパケットを試験用パケットとして出力する試験用パケット発生装置において、
前記付帯情報発生部から出力された付帯情報を受領し、前記パケット発生部から出力されるパケットのデータ部についての１の補数和と、該パケットのデータ部に前記受領した付帯情報を挿入した場合のデータ部についての１の補数和との差分値を、チェックサム演算の基準値から減じて、前記付帯情報挿入による前記データ部の１の補数和の変化を相殺するための補正値を求める補正値算出手段（２４）と、
前記補正値算出手段によって算出された補正値を受領し、前記パケット発生部から出力されたパケットのデータ部の前記付帯情報が挿入される位置を除く位置のデータを前記受領した補正値分だけ加算補正する補正手段（２５、３０）とを設け、
前記ヘッダ部に予め挿入されているチェックサム値を変更することなく、該チェックサム値に対して誤りの無い試験用パケットを送出することを特徴とする試験用パケット発生装置。
前記パケット発生部は、データ部のうち付帯情報を挿入する前記所定位置のデータと前記補正手段による加算補正の対象となる位置のデータとが全ビット０となるパケットを出力するように構成され、
前記補正値算出手段は、前記付帯情報発生部から出力された付帯情報についての１の補数和を前記差分値として、前記補正値を求めるように構成され、
前記補正手段は、前記補正値算出手段によって算出された補正値を、前記加算補正の対象となる位置に挿入することで、前記加算補正を行なうことを特徴とする請求項１記載の試験用パケット発生装置。