6998982 パケット比較プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-23

(45)【発行日】2022-02-10

(54)【発明の名称】パケット比較プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04L 43/026 20220101AFI20220203BHJP

   H04L 43/028 20220101ALI20220203BHJP

【ＦＩ】

H04L43/026

H04L43/028

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020049283

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021150826

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2020-03-19

(73)【特許権者】

【識別番号】399040405

【氏名又は名称】東日本電信電話株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】柴田 惇史

(72)【発明者】

【氏名】成田 好輝

(72)【発明者】

【氏名】胡間 遼

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 一生

(72)【発明者】

【氏名】古川 英治

(72)【発明者】

【氏名】太田 克彦

【審査官】羽岡 さやか

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１１９３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１６９９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｌ １２／００－１２／９５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信経路上の異なる点のそれぞれでパケットを取得した第１キャプチャデータと第２キャプチャデータを入力する処理と、
前記第１キャプチャデータから第１パケットを選定する処理と、
前記第１パケットの時刻情報を基準として所定の範囲内の時刻情報を持つパケット群を前記第２キャプチャデータから抽出する処理と、
パケットの構成要素に優先順位をつけておき、前記パケット群に含まれる第２パケットのそれぞれについて、前記構成要素を用いて、前記第１パケットと前記第２パケットの同一性を判定する処理
をコンピュータに実行させ、
前記第１パケットと前記第２パケットの同一性を判定する処理は、優先順位をつけた前記構成要素ごとに前記第１パケットと前記第２パケットを比較して、一致する構成要素が多いものに高い得点を付与し、優先順位が高い構成要素から順に繰り返し、得られた得点を合計した総得点が最も高い前記第２パケットを前記第１パケットと同一のパケットと判定する
パケット比較プログラム。

【請求項2】

同一と判定されたパケットを並べて出力する処理をコンピュータに実行させる請求項１に記載のパケット比較プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、パケット比較プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

高速広帯域のネットワークサービスの普及に伴い、宅内ネットワークおよび社内ネットワークにおける遅延や不具合事象の報告数が増加している。不具合を解消するためには、通信経路上でキャプチャしたパケットの解析が有効である。例えば、特許文献１および特許文献２に記載された発明では、ＶＰＮを介して接続された拠点間に試験トラフィックを印加し、試験トラフィックをキャプチャして、ボトルネック箇所を判定したり、拠点間の帯域を測定したりする。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６６０３７７０号公報

【文献】特許第６６０３７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

不具合を引き起こしている通信装置を特定するためには、複数個所でキャプチャデータを取得して比較する必要がある。

【0005】

しかしながら、キャプチャデータの解析には、高いスキルを要し、キャプチャデータの比較には膨大な時間がかかるという問題があった。通信経路上の異なる箇所でキャプチャされたキャプチャデータは時刻情報が同期していないことが多い。また、パケットの取得箇所に応じて様々なパケットが伝送されている。解析が個人のスキルに依存するため精度が担保できず、キャプチャデータ間で同一のパケットを抽出するためには膨大な時間を有する。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、複数箇所で取得したキャプチャデータの解析を容易にすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様のパケット比較プログラムは、通信経路上の異なる点のそれぞれでパケットを取得した第１キャプチャデータと第２キャプチャデータを入力する処理と、前記第１キャプチャデータから第１パケットを選定する処理と、前記第１パケットの時刻情報を基準として所定の範囲内の時刻情報を持つパケット群を前記第２キャプチャデータから抽出する処理と、パケットの構成要素に優先順位をつけておき、前記パケット群に含まれる第２パケットのそれぞれについて、前記構成要素を用いて、前記第１パケットと前記第２パケットの同一性を判定する処理をコンピュータに実行させ、前記第１パケットと前記第２パケットの同一性を判定する処理は、優先順位をつけた前記構成要素ごとに前記第１パケットと前記第２パケットを比較して、一致する構成要素が多いものに高い得点を付与し、優先順位が高い構成要素から順に繰り返し、得られた得点を合計した総得点が最も高い前記第２パケットを前記第１パケットと同一のパケットと判定する。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、複数箇所で取得したキャプチャデータの解析を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態のパケット比較装置の構成例を示す機能ブロック図である。

【図2】図２は、パケットを取得する通信経路の一例を示す図である。

【図3】図３は、パケットを取得する通信経路の一例を示す図である。

【図4】図４は、判定結果を出力した一例を示す図である。

【図5】図５は、本実施形態のパケット比較装置の処理の流れ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】

【0010】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

【0011】

図１を参照し、本実施形態のパケット比較装置１の構成例について説明する。図１に示すパケット比較装置１は、入力部１１、抽出部１２、判定部１３、および出力部１４を備える。パケット比較装置１が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムはパケット比較装置１が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の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。

【0012】

入力部１１は、通信経路上の異なる点のそれぞれで取得したパケットを記録したキャプチャデータＡ，Ｂを入力する。

【0013】

例えば、図２に示すように、ＶＰＮ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｐｒｉｖａｔｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して接続された拠点間の通信経路上の点Ｐ１～Ｐ４でパケットを取得し、点Ｐ１と点Ｐ４、点Ｐ２と点Ｐ３、点Ｐ１と点Ｐ２、あるいは点Ｐ３と点Ｐ４で取得したキャプチャデータを入力する。点Ｐ１および点Ｐ４は、各拠点のローカルネットワーク内の測定点である。点Ｐ２および点Ｐ３は、回線終端装置とルータとの間の測定点であり、ＶＰＮ内で正しく宛先の拠点へ転送されるようにルータがカプセル化したパケットを取得できる。例えば、ルータは、ＩＰｖ４パケットをＩＰｖ６パケットでカプセル化してＶＰＮへ送出したり、ＶＰＮから受信したＩＰｖ６パケットからＩＰｖ４パケットを取り出して拠点のローカルネットワークへ送信したりする。各点Ｐ１～Ｐ４のキャプチャデータを比較することで、不具合箇所を特定できる。

【0014】

あるいは、図３に示すように、ローカルネットワークとインターネットとを結ぶ通信経路上のＵＴＭ（Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｔｈｒｅａｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）の前後の点Ｐ５，Ｐ６でパケットを取得し、点Ｐ５と点Ｐ６で取得したキャプチャデータを入力してもよい。ＵＴＭは、統合的にセキュリティ対策を実施する装置であり、外部または内部からの脅威に対抗するために通信を検査して脅威となるパケットを破棄する。点Ｐ５，Ｐ６のキャプチャデータを比較することで、ＵＴＭが設定どおりに正しく機能しているかを確認できる。

【0015】

なお、パケットを取得する測定点は上記に限るものではない。

【0016】

抽出部１２は、比較元のキャプチャデータＡからパケットを選定し、選定したパケットの時刻情報を基準として所定の範囲内の時刻情報を持つパケット群を比較先のキャプチャデータＢから抽出する。以下、キャプチャデータＡから選定したパケットを選定パケットと称する。キャプチャデータＢを比較元としてパケットを選定し、キャプチャデータＡからパケット群を抽出してもよい。

【0017】

判定部１３は、優先順位をつけた構成要素を用いて、選定パケットとパケット群に含まれるパケットの同一性を判定する。例えば、優先順位の高い構成要素の順に、選定パケットとパケット群の各パケットの構成要素を比較してパケット群に含まれるパケットをフィルタリングする。あるいは、優先順位をつけた構成要素ごとに選定パケットとパケット群の各パケットを比較して得点を付け、パケット群に含まれるパケットのうち総得点が高いパケットを選定パケットと同一のパケットと判定する。

【0018】

なお、図２の点Ｐ１と点Ｐ２または点Ｐ３と点Ｐ４のキャプチャデータを比較する場合、点２および点３のキャプチャデータはカプセル化されているので、判定部１３はカプセル化を解除してからパケットの同一性を判定する。

【0019】

出力部１４は、判定部１３の判定結果に基づいて、キャプチャデータＡ，Ｂの比較結果を出力する。例えば、図４に示すように、比較元と比較先のそれぞれで同一と判定されたパケットの情報を左右に並べて表示する。パケットロス等により同一と判定されたパケットが存在しないときは、符号１００で示すように、パケットロス側を空欄とする。図４は出力の一例であり、これに限るものではない。同一のパケットおよびパケットロスが容易に把握できる態様であればよい。

【0020】

出力部１４は、パケットロスを検出した欄のみを出力できるようにしてもよいし、特定のプロトコルのパケットのみを出力できるようにしてもよい。また、表示された出力結果からパケットを選択したときに、キャプチャデータの該当箇所を表示できてもよい。

【0021】

図５のフローチャートを参照し、本実施形態のパケット比較装置１の処理の流れについて説明する。

【0022】

ステップＳ１１にて、入力部１１は、キャプチャデータＡ，Ｂのそれぞれを入力する。キャプチャデータＡ，Ｂは、例えば、ＰＣＡＰ形式のファイルである。ＰＣＡＰ形式のファイルでは、キャプチャしたパケットのそれぞれにタイムスタンプとパケットの長さ等を含むパケットヘッダーが付与される。解析対象の時間帯のキャプチャデータが複数のファイルに分かれていたときは、ユーザがファイルのマージなどの前処理を行う。例えば、６時間分のキャプチャデータが２時間分ごとに複数のファイルに分かれて記録されていたときは、２時間分の複数のファイルを１つのファイルにマージする。入力部１１が、複数のファイルを入力してマージしてもよい。

【0023】

また、入力部１１は、解析対象の時間帯の入力を受け付けて、ファイルから解析対象の時間帯のキャプチャデータのみを入力してもよい。例えば、ファイルに１２時間分のキャプチャデータが記録されている場合に、夜間の６時間を解析するときは、解析対象の時間帯のキャプチャデータのみをファイルから読み込む。

【0024】

ステップＳ１２にて、抽出部１２は、キャプチャデータＡからパケットを１つ選定する。例えば、抽出部１２は、キャプチャデータＡの先頭から順にパケットを選定し、各パケットについて、以下のステップＳ１３，Ｓ１４の処理を実行する。

【0025】

ステップＳ１３にて、抽出部１２は、選定パケットの時刻情報を基準として、所定の範囲内のパケットをキャプチャデータＢから抽出し、同一パケット候補のパケット群を得る。例えば、抽出部１２は、選定パケットの時刻情報から±Ｔ秒以内の時刻情報を持つパケットをキャプチャデータＢから抽出する。所定の範囲はユーザが任意に設定してよい。

【0026】

ステップＳ１４にて、判定部１３は、ステップＳ１３で抽出したパケット群について、優先順位をつけたパケットの構成要素を元に、選定パケットと同一性の高いパケットを特定、または同一パケットが存在しないことを判定する。表１に、優先順位をつけた構成要素の一例を示す。

【0027】

【表1】

【0028】

表１の例では、優先順位が１番の項目には、構成要素として、パケットの送信元と送信先のＩＰアドレスとポート番号が指定されている。優先順位が２番の項目には、プロトコルごとに構成要素が指定されている。優先順位が３番の項目には、ペイロード自体が指定されている。表１は一例であり、優先順位の数や構成要素を限定するものではない。例えば、試験パケットを流す場合、試験パケットであるか否かを判定するための構成要素の優先順位を高く設定してもよい。レイヤごとに優先順位を設定してもよい。例えば、ＩＰヘッダの構成要素、ＴＣＰまたはＵＤＰの構成要素、ＴＣＰ／ＵＤＰより上層のプロトコルの構成要素の順に優先順位を設定する。

【0029】

優先順位をつけたパケットの構成要素を利用した同一性の判定方法として、以下の方法が考えられる。

【0030】

第１の方法は、構成要素を優先順位の高い順に用いて、パケット群に含まれるパケットをフィルタリングする方法である。例えば、表１において優先順位が最も高く設定された送信元と送信先のＩＰアドレスとポート番号について、選定パケットとパケット群に含まれるパケットのそれぞれを比較し、送信元と送信先のＩＰアドレスとポート番号が選定パケットと異なるパケットをパケット群から取り除く。パケット群に含まれるパケットが１つに絞り込まれたときは、そのパケットが選定パケットと同一であると判定する。パケット群に含まれるパケットがなくなったときは、選定パケットはパケットロスしたと判定する。パケット群に複数のパケットが含まれるときは、次に優先順位の高い構成要素を用いてパケットを絞り込む。

【0031】

第２の方法は、優先順位をつけた構成要素ごとに選定パケットとパケット群に含まれるパケットを比較して得点を付け、総得点から選定パケットと同一のパケットを判定する方法である。具体的には、優先順位をつけた構成要素のそれぞれについて、選定パケットとパケット群に含まれるパケットのそれぞれを比較して得点を付ける。得点の計算方法は、パケットが同一の場合に高い得点が得られるような方法を採用する。例えば、表１の優先順位が１番の項目を用いる場合、比較対象のパケット間で送信元ＩＰアドレス、送信先ＩＰアドレス、送信元ポート番号、送信先ポート番号を比較して、一致する構成要素が多いものに高い得点を付与する。優先順位が２番以降の項目についてもそれぞれ得点を計算する。パケット群のなかで、得られた得点を合計した総得点が最も高いパケットを選定パケットと同一のパケットと判定する。総得点が所定の値以上のパケットが存在しないときは、選定パケットはパケットロスしたと判定する。優先順位に基づいて得点に重み付けをしてもよい。同一のパケットではないことが明らかな場合、例えばパケット間でプロトコルが異なる場合など、マイナスの得点を付与してもよい。

【0032】

第２の方法では、ＮＡＴまたはＮＡＰＴによりＩＰアドレスやポート番号が変換されたパケットについても同一性を判定できる。

【0033】

ステップＳ１５にて、抽出部１２は、キャプチャデータＡの全てのパケットを処理したか否か判定する。全てのパケットを処理していないときは、ステップＳ１２に戻り、キャプチャデータＡから次のパケットを選定する。

【0034】

なお、キャプチャデータＡの全てのパケットを処理した後、比較元と比較先のキャプチャデータＡ，Ｂを入れ替えて、ステップＳ１２からステップＳ１５までの処理を繰り返してもよい。具体的には、抽出部１２は、ステップＳ１２でキャプチャデータＢからパケットを選定し、ステップＳ１３でキャプチャデータＡからパケット群を抽出する。判定部１３は、ステップＳ１４でキャプチャデータＢから選定したパケットとキャプチャデータＡから抽出したパケット群とを比較する。これにより、キャプチャデータＢの測定点からキャプチャデータＡの測定点へ伝送されるパケットでパケットロスしたものを抽出できる。

【0035】

以上説明したように、本実施形態のパケット比較装置１は、入力部１１が、通信経路上の異なる点のそれぞれでパケットを取得したキャプチャデータＡ，Ｂを入力し、抽出部１２が、キャプチャデータＡからパケットを選定して、選定したパケットの時刻情報を基準として所定の範囲内の時刻情報を持つパケット群をキャプチャデータＢから抽出し、判定部１３が、パケットの構成要素に優先順位をつけておき、パケット群に含まれるパケットのそれぞれについて、優先順位をつけた構成要素を用いて、選定したパケットとパケット群に含まれるパケットの同一性を判定する。これにより、キャプチャデータＡとキャプチャデータＢの時刻情報が同期していない場合でも、キャプチャデータＡ，Ｂ間で同一のパケットおよびパケットロスを容易に把握できる。

【符号の説明】

【0036】

１…パケット比較装置
１１…入力部
１２…抽出部
１３…判定部
１４…出力部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】