JP5391811B2 - パケット解析装置、方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明はパケット解析装置、方法及びプログラムに関し、特にＳＩＰ(セッション確立プロトコル： Session Initiation Protocol)にかかるパケットの解析装置、方法及びプログラムに関する。

ＳＩＰは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークにおいてマルチメディア・セッションを管理するプロトコルの１つである。ＳＩＰは、ＶｏＩＰ(Voice over IP)を応用したインターネット電話、社内ＬＡＮ（Local Area Network）を用いた内線電話等で用いられている。ＳＩＰサーバは、ＳＩＰを利用して電話番号とＩＰアドレスの対応付けや、相手を呼び出してつなぐといった呼制御を行うサーバを指す。

ＳＩＰを利用した通信において、ネットワーク上で問題が生じた場合に、不具合を調査するユーザが送信されたパケットの情報から問題発生時の状況を再現し、問題の原因を把握したいという要求がある。問題発生時の状況の再現には、複数のパケットから生成されたＳＩＰ信号とシーケンス情報を含むＳＩＰシナリオ情報が必要となる。試験装置は、このＳＩＰシナリオ情報を入力として問題発生時の状況を再現する。試験装置は、ＳＩＰシナリオを基にシーケンス通りにＳＩＰ信号の送受信を行い、かつ音声／テレビ電話の信号送受信を行う。ユーザは、試験装置による信号送受信の結果から音声／テレビ電話にかかるネットワークやＳＩＰサーバ等が正常に動作しているかを把握できる。また、ユーザは信号送受信の結果から問題の原因を把握することができる。

特許文献１では、正常な信号シーケンスを予め記憶しておき、送受信されたパケットのデータから生成した信号シーケンスと前記の正常な信号シーケンスとを照合することにより正常性を判定する信号モニタ装置が提案されている。

特開２００９−２１８０８号公報

特許文献１に記載の信号モニタ装置によっては、パケット情報からＳＩＰの信号シーケンスの正常性を判断することはできるが、問題発生時と同様の状況を試験装置で再現することはできない。また、ユーザが問題発生時と同様の状況を試験装置で再現するためにＳＩＰシナリオを作成することは一般的に労力がかかり、ＳＩＰに関する知識を有するユーザでなければ作成することが困難である。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、複数のパケット情報からＳＩＰのシーケンス情報とＳＩＰメッセージを含むＳＩＰシナリオ情報を自動生成できるパケット解析装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明にかかるパケット解析装置は、送受信された複数のパケット情報を入力する手段と、
前記パケット情報からＳＩＰに関する信号情報を抽出し、前記信号情報から端末間のリクエスト順序とリクエスト情報を含むＳＩＰシナリオ情報を生成するＳＩＰシナリオ生成手段とを備える。

本発明により、パケット情報から容易にＳＩＰシナリオを生成できるパケット解析装置を提供することができる。

実施の形態１にかかるパケット解析装置のシステム構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるパケット解析装置のシステム構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるパケットキャプチャログ変換部の構成を示すブロック図である。 実施の形態１にかかるシステム略図である。 実施の形態１にかかるＳＩＰシナリオの生成処理を表すシーケンス図である。 実施の形態１にかかるＳＩＰシナリオの例を示す図である。 実施の形態１にかかるＳＩＰシナリオの生成の基となるＳＩＰ信号の例を示す図である。 実施の形態１にかかるＳＩＰシナリオの変換規則の例を示す図である。 実施の形態１にかかる生成されたＳＩＰシナリオの例を示す図である。 実施の形態１にかかるＳＩＰシナリオの変換規則の例を示す図である。 実施の形態２にかかるＳＩＰシナリオの生成処理を表すシーケンス図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態１にかかる試験装置の構成について説明する。本発明の実施の形態にかかるパケット解析装置は、図１に示すようにパケット解析機能のみを有する構成であってもよく、図２に示すようにパケット送受信試験の機能をも有する構成であってもよい。以後、図２の構成によって発明の実施の形態１の説明を行う。

試験装置１００は、図２に示されるように、パケットキャプチャログ３００を入力し、ＳＩＰシナリオ４００を出力する。なお、パケットキャプチャログとは、ネットワーク上を流れるパケットを採取した情報である。

発明の実施の形態１では、試験装置１００の各機能ブロックをハードウェアにより構成した場合につき説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、任意の処理を、ＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＲＯＭ（Read Only Memory）カートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭ（Random Access Memory）メモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。

試験装置１００は、パケットキャプチャログ変換部２００、シナリオ変換部１０１、メディアデータ変換部１０２、試験実施部１０３、結果表示部１０４、試験結果データ生成部１０５を備える。試験装置１００は、必ずしも同一装置内に構成される必要性はない。例えば、試験装置１００は、パケットキャプチャログ変換部２００を有する装置と、それ以外の構成を有する装置から構成されてもよい。

シナリオ変換部１０１は、事前に用意したＳＩＰシナリオ４００を読み込み、所定の変換処理を実行し、試験実施部１０３にＳＩＰシナリオ４００を出力する。メディアデータ変換部１０２は、試験装置１００の試験通話中にＷＡＶ（RIFF waveform Audio Format）等の音声ファイルや、ＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）のパケットを生成し、試験実施部１０３に出力する。

試験実施部１０３は、シナリオ変換部１０１からのＳＩＰシナリオ４００と、メディアデータ変換部１０２からの音声データ等を入力し、予め指定したＩＰアドレス（Internet Protocol Address）とポート番号から、予め指定した対向のＩＰアドレスのポート番号へＳＩＰシナリオに記載の順序でＳＩＰ信号パケットを生成し、送信する。試験実施部１０３はＳＩＰ信号パケットを送受信した結果を試験表示部１０４及び試験結果データ生成部１０５に出力する。

結果表示部１０４は、試験実施部１０３から入力された送信試験の結果をユーザに表示する。試験結果データ生成部１０５は、試験実施部１０３からの送信試験の結果を入力し、ＳＩＰ信号のログと試験結果ログを出力する。また、試験結果データ生成部１０５は、試験実施部１０３がメディア音声品質測定をした場合、音声品質結果ログも出力する。

続いて、図３を用いてパケットキャプチャログ変換部２００の構成を説明する。パケットキャプチャログ変換部２００は、ログファイル解析部２０１、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２、ＳＩＰ信号シーケンス編集部２０３、シナリオ作成処理部２０４、設定内容確認部２０５、変換規則情報部２０６を備えている。

ログファイル解析部２０１は、複数のパケットキャプチャログ３００を入力し、入力されたパケットキャプチャログがＳＩＰのプロトコルによるものかを判定し、ＳＩＰのプロトコルによるものでなければエラーを画面に表示する。ログファイル解析部２０１は、入力されたパケット全てがＳＩＰのプロトコルによるものであれば、パケットの発信元と送信元のＩＰアドレスとポート番号に基づいて、全ての呼処理のＳＩＰ信号データを抽出し、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２に出力する。なお、ログファイル解析部２０１はＳＩＰプロトコル以外の形式のパケットを除外して上で、全ての呼処理のＳＩＰ信号データを抽出してもよい。

ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、ログファイル解析部２０１から入力されたＳＩＰ信号データを発信元と送信元のＩＰアドレスとポート番号に基づいて、シーケンス表示を行う。ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、ユーザからシーケンス表示された全体のデータから不要なノード情報や信号情報を選択させる入力手段を有する。また、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、試験対象ノードが間違って表示されていた場合に、その試験対象ノードの指定をユーザから受け付ける入力手段を有する。ノードとは、試験装置で疑似するＳＩＰサーバや端末、ＩＶＲ（音声応答システム： Interactive Voice Response）等を指す。ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、ＳＩＰ信号シーケンス編集部２０３により編集されたＳＩＰ信号データをシナリオ作成処理部２０４に出力する。

ＳＩＰ信号シーケンス編集部２０３は、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２からＳＩＰ信号データと、ユーザから受け付けた不要なノード情報や信号情報を入力し、それらを基にＳＩＰ信号データを編集し、編集したＳＩＰ信号データをＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２に出力する。

シナリオ作成処理部２０４は、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２からＳＩＰ信号データを入力し、ＳＩＰシナリオ４００の作成を行う。

設定内容確認部２０５は、シナリオ作成部２０４からＳＩＰ信号データを入力し、シナリオ作成部２０４がＳＩＰシナリオを作成する前にシナリオ設定画面上で試験項目名、ノード名、保存ディレクトリ等の必要な情報が設定されているかを判定する。設定内容確認部２０５は、上記の設定がなされていない場合には、画面上にエラーダイアログを表示する。

シナリオ規則情報部２０６は、シナリオ処理部２０４がＳＩＰシナリオを作成する場合に用いられるシナリオ変換情報を有する。シナリオ規則情報部２０６は、ファイル形式やデータベースのテーブル等で情報を保持する。

次に図４に実施の形態１にかかるシステム全体の略図を示す。本実施の形態では、ＳＩＰサーバ等の各端末装置は、ＩＰネットワークに接続されており、パケットキャプチャ装置を備え、当該パケットキャプチャ装置からパケットキャプチャログを生成する機能を有している。

続いて、図５のフローチャート図を用いて本発明の実施の形態１にかかる試験装置の処理について説明する。ユーザは、解析したいパケットキャプチャログファイルを試験装置１００に入力する（図５のＡ２）。

ログファイル解析部２０１は、ユーザからのパケットキャプチャログファイルを入力し、ログファイルの解析を行う（図５のＡ３）。ログファイル解析部２０１は、ログファイルの解析ができなかった場合や、ＳＩＰプロトコルにより送信されたパケットを抽出できなかった場合にはエラーダイアログを画面上に表示する。ログファイル解析部２０１は、入力されたパケット全てがＳＩＰのプロトコルによるものであれば、パケットの発信元と送信元のＩＰアドレスとポート番号に基づいて、全ての呼処理のＳＩＰ信号データを抽出する。

ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、ログファイル解析部２０１により抽出されたＳＩＰ信号データを入力として、ＳＩＰによる通信情報をシーケンス情報として表示する（図５のＡ４）。このシーケンス情報は、梯子図等の形式でユーザに表示される。

ユーザは、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２により表示されたシーケンス情報から、ＳＩＰシナリオ４００の作成のためにデータを編集するかを選択する（図５のＡ５）。ユーザは、シーケンス情報の表示された画面上からシナリオ作成に不要なノードがあれば画面上でダブルクリックする等してノードを特定し、削除依頼をする（図５のＡ６）。同様に、ユーザは、シーケンス情報の表示された画面上からシナリオに不要なＳＩＰ信号があれば画面上でダブルクリックする等してＳＩＰ信号を特定し、削除依頼をする（図５のＡ７）。また、ユーザは試験対象(ＳＩＰサーバ)と試験装置が逆にシーケンス表示された場合、試験対象ノード設定を行うことにより設定変更を実施する（図５のＡ８）。

ＳＩＰ信号シーケンス編集部２０３は、ユーザがＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２で指定した編集情報（図５のＡ６、Ａ７、Ａ８）を基にＳＩＰ信号の編集を行う。ＳＩＰ信号シーケンス編集部２０３による編集の後、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は編集結果をシーケンス情報としてユーザに表示する（図５のＡ４）。

ユーザは、ＳＩＰ信号の編集後に、ＳＩＰシナリオ４００の生成のために必要な情報を入力する。まずユーザは、ＳＩＰシナリオ設定画面で各インターフェイスのノード名を入力する（図５のＡ９）。ここでインターフェイスとは、試験装置で疑似するノードでパケット送受信を行う場合のローカルアドレスとローカルポートを指す。続いて、ユーザは保存先フォルダの設定（図５のＡ１０）や後述する変換規則ファイルの選択（図５のＡ１１）を行う。ユーザは、上記入力の後、試験装置１００に対してＳＩＰシナリオ４００の生成を指示する。

シナリオ作成処理部２０４は、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２から入力されたＳＩＰ信号情報を基にＳＩＰシナリオ４００の生成を開始する（図５のＡ１２）。シナリオ作成処理部２０４は、シナリオ生成設定の内容確認をユーザに対して実施し（図５のＡ１３）、ＳＩＰシナリオ４００の生成を実施する（図５のＡ１４、Ａ１５）。ユーザから変換規則が指定された場合、シナリオ作成処理部２０４は変換規則に従ってＳＩＰシナリオ４００を生成する。変換規則を用いたＳＩＰシナリオ４００の生成については、後述する。

シナリオ作成処理部２０４は、各パケットから端末間の呼び出し順序やリクエスト内容を抽出して合成することにより、試験装置１００が実施可能なＳＩＰシナリオ４００を生成する。シナリオ作成処理部２０４により、作成されたＳＩＰシナリオの例を図６に示す。ＳＩＰシナリオ４００は、「ＩＮＶＩＴＥ」、「ＡＣＫ」、「ＢＹＥ」等のリクエスト種別やリクエスト順序情報、ＳＩＰヘッダの情報等を含む。

続いて、図７、図８、図９を用いてシナリオ作成処理部２０４による変換規則情報部２０６が保有する変換規則を用いたＳＩＰシナリオ作成処理について説明する。図７は、ＳＩＰシナリオ生成の基となるＳＩＰ信号の一部を例示したものである。図８は、シナリオ作成処理部２０４に与えられる変換規則を例示したものである。

変換規則には、シナリオ生成時に元の値から変換を行う部分を特定する情報と変換内容が記載されている。図８の２行目から５行目の記述では、ＳＩＰヘッダの「content-length」というパラメータを「<?auto.content-length?>」という試験装置実行時に置き換え可能な変数に変換するという規則が記載されている。本実施の形態では、「tgt.part」という指定（たとえば図８の２行目）により変換個所のパラメータ名を指定している。また、「replace」という指定（たとえば図８の４行目）により変換の方法が指定されている。変換の方法には、値の置換の他に、値の削除やパラメータ自体の削除等が指定できるものとする。

試験装置固有の変数とは、試験実施部１０３が送受信試験を行う場合に、予め試験装置に設定された値に置き換えるための変数である。本実施の形態において、試験実施部１０３において「content-length」の値が「１５０」であるという設定がされていた場合、試験実施部１０３は送受信試験前にＳＩＰシナリオの「content-length」を「１５０」に書き換える処理を行う。試験装置１００において、試験実施者は当該変数の値を適宜変更することによって、様々な設定値でＳＩＰの送受信試験を実施することが可能になる。

変換規則には、条件式や関数式を含む表現も記載できるものとする。図８の８行目から１２行目の記載では、「caller（呼び出し元）」のリクエストであった場合のみ、「Call-ID」を変換する条件が設定されている。また、変換内容として乱数を自動的に生成するための関数表現「<?func.rand(alphanum,16)?>」を含む変換内容が指定されている。試験実施部１０３は、送受信試験前にこの関数を評価し、ＳＩＰシナリオを書き換える処理を行う。

変換規則には、ＳＩＰのパラメータ毎ではなく、パラメータの一部について変換する規則も指定できる。図８の１５行目から３８行目でＳＩＰヘッダの「From」を変換する例を示している。図８の１５行目から１８行目の変換規則では、ＳＩＰヘッダの「From」パラメータのユーザ名のみを変換する規則を規定する。同様に、図８の２０行目から２３行目の変換規則では、ＳＩＰヘッダの「From」パラメータのホスト名の部分のみを変換する規則を規定する。本実施の形態では、「act.tgt」という指定（たとえば図８の１６行目）によりＳＩＰヘッダの特定パラメータの一部分を特定する。

変換規則には、ＳＩＰプロトコルの特定のパラメータを指し示す文字列である定数が予め定まっているものとする。図８の例では、「hdr.content-length」という文字列は、ＳＩＰプロトコルの「content-length」を示す定数である。試験実施部１０３は、これらの定数を解釈することにより、ＳＩＰプロトコルのパラメータの一部を書き換えることができる。

シナリオ作成処理部２０４が図８の変換規則を用いて、図７のＳＩＰ信号情報を変換した結果を図９に示す。

図８で例示した変換規則では、特定のパラメータを試験装置実行時に置き換え可能な変数に変換する例を示したが、変換規則には図１０のように特定のパラメータの値を文字列や数値の固定値に変換する規則も記載することができる。この場合、シナリオ作成処理部２０４は、ＳＩＰシナリオ作成時に変換箇所を特定の文字列で置き換える。また、シナリオ作成処理部２０４は、ＳＩＰシナリオ作成時に前述の関数表現を評価したＳＩＰシナリオを作成してもよい。さらに、本実施の形態ではＳＩＰのヘッダ部分の変換例を示したが、ＳＩＰのメッセージ部分等の変換も同様に行うことができる。

このような一連の処理により、ＳＩＰに関する知識が豊富でないユーザであっても試験装置１００にパケットキャプチャログ３００を入力するのみでＳＩＰシナリオ４００を容易に生成できる。また、変換規則を用いてＳＩＰシナリオ４００を生成することにより、生成されたＳＩＰシナリオを修正する作業が軽減される。また、ユーザは、ＳＩＰシナリオ４００の生成前にＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２において不要なＳＩＰ信号やノードを選択し、除外することができるため、パケットキャプチャログを直接編集する必要がなくなる。

実施の形態２
本発明の実施の形態２にかかるパケット解析装置について図１１に示すシーケンス図を用いて説明する。なお、この発明の実施の形態２にかかるパケット解析装置の全体構成は図２及び図３に示す構成と同様であり、説明を省略する。この発明の実施の形態では、ユーザによるパケットキャプチャログの変換を行わず、ＳＩＰシナリオに一括処理することを特徴とする。

この構成における本発明のパケット解析装置の動作について、第一の実施の形態と異なる部分のみ説明する。

図１１のステップＡ４においてＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、ユーザにＳＩＰシーケンス情報を表示する。この場合、ＳＩＰ信号シーケンス表示部２０２は、ユーザからの不要なノード、除外信号、試験対象ノード設定に関する設定を受け付けない。また、ＳＩＰシーケンス編集部２０３はノード、信号の除外等の処理は行わない。シナリオ作成処理部２０４は、ＳＩＰ信号情報からＳＩＰシナリオ４００を生成する。

このような一連の処理により、ユーザによるパケットの編集を一切行うことなく、試験装置１００で試験送受信が可能なＳＩＰシナリオ４００を生成することが可能となる。

１ パケット解析装置
１００ 試験装置
１１０ キャプチャ装置
２００ パケットキャプチャログ変換部
２０１ ログファイル解析部
２０２ ＳＩＰ信号シーケンス表示部
２０３ ＳＩＰ信号シーケンス編集部
２０４ シナリオ作成部
２０５ 設定内容確認部
２０６ 変換規則情報部
３００ パケットキャプチャログ
４００ ＳＩＰシナリオ

Claims (6)

1. パケットキャプチャ機能により得られたパケットキャプチャログを入力する手段と、
   前記パケットキャプチャログからＳＩＰ（Session Initiation Protocol）に関する信号情報を抽出し、前記信号情報から端末間のリクエスト順序とリクエスト情報を含むＳＩＰシナリオ情報を生成するＳＩＰシナリオ生成手段と、
   前記ＳＩＰシナリオ情報を使用して試験を実施する試験実施手段と、を備え、
   前記ＳＩＰシナリオ生成手段は、前記パケットキャプチャログからのデータ抽出方法と当該抽出したデータの前記ＳＩＰシナリオ情報への反映方法を定義した変換規則に基づいて、前記ＳＩＰシナリオ情報を生成し、
   前記変換規則は、前記試験実施手段の実行時に乱数を自動生成する乱数関数を含み、
   前記試験実施手段は、試験実施前に前記乱数関数を評価して前記ＳＩＰシナリオ情報を書き換えたのちに試験を行う、パケット解析装置。
2. 前記信号情報をシーケンス表示し、前記ＳＩＰシナリオ情報の作成から除外する信号の情報を受け付け、前記ＳＩＰシナリオ情報の作成に必要な信号のみを前記ＳＩＰシナリオ生成手段に入力するシーケンス表示手段を備える、請求項１に記載のパケット解析装置。
3. 前記変換規則は、条件式や関数式を含む表現で記載できる請求項１または請求項２に記載のパケット解析装置。
4. 前記変換規則は、ＳＩＰの文法の特定個所を指し示すための定数を用いて記載できる請求項１〜３のいずれか１項に記載のパケット解析装置。
5. パケットキャプチャ機能により得られたパケットキャプチャログを入力する入力ステップと、
   前記パケットキャプチャログからＳＩＰに関する信号情報を抽出し、前記信号情報から端末間のリクエスト順序とリクエスト情報を含むＳＩＰシナリオ情報を生成するシナリオ生成ステップと、
   前記ＳＩＰシナリオ情報を使用して試験を実施する試験実施ステップと、を備え、
   前記シナリオ生成ステップでは、前記パケットキャプチャログからのデータ抽出方法と当該抽出したデータの前記ＳＩＰシナリオ情報への反映方法を定義した変換規則に基づいて、前記ＳＩＰシナリオ情報を生成し、
   前記変換規則は、前記試験実施ステップの実行時に乱数を自動生成する乱数関数を含み、
   前記試験実施ステップでは、試験実施前に前記乱数関数を評価して前記ＳＩＰシナリオ情報を書き換えたのちに試験を行う、
   パケット解析方法。
6. コンピュータに、
   パケットキャプチャ機能により得られたパケットキャプチャログを入力する入力ステップと、
   前記パケットキャプチャログからＳＩＰに関する信号情報を抽出し、前記信号情報から端末間のリクエスト順序とリクエスト情報を含むＳＩＰシナリオ情報を生成するシナリオ生成ステップと、
   前記ＳＩＰシナリオ情報を使用して試験を実施する試験実施ステップと、を実行させ、
   前記シナリオ生成ステップでは、前記パケットキャプチャログからのデータ抽出方法と当該抽出したデータの前記ＳＩＰシナリオ情報への反映方法を定義した変換規則に基づいて、前記ＳＩＰシナリオ情報を生成させ、
   前記変換規則は、前記試験実施ステップの実行時に乱数を自動生成する乱数関数を含み、
   前記試験実施ステップでは、試験実施前に前記乱数関数を評価して前記ＳＩＰシナリオ情報を書き換えたのちに試験を実行させる、
   パケット解析プログラム。