JP7529047B2 - Simulation device, traffic simulation system, simulation method and program - Google Patents
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Description
本開示は、通信ネットワークにおけるトラヒックシミュレーションに関する。 The present disclosure relates to traffic simulation in a communication network.
通信ネットワーク内で発生するパケット損失を事前に予測するために、トラヒック形態やトラヒック量を変化させるシミュレーションが一般的に行われている。しかし、近年の高速大容量な通信ネットワークを想定したシミュレーションを実施する場合、非常に大量の通信パケットをシミュレートしつつ、きわめて小さい損失率を測定しなければならないため、シミュレーション時間が長大化するという課題があった。 In order to predict packet loss that will occur within a communication network, simulations that vary the traffic type and volume are commonly performed. However, when conducting simulations that assume the high-speed, high-capacity communication networks of today, there is a problem that the simulation time becomes long because it is necessary to measure extremely small loss rates while simulating an extremely large number of communication packets.
従来技術においても、損失率が統計的に有効と判断できるタイミングでシミュレーションを打ち切ることにより、シミュレーションにかかる時間を短くする手法が提案されているが、100Gbps級の高速大容量な通信ネットワークを対象にシミュレーションする場合、大量のパケットについてシミュレートする必要があるため、多大な計算資源を必要とするとともに、シミュレーションにかかる時間が長大化するという課題があった。また、トラヒックシミュレーションは一般的に離散イベントシミュレーションを採り、時間を少しずつ進めてシミュレーションを行うため、並列実行が難しいといった課題もあった。 In the prior art, a method has been proposed to shorten the time required for a simulation by terminating the simulation when the loss rate can be determined to be statistically valid. However, when simulating a high-speed, large-capacity communication network of the 100 Gbps class, it is necessary to simulate a large number of packets, which poses the problem of requiring a large amount of computational resources and lengthening the time required for the simulation. In addition, traffic simulation generally employs discrete event simulation, in which the simulation is performed by advancing time little by little, which also poses the problem of difficulty in parallel execution.
本開示は、高速大容量な通信ネットワークのシミュレーションを可能にすることを目的とする。 The present disclosure aims to enable the simulation of high-speed, high-capacity communication networks.
本開示に係るシミュレーション装置は、
パケットキャプチャファイルに基づいてトラヒックを生成するパケット再生機と、
パケットキャプチャファイルに基づいてパケットをキャプチャするパケットキャプチャと、
前記パケット再生機及び前記パケットキャプチャに接続されている通信装置と、
に接続され、
前記パケット再生機において生成するトラヒックを定める生成条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成し、
前記パケットキャプチャにおいてキャプチャする条件を定めるキャプチャ条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成し、
前記生成条件ファイルを前記パケット再生機に実行させることでトラヒックを生成し、
前記キャプチャ条件ファイルを前記パケットキャプチャに実行させることでパケットのキャプチャを行う。
A simulation device according to the present disclosure includes:
a packet regenerator for generating traffic based on the packet capture file;
A packet capture that captures packets based on a packet capture file;
A communication device connected to the packet regenerator and the packet capture device;
Connected to
generating a generation condition file in the form of a packet capture file that defines traffic to be generated in the packet regenerator;
generating a capture condition file in the form of a packet capture file that defines conditions for capturing the packet;
generating traffic by causing the packet regenerator to execute the generation condition file;
The packet capture is performed by executing the capture condition file on the packet capture.
本開示に係るシミュレーション方法は、
パケットキャプチャファイルに基づいてトラヒックを生成するパケット再生機と、
パケットキャプチャファイルに基づいてパケットをキャプチャするパケットキャプチャと、
前記パケット再生機及び前記パケットキャプチャに接続されている通信装置と、
に接続されているシミュレーション装置が実行するシミュレーション方法であって、
前記シミュレーション装置が、
前記パケット再生機において生成するトラヒックを定める生成条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成し、
前記パケットキャプチャにおいてキャプチャする条件を定めるキャプチャ条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成し、
前記生成条件ファイルを前記パケット再生機に実行させることでトラヒックを生成し、
前記キャプチャ条件ファイルを前記パケットキャプチャに実行させることでパケットのキャプチャを行う。
The simulation method according to the present disclosure includes:
a packet regenerator for generating traffic based on the packet capture file;
A packet capture that captures packets based on a packet capture file;
A communication device connected to the packet regenerator and the packet capture device;
A simulation method executed by a simulation device connected to
The simulation device,
generating a generation condition file in the form of a packet capture file that defines traffic to be generated in the packet regenerator;
generating a capture condition file in the form of a packet capture file that defines conditions for capturing the packet;
generating traffic by causing the packet regenerator to execute the generation condition file;
The packet capture is performed by executing the capture condition file on the packet capture.
本開示に係るトラヒックシミュレーションシステムは、
本開示のシミュレーション装置と、
パケットキャプチャファイルに基づいてトラヒックを生成する前記パケット再生機と、
パケットキャプチャファイルに基づいてパケットをキャプチャする前記パケットキャプチャと、
を備える。
A traffic simulation system according to the present disclosure includes:
A simulation device according to the present disclosure;
the packet regenerator for generating traffic based on a packet capture file;
The packet capture is configured to capture packets based on a packet capture file;
Equipped with.
本開示のプログラムは、本開示に係る装置に備わる各機能部としてコンピュータを実現させるためのプログラムであり、本開示に係る装置が実行する通信方法に備わる各ステップをコンピュータに実行させるためのプログラムである。The program of the present disclosure is a program for realizing each functional unit of the device of the present disclosure as a computer, and is a program for causing a computer to execute each step of the communication method performed by the device of the present disclosure.
本開示によれば、高速大容量な通信ネットワークのシミュレーションが可能になる。 This disclosure makes it possible to simulate high-speed, high-capacity communication networks.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Below, the embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are considered to be identical to each other.
(第1の実施形態)
図1に、本開示のシステム構成の一例を示す。本開示のシステムは、コンピュータ91、パケット再生機92、パケットキャプチャ93を備える。通信装置94は、複数のポートを持ち、パケット再生機92とパケットキャプチャ93と接続されている。
First Embodiment
1 shows an example of a system configuration according to the present disclosure. The system according to the present disclosure includes a
通信装置94は、コンピュータ91に備わる通信装置設定部16からの指示に基づき、FIB(Forwarding Information Base)やキュー情報、QoS設定などを設定できる。具体的には、FIBを外部から設定制御可能なOpenFlowスイッチを想定している。The
パケット再生機92は、パケットキャプチャファイル(pcapファイルなど)を読み込み、これをそのまま再生する装置である。一般的にはパケットリプレイヤなどと言われる。
パケットキャプチャ93は、流入してくるパケットをキャプチャし、ファイル(pcapファイルなど)として保存する装置である。
The
The
図2に、コンピュータ91の一例を示す。コンピュータ91は、シミュレーション装置として機能し、シミュレーション統括部11、トラヒック生起シミュレーション部12、トラヒック生起情報部13、ネットワークトポロジシミュレーション部14、ネットワークトポロジ情報部15、通信装置設定部16、パケット再生指示部17、パケット再生結果取得部21、パケットキャプチャファイル制御部22、パケットキャプチャDB23、パケットキャプチャ分析部24、シミュレーション結果DB25、を備える。本開示のコンピュータ91は、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
Figure 2 shows an example of a
シミュレーション統括部11は、シミュレーション装置に備わる各機能部を制御する。
トラヒック生起シミュレーション部12は、シミュレーション統括部11の指示に基づき、トラヒック生起のシミュレーションを行う。具体的には、ポアソン過程などあらかじめ決めた分布条件で、モンテカルロシミュレーションによって呼の発生や呼の継続/終了をシミュレーションする。
トラヒック生起情報部13は、トラヒック生起シミュレーション部12におけるトラヒック生起シミュレーション結果を保存するメモリである。
ネットワークトポロジシミュレーション部14は、シミュレーション統括部11の指示に基づき、ネットワークトポロジのシミュレーションを行う。具体的には、ネットワークトポロジをランダムまたは固定的に生成する。
ネットワークトポロジ情報部15は、ネットワークトポロジシミュレーション結果を保持するメモリである。
通信装置設定部16は、シミュレーション統括部11の指示に基づき、ネットワークトポロジ情報を基に通信装置94に設定する。設定する情報は、FIBやキュー情報、QoS設定などを想定している。
パケット再生指示部17は、シミュレーション統括部11の指示に基づき、パケットキャプチャファイルDB23からpcapファイル(生成条件ファイル)を読み取り、これをパケット再生機92に登録し、任意のタイミングで再生させる。
パケット再生結果取得部21は、パケットキャプチャ93が取得したパケットキャプチャファイルを取得し、パケットキャプチャDB23に登録する。これにより、パケットキャプチャ93においてキャプチャされたキャプチャ結果ファイルがパケットキャプチャDB23に格納される。
パケットキャプチャファイル制御部22は、シミュレーション統括部11の指示に基づき、パケットキャプチャファイルを生成・編集・合成する。これにより、パケット再生機92において生成するトラヒックを定める生成条件ファイル、パケットキャプチャ93においてキャプチャする条件を定めるキャプチャ条件ファイルを生成する。機能としては、wiresharkにおけるeditcapやmergecap、Pythonにおけるscapyのようなライブラリを想定している。
パケットキャプチャDB23は、パケットキャプチャファイルを格納するデータベースである。パケットキャプチャファイルは、生成条件ファイル、キャプチャ条件ファイル、キャプチャ結果ファイルを含む。
パケットキャプチャ分析部24は、シミュレーション統括部11の指示に基づき、パケットキャプチャDB23の値を分析してシミュレーション結果を取得し、シミュレーション結果DB25に保存する。
The
The traffic
The traffic
The network
The network
The communication
Based on instructions from the
The packet replay
The packet capture
The
Based on instructions from the
図3に、本開示のパケット処理フローの一例を示す。本開示のパケット処理フローは、ステップS01、S02、S03を順に備える。
ステップS01では、パケットキャプチャファイル制御部22は、トラヒック生起情報部13の記載に基づき、各送信端末から発生するトラヒックを示すパケットキャプチャファイルをシミュレーション時間全体に渡って生成し、パケットキャプチャDB23に保存する。
ステップS02では、送信端末に近いルータから選択し、ルータごとに後述する処理を順次実行する。
ステップS03では、パケットキャプチャ分析部24が、パケットキャプチャDB23に保持されたパケットキャプチャファイルを用いてシミュレーション結果を生成し、シミュレーション結果DBに保存する。
An example of a packet processing flow according to the present disclosure is shown in Fig. 3. The packet processing flow according to the present disclosure includes steps S01, S02, and S03 in this order.
In step S01, the packet capture
In step S02, routers are selected starting from those closest to the transmitting terminal, and the process described later is executed for each router in sequence.
In step S03, the packet
ステップS02では、以下の処理を順次実行する。
ステップS02-01:パケットキャプチャファイル制御部22は、ルータの入力となるパケットキャプチャファイルを、ネットワークトポロジ情報部15に格納されたネットワークトポロジ情報とパケットキャプチャDB23に保持されたパケットキャプチャファイルを用いてシミュレーション時間全体に渡って生成し、パケットキャプチャDB23に保存する。これにより、各パケット再生機92でトラヒックを生成させるための生成条件ファイルがパケットキャプチャDB23に格納される。
ステップS02-02:通信装置設定部16は、ネットワークトポロジ情報部15に基づき、選択したルータの情報を通信装置94に登録する。例えばルータ#1を選択する場合には、ルータ#1が端末#1~3のトラヒックを受信し、ルータ#3に送信するような設定をルータ#1に設定すればよい。
ステップS02-03:パケット再生指示部17は、ステップS02-01で生成したパケットキャプチャファイルをパケット再生機92から再生する。このとき、キャプチャする条件を定めるキャプチャ条件ファイルを各パケットキャプチャ93に実行させる。これにより、パケットキャプチャ93は、通信装置94から送出されるトラヒックをキャプチャする。
ステップS02-04:パケット再生結果取得部21は、ステップS02-03でパケットキャプチャ93が保存したデータをパケットキャプチャDB23に保存する。
In step S02, the following processes are executed in sequence.
Step S02-01: The packet capture
Step S02-02: The communication
Step S02-03: The packet
Step S02-04: The packet replay
図4に示すネットワークトポロジにおけるシミュレーションの一例を示す。図4では、端末#1~#3がルータ#1に接続され、端末#4がルータ#2に接続され、端末5~#8がルータ#4に接続され、ルータ#1及び#2がルータ#3に接続され、ルータ#3及び#4が接続されている。図中において、msはリンク間で発生する通信遅延時間を指す。リンク速度はすべて10Gbpsである。本図に示すネットワークトポロジは本開示の実施の態様の一例であり、本開示のネットワークトポロジ及び形式は問わない。例えばYAMLのような形式で、リンクに名前をつけて保存するような形でもよい。
An example of a simulation in the network topology shown in Figure 4 is shown. In Figure 4,
図5に、トラヒック生起情報部13の一例を示す。送信元及び送信先は、それぞれ図4に示す#1~#8のアドレスを示す。本実施形態では、図4に示す端末#1~#4が端末5~#8に送信する、時刻、継続時間、トラヒック内容を保持する例を示す。
Figure 5 shows an example of the traffic
トラヒック生起シミュレーション部12がシミュレーションした結果は、呼の発生や呼の継続/終了を示すものである。上記情報を得るためのシミュレーション方法は特別な方法ではなく、たとえば指数分布で発生する乱数を用いて呼の発生時刻や継続時刻を得たり、予め発生しうるトラヒック内容をテーブルとして保持しておき、その中から一つを選択する乱数を発生させてトラヒック内容を決定したり、送信先・送信元を一様に発生する乱数を用いて決定したり、等とすればよい。The results of the simulation by the traffic
図6に、ステップS01を完了時のパケットキャプチャDB23の一例を示す。トラヒック生起情報部13には、図4に示す端末#1~#4が端末5~#8に送信するトラヒックが記載されている。そのため、パケットキャプチャファイル制御部22は、端末#1~#4としてパケット再生機92に発生させるトラヒックを定めるパケットキャプチャファイルClient1.pcapng、Client2.pcapng、Client3.pcapng及びClient4.pcapngを生成し、パケットキャプチャDB23に格納する。各キャプチャファイルは、トラヒックが保存されたPcapファイルになっている。図7に、Client1.pcapng~Client4.pcapngで発生させるトラヒックの一例を示す。
Figure 6 shows an example of the
ステップS02-01では、パケットキャプチャファイル制御部22は、ルータの入力となるパケットキャプチャファイルを生成する。図4に示すネットワークトポロジでは、ルータ#1だけに着目すると、端末#1から発生したトラヒックは1ms後に、端末#2から発生したトラヒックは3ms後に、端末#3から発生したトラヒックは2ms後に、ルータ#1に到達して合流する。このため、パケットキャプチャファイル制御部22は、端末#1~#3について、それぞれ時間経過のみを変更したパケットキャプチャファイルClient1-Router1.pcapng、Client1-Router2.pcapng及びClient1-Router3.pcapngをキャプチャ条件ファイルとして生成する。キャプチャファイル名「Client1-Router1.pcapng」は、Client1.pcapngのパケット時刻を1msずらしたものである。図8に、ルータ#1についてのS02-01処理が完了したときのパケットキャプチャDBの一例を示す。In step S02-01, the packet capture
ステップS02-02では、通信装置設定部16は、ルータ#1のFIBとキュー情報を登録する。図4に示すネットワークトポロジでは、ルータ#1だけに着目すると、ルータ#1はすべてのトラヒックをルータ#3に転送するモデルであることがわかる。このため、図9及び図10に示すような、送信先がルータ#3になるようなFIB及びキュー情報を、通信装置94に設定する。これにより、ルータ#1及び#3と同様に、通信装置94とパケットキャプチャ93#1が接続される。In step S02-02, the communication
ステップS02-03では、パケット再生指示部17は、Client1-Router1.pcapngの再生をパケット再生機92#1に指示し、Client2-Router1.pcapngの再生をパケット再生機92#2に指示し、Client3-Router1.pcapngの再生をパケット再生機92#3に指示する。パケット再生機92#1がClient1-Router1.pcapngを再生し、パケット再生機92#2がClient1-Router2.pcapngを再生し、パケット再生機92#3がClient1-Router3.pcapngを再生する。パケットキャプチャ93#1は、流入してくるパケットをキャプチャし、Router1.pcapngとして保存する。これにより、ステップS02-04において、図11に示すように、Router1.pcapngがパケットキャプチャDB23に保存される。In step S02-03, the packet
以下、すべてのルータに対して本動作を実行していくが、ルータ#2を実行した後のルータ#3についても例示しておく。図4に示すネットワークトポロジでは、ルータ#3だけに着目すると、ルータ#1から発生したトラヒックは2ms後に、ルータ#2から発生したトラヒックは1ms後に、ルータ#3に到達して合流する。このため、パケットキャプチャファイル制御部22は、それぞれ時間経過のみを変更したパケットキャプチャファイルをキャプチャ条件ファイルとして生成する。具体的には、Router1.pcapngのパケット時刻を2msずらしたRouter1-Router3.pcapng、Router2.pcapngのパケット時刻を1msずらしたRouter2-Router3.pcapngを生成する。図12に、ルータ#3についてのステップS02-01の処理が完了したときのパケットキャプチャDBの一例を示す。
Below, this operation will be performed for all routers, but
ステップS02-02では、通信装置設定部16は、ルータ#3のFIBとキュー情報を登録する。図4に示すネットワークトポロジでは、ルータ#3だけに着目すると、ルータ#3はすべてのトラヒックをルータ#4に転送するモデルである。このため、図13及び図14に示すような、送信先がルータ#4になるようなFIB及びキュー情報を、通信装置94に設定する。これにより、ルータ#3及び#4と同様に、通信装置94とパケットキャプチャ93#1が接続される。In step S02-02, the communication
ステップS02-03では、パケット再生指示部17は、Router1-Router3.pcapngの再生をパケット再生機92#1に指示し、Router2-Router3.pcapngの再生をパケット再生機92#2に指示する。パケット再生機92#1はRouter1-Router3.pcapngを再生し、パケット再生機92#2はRouter2-Router3.pcapngを再生する。パケットキャプチャ93#1は、流入してくるパケットをキャプチャし、Router3.pcapngとして保存する。これにより、ステップS02-04において、図15に示すように、パケットキャプチャDB23に、Router3.pcapngが保存される。In step S02-03, the packet
ステップS03における、パケットキャプチャ分析部24のシミュレーション結果の生成例について説明する。例えば、図16に示すように、パケットキャプチャDB23に端末#1~端末#4及び端末#5~端末#8のキャプチャファイルがある場合、端末#1~端末#4のキャプチャファイルと端末#5~端末#8のキャプチャファイルとを比較し、遅延時間やパケット損失率を求め、シミュレーション結果DB25に保存する。なお、端末#5~端末#8のキャプチャファイルは、ルータ#4から出力されるトラヒックをパケット再生機92#1で発生させ、通信装置94を端末#5~端末#8として動作させ、端末#5~端末#8の動作結果をパケットキャプチャ93#1でキャプチャし、その結果をパケット再生結果取得部21がClient5.pcapng、Client6.pcapng、Client7.pcapng及びClient8.pcapngとして取得することで得られたキャプチャ結果ファイルである。
An example of the generation of the simulation result of the packet
以上説明したように、本実施形態では、シミュレーションをトラヒック生起フロー、パケット処理フローに分割し、トラヒック生起フローではパケットキャプチャ93のフォーマットでファイルを生成し、パケット処理フローではキャプチャファイルをパケット再生機92に送信することでハードウェア(HW)処理にて実施する。これにより、本実施形態は、パケット再生機92で生成したトラヒックを実際のHWで処理するため、大量のパケットのシミュレートをオフロードすることが可能となる。As described above, in this embodiment, the simulation is divided into a traffic generation flow and a packet processing flow, and in the traffic generation flow, a file is generated in the format of the
(第2の実施形態)
本実施形態では、図3に示すステップS02が第1の実施形態と異なる。ステップS02では、図17に示す以下の処理を順次実行する。
ステップS02-11:パケットキャプチャファイル制御部22は、ルータの入力となるパケットキャプチャファイルを、ネットワークトポロジ情報とパケットキャプチャDB23に保持されたパケットキャプチャファイルを用いてシミュレーション時間全体に渡って生成し、パケットキャプチャDB23に保存する。これにより、各パケット再生機92でトラヒックを生成させるための生成条件ファイルがパケットキャプチャDB23に格納される。
ステップS02-12:パケットキャプチャファイル制御部22は、ネットワークトポロジ情報部15に基づき、ルータの出力となる想定パケットキャプチャファイルをステップS02-11で生成したパケットキャプチャファイルに対してフィルタリング、合算処理を実行することにより生成する。
ステップS02-13:パケットキャプチャ分析部24は、想定パケットキャプチャファイルを分析し、ルータの出力リンクの速度を超過している瞬間がないかを調べるために、予め設定しておいた分析時間粒度(1msなど)でトラヒック変動を測定する。
ステップS02-14:トラヒック変動測定結果が出力リンクの速度を超過していない場合、ステップS02-12で生成した想定パケットキャプチャファイルをシミュレーションで得られたパケットキャプチャとしてパケットキャプチャDB23に保存し、ステップS02-11に戻って次のルータに対する処理を行う。(実施形態1におけるステップS02-04の処理)一方、トラヒック変動測定結果が出力リンクの速度を超過している場合、ステップS02-15に進む。
ステップS02-15:通信装置設定部16は、ネットワークトポロジ情報部15に基づき、選択したルータの情報を通信装置94に登録する。
ステップS02-16:パケット再生指示部17は、ステップS02-11で生成したパケットキャプチャファイルをパケット再生機92から再生する。パケットキャプチャ93は、通信装置94から送出されるトラヒックをキャプチャする。
ステップS02-17:パケット再生結果取得部21は、ステップS02-16でパケットキャプチャ93が保存したデータをパケットキャプチャDB23に保存する。
Second Embodiment
In this embodiment, step S02 shown in Fig. 3 is different from the first embodiment. In step S02, the following processes shown in Fig. 17 are executed in sequence.
Step S02-11: The packet capture
Step S02-12: The packet capture
Step S02-13: The packet
Step S02-14: If the traffic fluctuation measurement result does not exceed the speed of the output link, the assumed packet capture file generated in step S02-12 is stored in the
Step S 02 - 15 : The communication
Step S02-16: The packet
Step S02-17: The packet replay
ステップS02-11、S02-15、S02-16、S02-17は、第1実施形態で説明したステップS02-01、S02-02、S02-03、S02-04と同様である。以下、図4に示すネットワークトポロジを参照しながら、ステップS02-12~S02-14について説明する。 Steps S02-11, S02-15, S02-16, and S02-17 are similar to steps S02-01, S02-02, S02-03, and S02-04 described in the first embodiment. Steps S02-12 to S02-14 will be described below with reference to the network topology shown in FIG.
図4に示すネットワークトポロジでは、ルータ#1だけに着目すると、端末#1から発生したトラヒックは1ms後に、端末#2から発生したトラヒックは3ms後に、端末#3から発生したトラヒックは2ms後に、ルータ#1に到達して合流することがわかる。そこで、端末#1~#3について、それぞれ時間経過のみを変更したパケットキャプチャファイルをキャプチャ条件ファイルとして生成する。これにより、図8に示すように、パケットキャプチャDB23に、Client1-Router1.pcapng、Client1-Router2.pcapng及びClient1-Router3.pcapngが格納される。
In the network topology shown in Figure 4, if we focus only on
端末#1-ルータ#1、端末#2-ルータ#1、端末#3-ルータ#1を合算したものがルータ#1の出力になる。そこで、本実施形態では、これらを単純に合算(例えばmergecapコマンド)したものを想定パケットキャプチャとして得る。例えば、図18のパケットキャプチャDB23に示すClient1-Router1.pcapng、Client1-Router2.pcapng及びClient1-Router3.pcapngを、mergecapコマンドを用いて合算し、想定パケットキャプチャファイルを新たに生成する。The output of
パケットキャプチャ分析部24は、想定パケットキャプチャファイルを用いて、トラヒック変動を算出する。これにより、図19に示すような、1msの時間間隔で見た時のトラヒック変動を取得する。The packet
1秒周期などで見ると、瞬間的に発生している輻輳を検知できないので、短い粒度にしたほうがよい。ただし、10usのように瞬間を切り取ると、同時にパケットが発生していればその時点で輻輳となってしまうが、実際には1パケット待ち合わせをする程度である。この測定時間間隔については、予めシミュレーションで得たい時間粒度や想定するルータのキュー長に基づき決定しておく。 If you look at it with a one second period, you will not be able to detect instantaneous congestion, so it is better to have a shorter granularity. However, if you cut out a moment, such as 10 us, congestion will occur at that point if packets are generated at the same time, but in reality it will only be about one packet waiting. This measurement time interval is determined in advance based on the time granularity you want to obtain in the simulation and the expected queue length of the router.
図19に示す例では、リンク速度を超過していないことから、想定パケットキャプチャをそのままルータ#1の出力とし、Router1.pcapngとしてパケットキャプチャDB23に保存する。以下、すべてのルータに対して本動作を実行していくが、ルータ#2を実行した後のルータ#3についても例示しておく。なお、ルータ#2はルータ#1と同様に、リンク速度を超過していないことから、想定パケットキャプチャ=出力キャプチャとなる。
In the example shown in Figure 19, since the link speed is not exceeded, the expected packet capture is output as is to
ルータ#3では、ルータ#1とルータ#2を合算したものを想定パケットキャプチャとして得る。これにより、パケットキャプチャ分析部24は、図20に示すような、1msの時間間隔で見た時のトラヒック変動を取得する。図20に示す例では、リンク速度を超過し、輻輳してるため、ステップS02-15に進む。
ルータの出力リンクの速度を超過している瞬間がない場合、輻輳が発生しないため、パケットシミュレーションは不要である。その場合、ステップS02-15~S02-17の工程を省略することができる。 If there is no moment when the speed of the router's output link is exceeded, congestion does not occur and packet simulation is not necessary. In that case, steps S02-15 to S02-17 can be omitted.
以上説明したように、本実施形態では、パケット処理フローのうち、パケット損失が確実に発生しない事象についてはキャプチャファイルの合算処理でシミュレートの代替を行う。これにより、シミュレーションの一部並列実行を可能となるため、高速大容量な通信ネットワークを対象としても、トラヒックシミュレーションを高速に実行することが可能となる。As explained above, in this embodiment, for events in the packet processing flow where packet loss is unlikely to occur, the simulation is substituted by the aggregation process of capture files. This allows some of the simulation to be executed in parallel, making it possible to perform traffic simulations at high speed even for high-speed, high-capacity communication networks.
本開示は情報通信産業に適用することができる。 This disclosure can be applied to the information and communications industry.
11:シミュレーション統括部
12:トラヒック生起シミュレーション部
13:トラヒック生起情報部
14:ネットワークトポロジシミュレーション部
15:ネットワークトポロジ情報部
16:通信装置設定部
17:パケット再生指示部
21:パケット再生結果取得部
22:パケットキャプチャファイル制御部
23:パケットキャプチャDB
24:パケットキャプチャ分析部
25:シミュレーション結果DB
91:コンピュータ
92:パケット再生機
93:パケットキャプチャ
94:通信装置
11: Simulation supervision unit 12: Traffic occurrence simulation unit 13: Traffic occurrence information unit 14: Network topology simulation unit 15: Network topology information unit 16: Communication device setting unit 17: Packet replay instruction unit 21: Packet replay result acquisition unit 22: Packet capture file control unit 23: Packet capture DB
24: Packet capture analysis unit 25: Simulation result DB
91: Computer 92: Packet regenerator 93: Packet capture 94: Communication device
Claims (9)
パケットキャプチャファイルに基づいてパケットをキャプチャするパケットキャプチャと、
前記パケット再生機及び前記パケットキャプチャに接続されている通信装置と、
に接続され、
ネットワークトポロジを構成するルータの情報を前記通信装置に登録する第1の処理、
前記ネットワークトポロジを構成するルータのうちの前記登録する処理を行ったルータの接続情報に基づき、前記パケット再生機において生成するトラヒックを定める生成条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成する第2の処理、
前記ネットワークトポロジを構成するルータのうちの前記登録する処理を行ったルータの接続情報に基づき前記パケットキャプチャにおいてキャプチャする条件を定めるキャプチャ条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成する第3の処理、
前記生成条件ファイルを前記パケット再生機に実行させることでトラヒックを生成する第4の処理、及び、
前記キャプチャ条件ファイルを前記パケットキャプチャに実行させることでパケットのキャプチャを行う第5の処理を、
前記ネットワークトポロジに含まれる各ルータに対して実行する、
シミュレーション装置。 a packet regenerator for generating traffic based on the packet capture file;
A packet capture that captures packets based on a packet capture file;
A communication device connected to the packet regenerator and the packet capture device;
Connected to
A first process of registering information of routers constituting a network topology in the communication device;
a second process of generating a generation condition file in the form of a packet capture file, the generation condition file defining traffic to be generated in the packet regenerator , based on connection information of the router that has been registered among the routers constituting the network topology ;
a third process of generating a capture condition file in the form of a packet capture file, the capture condition file defining conditions for capturing the packet in the packet capture process, based on connection information of the router that has performed the registration process among the routers constituting the network topology;
A fourth process of generating traffic by causing the packet regenerator to execute the generation condition file; and
A fifth process of capturing packets by causing the packet capture to execute the capture condition file,
for each router in the network topology;
Simulation device.
請求項1に記載のシミュレーション装置。The simulation device according to claim 1 .
トラヒック生起シミュレーション結果に基づいてパケットの送受信処理をシミュレーションするパケット処理シミュレーションと、
を実行し、
前記パケット処理シミュレーションの前記パケットの送受信処理を、前記パケット再生機及び前記パケットキャプチャを用いて実行する、
請求項1に記載のシミュレーション装置。 A traffic generation simulation for simulating the generation, continuation, and termination of a call;
a packet processing simulation for simulating packet transmission and reception processing based on a result of the traffic generation simulation;
Run
executing the packet transmission and reception process of the packet processing simulation using the packet regenerator and the packet capture;
The simulation device according to claim 1 .
請求項1に記載のシミュレーション装置。 saving the result of capturing the packets in the packet capture in the form of a packet capture file;
The simulation device according to claim 1 .
前記想定パケットキャプチャファイルを用いてトラヒック変動を算出し、
算出したトラヒック変動においてパケット損失が発生する場合に、前記生成条件ファイルを前記パケット再生機に実行させることでトラヒックを生成する、
請求項1に記載のシミュレーション装置。 generating an assumed packet capture file in the form of a packet capture file for generating traffic obtained by adding up traffic transmitted by the plurality of generation condition files using the plurality of generation condition files having a common source or destination in a capture section;
Calculating traffic fluctuations using the assumed packet capture file;
generating traffic by causing the packet regenerator to execute the generation condition file when a packet loss occurs in the calculated traffic fluctuation;
The simulation device according to claim 1 .
パケットキャプチャファイルに基づいてトラヒックを生成する前記パケット再生機と、
パケットキャプチャファイルに基づいてパケットをキャプチャする前記パケットキャプチャと、
を備えるトラヒックシミュレーションシステム。 A simulation device according to any one of claims 1 to 5 ,
the packet regenerator for generating traffic based on a packet capture file;
The packet capture is configured to capture packets based on a packet capture file;
A traffic simulation system comprising:
パケットキャプチャファイルに基づいてパケットをキャプチャするパケットキャプチャと、
前記パケット再生機及び前記パケットキャプチャに接続されている通信装置と、
に接続されているシミュレーション装置が実行するシミュレーション方法であって、
前記シミュレーション装置が、
ネットワークトポロジを構成するルータの情報を前記通信装置に登録する第1の処理、
前記ネットワークトポロジを構成するルータのうちの前記登録する処理を行ったルータの接続情報に基づき、前記パケット再生機において生成するトラヒックを定める生成条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成する第2の処理、
前記ネットワークトポロジを構成するルータのうちの前記登録する処理を行ったルータの接続情報に基づき、前記パケットキャプチャにおいてキャプチャする条件を定めるキャプチャ条件ファイルをパケットキャプチャファイルの形式で生成する第3の処理、
前記生成条件ファイルを前記パケット再生機に実行させることでトラヒックを生成する第4の処理、及び、
前記キャプチャ条件ファイルを前記パケットキャプチャに実行させることでパケットのキャプチャを行う第5の処理を、
前記ネットワークトポロジに含まれる各ルータに対して実行する、
シミュレーション方法。 a packet regenerator for generating traffic based on the packet capture file;
A packet capture that captures packets based on a packet capture file;
A communication device connected to the packet regenerator and the packet capture device;
A simulation method executed by a simulation device connected to
The simulation device,
A first process of registering information of routers constituting a network topology in the communication device;
a second process of generating a generation condition file in the form of a packet capture file, the generation condition file defining traffic to be generated in the packet regenerator , based on connection information of the router that has been registered among the routers constituting the network topology ;
a third process of generating a capture condition file in the form of a packet capture file, the capture condition file defining conditions for capturing the packet in the packet capture , based on connection information of the router that has been registered among the routers constituting the network topology;
A fourth process of generating traffic by causing the packet regenerator to execute the generation condition file; and
A fifth process of capturing packets by causing the packet capture to execute the capture condition file,
for each router in the network topology;
Simulation method.
請求項7に記載のシミュレーション方法。The simulation method according to claim 7.
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---|---|---|---|
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JP2000092201A (en) | 1998-08-19 | 2000-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | Line call generator for function test of radio data service device and function testing method |
-
2020
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000092201A (en) | 1998-08-19 | 2000-03-31 | Samsung Electronics Co Ltd | Line call generator for function test of radio data service device and function testing method |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
藤井 拓也 外4名,OpenFlowによるアクセスネットワークのトラヒック制御システムの開発と評価,電子情報通信学会技術研究報告,日本,一般社団法人電子情報通信学会,2016年01月22日, Vol.115 No.443,p.13~18 |
Also Published As
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