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技術 ネットワーク評価装置及びネットワーク評価システム

出願人 株式会社東芝東芝インフラシステムズ株式会社
発明者 飯田康隆天木智大西直哉
出願日 2019年3月18日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-050007
公開日 2020年9月24日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-154422
状態 未査定
技術分野 マルチプログラミング 広域データ交換
主要キーワード 情報系通信 制御系通信 仮想制御 仮想機器 ポート番 仮想情報 監視機器 ネットワークハブ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年9月24日)のものです。
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図面 (7)

課題

仮想化技術を用いたネットワーク検証ステムにおいて、必要とされる仮想機器割り当てる仮想CPU等の計算機リソースを抑制し、仮想機器の処理遅延を抑制して正確な検証を実施する。

解決手段

ネットワーク検証システム21を構成するホスト機器22は、複数のCPUコア23−1〜23−6を備えたマイクロプロセッサ23、ホストOS24、ハイパーバイザ25、ハイパーバイザ25の仮想CPU25−1〜25−4の制御下で動作する複数の仮想機器26−1〜26−5、ホストOS24の制御下でハイパーバイザ25及び複数の仮想機器26−1〜26−5のモニタリングを行う管理部27を備える。

概要

背景

従来、工場プラントなどの制御システムにおいて、機器を制御するコントローラと、コントローラを監視・制御するサーバ装置は、リアルタイム性高信頼性両立するため、汎用情報ネットワークとは異なる、専用の制御ネットワークによって接続されている制御システムが知られている。

ここで、専用の制御ネットワークとは、例えば、PROFIBUSなど、コントローラおよびサーバ装置の送信タイミングが決められているネットワークである。
しかし、近年、制御ネットワークの高速化や相互接続性を目的に、汎用プロトコルハードウェアの採用が進んでいる。そのため、専用の制御ネットワークで保障されていたネットワークの遅延誤り率、またネットワーク切断時の動作などの検証が求められている。

概要

仮想化技術を用いたネットワーク検証システムにおいて、必要とされる仮想機器割り当てる仮想CPU等の計算機リソースを抑制し、仮想機器の処理遅延を抑制して正確な検証を実施する。ネットワーク検証システム21を構成するホスト機器22は、複数のCPUコア23−1〜23−6を備えたマイクロプロセッサ23、ホストOS24、ハイパーバイザ25、ハイパーバイザ25の仮想CPU25−1〜25−4の制御下で動作する複数の仮想機器26−1〜26−5、ホストOS24の制御下でハイパーバイザ25及び複数の仮想機器26−1〜26−5のモニタリングを行う管理部27を備える。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、仮想化技術を用いたネットワーク検証システムにおいて、必要とされる仮想機器に割り当てる仮想CPU等の計算機リソースを抑制し、仮想機器の処理遅延を抑制して正確な検証が実施できるネットワーク評価装置及びネットワーク評価システムを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

複数のCPUコアを有する少なくとも一つのマイクロプロセッサを有するネットワーク評価装置であって、それぞれがネットワークノードに相当する複数の仮想機器設定情報を記憶可能な記憶部と、前記仮想機器を制御するハイパーバイザと、を備え、前記複数のCPUコアは、排他的にデータの送受信が可能な複数の仮想機器が割り当てられて前記設定情報に基づいて前記ハイパーバイザの制御下で動作する第1のCPUコアと、前記第1のCPUコアに割り当てられた仮想機器と並行してデータの送受信が可能な仮想機器が割り当てられて前記設定情報に基づいて前記ハイパーバイザの制御下で動作する第2のCPUコアと、を含む、ネットワーク評価装置。

請求項2

前記第1のCPUコアには、前記ネットワークのうち、データ送受信イミングが予め設定されている制御ネットワークに属する複数の仮想機器が割り当てられており、前記第2のCPUコアには、前記ネットワークのうち、データ送受信タイミングが任意である情報ネットワークに属する一つの仮想機器が割り当てられている、請求項1記載のネットワーク評価装置。

請求項3

対象ネットワークトラフィック集約する仮想ネットワークハブとして機能する前記CPUコアと、外部の通信機器と接続するネットワークインタフェースと、を備えた請求項1又は請求項2記載のネットワーク評価装置。

請求項4

請求項3記載のネットワーク評価装置と、前記ネットワークインタフェースに通信可能に接続され、外部機器の制御を行うコントローラと、前記ネットワークインタフェースに通信可能に接続され、前記ネットワークのトラフィックを監視するモニタリング装置と、を備えたネットワーク評価システム

請求項5

前記仮想ネットワークハブは、前記ネットワークのうち、データ送受信タイミングが予め設定されている制御ネットワークと、データ送受信タイミングが任意である情報ネットワークと、を識別する識別子を付与する機能を有し、前記モニタリング装置は、前記識別子に基づいて、前記制御ネットワークのデータと、前記情報ネットワークのデータと、を振り分けて監視を行う、請求項4記載のネットワーク評価システム。

請求項6

前記モニタリング装置は、前記制御ネットワークのデータと、前記情報ネットワークのデータと、のうち少なくともいずれか一方の監視を行う、請求項5記載のネットワーク評価システム。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、ネットワーク評価装置及びネットワーク評価システムに関する。

背景技術

0002

従来、工場プラントなどの制御システムにおいて、機器を制御するコントローラと、コントローラを監視・制御するサーバ装置は、リアルタイム性高信頼性両立するため、汎用情報ネットワークとは異なる、専用の制御ネットワークによって接続されている制御システムが知られている。

0003

ここで、専用の制御ネットワークとは、例えば、PROFIBUSなど、コントローラおよびサーバ装置の送信タイミングが決められているネットワークである。
しかし、近年、制御ネットワークの高速化や相互接続性を目的に、汎用プロトコルハードウェアの採用が進んでいる。そのため、専用の制御ネットワークで保障されていたネットワークの遅延誤り率、またネットワーク切断時の動作などの検証が求められている。

先行技術

0004

特許第6247320号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、上記の検証において、運用中の制御システムを使用した検証は、制御システムを停止させる可能性があるため、困難であることが多い。
そのため、制御システムを模したネットワーク検証システムを別に構築して検証を実施していたが、従来のネットワーク検証システムは、多数の実機を用いてネットワークを構成していたため、多大なコストを要する課題があった。

0006

この課題を解決するため、従来仮想化技術を用いたネットワーク検証システムが提案されているが、仮想化技術を用いたネットワーク検証システムにおいて、運用中の制御システムを構成するすべての機器を仮想機器で構成すると、仮想機器に割り当てる仮想CPU等の計算機リソース不足した場合、仮想機器の処理遅延が発生し、正確な検証が実施できない虞があった。

0007

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、仮想化技術を用いたネットワーク検証システムにおいて、必要とされる仮想機器に割り当てる仮想CPU等の計算機リソースを抑制し、仮想機器の処理遅延を抑制して正確な検証が実施できるネットワーク評価装置及びネットワーク評価システムを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0008

実施形態のネットワーク評価装置は、複数のCPUコアを有する少なくとも一つのマイクロプロセッサを有するネットワーク評価装置であって、それぞれがネットワークのノードに相当する複数の仮想機器の設定情報を記憶可能な記憶部と、前記仮想機器を制御するハイパーバイザと、を備え、前記複数のCPUコアは、排他的にデータの送受信が可能な複数の仮想機器が割り当てられて前記設定情報に基づいて前記ハイパーバイザの制御下で動作する第1のCPUコアと、前記第1のCPUコアに割り当てられた仮想機器と並行してデータの送受信が可能な仮想機器が割り当てられて前記設定情報に基づいて前記ハイパーバイザの制御下で動作する第2のCPUコアと、を含む。

図面の簡単な説明

0009

図1は、第1実施形態のネットワーク検証システムが評価する制御システムの構成例の説明図である。
図2は、第1実施形態のネットワーク検証システムの構成例の説明図である。
図3は、第1実施形態の動作タイミングチャートである。
図4は、第2実施形態のネットワーク検証システムの構成例の説明図である。
図5は、第2実施形態の動作タイミングチャートである。
図6は、第3実施形態の動作タイミングチャートである。

実施例

0010

次に好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
[1]第1実施形態
図1は、第1実施形態のネットワーク検証システムが評価する制御システムの構成例の説明図である。
制御システム11は、大別すると、コントローラ12−1、コントローラ12−2、サーバ装置13、モニタリング装置14、制御ネットワーク15及び情報ネットワーク16を備えている。

0011

上記構成において、コントローラ12とサーバ装置13とは、制御ネットワーク15で接続されている。
制御ネットワーク15は、例えば、PROFIBUSなど、コントローラ12およびサーバ装置13の送信タイミングが予め決められているネットワークである。

0012

一方、サーバ装置13とモニタリング装置14とは、情報ネットワーク16で接続されている。
情報ネットワーク16は、例えば、LAN(Local Area Network)等であり、制御ネットワーク15とは異なり、サーバ装置13及びモニタリング装置14の間では、送信タイミングは不定である。

0013

図2は、第1実施形態のネットワーク検証システムの構成例の説明図である。
以下の説明においては、理解の容易のため、ネットワーク検証システム21が一つのホスト機器22により実現されている場合について説明するが、評価対象の制御システムの構成が複雑な場合には、複数のホスト機器により実現される。

0014

ネットワーク検証システム21を構成しているホスト機器22は、複数のCPUコア23−1〜23−6を備えたMPU23及び記憶領域としての図示しないメモリ及び図示しない外部記憶装置(例えば、SSD、ハードディスク等)を備えている。

0015

さらにホスト機器22は、当該ホスト機器22全体の制御を行うためのホストOS24と、ホストOS24上で動作するミドルウェアとして構成されたハイパーバイザ25と、ハイパーバイザ25の制御下で動作する複数の仮想機器26−1〜26−5と、ホストOS24の制御下でハイパーバイザ25及び複数の仮想機器26−1〜26−5のモニタリングを行うアプリケーションである管理部27と、を備えている。

0016

ハイパーバイザ25は、仮想機器26−1及び仮想機器26−2の処理を行う仮想的なCPU(仮想CPU)25−1、仮想機器26−3の処理を行う仮想CPU25−2、仮想機器26−4の処理を行う仮想CPU25−3及び仮想機器26−5の処理を行う仮想CPU25−4として機能する。

0017

このハイパーバイザ25の構成において、MPU23のCPUコア23−1は、仮想CPU25−1の実際の処理を行い、MPU23のCPUコア23−2は、仮想CPU25−2の実際の処理を行い、MPU23のCPUコア23−3は、仮想CPU25−1の実際の処理を行い、MPU23のCPUコア23−4は、仮想CPU25−4の実際の処理を行っている。

0018

また、仮想機器26−1は、評価対象の制御システム11におけるコントローラ12−1として機能している。
ここで、仮想機器26−1は、コントローラ12−1のOSとしてのゲストOS26−1Aと、実効的に制御ネットワーク15を介して通信を行う通信インタフェースとして機能する制御系通信部26−1Bと、を備えている。

0019

また仮想機器26−2は、制御システム11におけるコントローラ12−2として機能している。
ここで、仮想機器26−2は、コントローラ12−2のOSとしてのゲストOS26−2Aと、実効的に制御ネットワーク15を介して通信を行う通信インタフェースとして機能する制御系通信部26−2Bと、を備えている。

0020

また仮想機器26−3は、ネットワークスイッチとして機能し、実効的にコントローラ12−1及びコントローラ12−2とサーバ装置13とを通信可能に接続する制御ネットワーク15として機能している。
また仮想機器26−4は、制御システム11におけるサーバ装置13とし機能している。
ここで、仮想機器26−4は、サーバ装置13のOSとしてのゲストOS26−4Aと、通信インタフェースとして機能し、実効的にサーバ装置13とモニタリング装置14とを通信可能に接続する情報ネットワーク16として機能する情報系通信部26−4Bと、を備えている。

0021

次に第1実施形態の動作を説明する。
以下の説明においては、理解の容易のため、ホスト機器22には、仮想機器26−1及び仮想機器26−1に加えて、仮想CPU25−Xに対応する仮想機器26−Xが存在するものとし、情報ネットワーク16として、マスタースレーブ問い合わせデータと呼ばれる通信許可権を送受し送信タイミングを制御する、いわゆるトークンパッシング方式を使用した場合を例として説明する。

0022

この場合において、マスターとなる仮想機器26−X及び仮想ネットワークスイッチとなる仮想機器26−3は、他の仮想機器26−1あるいは仮想機器26−2の少なくともいずれか一方と処理タイミング重複するため、それぞれ1つの仮想CPU25−X、25−2に割り当てられている。

0023

一方、スレーブとなる仮想機器26−1、26−2は、互いに処理タイミングが重複しないため、まとめて1つの仮想CPU25−1に割り当てられている。
以下の説明においては、仮想機器26−Xがマスター、仮想機器26−1及び仮想機器26−2がスレーブとして機能し、仮想機器26−Xに仮想機器26−1及び仮想機器26−2にデータを転送させる場合について説明する。

0024

図3は、第1実施形態の動作タイミングチャートである。
図3に示すように、時刻t0の初期状態においては、仮想機器26−X、仮想機器26−1〜26−3は、待機状態にあるものとする。
そして、時刻t1となると、マスターとして機能する仮想機器26−Xは、スレーブとして機能する仮想機器26−1に問い合わせデータを伝送するため、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へ問い合わせデータを送信する。

0025

時刻t1において、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、問い合わせデータを受信すると、時刻t2において、宛先のスレーブとして機能する仮想機器26−1に問い合わせデータを転送する。

0026

時刻t2において、スレーブとして機能する仮想機器26−1は、問い合わせデータを受信すると、時刻t3において、マスターとして機能する仮想機器26−Xに自身のデータを伝送するため、ネットワークスイッチとなる仮想機器26−3へデータを送信する。

0027

これにより、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、仮想機器26−1からデータを受信すると、時刻t4において宛先のマスターとして機能する仮想機器26−Xにデータを転送する。

0028

次に、時刻t4において、仮想機器26−1からのデータを受信したマスターとして機能する仮想機器26−Xは、スレーブとして機能する仮想機器26−2に問い合わせデータを伝送するため、時刻t5においてネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へ問い合わせデータを送信する。

0029

時刻t5において、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、問い合わせデータを受信すると、時刻t6において、宛先のスレーブとして機能する仮想機器26−2に問い合わせデータを転送する。

0030

スレーブとして機能する仮想機器26−2は、時刻t6において、問い合わせデータを受信すると、マスターとして機能する仮想機器26−Xに自身のデータを伝送するため、時刻t7においてネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へデータを送信する。

0031

これにより、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、時刻t7においてデータを受信すると、時刻t8において宛先のマスターとして機能する仮想機器26−Xにデータを転送する。
そして、時刻t9以降は、仮想機器26−X、仮想機器26−1〜26−3は、待機状態に移行する。

0032

以上の説明のように、送信タイミングが重複することのない複数のスレーブとして機能する仮想機器(上述の例の場合、仮想機器26−1及び仮想機器26−2)を1つの仮想CPU(ひいては、1つのCPUコア)に割り当てても、同時に動作するのは1つの仮想機器となるとので、当該仮想CPU(CPUコア)における意図しない処理遅延が発生することはない。

0033

このとき、図2に示した例の場合、情報ネットワークに属する仮想機器26−4及び仮想機器26−5は、仮想CPU25−1、25−2及び仮想CPU25−Xとは異なる仮想CPU25−3、仮想CPU25−4で動作する。

0034

このため、情報ネットワークに属する仮想機器26−4及び仮想機器26−5の動作が、制御ネットワークに影響を与えることはない。
したがって、本第1実施形態によれば、ネットワーク検証システムとして、検証を行うために、必要な仮想CPU数の増加、ひいては、実際のCPUコア数の増加を招くことなく、制御ネットワークの正確な動作検証を行うことが可能となる。

0035

[2]第2実施形態
図4は、第2実施形態のネットワーク検証システムの構成例の説明図である。
図4において、図2の第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
第2実施形態のネットワーク検証システムが、第1実施形態のネットワーク検証システムと異なる点は、ホスト機器のMPUが内部通信バス及び内部通信バスを介して接続されたネットワークインタフェースを備えている点と、ネットワークインタフェース及びネットワークを介して接続されたコントローラを備えている点である。
以下の説明においては、理解の容易のため、ネットワーク検証システム21が一つのホスト機器22及び1つのコントローラを備えている場合について説明するが、評価対象の制御システムの構成が複雑な場合には、複数のホスト機器及び複数のコントローラを備えていても良い。

0036

図4に示すように第2実施形態のネットワーク検証システム21Aは、ホスト機器22Aと、通信ネットワーク33を介してローカルに接続された実機としてのコントローラ34と、を備えている。
ホスト機器22Aは、第1実施形態のホスト機器22と同様の構成の他、内部バス31及び内部バス31を介してMPU23に接続されたネットワークインタフェース32と、を備えている。

0037

次に第2実施形態の動作を説明する。
この場合において、マスターとなる仮想機器26−X及び仮想ネットワークスイッチとなる仮想機器26−3は、他の仮想機器26−1あるいは仮想機器26−2の少なくともいずれか一方と処理タイミングが重複するため、それぞれ1つの仮想CPU25−X、25−2に割り当てられている。

0038

一方、スレーブとなる仮想機器26−1、26−2は、互いに処理タイミングが重複しないため、まとめて1つの仮想CPU25−1に割り当てられている。
以下の説明においては、仮想機器26−Xがマスター、仮想機器26−1及び仮想機器26−2がスレーブとして機能し、仮想機器26−Xに仮想機器26−1及び仮想機器26−2にデータを転送させる場合について説明する。

0039

図5は、第2実施形態の動作タイミングチャートである。
時刻t0の初期状態においては、仮想機器26−X、仮想機器26−1〜26−3は、待機状態にあるものとする。

0040

そして、時刻t1となると、マスターとして機能する仮想機器26−Xは、スレーブとして機能する仮想機器26−1に問い合わせデータを伝送するため、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へ問い合わせデータを送信する。

0041

時刻t1において、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、問い合わせデータを受信すると、時刻t2において、宛先のスレーブとして機能する仮想機器26−1に問い合わせデータを転送する。

0042

時刻t2において、スレーブとして機能する仮想機器26−1は、問い合わせデータを受信すると、時刻t3において、マスターとして機能する仮想機器26−Xに自身のデータを伝送するため、ネットワークスイッチとなる仮想機器26−3へデータを送信する。

0043

これにより、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、仮想機器26−1からデータを受信すると、時刻t4において宛先のマスターとして機能する仮想機器26−Xにデータを転送する。

0044

次に、時刻t4において、仮想機器26−1からのデータを受信したマスターとして機能する仮想機器26−Xは、スレーブとして機能するコントローラ34に問い合わせデータを伝送するため、時刻t5においてネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へ問い合わせデータを送信する。

0045

時刻t5において、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、問い合わせデータを受信すると、時刻t6において、宛先のスレーブとして機能するコントローラ34に問い合わせデータを転送する。

0046

スレーブとして機能するコントローラ34は、時刻t6において、問い合わせデータを受信すると、マスターとして機能する仮想機器26−Xに自身のデータを伝送するため、時刻t7においてネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へデータを送信する。

0047

これにより、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、時刻t7においてデータを受信すると、時刻t8において宛先のマスターとして機能する仮想機器26−Xにデータを転送する。

0048

次に、時刻t8において、コントローラ34からのデータを受信したマスターとして機能する仮想機器26−Xは、スレーブとして機能する仮想機器26−2に問い合わせデータを伝送するため、時刻t9においてネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へ問い合わせデータを送信する。

0049

時刻t9において、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、問い合わせデータを受信すると、時刻t10において、宛先のスレーブとして機能する仮想機器26−2に問い合わせデータを転送する。

0050

スレーブとして機能する仮想機器26−2は、時刻t10において、問い合わせデータを受信すると、マスターとして機能する仮想機器26−Xに自身のデータを伝送するため、時刻t11においてネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3へデータを送信する。

0051

これにより、ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3は、時刻t11においてデータを受信すると、時刻t12において宛先のマスターとして機能する仮想機器26−Xにデータを転送する。

0052

以上の説明のように、送信タイミングが重複することのない複数のスレーブとして機能する仮想機器26−1、26−2及びコントローラ34にデータを送信する場合でも、
仮想機器26−1及び仮想機器26−2を1つの仮想CPU(ひいては、1つのCPUコア)に割り当てても、同時に動作するのは1つの仮想機器となるとので、当該仮想CPU(CPUコア)における意図しない処理遅延が発生することはない。

0053

このとき、図5に示した例の場合、情報ネットワークに属する仮想機器26−4及び仮想機器26−5は、仮想CPU25−1、25−2及び仮想CPU25−Xとは異なる仮想CPU25−3、仮想CPU25−4で動作する。
このため、情報ネットワークに属する仮想機器26−4及び仮想機器26−5の動作が、制御ネットワークに影響を与えることはない。

0054

したがって、本第2実施形態によっても、ネットワーク検証システムとして、検証を行うために、必要な仮想CPU数の増加、ひいては、実際のCPUコア数の増加を招くことなく、制御ネットワークの正確な動作検証を行うことが可能となる。

0055

さらに制御ネットワークに実機であるコントローラ34を接続してネットワークシステムが所望の動作を行えるか否かの検証を行うことが可能となり、より正確な検証が可能となる。

0056

[3]第3実施形態
上記各実施形態においては、主として、通信タイミングが固定の制御ネットワークにおける検証の場合について説明したが、本第3実施形態は、ホスト機器が情報ネットワークを介して外部のモニタリング装置にデータを送信する場合の実施形態である。
以下の説明においては、理解の容易のため、ホスト機器22には、仮想機器26−3及び仮想機器26−5に加えて、仮想CPU25−Yに対応し、仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yが存在する場合を例として説明する。

0057

図6は、第3実施形態の動作タイミングチャートである。
図6に示すように、時刻t0の初期状態においては、仮想機器26−3、26−5、26−Y及びモニタリング装置14は、待機状態にあるものとする。
そして、時刻t1に制御ネットワークから任意のデータを受信した仮想機器26−3は、受信したデータを図示しない宛先の仮想機器に送信するとともに、時刻t2において情報ネットワークを介して接続されているモニタリング装置14に受信したデータを送信するために仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yに送信する。

0058

時刻t2において、仮想制御ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3から制御ネットワーク側からのデータを受信した仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yは、時刻t3においてモニタリング装置14にデータを送信する。

0059

これにより時刻t3においてデータを受信したモニタリング装置14は、例えば、データを受信時刻とともに受信データを記録する。あるいは、受信したデータを逐次解析する。

0060

この場合において、モニタリング装置は、データを記録する際に、制御ネットワークおよび情報ネットワークのデータを区別せず、一括して記録してもよいし、あるいは、制御ネットワークと情報ネットワークのデータを区別して記録してもよい。ここで、データの区別を行う際には、例えば、ネットワークハブから送信されるIPアドレスを制御ネットワークと情報ネットワークで別のものとすればよい。あるいは、ネットワークハブから送信されるポート番号(送信元ポート番号)を別のものとすればよい。あるいは、監視機器が受信するIPアドレス、ポート番号(受信先ポート番号)を別のものとすればよい。あるいは、制御ネットワークと情報ネットワークで別のVLANタグを設定すればよい。

0061

さらに時刻t5に制御ネットワークから任意のデータを受信した仮想機器26−3は、受信したデータを図示しない宛先の仮想機器に送信するとともに、時刻t6において情報ネットワークを介して接続されているモニタリング装置14に受信したデータを送信するために仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yに送信する。

0062

時刻t6において、仮想制御ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3から制御ネットワーク側からのデータを受信した仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yは、時刻t7においてモニタリング装置14にデータを送信する。

0063

これにより時刻t7においてデータを受信したモニタリング装置14は、例えば、データを受信時刻とともに受信データを記録する。あるいは、受信したデータを逐次解析する。

0064

さらにまた時刻t9に制御ネットワークから任意のデータを受信した仮想機器26−3は、受信したデータを図示しない宛先の仮想機器に送信するとともに、時刻t11において情報ネットワークを介して接続されているモニタリング装置14に受信したデータを送信するために仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yに送信し、仮想機器26−Yは、時刻t12においてモニタリング装置14にデータを送信する。

0065

これにより時刻t12においてデータを受信したモニタリング装置14は、例えば、データを受信時刻とともに受信データを記録し、あるいは、受信したデータを逐次解析する。

0066

一方、情報ネットワークから任意のデータを受信していた仮想機器26−5は、時刻t4において受信していたデータを図示しない宛先の仮想機器に送信するとともに、情報ネットワークを介して接続されているモニタリング装置14に受信したデータを送信するために仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yに送信する。
時刻t4において、仮想情報ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−5から情報ネットワーク側からのデータを受信した仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yは、時刻t5においてモニタリング装置14にデータを送信する。

0067

これにより時刻t5においてデータを受信したモニタリング装置14は、例えば、データを受信時刻とともに受信データを記録し、あるいは、受信したデータを逐次解析する。

0068

同様に、時刻t8において仮想機器26−5は、受信していたデータを図示しない宛先の仮想機器に送信するとともに、情報ネットワークを介して接続されているモニタリング装置14に受信したデータを送信するために仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yに送信する。
時刻t8において、仮想情報ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−5から情報ネットワーク側からのデータを受信した仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yは、時刻t9においてモニタリング装置14にデータを送信する。

0069

ところで、仮想機器26−Yは、時刻t7からのデータ送信と、時刻t8からのデータ受信と、がタイミング的に重なっているが、図示しないバッファメモリを用いることにより、同時並行して処理を行うことが可能となっている。

0070

以上の説明のように、本第3実施形態によれば、制御ネットワークに属し、仮想制御ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−3及び情報ネットワークに属し、仮想情報ネットワークスイッチとして機能する仮想機器26−5は、任意のデータを受信すると宛先の仮想機器に転送すると同時に、仮想ネットワークハブとして機能する仮想機器26−Yを介して実機であるモニタリング装置14にデータを転送するので、モニタリング装置14は、制御ネットワークおよび情報ネットワークのデータを一括して監視可能になるため、より詳細な検証が可能となる。

0071

[3.1]第3実施形態の第1変形例
上記第3実施形態においては、ホスト機器外部に設けられた実機であるモニタリング装置14に転送する記録あるいは解析対象のデータとして、制御ネットワーク及び情報ネットワークの双方のデータを用いていたが、検証の目的に応じて、制御ネットワークのデータあるいは情報ネットワークのデータのいずれかを用いるようにすることも可能である。

0072

例えば、既に情報ネットワークの検証及び構築が済んでおり、検証の目的が制御ネットワークの動作検証である場合には、制御ネットワークのデータのみのデータを記録し、解析するようにすることも可能である。

0073

[3.2]第3実施形態の第2変形例
上記第3実施形態及び第3実施形態の第1変形例においては、記録あるいは解析対象のデータをホスト機器外部に設けられた実機であるモニタリング装置14に転送する構成を採っていたが、モニタリング装置14に代えてアプリケーションとして構成されている管理部27(図2参照)にホストOS24を介して伝送し、データの記録、解析を行うようにすることも可能である。

0074

本第4実施形態においても、第3実施形態及び第3実施形態の第1変形例と同様に、管理部27は、制御ネットワークおよび情報ネットワークのデータを一括して監視可能になるため、より詳細な検証が可能となる。

0075

本第4実施形態の場合には、管理部27は、アプリケーションとして構成されているため、第3実施形態のモニタリング装置14を設ける必要がなく、したがって、実際のネットワークを構築する必要もないため、より簡易に検証を行うことが可能となる。

0076

[4]他の変形例
以上の説明においては、ホスト機器22、22Aは、ホストOS24を備えていたが、これを備えない構成とすることも可能である。

0077

また、管理部27は、ハイパーバイザ25(ミドルウェア)とは、別個にアプリケーションとして設けていたが、ハイパーバイザ25の一機能として管理部27を構成することも可能である。

0078

また、ハイパーバイザ25をミドルウェアとしてホストOS24上で動作させていたが、ホストOS24とは独立して動作可能に構成することも可能である。

0079

また、図2の例では、一つのMPUを構成している複数のCPUコアに仮想機器を割り当てていたが、複数のMPUのCPUコアに仮想機器を割り当てるように構成することも可能である。

0080

本実施形態のネットワーク評価装置としてのホスト機器は、CPUなどの制御装置と、ROM(Read Only Memory)やRAMなどの記憶装置と、HDDCDドライブ装置などの外部記憶装置と、ディスプレイ装置などの表示装置と、キーボードマウスなどの入力装置を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

0081

本実施形態のネットワーク評価装置で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルメモリカードUSBメモリ、SSD等の半導体記憶装置、DVD(Digital Versatile Disk)、BD(Blu-ray Disc[登録商標])等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

0082

また、本実施形態のネットワーク評価装置で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態のネットワーク評価装置で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

0083

また、本実施形態のネットワーク評価装置のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

0084

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0085

11 制御システム
12コントローラ
13サーバ装置
14モニタリング装置
15制御ネットワーク
16情報ネットワーク
21ネットワーク検証システム
21A ネットワーク検証システム
22ホスト機器
22A ホスト機器
23 MPU
23−1〜23−6CPUコア
24 ホストOS
25ハイパーバイザ
26ゲストOS
26−1〜26−5仮想機器
27管理部
31内部バス
32ネットワークインタフェース
33通信ネットワーク
34 コントローラ
CPU25 仮想

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