reordercap徹底解説！🛠️ パケットキャプチャの順序問題を解決

はじめに：reordercapとは何か？ 🤔

ネットワークのトラブルシューティングや解析を行う際、パケットキャプチャは非常に強力な武器となります。Wiresharkなどのツールを使ってネットワーク上を流れるデータを「覗き見る」ことで、問題の原因究明やパフォーマンス分析に役立てることができます。しかし、キャプチャしたパケットの順番が、実際にネットワークを流れた順番と異なっていることがあるのをご存知でしょうか？ 🤔

ここで登場するのが、reordercapです。reordercapは、ネットワークパケット解析スイートであるWiresharkに含まれているコマンドラインユーティリティの一つです。その主な役割は、キャプチャファイル内のパケットを、そのタイムスタンプに基づいて時系列順に並べ替えることです。

「なぜパケットの順番が乱れるの？」と疑問に思うかもしれません。ネットワークの世界では、様々な理由でパケットが送信された順番通りに宛先に到着しないことがあります。

ネットワーク経路の差異: インターネットのような複雑なネットワークでは、パケットが異なる経路を通ることがあり、後から送信されたパケットが先に到着することがあります。
負荷分散装置 (ロードバランサー): 複数のサーバーに処理を分散させる装置を経由すると、処理時間の違いからパケットの順序が入れ替わることがあります。
パケットロスと再送: パケットが途中で失われ（パケットロス）、再送される場合、再送されたパケットが後続のパケットより遅れて到着することがあります。
キャプチャ処理の遅延: パケットをキャプチャするマシン自体の負荷が高かったり、複数のインターフェースから同時にキャプチャしていたりすると、OSやキャプチャソフトウェアがパケットを取り込むタイミングがずれ、結果的にファイル内での順序が乱れることがあります。特に高性能なネットワークインターフェースで高速な通信をキャプチャする場合に発生しやすくなります。

パケットの順序が乱れたキャプチャファイルをそのままWiresharkで開いて解析すると、通信の流れを誤って解釈してしまう可能性があります。例えば、TCPセッションの分析では、シーケンス番号やACK番号の順序が非常に重要ですが、キャプチャファイル内での順序が狂っていると、実際には発生していない再送や順序不正が起きているように見えてしまうかもしれません。これは、問題の診断を誤らせる原因となります 😥。

このような状況で、reordercapは非常に役立ちます。reordercapを使ってパケットをタイムスタンプ順に正しく並べ替えることで、より現実に近い、正確な通信シーケンスを再現し、効果的な分析を行うための土台を整えることができるのです ✨。

このブログ記事では、reordercapの基本的な使い方から、具体的なユースケース、注意点までを詳しく解説していきます。ネットワーク解析の精度を高めたい方は、ぜひ最後までお読みください！

reordercapの入手と確認 💻

reordercapは独立したソフトウェアではなく、Wiresharkパッケージの一部として提供されています。そのため、Wiresharkがインストールされていれば、通常はreordercapも利用可能な状態になっています。

Kali Linuxでの確認

Kali Linuxには、多くのネットワークツールやセキュリティツールと共にWiresharkが標準で含まれていることが多いです。ターミナル（コマンドプロンプト）を開き、以下のコマンドを実行してreordercapが利用できるか確認してみましょう。

which reordercap

上記コマンドを実行して、/usr/bin/reordercapのようなパスが表示されれば、reordercapはインストールされており、すぐに利用できます ✅。もしコマンドが見つからない（reordercap not foundのようなメッセージが表示される）場合は、Wiresharkが正しくインストールされていないか、パスが通っていない可能性があります。その場合は、以下のコマンドでWiresharkをインストールまたは再インストールしてみてください。

sudo apt update
sudo apt install wireshark

インストール中に、一般ユーザーでもパケットキャプチャを許可するかどうか尋ねられることがあります。必要に応じて設定してください。

その他のOS (Windows, macOS)

WindowsやmacOSを使用している場合も同様です。Wiresharkの公式サイトから、お使いのOSに対応したインストーラーをダウンロードしてインストールしてください。

Wireshark 公式ダウンロードページ

Wiresharkをインストールすれば、reordercapも同時にインストールされます。

Windowsの場合:
通常、Wiresharkのインストールディレクトリ（例: C:\Program Files\Wireshark）にreordercap.exeが存在します。コマンドプロンプトやPowerShellから利用するには、このディレクトリにパスを通すか、フルパスでコマンドを指定する必要があります。

macOSの場合:
Wiresharkをインストールすると、通常は /Applications/Wireshark.app/Contents/MacOS/ ディレクトリ内にコマンドラインツールが含まれます。ターミナルから利用するには、このディレクトリにパスを通すか、フルパスで指定します。

いずれのOSでも、インストール後にターミナルやコマンドプロンプトで以下のコマンドを実行し、バージョン情報やヘルプが表示されれば正常にインストールされています。

reordercap -v
reordercap -h

これで、reordercapを使う準備が整いました！ 🎉

reordercapの基本的な使い方 ⚙️

reordercapの使い方は非常にシンプルです。基本的なコマンド構文は以下の通りです。

reordercap [オプション] <入力ファイル> <出力ファイル>

[オプション]: コマンドの動作を制御するためのオプションを指定します（後述）。省略可能です。
<入力ファイル>: 並べ替えたいパケットが含まれるキャプチャファイルを指定します。Wiresharkがサポートする多くの形式（pcap, pcapngなど）に対応しています。
<出力ファイル>: パケットをタイムスタンプ順に並べ替えた結果を保存する新しいファイル名を指定します。

簡単な実行例

例として、capture_disordered.pcapng という名前の、パケット順序が乱れている可能性のあるキャプチャファイルがあるとします。このファイルをタイムスタンプ順に並べ替えて、capture_reordered.pcapng という名前で保存したい場合、ターミナルで以下のコマンドを実行します。

reordercap capture_disordered.pcapng capture_reordered.pcapng

コマンドを実行すると、reordercapは capture_disordered.pcapng を読み込み、内部でパケットをタイムスタンプに基づいてソートし、その結果を capture_reordered.pcapng に書き出します。処理が完了すると、プロンプトが戻ってきます。特にメッセージが表示されなくても、エラーが出ていなければ成功です 👍。

処理にかかる時間は、入力ファイルのサイズやパケット数、そして実行するマシンの性能によって異なります。数メガバイト程度の小さなファイルであれば一瞬で終わりますが、ギガバイト単位の巨大なファイルの場合は、数分から数十分、あるいはそれ以上かかることもあります ⏳。

処理が完了したら、生成された capture_reordered.pcapng ファイルをWiresharkで開いてみましょう。元のファイル capture_disordered.pcapng と比較して、パケットの表示順が変わっているはずです（特に、タイムスタンプが前後していた箇所が修正されているはずです）。これにより、より正確なパケットシーケンスに基づいた分析が可能になります。

💡 ヒント: 入力ファイルと出力ファイルに同じ名前を指定することはできません。必ず異なるファイル名を指定してください。誤って元のファイルを上書きしないように注意しましょう。

reordercapのオプション解説 📜

reordercapは非常にシンプルなツールであり、利用できるオプションも多くありません。主に以下の2つのオプションがあります。

-n : 並べ替えずに診断情報を表示 (Don’t write output file)

このオプションを指定すると、reordercapは実際に出力ファイルへの書き込みを行わず、代わりに入力ファイル内のパケットがどの程度順序通りでないかという診断情報を標準エラー出力に表示します。

reordercap -n capture_disordered.pcapng dummy_output.pcapng

上記の例では、dummy_output.pcapng というファイル名は指定する必要がありますが、-n オプションがあるため実際にはこのファイルは作成されません（または空のファイルが作成される場合があります）。重要なのは、ターミナルに表示される診断情報です。

表示される情報には、OutOfOrder（順序不正）なパケットがいくつ見つかったかなどが含まれます。これにより、実際に並べ替え処理を実行する前に、そのキャプチャファイルが並べ替えを必要とする状態かどうかを判断するのに役立ちます。大規模なファイルを処理する前に、このオプションで確認するのは良い習慣かもしれません🧐。

例えば、以下のような出力が得られることがあります（バージョンや環境によって表示は異なります）。

reordercap: input file seems to be cut short in the middle of a packet
reordercap: 52 packets look like OutOfOrder

この例では、52個のパケットが順序不正である可能性が示唆されています。また、ファイルが途中で途切れている可能性も指摘されています。

-h : ヘルプ表示 (Help)

このオプションは、reordercapの簡単な使い方や利用可能なオプションの一覧を表示します。コマンドの構文を忘れた場合などに便利です。

reordercap -h

実行すると、以下のようなヘルプメッセージが表示されます（バージョンによって内容は若干異なります）。

Reordercap <version>
Reorder capture files by timestamp.
See https://www.wireshark.org for more information.

Usage: reordercap [options] <infile> <outfile>

Options:
  -n      don't write outfile, just print diagnostics.
  -h      display this help and exit.
  -v      print version information and exit.

オプションはこれだけです。非常にシンプルですね！ reordercapは特定の目的、つまりタイムスタンプによる並べ替えに特化したツールであることがわかります。

実践的なユースケース 🌐

reordercapは単にパケットを並べ替えるだけでなく、他のツールと組み合わせることで、より複雑なネットワーク解析シナリオで役立ちます。

1. パケットロスや遅延が多いネットワークの解析

不安定なネットワーク環境（例えば、無線LAN、長距離のWAN回線、輻輳が発生しているネットワークなど）では、パケットの順序が入れ替わることが頻繁に起こります。このような環境でキャプチャしたファイルをそのまま解析すると、TCPの再送やウィンドウ制御の挙動を誤解する可能性があります。

まず、reordercap を使ってパケットをタイムスタンプ順に並べ替えます。

reordercap unstable_capture.pcapng unstable_capture_reordered.pcapng

その後、並べ替えたファイル unstable_capture_reordered.pcapng をWiresharkで開きます。これにより、パケットが実際に到着した（であろう）順番で表示されるため、TCPエキスパート情報（Expert Information）などがより現実に即した警告や分析結果を示すようになります。例えば、[TCP Out-Of-Order] のような表示が減り、実際のパケットロスによる [TCP Retransmission] や [TCP Dup ACK] などがより明確になる可能性があります。これにより、問題が単なる順序の入れ替わりなのか、それとも実際のパケットロスなのかを区別しやすくなります🔍。

2. 複数インターフェースからの同時キャプチャファイルの結合と並べ替え

ルーターやファイアウォール、あるいは複数のネットワークカードを持つサーバーなどで、複数のインターフェースを同時にキャプチャすることがあります。例えば、インターフェースAで受信したパケットとインターフェースBから送信したパケットを別々にキャプチャしたとします（capture_if_a.pcapng, capture_if_b.pcapng）。

これらのファイルを時系列に沿って一つのファイルにまとめたい場合、まずWiresharkスイートの別のツールである mergecap を使用してファイルを結合します。mergecap は、複数のキャプチャファイルをタイムスタンプに基づいてマージします。

mergecap -w merged_capture.pcapng capture_if_a.pcapng capture_if_b.pcapng

しかし、mergecap はファイルを結合する際に、各ファイル内のパケット順序は保持しようとしますが、ファイル間での厳密なタイムスタンプ順のソートは行わない場合があります。また、キャプチャ時のわずかなタイミングのずれにより、結合後のファイルでも依然としてパケットの順序がわずかに乱れている可能性があります。

そこで、mergecap で結合したファイルに対して、さらに reordercap を適用することで、より厳密にタイムスタンプ順に並べ替えることができます。

reordercap merged_capture.pcapng merged_capture_reordered.pcapng

これにより、複数のインターフェースからのトラフィックを、時間軸に沿って正確に統合した単一のキャプチャファイルを作成でき、デバイスを通過するトラフィック全体の流れをより正確に追跡・分析することが可能になります📈。

3. 順序が乱れたTCPセッションの再構築支援

Wiresharkには、TCPストリームを追跡（Follow TCP Stream）する機能があります。これは、特定のTCPセッションのペイロードデータを再構築し、例えばHTTPリクエストとレスポンス全体や、ファイル転送の内容などを分かりやすく表示する機能です。

しかし、キャプチャファイル内でTCPセグメントの順序が大幅に乱れていると、Wiresharkがストリームを正しく再構築できない場合があります。データが欠落しているように見えたり、文字化けしたように表示されたりすることがあります。

このような場合、まず reordercap を使ってキャプチャファイルを並べ替えることで、TCPセグメントがより正しい順序に近づきます。

reordercap disordered_tcp.pcapng reordered_tcp.pcapng

その後、並べ替えたファイル reordered_tcp.pcapng をWiresharkで開き、再度TCPストリーム追跡機能を使ってみてください。以前よりも正確にセッションの内容が再構築される可能性が高まります。これにより、アプリケーションレベルでの通信内容の確認やデバッグが容易になります✅。

4. キャプチャパフォーマンス問題の診断補助

もし、reordercap -n を実行した際に、非常に多くの OutOfOrder パケットが報告される場合、それはネットワーク自体に問題がある可能性の他に、パケットキャプチャを行っているシステム自体にパフォーマンスの問題がある可能性を示唆しているかもしれません。

例えば、キャプチャを実行しているマシンのCPU負荷が高すぎる、ディスクI/Oが追いついていない、キャプチャに使用しているライブラリやドライバに問題がある、などの理由で、パケットの取り込みが遅延し、結果的にファイル内での順序が乱れることがあります。

reordercap -n の結果が常に多数の順序不正を示す場合は、キャプチャ環境（ハードウェアスペック、OS設定、キャプチャソフトウェアの設定など）を見直すきっかけになるかもしれません🤔。

注意点とトラブルシューティング ⚠️

reordercapは便利なツールですが、利用にあたっていくつか注意すべき点があります。

1. 処理時間とメモリ使用量

reordercapは、入力ファイル全体を読み込み、メモリ上でパケットのタイムスタンプ情報を比較して並べ替えを行うと考えられます（内部実装の詳細によります）。そのため、入力するキャプチャファイルが非常に大きい場合（数ギガバイト以上）、処理にかなりの時間がかかることがあります⏳。また、同時に多くのメモリを消費する可能性があります。

メモリが不足すると、処理速度が極端に低下したり、最悪の場合、処理が失敗したりする可能性もあります。巨大なファイルを処理する場合は、十分な空きメモリがあるマシンで実行するか、ファイルを分割してから処理するなどの工夫が必要になるかもしれません。

注意: 巨大なファイルを処理する際は、システムのメモリ使用量を監視しながら実行することをお勧めします。

2. タイムスタンプの精度への依存

reordercapは、パケットヘッダに含まれるタイムスタンプ情報のみに基づいて並べ替えを行います。このタイムスタンプは、パケットをキャプチャしたシステムが付与するものです。もし、キャプチャした際のタイムスタンプの精度が低い場合や、タイムスタンプ自体が不正確な場合（例えば、システムの時計が大きくずれている場合など）、reordercapによる並べ替え結果も不正確になる可能性があります。

また、非常に短い時間間隔で大量のパケットが到着するような高速ネットワークでは、キャプチャ時のタイムスタンプの分解能（例: マイクロ秒、ナノ秒）によっては、本来順序が異なるはずのパケットが同じタイムスタンプを持ってしまう可能性があります。この場合、同じタイムスタンプを持つパケット間の順序は、reordercapを実行しても保持されるか、あるいは不定となる可能性があります。

3. 入力ファイル形式

reordercapは、Wiresharkが読み込み可能な多くのキャプチャファイル形式（libpcap形式の.pcapや、pcapng形式の.pcapngなど）に対応しています。しかし、特殊な形式や破損したファイルを入力した場合、正しく処理できない可能性があります。もしエラーが発生する場合は、入力ファイルが正常なキャプチャファイルであるか、Wiresharkで開けるかなどを確認してみてください。

4. エラーメッセージと対処法

reordercap実行中に問題が発生すると、エラーメッセージが表示されることがあります。よくあるエラーとその対処法をいくつか挙げます。

reordercap: Can't open <入力ファイル名>: No such file or directory
指定した入力ファイルが存在しないか、パスが間違っています。ファイル名とパスを確認してください。
reordercap: Can't open <出力ファイル名> for writing: Permission denied
出力ファイルを指定した場所に書き込む権限がありません。書き込み可能なディレクトリを指定するか、権限を変更してください。
reordercap: The input file has a different encapsulation type (xxx) from the first input file (yyy).
（これは主にmergecapなどで発生しますが、関連ツールとして）複数のファイルを扱おうとした際に、ファイルのリンク層タイプが異なると発生することがあります。editcap -T <type> などで統一する必要があるかもしれません。reordercap自体は通常単一の入力ファイルを扱うため、このエラーは直接的には稀ですが、破損ファイルの可能性はあります。
reordercap: Out of memory.
処理に必要なメモリが不足しています。よりメモリの多いマシンで実行するか、入力ファイルを分割して処理することを検討してください。
reordercap: The file "<入力ファイル名>" appears to be damaged or corrupt. (pcap: File has xxx-byte packet header, bigger than maximum 65535)
入力ファイルが破損している可能性があります。別のツールで修復を試みるか、再度キャプチャが必要かもしれません。

エラーメッセージが表示された場合は、その内容をよく読み、原因に応じた対処を行ってください。

まとめ ✨

この記事では、Wiresharkスイートに含まれるコマンドラインツール reordercap について、その役割、使い方、オプション、実践的なユースケース、そして注意点を詳しく解説しました。

reordercapは、ネットワークキャプチャファイル内のパケットをタイムスタンプに基づいて時系列順に並べ替えるためのシンプルながら強力なツールです。ネットワークの特性やキャプチャ環境の問題によりパケットの順序が乱れたファイルを修正することで、以下のようなメリットがあります。

✅ Wiresharkでの表示や分析がより現実に即したものになる。
✅ TCPセッションの解析（再送、順序不正、ウィンドウ制御など）の精度が向上する。
✅ TCPストリーム追跡機能によるアプリケーションデータの再構築が改善される可能性がある。
✅ 複数のキャプチャファイルをmergecapで結合した後、さらに厳密な時系列順に整理できる。

特に、不安定なネットワーク環境でのトラブルシューティングや、複数のインターフェースからの同時キャプチャデータを扱う際に、reordercapは欠かせないツールの一つと言えるでしょう。

一方で、巨大なファイルの処理には時間とメモリが必要となる点や、タイムスタンプの精度に依存する点には注意が必要です。-n オプションを活用して、処理前に順序不正の状況を確認するのも良い方法です。

reordercapは、Wiresharkや、同じくWiresharkスイートに含まれるmergecap（ファイル結合）、editcap（ファイル編集）、tshark（コマンドライン版Wireshark）といった他のツールと連携させることで、その真価を発揮します。これらのツールを組み合わせることで、より高度で効率的なパケット解析ワークフローを構築できます。

ネットワーク解析の精度を一段階引き上げるために、ぜひ reordercap を活用してみてください！ 💪

参考情報 📚

この記事を作成するにあたり、以下の情報を参考にしました。

Wireshark Documentation – reordercap: Wireshark公式のreordercapに関する説明ページです。
https://www.wireshark.org/docs/man-pages/reordercap.html
Kali Linux Tools – Wireshark (including reordercap): Kali LinuxにおけるWiresharkツールの概要ページです。reordercapも含まれています。
https://www.kali.org/tools/wireshark/