JP7296349B2 - インフラ検証コード生成装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、ルータ、ファイアウォールあるいはサーバなどのネットワーク機器を接続して構成される通信インフラを定義するインフラ定義ファイルを解析し、通信インフラに関する検証作業の一部である検証コード生成を自動化するインフラ検証コード生成装置、方法およびプログラムに関する。

今日、通信はあらゆる生活・事業において利用されており、社会インフラとして最も重要なひとつとなっており、常に安定したインフラであることが求められる。そのため、商用導入に向けた検証作業が膨大な工数となっており、検証作業の効率化などコスト削減策が通信事業者としての大きな課題となっている。

近年、アプリケーションのみならずネットワーク機器のソフトウェア化や、インフラ構成においてもコード・ファイル化に関する技術が進んでおり、検証効率化に寄与している。また、従来は人手で実行されていた検証作業を、検証・テスト項目をコードとして記述することでソフトウェア化する動きが進んでいる。さらに、テストコードを自動生成する技術も生まれている。

しかしながら、アプリケーションソフトウェアに関するテストコード自動生成は存在するものの、インフラやネットワーク機器に関する検証・テストコードは依然として手動で作成されており、テストコード自体のメンテナンスも高コストである。そのため、通信インフラに関する検証について、さらに自動化を進め、効率化を図ることが要請されている。

特許文献1には、結線変更スイッチから他のネットワーク機器をスター型に結線することで、検証に必要な物理結線作業をなくし検証効率化を図る技術が開示されている。特許文献2には、プログラムから処理内容および言語などを解析することで検証コードの生成を行い、検証時間短縮を可能にする技術が開示されている。

特開2011-87078号公報 特開2012-238235号公報

アプリケーションの検証コードを自動生成する従来技術を通信インフラの検証に適用しようとすると以下のような技術課題が懸念される。

1．ネットワーク機器などの通信インフラを構成する機器では、アプリケーションプログラムと違い、構成情報がイメージ・バイナリなどで提供される場合があり、その内容を解析できない可能性がある。

2．通信インフラにおいては、機器間の接続や機器同士の結合に関する組み合わせにより検証すべき項目があり、単体のプログラム解析では実行したい検証作業に対する検証コードが生成できない可能性がある。

3．特許文献1では、結線変更スイッチがボトルネックとなり、意図したパフォーマンスを発揮できず、また機器を増やす際にスイッチのポートが足りなくなる可能性もあり、拡張性に欠ける。

4．特許文献2では、試験結果をもとに合否を判断し、その結果を収集し、次の試験内容を判断するが、通信事業者のように複雑な構成のネットワークを検証対象とする場合、検証に膨大な時間を費やしてしまう可能性がある。

本発明の目的は、上記の技術課題を解決し、ルータやファイアウォールなどのネットワーク機器の構成やその接続関係を定義するインフラ定義ファイルから静的解析を行って検証・テストコードを生成するエージェントを実装し、インフラに関する検証作業の一部であるテストコード生成を自動化するシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、通信インフラの検証コードを生成するインフラ検証コード生成装置において、通信インフラを構成するネットワーク機器の構成およびその接続関係を定義するインフラ定義ファイルを格納するリポジトリと、インフラ定義ファイルが生成または変更されたことを検知する手段と、生成または変更が検知されたインフラ定義ファイルに基づいてネットワーク機器の構成およびその接続関係を解析する手段と、解析結果に基づいて、前記通信インフラが所定の仕様を満足するか否かを検証する検証コードを生成する手段とを具備した。

1．エージェントにより自動生成された検証コードを用いて通信インフラを自動検証できるので、ユーザが通信インフラに関する検証を手動実行したり、通信インフラに関する検証コードを手動で作成したりする必要がなくなる。

2．自動生成された検証コードを用いるため、検証漏れや人的ミス、検証の属人化の防止が可能になる。

3．インフラ定義ファイルに基づいてネットワーク機器などのインフラ構成を解析し、検証コードを生成するので、プログラム単体の検証ではなく通信インフラ全体の検証を自動で実行可能になる。

4．インフラ定義ファイルに記述される機器種別やバージョン情報を解析するので、ネットワーク機器の構成情報がイメージ・バイナリのみで提供される場合も検証コードの生成が可能になる。

5．インフラ定義ファイルに基づいて通信インフラの接続構成を解析するので、機器間の接続や機器同士の結合に関する組み合わせの検証コードの生成が可能になる。

本発明の一実施形態に係るインフラ検証コード生成装置の主要部の構成を示したブロック図である。 インフラ定義ファイルの作成、変更から検証環境への送信までの全体フローを示した図である。 検証コード生成機能の動作を説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るインフラ検証コード生成装置の主要部の構成を示したブロック図であり、クライアント端末10、リポジトリ20およびエージェント（処理モジュール）30を主要な構成としている。

前記クライアント端末10は、ユーザの操作を受け付けて、検証対象の通信インフラを構成する各ネットワーク機器の種別、バージョン、IPアドレスおよびコンフィグ、ならびに各ネットワーク機器の接続関係を定義するファイル（以下、インフラ定義ファイルで総称する）を新規に作成、または既存のインフラ定義ファイルに変更を加える。

リポジトリ20は、インフラ定義ファイルを保存するストレージとして機能し、前記インフラ定義ファイルおよび通信インフラの検証コードを含む各種のファイル、データあるいはプログラムを格納する。

エージェント30は、そのテストコード生成機能により、リポジトリ20に保存されたファイル、データあるいはプログラムに基づいてインフラ定義ファイルを解析し、通信インフラの検証環境に適した検証コードを生成する。

検証コードには、後に詳述するように、各ネットワーク機器の単体検証作業内容、機器間の接続状況による疎通確認、機器の設定変更の実行と結果の確認作業など、ユーザが期待する仕様通りの動作となっているかの検証を実行するための内容が記述される。前記インフラ定義ファイルおよび検証コードは、検証環境40へ提供されて通信インフラの検証に用いられる。

前記リポジトリ20およびエージェント30は環境に応じて増減可能であり、配置する計算資源はクライアント端末10および検証環境へアクセス可能である。インフラ定義ファイルには通信インフラを構成する各ネットワーク機器などの機器群、それぞれの機器に関する機器種別、バージョン、機器設定などがyaml形式などで記述される。

前記リポジトリ20およびエージェント30は、CPU、ROM、RAM、バス、インタフェース等を備えた汎用のコンピュータやサーバに各機能を実現するアプリケーション（プログラム）を実装することで構成できる。あるいはアプリケーションの一部をハードウェア化またはソフトウェア化した専用機や単能機としても構成できる。

このような構成において、ユーザはクライアント端末10上でコード101内のインフラ定義ファイルを新たに作成または変更する。作成または変更されたインフラ定義ファイルはリポジトリ20へpush通知されてコード201内に保存される。

リポジトリ20は更に、検証コード群202として結合系検証コード群および単体検証コード群を格納する。各検証コード群には、ネットワーク機器のベンダにより提供される既成の検証コードや、後述する検証コード生成機能313が生成したオリジナルの検証コードが含まれる。

前記結合系検証コードは、主に検証対象の通信インフラが所定の仕様を満足しているか否かを静的に検証するための検証コードであり、各ネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを静的に検証する正常系検証コード、および一部のネットワーク機器を異常動作させたときに他のネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを静的に検証する異常系検証コードを含む。前記単体検証コードは、検証対象のネットワークを構成する各ネットワーク機器が所定の機器仕様を満足しているか否かを静的に検証するための検証コードである。

エージェント30上では、インフラ定義ファイル監視機能311、インフラ定義ファイル解析機能312および検証コード生成機能313が動作する。コード301にはインフラ定義ファイル監視機能311が収集したインフラ定義ファイルおよび検証コード生成機能313が生成した検証コードが格納される。前記インフラ定義ファイルおよび各検証コードは検証環境40へpush通知され、検証環境40上の検証サーバ401で実行される。

図2は、インフラ定義ファイルの作成、変更から検証環境40への送信までの全体フローを示した図である。

ユーザはクライアント端末10を用いてインフラ定義ファイルの作成または変更を実施し、作成または変更したインフラ定義ファイルをリポジトリ20へpush送信する。リポジトリ20は、受信したインフラ定義ファイルを所定の保存領域へ格納する。

エージェント30のインフラ定義ファイル監視機能311は、リポジトリ20を常時監視し、インフラ定義ファイルが新規に保存または変更されたことを検知すると、当該新規保存または変更されたインフラ定義ファイルを収集してインフラ定義ファイル解析機能312へ提供する。インフラ定義ファイル解析機能312は、インフラ定義ファイル監視機能311から取得したインフラ定義ファイルを解析し、解析結果を検証コード生成機能313へ送信する。

検証コード生成機能313は、インフラ定義ファイル解析機能312から受信した解析結果に基づいてリポジトリ20を参照し、既成または以前に生成した再利用可能な検証コードの存否を確認する。その結果、必要な検証コードがリポジトリ20に既に格納されていれば、当該検証コードをリポジトリ20から取得する。これに対して、必要な検証コードがリポジトリ20に存在しなければ当該必要な検証コードを生成する。

本実施形態では、検証コード生成機能313が前記単体検証コードを生成する単体検証コード生成部313aおよび前記結合系検証コードを生成する結合系検証コード生成部313bを含み、インフラ定義ファイルの構造を解析、分解するパース機能による解析、分解した結果に基づいて検証コードを生成する。

前記単体検証コード生成部313aは、パース機能が解析した内容から検証対象のネットワークを構成するルータRやファイアウォールFWについて、その種別やバージョンに依存した最適な単体検証コードを自ら生成、もしくは種別やバージョンごとに予め提供されている既成の単体検証コードまたは以前に生成されて格納されている自作単体検証コードをリポジトリ20から取得する。

前記結合系検証コード生成部313bは、前記パース機能が解析した内容からネットワークを構成するルータRやファイアウォールFWなどの接続構成を解析し、各ネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する正常系検証コード、および一部のネットワーク機器を異常動作させたときに他のネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する異常系検証コードを新たに生成する。あるいは既存の結合系検証コードをリポジトリ20から取得し、接続構成に合わせ変更を加える。

例えば、ルータRとファイアウォールFWが直接接続されている場合において、既存の結合系検証コードとして、例えば「ルータRとファイアウォールFW間のportXXでトラフィック疎通を確認する」が用意されていたとき、これをファイアウォールFWのIPアドレスの情報に基づき、「検証コードにおけるトラフィック送信先のIPアドレスを解析した接続構成を元に変更する」のように変更を加える。

前記検証コード生成機能313は更に、生成または取得した個別検証コードおよび／または結合系検証コード、ならびに受信したインフラ定義ファイルを検証環境40へ送信すると共に、自ら生成したオリジナルの個別検証コードおよび／または結合系検証コードをリポジトリ20へ送信する。リポジトリ20は、受信した検証コードをリポジトリ20の保存領域へ格納し、既存の検証コードとして再利用可能に格納する。

次いで、図3に示したように、ファイウォールFW下にロードバランサLBを介して2つのルータＲ（Ra，Rb）が接続され、ルータRaにWebサーバSaが接続され、ルータRbにWebサーバSa，Sbが接続される通信インフラを検証対象とする場合を例にして、前記エージェント30の動作を詳細に説明する。

クライアント端末10が新たに生成または変更を加えたインフラ定義ファイルには、前記ネットワークを構成するファイアウォールFW、ロードバランサLB、ルータR（Ra，Rb）およびWebサーバS（Sa，Sb）等の各ネットワーク機器の構成情報および各ネットワーク機器の接続関係を示すトポロジ情報が記述されている。

前記インフラ定義ファイル監視機能311によりインフラ定義ファイルの生成または変更が検知されると、インフラ定義ファイル解析機能312はインフラ定義ファイルを解析し、各ネットワーク機器の構成情報および各ネットワーク機器の接続関係を示すトポロジ情報を理解する。

このように、本実施形態では機器種別やバージョン情報がインフラ定義ファイル内に記述されており、インフラ定義ファイル解析機能312はインフラ定義ファイルから機器種別やバージョン情報を抽出するので、ネットワーク機器の構成情報がイメージ・バイナリのみで提供される場合も、解析した機器種別やバージョン情報を組み合わせることで検証コードの生成が可能となる。

検証コード生成機能313の単体検証コード生成部313aは、ファイアウォールFW、ロードバランサLB、ルータR、WebサーバSの解析結果に基づいて個別の単体検証コードを生成または取得する。

例えば、インフラ定義ファイル解析機能312がインフラ定義ファイルを解析した結果、図3に示したネットワークトポロジが判明し、通信インフラにファイアウォールFWが含まれていることが判明すると、そのport番号の設定を変更する検証コードが生成またはリポジトリ10から取得される。

また、通信インフラにロードバランサLBが含まれていることが判明すると、そのトラフィック振り分け比率の設定変更が正常に反映されるか否かの検証コードが生成または取得される。更に、通信インフラにWebサーバSが含まれていることが判明すると、各WebサーバSへのコンテンツのアップロードが各WebサーバSに反映されるか否かの検証コードが生成または取得される。

前記検証コード生成機能313の結合系検証コード生成部313ｂは、ファイアウォールFW、ロードバランサLB、ルータR、WebサーバSの接続状態および経路を解析して結合系検証コードを生成する。

例えば、ファイアウォールFWの開いているport番号XXを経由して、ロードバランサLBのトラフィック振り分け比率YYに応じた比率で、WebサーバSaのコンテンツZZへ正常にトラフィックが流れるかどうかの正常系検証コードを生成または取得する。

あるいは、ルータRaを意図的に停止させたときにロードバランサLBおよびルータRbの設定が変更され、ルータRb経由でWebサーバSaへ正常にトラフィックが流れるかどうかの異常系検証コードを生成または取得する。

10…クライアント端末，20…リポジトリ，30…エージェント（処理モジュール），40…検証環境，311…インフラ定義ファイル監視機能，312…インフラ定義ファイル解析機能，313…検証コード生成機能，401…検証サーバ

Claims (15)

1. 通信インフラの検証コードを生成するインフラ検証コード生成装置において、
   通信インフラを構成するネットワーク機器の構成およびその接続関係を定義するインフラ定義ファイルを格納するリポジトリと、
   前記インフラ定義ファイルが生成または変更されたことを検知する手段と、
   前記生成または変更が検知されたインフラ定義ファイルに基づいてネットワーク機器の構成およびその接続関係を解析する手段と、
   前記解析結果に基づいて、前記通信インフラが所定の仕様を満足するか否かを検証する検証コードを生成する手段とを具備したことを特徴とするインフラ検証コード生成装置。
2. 各ネットワーク機器の検証用に提供されている既成の検証コードが前記リポジトリに予め格納され、
   前記検証コードを生成する手段は、前記既成の検証コードに変更を加えて新たな検証コードを生成することを特徴とする請求項1に記載のインフラ検証コード生成装置。
3. 前記検証コードを生成する手段は、前記新たに生成した検証コードを前記リポジトリに格納し、その後の新たな検証コードの生成に再利用することを特徴とする請求項2に記載のインフラ検証コード生成装置。
4. 前記検証コードを生成する手段は、
   各ネットワーク機器を単体で検証するための単体検証コードを生成する手段と、
   各ネットワーク機器の結合関係を検証するための結合系検証コードを生成する手段とを含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のインフラ検証コード生成装置。
5. 前記結合系検証コードを生成する手段は、各ネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する正常系検証コード、および一部のネットワーク機器を異常動作させたときに他のネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する異常系検証コードを生成することを特徴とする請求項4に記載のインフラ検証コード生成装置。
6. コンピュータが、通信インフラの検証コードを生成するインフラ検証コード生成方法において、
   通信インフラを構成するネットワーク機器の構成およびその接続関係を定義するインフラ定義ファイルをリポジトリに格納し、
   前記インフラ定義ファイルが生成または変更されたことを検知し、
   前記生成または変更が検知されたインフラ定義ファイルに基づいてネットワーク機器の構成およびその接続関係を解析し、
   前記解析結果に基づいて、前記通信インフラが所定の仕様を満足するか否かを検証する検証コードを生成することを特徴とするインフラ検証コード生成方法。
7. 各ネットワーク機器の検証用に提供されている既成の検証コードが前記リポジトリに予め格納され、
   前記既成の検証コードを利用して新たな検証コードを生成することを特徴とする請求項6に記載のインフラ検証コード生成方法。
8. 前記新たに生成した検証コードを前記リポジトリに格納し、その後の新たな検証コードの生成に再利用することを特徴とする請求項7に記載のインフラ検証コード生成方法。
9. 前記検証コードの生成では、各ネットワーク機器を単体で検証するための単体検証コード、および各ネットワーク機器の結合関係を検証するための結合系検証コードを生成することを特徴とする請求項6ないし8のいずれかに記載のインフラ検証コード生成方法。
10. 前記結合系検証コードの生成では、各ネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する正常系検証コード、および一部のネットワーク機器を異常動作させたときに他のネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する異常系検証コードを生成することを特徴とする請求項9に記載のインフラ検証コード生成方法。
11. 通信インフラの検証コードを生成するインフラ検証コード生成プログラムにおいて、
    通信インフラを構成するネットワーク機器の構成およびその接続関係を定義するインフラ定義ファイルをリポジトリに格納する手順と、
    前記インフラ定義ファイルが生成または変更されたことを検知する手順と、
    前記生成または変更が検知されたインフラ定義ファイルに基づいてネットワーク機器の構成およびその接続関係を解析する手順と、
    前記解析結果に基づいて、前記通信インフラが所定の仕様を満足するか否かを検証する検証コードを生成する手順と、をコンピュータに実行させるインフラ検証コード生成プログラム。
12. 各ネットワーク機器の検証用に提供されている既成の検証コードが前記リポジトリに予め格納され、
    前記検証コードを生成する手順は、前記既成の検証コードを利用して新たな検証コードを生成することを特徴とする請求項11に記載のインフラ検証コード生成プログラム。
13. 前記検証コードを生成する手順は、前記新たに生成した検証コードを前記リポジトリに格納し、その後の新たな検証コードの生成に再利用することを特徴とする請求項12に記載のインフラ検証コード生成プログラム。
14. 前記検証コードを生成する手順は、
    各ネットワーク機器を単体で検証するための単体検証コードを生成する手順と、
    各ネットワーク機器の結合関係を検証するための結合系検証コードを生成する手順とを含むことを特徴とする請求項11ないし13のいずれかに記載のインフラ検証コード生成プログラム。
15. 前記結合系検証コードを生成する手順は、各ネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する正常系検証コード、および一部のネットワーク機器を異常動作させたときに他のネットワーク機器間をトラフィックが仕様通りに流れているか否かを検証する異常系検証コードを生成することを特徴とする請求項14に記載のインフラ検証コード生成プログラム。

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