特開 2024-106908 試験装置及び試験装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024106908

(43)【公開日】2024-08-08

(54)【発明の名称】試験装置及び試験装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 43/0852 20220101AFI20240801BHJP

【ＦＩ】

H04L43/0852

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011399

(22)【出願日】2023-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】000006507

【氏名又は名称】横河電機株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】596157780

【氏名又は名称】横河計測株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100169823

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 雄郎

(74)【代理人】

【識別番号】230128026

【弁護士】

【氏名又は名称】駒木 寛隆

(72)【発明者】

【氏名】細川 真

(57)【要約】

【課題】より実環境に近い状態でループバック試験を行うことを可能にする。
【解決手段】ネットワークのループバック試験を行う試験装置は、ネットワークを介して他の試験装置から、フレームの種類を識別する識別情報を含む、予め定められたフィールド構成を有する試験フレームを受信し、他の試験装置から受信した試験フレームが、他の試験装置により新たに送信された第１試験フレームと、第１試験フレームに対する返信として他の試験装置により送信された第２試験フレームとのいずれに当たるかを識別情報を参照して判定し、第２試験フレームに当たると判定された場合、試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに対応する第１試験フレームの送信時刻とに基づき、遅延時間を取得する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネットワークを介して他の試験装置へフレームを送信し、当該フレームに対する返信として前記他の試験装置から送信されたフレームを受信して、前記ネットワークのループバック試験を行う試験装置であって、
前記ネットワークを介して前記他の試験装置から、フレームの種類を識別する識別情報を含む、予め定められたフィールド構成を有する試験フレームを受信するフレーム受信部と、
前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが、前記他の試験装置により新たに送信された前記試験フレームである第１試験フレームと、当該試験装置が前記他の試験装置へ送信した前記第１試験フレームに対する返信として前記他の試験装置により送信された前記試験フレームである第２試験フレームとのいずれに該当するかを、前記識別情報を参照して判定するフレームフィルタと、
前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第２試験フレームに該当すると判定された場合、当該第２試験フレームに該当すると判定された前記試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの送信時刻とに基づき、遅延時間を取得する受信統計部と、
を備える試験装置。

【請求項2】

前記フレーム受信部は、前記試験フレームとして、前記第１試験フレームの送信時刻、又は、前記第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの送信時刻を含むフレームを受信し、
前記受信統計部は、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第２試験フレームに該当すると判定された場合、当該第２試験フレームに該当すると判定された前記試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに含まれる当該第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの前記送信時刻とに基づいて、前記遅延時間を取得する、
請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記フレームフィルタにおいて、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第１試験フレームに該当すると判定された場合、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームの宛先アドレス及び送信元アドレスを前記他の試験装置のアドレス及び当該試験装置のアドレスに書き換えるとともに、当該試験フレームの前記識別情報を前記第２試験フレームに該当することを示す情報に書き換えて、前記第２試験フレームに該当する前記試験フレームを生成するループバックフレーム生成部と、
前記生成した前記試験フレームを、前記ネットワークを介して前記他の試験装置へ送信するフレーム送信部と、
を更に備える、請求項１に記載の試験装置。

【請求項4】

前記受信統計部は、前記第２試験フレームに該当する前記試験フレームの受信量及び前記取得した遅延時間に基づき、前記ネットワークのスループットに関する統計情報を取得する、請求項１に記載の試験装置。

【請求項5】

ネットワークを介して他の試験装置へフレームを送信し、当該フレームに対する返信として前記他の試験装置から送信されたフレームを受信して、前記ネットワークのループバック試験を行う、フレーム受信部、フレームフィルタ、及び、受信統計部を備える試験装置の制御方法であって、
前記フレーム受信部が、前記ネットワークを介して前記他の試験装置から、フレームの種類を識別する識別情報を含む、予め定められたフィールド構成を有する試験フレームを受信する工程と、
前記フレームフィルタが、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが、前記他の試験装置により新たに送信された前記試験フレームである第１試験フレームと、当該試験装置が前記他の試験装置へ送信した前記第１試験フレームに対する返信として前記他の試験装置により送信された前記試験フレームである第２試験フレームとのいずれに該当するかを、前記識別情報を参照して判定する工程と、
前記受信統計部が、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第２試験フレームに該当すると判定された場合、当該第２試験フレームに該当すると判定された前記試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの送信時刻とに基づき、遅延時間を取得する工程と、
を含む試験装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、試験装置及び試験装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

イーサネット回線等のネットワークサービスの開通に際して、拠点間におけるループバック試験によりネットワークの開通試験を行うことが知られている。特許文献１には、ネットワークのループバック試験に関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３－３０４２６４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ループバック試験に関する従来の構成においては、実環境に近い状態で試験を行うという点で改善の余地があった。

【0005】

そこで、本開示は、より実環境に近い状態でループバック試験を行うことを可能にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

幾つかの実施形態に係る試験装置は、
（１）ネットワークを介して他の試験装置へフレームを送信し、当該フレームに対する返信として前記他の試験装置から送信されたフレームを受信して、前記ネットワークのループバック試験を行う試験装置であって、
前記ネットワークを介して前記他の試験装置から、フレームの種類を識別する識別情報を含む、予め定められたフィールド構成を有する試験フレームを受信するフレーム受信部と、
前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが、前記他の試験装置により新たに送信された前記試験フレームである第１試験フレームと、当該試験装置が前記他の試験装置へ送信した前記第１試験フレームに対する返信として前記他の試験装置により送信された前記試験フレームである第２試験フレームとのいずれに該当するかを、前記識別情報を参照して判定するフレームフィルタと、
前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第２試験フレームに該当すると判定された場合、当該第２試験フレームに該当すると判定された前記試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの送信時刻とに基づき、遅延時間を取得する受信統計部と、
を備える。

【0007】

このように、試験装置は、第１試験フレームと第２試験フレームとのいずれに該当するかを示す識別情報を含むフレームを試験フレームとして用いる。そのため、他の試験装置から試験フレームを受信した試験装置は、受信した試験フレームが第１試験フレームと第２試験フレームのいずれに該当するかを区別することができる。したがって、試験装置は、第１試験フレーム及び第２試験フレームの両方が混在する多数の試験フレームを受信した場合であっても、両者を区別して、第２試験フレームに対して統計処理を行い、ネットワークの通信品質を試験することが可能である。よって、試験装置と他の試験装置は、双方向のループバック試験を並列的に行うことができ、より実環境に近い状態でループバック試験を行うことが可能である。

【0008】

一実施形態において、
（２）（１）の試験装置において、
前記フレーム受信部は、前記試験フレームとして、前記第１試験フレームの送信時刻、又は、前記第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの送信時刻を含むフレームを受信し、
前記受信統計部は、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第２試験フレームに該当すると判定された場合、当該第２試験フレームに該当すると判定された前記試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに含まれる当該第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの前記送信時刻とに基づいて、前記遅延時間を取得してもよい。

【0009】

このように、試験フレームには、第１試験フレームの送信時刻、又は、第２試験フレームに対応する第１試験フレームの送信時刻を含む。したがって、第２試験フレームに当たるこのような試験フレームを受信した試験装置は、対応する第１試験フレームの送信時刻に基づきフレームの遅延時間を取得することが可能である。

【0010】

一実施形態において、
（３）（１）又は（２）の試験装置において、
前記フレームフィルタにおいて、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第１試験フレームに該当すると判定された場合、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームの宛先アドレス及び送信元アドレスを前記他の試験装置のアドレス及び当該試験装置のアドレスに書き換えるとともに、当該試験フレームの前記識別情報を前記第２試験フレームに該当することを示す情報に書き換えて、前記第２試験フレームに該当する前記試験フレームを生成するループバックフレーム生成部と、
前記生成した前記試験フレームを、前記ネットワークを介して前記他の試験装置へ送信するフレーム送信部と、
を更に備えてもよい。

【0011】

このように、試験装置は、第１試験フレームに該当する試験フレームを受信した場合、受信した試験フレームの宛先アドレス、送信元アドレス、及び、識別情報を書き換えて返信用の試験フレームを生成して返信する。したがって、試験装置は、簡易な処理によりループバックフレーム（第２試験フレーム）を生成することが可能である。

【0012】

一実施形態において、
（４）（１）から（３）のいずれかの試験装置において、
前記受信統計部は、前記第２試験フレームに該当する前記試験フレームの受信量及び前記取得した遅延時間に基づき、前記ネットワークのスループットに関する統計情報を取得してもよい。

【0013】

このように、試験装置は、取得した遅延時間に基づきネットワークの通信品質に関する統計情報を取得するため、ネットワークの品質を評価するうえで有用性の高い情報を取得することが可能である。

【0014】

幾つかの実施形態に係る試験装置の制御方法は、
（５）ネットワークを介して他の試験装置へフレームを送信し、当該フレームに対する返信として前記他の試験装置から送信されたフレームを受信して、前記ネットワークのループバック試験を行う、フレーム受信部、フレームフィルタ、及び、受信統計部を備える試験装置の制御方法であって、
前記フレーム受信部が、前記ネットワークを介して前記他の試験装置から、フレームの種類を識別する識別情報を含む、予め定められたフィールド構成を有する試験フレームを受信する工程と、
前記フレームフィルタが、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが、前記他の試験装置により新たに送信された前記試験フレームである第１試験フレームと、当該試験装置が前記他の試験装置へ送信した前記第１試験フレームに対する返信として前記他の試験装置により送信された前記試験フレームである第２試験フレームとのいずれに該当するかを、前記識別情報を参照して判定する工程と、
前記受信統計部が、前記他の試験装置から受信した前記試験フレームが前記第２試験フレームに該当すると判定された場合、当該第２試験フレームに該当すると判定された前記試験フレームの受信時刻と、当該第２試験フレームに対応する前記第１試験フレームの送信時刻とに基づき、遅延時間を取得する工程と、
を含む。

【0015】

このように、試験装置は、第１試験フレームと第２試験フレームとのいずれに該当するかを示す識別情報を含むフレームを試験フレームとして用いる。そのため、他の試験装置から試験フレームを受信した試験装置は、受信した試験フレームが第１試験フレームと第２試験フレームのいずれに該当するかを区別することができる。したがって、試験装置は、第１試験フレーム及び第２試験フレームの両方が混在する多数の試験フレームを受信した場合であっても、両者を区別して、第２試験フレームに対して統計処理を行い、ネットワークの通信品質を試験することが可能である。よって、試験装置と他の試験装置は、双方向のループバック試験を並列的に行うことができ、より実環境に近い状態でループバック試験を行うことが可能である。

【発明の効果】

【0016】

本開示の一実施形態によれば、より実環境に近い状態でループバック試験を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】一実施形態に係る試験システムの構成例を示す図である。

【図2】図１の試験装置の構成例を示すブロック図である。

【図3】図２の測定部の構成例を示すブロック図である。

【図4】２つの試験装置間における通信を模式的に示す図である。

【図5】試験フレームの構成例を示す図である。

【図6】図１の試験装置の動作例を示すフローチャートである。

【図7】図１の試験装置の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

＜比較例＞
比較例に係るループバック試験では、一方の拠点に設けられた送受信側の試験装置から他方の拠点に設けられたループバック側の試験装置に対し、試験フレームを送信する。ループバック側の試験装置は、送受信側の試験装置から試験フレームを受信すると、受信した試験フレームの宛先アドレス及び送信元アドレスを書き換え、ペイロード部等の他のデータは書き換えないで、返信用の試験フレームを生成する。ループバック側の試験装置は、生成した返信用の試験フレームを送受信側の試験装置へ返信する（特許文献１の図３）。送受信側の試験装置は、ループバック側の試験装置からの返信用の試験フレームの受信の有無、及び、試験フレームを送信してから対応する試験フレームの受信までの時間等に基づき統計処理を行い、ネットワークの通信品質を試験する。

【0019】

このような比較例では、送受信側の試験装置がループバック側の試験装置へ送信する試験フレームと、ループバック側の試験装置が送受信側の試験装置へ返信する返信用の試験フレームとは、宛先アドレス及び送信元アドレス以外のデータの構成が同一である。そのため、比較例では、ある試験装置が他の装置から試験フレームを受信した場合、試験装置は、受信した試験フレームが、自ら送信した試験フレームに対する返信なのか、あるいは、他の装置が送受信側として送信した試験フレームなのかを、フレームの構成から区別することができない。その結果、比較例においては、各試験装置は、送受信側及びループバック側のいずれか一方としてのみ動作可能である。

【0020】

しかし、実環境のネットワークにおいては、ネットワークを構成する各装置は互いに同時にデータを送受信することが通常である。さらに、実環境では、３つ以上の装置がネットワークに接続し、各装置が他の全ての装置と通信するフルメッシュの接続形態に近い状態でデータを送受信することも一般的である。そのため、ネットワークの一方の拠点に設けられた試験装置が送受信側の試験装置として動作し、他方の拠点に設けられた試験装置がループバック側の試験装置として動作する比較例に係るループバック試験によっては、実環境に近い状態での試験が困難であった。また、比較例に係るループバック試験においては、各試験装置において試験フレームの送受信側とループバック側とのどちら側として動作するかを手動で設定する必要があり、操作が煩わしかった。特に、３つ以上の拠点につきフルメッシュの接続形態でループバック試験を行う場合、それぞれの経路について片方向ずつ順番に試験を行う必要があり、全経路を試験するのに時間を要していた。また、各試験装置に対して個別の設定が必要となり、ループバック試験の実行に長時間を要していた。

【0021】

このように、ループバック試験に関する比較例に係る構成においては、実環境に近い状態で試験を行うという点で改善の余地があった。

【0022】

＜実施形態＞
以下、本開示の一実施形態について、図面を参照して説明する。各図面中、同一の構成又は機能を有する部分には、同一の符号を付している。本実施形態の説明において、同一の部分については、重複する説明を適宜省略又は簡略化する場合がある。

【0023】

（試験システム）
図１は、一実施形態に係る試験システム１の構成例を示す図である。試験システム１は、ネットワークＮの通信品質を試験する。ネットワークＮは、例えば、イーサネット回線等の通信回線であるが、その種類は任意である。例えば、ネットワークＮは、専用回線、イントラネット、インターネット、移動体通信網、電話回線、及び、これらの組合せでもよい。試験システム１は、複数の拠点に設けられた試験装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを備える。試験装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、試験対象のネットワークＮの複数の拠点に設けられ、ネットワークＮに接続されている。

【0024】

試験装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄは、他の試験装置とループバック試験を行い、ネットワークＮの通信品質を試験する。以下、試験装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを総称して「試験装置１０」と称する場合がある。また、以下、送受信側の装置により新たに送信された試験フレームを「第１試験フレーム」と称し、ループバック側の装置により返信として送信される試験フレームを「第２試験フレーム」（ループバックフレーム）と称する場合がある。

【0025】

このような構成においてループバック試験を実行する場合、ある拠点に設けられた試験装置１０（例えば、試験装置１０ａ）は、別の拠点に設けられた試験装置（例えば、試験装置１０ｂ）に対し、試験フレームを送信する。ここで、試験装置１０が送受信する試験フレームは、第１試験フレームなのか、あるいは、第２試験フレームなのかを識別するための識別情報を含む。そのため、各試験装置１０は、他の装置から試験フレームを受信した場合、その試験フレームが、第１試験フレームと第２試験フレームのいずれに当たるのかを、フレームの構成から区別することができる。したがって、各試験装置１０は、第１試験フレーム及び第２試験フレームの両方が混在する多数の試験フレームを受信した場合であっても、両者を区別して、第２試験フレームに対して統計処理を行い、ネットワークＮの通信品質を試験することが可能である。よって、本実施形態によれば、複数の試験装置１０間において双方向でループバック試験を行うことが可能である。また、本実施形態に係る構成によれば、各試験装置１０において試験フレームの送受信側とループバック側とのどちら側として動作するかを手動で設定する必要がなく、簡易にループバック試験を行うことが可能である。

【0026】

（試験装置）
図２は、図１の試験装置１０の構成例を示すブロック図である。試験装置１０は、１つ又は互いに通信可能な複数のコンピュータ装置である。試験装置１０は、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により構成されるが、これに限定されず、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等の任意の汎用の電子機器であってもよいし、専用の他の電子機器であってもよい。図２に示すように、試験装置１０は、制御部１１、測定部２０、記憶部１２、通信部１３、入力部１４、及び出力部１５を備える。

【0027】

制御部１１は、１つ以上のプロセッサを含む。一実施形態において「プロセッサ」は、汎用のプロセッサ、又は特定の処理に特化した専用のプロセッサであるが、これらに限定されない。制御部１１は、試験装置１０を構成する各構成部と通信可能に接続され、試験装置１０全体の動作を制御する。ただし、後述するように、ループバック試験中、測定部２０は、制御部１１とは独立に動作してもよい。すなわち、制御部１１は、全体の統括的な動作を制御するにとどまり、ループバック試験の制御は、後述する測定部２０の各構成要素が独立及び並列に動作することにより実現されるようにしてもよい。

【0028】

測定部２０は、第１試験フレーム及び第２試験フレームの送受信によりネットワークＮの通信品質を試験する構成要素である。測定部２０の詳細については、図３を参照して後述する。

【0029】

記憶部１２は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等の任意の記憶モジュールを含む。記憶部１２は、例えば、主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部１２は、試験装置１０の動作に用いられる任意の情報を記憶する。例えば、記憶部１２は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び通信部１３によって受信された各種情報等を記憶してもよい。記憶部１２は、試験装置１０に内蔵されているものに限定されず、外付けのデータベース又は外付け型の記憶モジュールであってもよい。

【0030】

通信部１３は、任意の通信技術によって他の装置と通信接続可能な、任意の通信モジュールを含む。通信部１３は、さらに、他の装置との通信を制御するための通信制御モジュール、及び他の装置との通信に必要となる識別情報等の通信用データを記憶する記憶モジュールを含んでもよい。

【0031】

入力部１４は、ユーザの入力操作を受け付けて、ユーザの操作に基づく入力情報を取得する１つ以上の入力インターフェースを含む。例えば、入力部１４は、物理キー、静電容量キー、ポインティングディバイス、又は、出力部１５のディスプレイと一体的に設けられたタッチスクリーン等であるが、これらに限定されない。

【0032】

出力部１５は、ユーザに対して情報を出力し、ユーザに通知する１つ以上の出力インターフェースを含む。例えば、出力部１５は、情報を画像として出力するディスプレイ、又は情報を音声で出力するスピーカ等であるが、これらに限定されない。このようなディスプレイは、例えば、液晶パネルディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等としてもよい。なお、上述の入力部１４及び出力部１５の少なくとも一方は、試験装置１０と一体に構成されてもよいし、別体として設けられてもよい。

【0033】

試験装置１０の一部又は全ての構成要素が、制御部１１に含まれる専用回路により実現されてもよい。すなわち、試験装置１０の一部又は全ての構成要素が、ハードウェアにより実現されてもよい。また、試験装置１０は単一のコンピュータにより実現されてもよいし、複数のコンピュータの協働により実現されてもよい。

【0034】

図３は、図２の測定部２０の構成例を示すブロック図である。試験装置１０は、構成要素として、フレーム受信部１０１、フレームフィルタ１０２、受信統計部１０３、基準時計１０４、ループバックフレーム生成部１０５、試験フレーム生成部１０６、送信バッファ１０７、及び、フレーム送信部１０８を備える。

【0035】

フレーム受信部１０１は、他の試験装置１０から試験フレーム受信する。フレームフィルタ１０２は、フレーム受信部１０１が受信した試験フレームが第１試験フレーム及び第２試験フレームのいずれに当たるかを判定する。フレームフィルタ１０２は、受信した試験フレームが第１試験フレームに当たる場合、受信した試験フレームをループバックフレーム生成部１０５へ出力する。フレームフィルタ１０２は、受信した試験フレームが第２試験フレームに当たる場合、受信した試験フレームを受信統計部１０３へ出力する。

【0036】

受信統計部１０３は、受信した第２試験フレームに基づき、ネットワークＮの通信品質に関する統計情報を取得する。例えば、受信統計部１０３は、送信元アドレス別の第２試験フレームの受信数、第１試験フレームの送信から第２試験フレームの受信までに要した遅延時間（ラウンド・トリップ・タイム）、及び、遅延時間の揺らぎ等の情報を取得してもよい。具体的には、受信統計部１０３は、例えば、遅延時間の平均、分散、標準偏差、最大値、及び、最小値を遅延時間の揺らぎを示す情報として取得してもよい。基準時計１０４は、基準となる時刻を計測し、受信統計部１０３及び試験フレーム生成部１０６へ時刻情報を提供する。

【0037】

ループバックフレーム生成部１０５は、受信した第１試験フレームに対して返信する第２試験フレーム（ループバックフレーム）を生成する。例えば、ループバックフレーム生成部１０５は、受信した第１試験フレームの宛先アドレス及び送信元アドレスを書き換えるとともに、第１試験フレームか第２試験フレームかを示す識別情報を書き換えて、第２試験フレームを生成してもよい。すなわち、ループバックフレーム生成部１０５は、受信した第１試験フレームの宛先アドレスを送信元アドレス（第１試験フレームの送信元のアドレス）に書き換えてもよい。ループバックフレーム生成部１０５は、受信した第１試験フレームの送信元アドレスを宛先アドレス（自装置のアドレス）に書き換えてもよい。ループバックフレーム生成部１０５は、受信した第１試験フレームの第１試験フレームであることを示す識別情報を第２試験フレームであることを示す識別情報に書き換えてもよい。ループバックフレーム生成部１０５は、受信した第１試験フレームの宛先アドレス、送信元アドレス、及び、識別情報以外の、ペイロード等のデータは変更しないで、第２試験フレームを生成してもよい。

【0038】

試験フレーム生成部１０６は、第１試験フレームを生成する。試験フレーム生成部１０６は、フレームの生成時の時刻を基準時計１０４から取得し、その時刻の情報を含むフレームを第１試験フレームとして生成してもよい。受信統計部１０３は、第１試験フレームに対応する第２試験フレームの受信時刻と、第１試験フレームの生成時刻とを比較して、第１試験フレームの送信から対応する第２試験フレームの受信までに要した遅延時間を取得してもよい。

【0039】

送信バッファ１０７は、ループバックフレーム生成部１０５が生成した第２試験フレーム、及び、試験フレーム生成部１０６が生成した第１試験フレームを一時的に保持する。フレーム送信部１０８は、所定の通信タイミングにおいて、送信バッファ１０７に保持された第１試験フレーム又は第２試験フレームを読み出し、宛先の試験装置１０に対して送信する。

【0040】

なお、フレームフィルタ１０２は、受信した試験フレームが第１試験フレームに当たる場合であっても、受信した試験フレームの宛先ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスがその試験装置１０のＭＡＣアドレスに一致しない場合、受信した試験フレームを受信統計部１０３へ出力してもよい。これにより、受信統計部１０３は、自装置を宛先としない第１試験フレームの受信状況について、統計的な情報を取得することが可能である。例えば、受信統計部１０３は、自装置を宛先としない第１試験フレームの受信数の時間的推移を取得してもよい。

【0041】

本実施形態では、測定部２０を構成する、フレーム受信部１０１、フレームフィルタ１０２、受信統計部１０３、基準時計１０４、ループバックフレーム生成部１０５、試験フレーム生成部１０６、送信バッファ１０７、及び、フレーム送信部１０８の各構成要素は、それぞれ独立した別個のハードウェアにより構成される。例えば、測定部２０の各構成要素は、ＦＰＧＡの中の別個のブロックとして実現されてもよい。このような構成とすることにより、測定部２０の各構成要素は高速かつ並列に動作することができる。したがって、ネットワークＮにおいて大量のフレームが送受信される場合であっても、試験装置１０は、それらのフレームに追随することができ、ネットワークＮの通信品質を高い精度で測定することが可能である。なお、前述のように、試験装置１０の構成要素の一部又は全部はソフトウェアにより実現してもよく、測定部２０の構成要素の一部又は全部をソフトウェアにより実現してもよい。

【0042】

（動作例）
図４は、２つの試験装置１０ａ，１０ｂ間における通信を模式的に示す図である。図４は、任意の２つの試験装置１０間の通信として、試験装置１０ａ，１０ｂ間における通信の例を示しているが、他の試験装置１０間の通信も同様である。

【0043】

図４の例において、試験装置１０ａは、試験装置１０ｂに対し、複数の第１試験フレームからなるフレームストリーム３１を送信している。フレームストリームは、連続的に送受信される複数の試験フレームの集合である。試験装置１０ｂは、試験装置１０ａからのフレームストリーム３１を受信したことに応じて、試験装置１０ａに対し、フレームストリーム３１に含まれる各第１試験フレームに対応する第２試験フレームからなるフレームストリーム３２を送信している。このような処理と並行して、試験装置１０ｂは、試験装置１０ａに対し、複数の第１試験フレームからなるフレームストリーム３３を送信している。試験装置１０ａは、試験装置１０ｂからのフレームストリーム３３を受信したことに応じて、試験装置１０ｂに対し、フレームストリーム３３に含まれる各第１試験フレームに対応する第２試験フレームからなるフレームストリーム３４を送信している。本実施形態において、試験フレームは第１試験フレーム及び第２試験フレームのいずれであるかを示す識別情報を含むため、試験装置１０ａ，１０ｂは、識別情報により試験フレームの種類を識別して、図４のような双方向のループバック試験を行うことができる。

【0044】

また、試験装置１０ａ，１０ｂは、双方向からループバック試験を行うことができるため、ネットワークＮが転送可能な通信速度の最大値付近までデータ転送量を増大させて、試験フレームをネットワークＮに流して特性を測定することができる。同様に、図１に示すように、複数の拠点に設けられた３つ以上の試験装置１０の間で互いに双方向のループバック試験を行ってフルメッシュ試験を実行することが可能である。

【0045】

図５は、試験フレーム５０の構成例を示す図である。図５に例示するように、試験フレーム５０は、予め定められたフィールド構成を有する。試験フレーム５０は、宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１、送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２、タイプフィールド５３、データフィールド５４、試験情報フィールド５５、及び、ＦＣＳ（Frame Check Sequence）フィールド５６を含む。宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１は、試験フレーム５０の宛先（Destination）ＭＡＣアドレスが記載されるフィールドである。送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２は、試験フレーム５０の送信元（Source）ＭＡＣアドレスが記載されるフィールドである。タイプフィールド５３は、データフィールド５４に格納される上位層プロトコルを識別するためのＩＤが記載されるフィールドである。データフィールド５４は、送信対象のデータが記載されるフィールドである。

【0046】

試験情報フィールド５５は、試験フレーム５０が第１試験フレーム及び第２試験フレームのいずれであるかを識別する識別情報、及び、第１試験フレームの送信時刻（又はフレームの生成時刻）等が記載されるフィールドである。例えば、試験フレーム５０は、このような識別情報として、試験フレーム５０が第１試験フレームの場合はＯＮ（値「１」）であり、第２試験フレームの場合はＯＦＦ（値「０」）であるフラグ情報を有してもよい。以下、このようなフラグ情報を「ループバックフラグ」と称する場合がある。ＦＣＳフィールド５６は、フレームの誤りを検出するための符号が記載されるフィールドである。試験装置１０は、識別情報及び送信時刻の他にシーケンス番号等の他の情報を試験情報フィールド５５に含む試験フレームを使用してもよい。

【0047】

なお、図５に示す試験フレーム５０の構成は一例であり、第１試験フレームと第２試験フレームのいずれであるかを識別する識別情報は図５に例示した場所以外の場所に記載されてもよい。また、図５は、レイヤ２（データリンク層）のデータの送受信に関する試験を行う場合の試験フレーム５０の構成例を示しているが、試験装置１０は、他のレイヤのデータの送受信に関する試験を行ってもよい。例えば、レイヤ３（ネットワーク層、例えば、ＩＰｖ４又はＩＰｖ６）の試験を行う場合、試験装置１０は、図５のフレームの構成例にＩＰ（Internet Protocol）ヘッダを付加したフレームを試験フレームとして使用してもよい。あるいは、レイヤ４（トランスポート層、例えば、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）又はＵＤＰ（User Datagram Protocol））の試験を行う場合、試験装置１０は、ＩＰヘッダに加えてＴＣＰヘッダ又はＵＤＰヘッダを付加したフレームを試験フレームとして使用してもよい。

【0048】

また、試験装置１０の各構成要素は、本実施形態に係るコンピュータプログラム（プログラム）を、制御部１１に含まれるプロセッサで実行することにより実現されてもよい。すなわち、試験装置１０の各構成要素は、ソフトウェアにより実現されうる。コンピュータプログラムは、試験装置１０の動作に含まれるステップの処理をコンピュータに実行させることで、各ステップの処理に対応する機能をコンピュータに実現させる。すなわち、コンピュータプログラムは、コンピュータを本実施形態に係る試験装置１０として機能させるためのプログラムである。コンピュータプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。プログラムには、電子計算機による処理の用に供する情報であってプログラムに準ずるものが含まれる。例えば、コンピュータに対する直接の指令ではないがコンピュータの処理を規定する性質を有するデータは、「プログラムに準ずるもの」に該当する。

【0049】

図６及び図７は、図１の試験装置１０の動作例を示すフローチャートである。以下、試験装置１０ａが試験装置１０ｂへ第１試験フレームを送信し、第１試験フレームの受信に応じて試験装置１０ｂが第２試験フレームを試験装置１０ａへ返信する場合の動作例を説明する。図６は、第１試験フレームを試験装置１０ｂへ送信し、それに応じて試験装置１０ｂから返信された第２試験フレームに基づきループバック試験を行う試験装置１０ａの動作例を示している。図７は、第１試験フレームを試験装置１０ａから受信し、それに応じて第２試験フレームを返信する試験装置１０ｂの動作例を示している。図６及び図７を参照して説明する試験装置１０の動作は試験装置１０の制御方法の一つに相当してもよい。本実施形態において、図６及び図７の各ステップの動作は、図３を参照して説明した測定部２０の各構成要素により実行されるが、制御部１１による制御に基づき実行されてもよい。

【0050】

なお、説明の簡略化のため、以下では、試験装置１０ａが第１試験フレームを送信し、試験装置１０ｂがその第１試験フレームに対応する第２試験フレームを送信する処理例を説明するが、試験装置１０ａ，１０ｂは、それぞれ図６及び図７の処理を並列的に実行して双方からループバック試験を行ってもよい。また、試験装置１０は、３つ以上の他の試験装置１０との間でループバック試験を並列的に実行する場合も同様の手順で処理を進めることができる。以下、レイヤ２のデータの送受信に関してループバック試験を行う場合の動作例を説明する。

【0051】

まず、第１試験フレームを送信する試験装置１０ａの動作について、図６を参照して説明する。ステップＳ１において、試験装置１０ａの試験フレーム生成部１０６は、第１試験フレームを生成する。具体的には、試験フレーム生成部１０６は、図５のように、試験装置１０ｂのＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１、試験装置１０ａのＭＡＣアドレスを送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２に記載し、「ＯＮ」のループバックフラグ及び送信時刻等を含む試験情報フィールド５５を有する第１試験フレームを生成する。試験フレーム生成部１０６は、基準時計１０４から取得した時刻を送信時刻として試験情報フィールド５５に格納してもよい。試験フレーム生成部１０６は、生成した第１試験フレームを送信バッファ１０７へ転送して保持させる。

【0052】

ステップＳ２において、試験装置１０ａのフレーム送信部１０８は、ステップＳ１で生成した第１試験フレームを試験装置１０ｂへ送信する。具体的には、フレーム送信部１０８は、送信バッファ１０７に第１試験フレームが転送されると、その第１試験フレームを読み出し、試験装置１０ｂへ送信する。第１試験フレームを送信後、試験装置１０ａは、試験装置１０ｂから試験フレームを受信するまで待機する。

【0053】

ステップＳ３において、試験装置１０ａのフレーム受信部１０１は、試験装置１０ｂから試験フレームを受信したか否かを判定する。フレーム受信部１０１は、例えば、試験装置１０ｂのＭＡＣアドレスが送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２に記載されている試験フレームを受信した場合、試験装置１０ｂから試験フレームを受信したと判定してもよい。フレーム受信部１０１は、試験装置１０ｂから試験フレームを受信した場合（ステップＳ３でＹＥＳ）はその試験フレームをフレームフィルタ１０２に転送してステップＳ４へ進む。そうでない場合（ステップＳ３でＮＯ）、フレーム受信部１０１は、試験フレームを受信するまで待機する。

【0054】

ステップＳ４において、試験装置１０ａのフレームフィルタ１０２は、ステップＳ３で受信した試験フレームの宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１が自装置（試験装置１０ａ）のＭＡＣアドレスと一致するか否かを判定する。なお、フレームフィルタ１０２は、レイヤ３以上のデータの送受信に関してループバック試験を行う場合は、ＩＰアドレス等も一致しているか否かを判定する。フレームフィルタ１０２は、ステップＳ３で受信した試験フレームの宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１が自装置のＭＡＣアドレスと一致する場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５へ進む。そうでない場合（ステップＳ４でＮＯ）、フレームフィルタ１０２は、ステップＳ３へ戻って更に試験フレームを受信するまで待機する。

【0055】

ステップＳ５において、試験装置１０ａのフレームフィルタ１０２は、ステップＳ３で受信した試験フレームのループバックフラグがＯＮであるか否かを判定する。具体的には、フレームフィルタ１０２は、受信した試験フレームの試験情報フィールド５５を参照して、ループバックフラグの値を確認してもよい。フレームフィルタ１０２は、試験フレームのループバックフラグがＯＮの場合（ステップＳ５でＹＥＳ）はステップＳ３へ戻り、そうでない場合（ステップＳ５でＮＯ）はステップＳ６へ進む。換言すると、フレームフィルタ１０２は、ステップＳ３で受信した試験フレームが第１試験フレームの場合はステップＳ３へ戻って更に試験フレームを受信するまで待機し、第２試験フレームの場合はステップＳ６へ進む。

【0056】

ステップＳ６において、試験装置１０ａの受信統計部１０３は、ステップＳ３で受信した試験フレームに基づき遅延時間を取得する。ステップＳ３で受信した試験フレームの試験情報フィールド５５には、その試験フレームに対応する試験装置１０ａが送信した第１試験フレームの送信時刻が記載されている（ステップＳ１の説明参照。）。そこで、例えば、受信統計部１０３は、試験情報フィールド５５に記載された第１試験フレームの送信時刻と、基準時計１０４から取得した現在の時刻との差分を計算して、ステップＳ２で第１試験フレームを送信してからステップＳ３で対応する第２試験フレームを受信するまでにかかった時間を遅延時間として取得してもよい。

【0057】

ステップＳ７において、試験装置１０ａの受信統計部１０３は、ステップＳ６で取得した遅延時間に基づき、ネットワークＮの通信品質に関する統計情報を取得する。具体的には、受信統計部１０３は、送信元アドレス別の第２試験フレームの受信数、及び、遅延時間の揺らぎに関する情報を取得してもよい。具体的には、受信統計部１０３は、例えば、遅延時間の平均、分散、標準偏差、最大値、及び、最小値を遅延時間の揺らぎに関する情報として取得してもよい。

【0058】

受信統計部１０３は、第１試験フレームの試験情報フィールド５５等に、第１試験フレームの通し番号であるシーケンス番号を記載し、受信した第２試験フレームの試験情報フィールド５５に記載されたシーケンス番号を参照して第１試験フレーム又は対応する第２試験フレームの紛失を判定してもよい。例えば、受信統計部１０３は、受信した第２試験フレームのシーケンス番号が連続していなかった場合、試験フレームの紛失があったと判定してもよい。受信統計部１０３は、このような試験フレームの紛失に関する統計情報を取得してもよい。例えば、受信統計部１０３は、紛失した試験フレームの個数、及び、送信済みの第１試験フレームの個数に対する紛失が確認された試験フレームの個数の割合等を統計情報として取得してもよい。ステップＳ７の処理を終えると、試験装置１０ａは、図６のフローチャートの処理を終了する。

【0059】

次に、第１試験フレームの受信に応じて第２試験フレームを送信する試験装置１０ｂの動作について、図７を参照して説明する。試験装置１０ｂは、試験装置１０ａから試験フレームを受信するまで待機する。

【0060】

ステップＳ１１において、試験装置１０ｂのフレーム受信部１０１は、試験装置１０ａから試験フレームを受信したか否かを判定する。フレーム受信部１０１は、例えば、試験装置１０ａのＭＡＣアドレスが送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２に記載されている試験フレームを受信した場合、試験装置１０ａから試験フレームを受信したと判定してもよい。フレーム受信部１０１は、試験装置１０ａから試験フレームを受信した場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）はステップＳ１２へ進み、そうでない場合（ステップＳ１１でＮＯ）は試験フレームを受信するまで待機する。

【0061】

ステップＳ１２において、試験装置１０ｂのフレームフィルタ１０２は、ステップＳ１１で受信した試験フレームの宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１が自装置（試験装置１０ｂ）のＭＡＣアドレスと一致するか否かを判定する。なお、フレームフィルタ１０２は、レイヤ３以上のデータの送受信に関してループバック試験を行う場合は、ＩＰアドレス等も一致しているか否かを判定する。フレームフィルタ１０２は、ステップＳ１１で受信した試験フレームの宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１が自装置のＭＡＣアドレスと一致する場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３へ進む。そうでない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、フレームフィルタ１０２は、ステップＳ１１へ戻って更に試験フレームを受信するまで待機する。

【0062】

ステップＳ１３において、試験装置１０ｂのフレームフィルタ１０２は、ステップＳ１１で受信した試験フレームのループバックフラグがＯＮであるか否かを判定する。具体的には、フレームフィルタ１０２は、受信した試験フレームの試験情報フィールド５５を参照して、ループバックフラグの値を確認してもよい。フレームフィルタ１０２は、試験フレームのループバックフラグがＯＮの場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）はステップＳ１４へ進み、そうでない場合（ステップＳ１３でＮＯ）はステップＳ１１へ戻る。換言すると、フレームフィルタ１０２は、ステップＳ１１で受信した試験フレームが第１試験フレームの場合はステップＳ１４へ進み、第２試験フレームの場合は更に試験フレームを受信するまで待機する。

【0063】

ステップＳ１４において、試験装置１０ｂのループバックフレーム生成部１０５は、ステップＳ１１で受信した試験フレーム（第１試験フレーム）に対する返信としての第２試験フレームを生成する。具体的には、ループバックフレーム生成部１０５は、ステップＳ１１で受信した試験フレームの宛先ＭＡＣアドレスフィールド５１、送信元ＭＡＣアドレスフィールド５２を、試験装置１０ａ、１０ｂのＭＡＣアドレスで書き換えるとともに、試験情報フィールド５５のループバックフラグの値をＯＦＦで書き換えて第２試験フレームを生成してもよい。ループバックフレーム生成部１０５は、生成した第２試験フレームを送信バッファ１０７へ出力して保持させる。

【0064】

ステップＳ１５において、試験装置１０ｂのフレーム送信部１０８は、ステップＳ１４で生成した第２試験フレームを試験装置１０ａへ送信する。具体的には、フレーム送信部１０８は、送信バッファ１０７から第２試験フレームを読み出し、読み出した第２試験フレームを、試験装置１０ａへ送信する。ステップＳ１５の処理を終えると、試験装置１０ｂは、図７のフローチャートの処理を終了する。

【0065】

以上のように、試験装置１０は、第１試験フレームと第２試験フレームとのいずれに該当するかを示す識別情報を含むフレームを試験フレームとして用いる。そのため、他の試験装置から試験フレームを受信した試験装置１０は、受信した試験フレームが第１試験フレームと第２試験フレームのいずれに該当するかを区別することができる。したがって、試験装置１０は、第１試験フレーム及び第２試験フレームの両方が混在する多数の試験フレームを受信した場合であっても、両者を区別して、第２試験フレームに対して統計処理を行い、ネットワークＮの通信品質を試験することが可能である。よって、試験装置１０と他の試験装置は、双方向のループバック試験を並列的に行うことができ、より実環境に近い状態でループバック試験を行うことが可能である。

【0066】

また、試験装置１０は、図６及び図７の処理を多数、並列的に実行することで、ネットワークＮにおいて転送可能なフレームのスループットを計測してもよい。スループットとは、単位時時間当たりに転送された試験フレームのデータ量である。このようなスループットの値の算出は、受信統計部１０３が行ってもよい。例えば、試験装置１０は、ネットワークＮにおいて試験フレームの紛失が確認されるまで並列に実行する図６及び図７の処理の個数を増やしていき、第２試験フレームの受信量及び第１試験フレームを送信してから対応する第２試験フレームを受信するまでの遅延時間に基づき、ネットワークＮのスループットを計測してもよい。このようなスループットの計測は、様々な通信状況下において行うことができる。例えば、スループット計測は、試験装置１０ａ，１０ｂの間で、試験装置１０ａのみが第１試験フレームを送信し、試験装置１０ｂは第２試験フレームを返信するのみの状況で行ってもよいし、試験装置１０ａ，１０ｂの双方が第１試験フレーム及び第２試験フレームを送受信する状況で行ってもよい。あるいは、例えば、３つ以上の試験装置１０（例えば、試験装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）が第１試験フレーム及び第２試験フレームを送受信する状況において、各通信経路におけるスループットを算出してもよい。

【0067】

また、試験装置１０は、シーケンス番号を含む試験フレームを用いてループバック試験を行うことで、試験フレームの紛失を判定することが可能である。なお、試験装置１０は、受信した第２試験フレームのシーケンス番号が連続していなかった場合に、第１試験フレーム又はその第１試験フレームに対して返信された第２試験フレームが紛失したと判定してもよい。

【0068】

また、本実施形態では、レイヤ２のデータの送受信に関してループバック試験を行う場合の動作例を説明したが、レイヤ３以上の通信レイヤにおけるデータの送受信に関してループバック試験も同様に実行することができる。

【0069】

本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ブロック図に記載の複数のブロックは統合されてもよいし、又は１つのブロックは分割されてもよい。フローチャートに記載の複数のステップは、記述に従って時系列に実行する代わりに、各ステップを実行する装置の処理能力に応じて、又は必要に応じて、並列的に又は異なる順序で実行されてもよい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

【符号の説明】

【0070】

１ 試験システム
１０ 試験装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 通信部
１４ 入力部
１５ 出力部
２０ 測定部
５０ 試験フレーム
５１ 宛先ＭＡＣアドレスフィールド
５２ 送信元ＭＡＣアドレスフィールド
５３ タイプフィールド
５４ データフィールド
５５ 試験情報フィールド
５６ ＦＣＳフィールド
１０１ フレーム受信部
１０２ フレームフィルタ
１０３ 受信統計部
１０４ 基準時計
１０５ ループバックフレーム生成部
１０６ 試験フレーム生成部
１０７ 送信バッファ
１０８ フレーム送信部
Ｎ ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】