JP2004343215A - Traffic monitor analysis method and system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、DiffservをサポートするMPLS網のトラヒック監視解析方法及びトラヒック監視解析システムに関し、特に、LSPの要求帯域変更が輻輳時のトラヒック品質に与える効果を解析することが可能なトラヒック監視解析方法及びトラヒック監視解析システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
MPLS(Multi−Protocol Label Switcing/非特許文献1参照)は、データリンクヘッダとIPパケットヘッダの間に固定長のShimヘッダを付与し、Shimヘッダ内に付与されたラベル情報に基づいてパケットを高速に転送する技術である。このパケット転送経路であるLSP(Label Switched Path)として、該LSPが通過する各リンクで要求帯域以上の空帯域がある経路をCR−LDP(Constraint−based Routed Label Distribution Protocol/非特許文献2参照)やRSVP−TE(Resource Reservation Protocol Traffic Engineering/非特許文献3参照)等のシグナリングプロトコルを用いて、明示的に設定・制御することが可能である(非特許文献4参照)。
【0003】
MPLSにおいても、Shimヘッダ内のEXPフィールド値を用いることにより、Diffserv(Differentiated Services/非特許文献5参照)、すなわち、IPパケットヘッダに記入されたコード(DSコードポイント)にしたがってクラス別に定義されるトラヒック制御(PHB:Per Hop Behavior)と同様な制御を実現することが可能である(非特許文献6参照)。
【0004】
このDSコードポインタによって識別されるクラスにはEF(Expedited Forwarding/非特許文献7参照),AF(Assured Forwarding/非特許文献8参照)及びBE(Best Effort)がある。
【0005】
EFクラスは、専用線的サービスを実現するためのクラスで、中継ノードは流入するトラヒックレートより多くのサービスレートを割り当て、EFパケットが収容されるキューの出力優先度を最優先とすることで、遅延・パケット廃棄確率・ジッターの低い専用線的サービスを実現する。通常、EFクラスの網への流入トラヒックはエッジノードで厳密に制限される。
【0006】
AFクラスは、最低帯域保証的サービスを実現するためのクラスで、LSPの要求帯域からEFトラヒックを差し引いた余剰帯域が最低保証帯域となる。また、網の空帯域を有効利用するため、送信側エッジノードの出力リンクに空帯域があれば、最低保証帯域以上のパケットを網内に流入されることが許される。その際、AFパケットに違反を示す違反マークを付与でき、網内で輻輳が生じた場合、違反マークがあるパケットが優先的に廃棄される。
【0007】
BEクラスは、最善努力型であり、可能な限り届けるように努力するが、何も保証されないクラスである。
【0008】
図8は、上記に示した運用方法にしたがったDiffservをサポートしたMPLS網の構成図を示す。MPLS網1000は、エッジノード2000、2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007とコアノード3000,3001,3002,3003とから構成される。各エッジノード2000〜2006には、網事業者の顧客のネットワークであるカスタマ網4000,4010,4020,4001,4011,4021,4030が接続されている。図8では、カスタマ網4000,4010,4020からカスタマ網4001,4011,4021へ要求される帯域が利用可能なパケット転送経路LSPとしてLSP0,LSP1,LSP2が、CR−LDPやRSVP−TE等のシグナリングプロトコル等によって設定されたことを示している。同様に、カスタマ網4000からカスタマ網4030へ要求される帯域が利用可能なパケット転送経路としてLSP3が設定されている。なお、LSPは片方向ずつ設定されるため、図ではLSPの方向が矢印で表されている。
【0009】
本願では、上記に示したDiffservをサポートしたMPLS網を対象としたトラヒック監視解析方法及びシステムに関するものである。MPLS網は以下の運用方法にしたがっていると仮定する。すなわち、MPLS網では、LSPを利用する顧客とMPLS網を提供する網事業者との間ではLSPの要求帯域(すなわちLSP保証帯域)、及び、当該LSPを通して網内へ流入するEF保証帯域について契約が交わされている。また、各LSPはLSP要求帯域を収容可能な経路上に設定される。さらに、MPLS網内のエッジルータ及びコアルータは以下のような制御を行う。
【0010】
[エッジルータ]
MPLS網へ流入するIPパケットをEF,AF,BEの3種類のクラスに分類する。このとき、AFクラスは任意の条件を満たすTCPパケットとする。EFクラス流入レートがEF保証帯域を超過した場合はEFパケットを強制的に廃棄する。AFクラス/EFクラスの合計流入レートがLSP保証帯域を超過した場合は網空域有効利用のため、AFパケットにマーキングを行い流入を許す。LSP保証帯域からEFトラヒックが消費した帯域を控除した帯域がAF最低保証帯域となる。以下ではマーク無/マーク有AFパケットをAFin/AFoutパケットと呼ぶ。
【0011】
[コア/エッジルータ]
クラス別出力バッファを持ち、EF>AF>BEの優先順序でサービスする。AFバッファでは輻輳時にLSPのAF最低保証帯域を確保するRIO(RED with In/Out 非特許文献9参照)と呼ばれる廃棄方式を用いる。図9のグラフに示すように、RIOではキュー長に応じてAF違反パケット廃棄確率ρout、AF適合パケット破棄確率ρinを個別に決定し、該廃棄確率にしたがって、該AFクラスのパケットを廃棄する。また、図9のグラフに示すように、AFoutが優先的に廃棄される。MPLS網では、リンクを通過するLSPの保証帯域の合計はリンク帯域以下でありAF適合パケットを廃棄することはないとする。
【0012】
図10にDiffservをサポートしたMPLS網におけるパケット交換ノード5000の構成図を示す。パケット交換ノード5000は図8におけるエッジノード2000,2001,2002,2003,2004,2005,2006,2007及びコアノード3000,3001,3002,3003の基本構成である。
【0013】
パケット交換ノード5000は、LSPの制御を行うLSP制御部5100と、パケットの制御を行うパケット制御部5200とから構成されている。
【0014】
LSP制御部5100は、LSP制御メッセージ処理部5500、リソース情報管理部5300、LSP情報管理部5400から構成されている。
【0015】
LSP制御メッセージ処理部5500は、CR−LDPやRSVP−TE等のシグナリングプロトコルを用いて、LSPの設定要求・解除要求のメッセージを、隣接ノード間で送信受信するとともに、LSPの設定要求・解除要求のメッセージを受け取るたびに、リソース情報管理部5300・LSP情報管理部5400に対して、LSPの要求帯域の予約/解放、LSPのスイッチング情報の設定・解除を依頼する。
【0016】
リソース情報管理部5300は、各出力インタフェースにおける最大出力帯域や設定された各LSPの要求帯域値を管理しており、上記LSP制御メッセージ処理部5500の依頼にしたがい、LSPに関する要求帯域の予約/解放を行う。
【0017】
LSP情報管理部5400は、LSP毎のパケットのスイッチング情報を管理しており、LSP制御メッセージ処理部5500の依頼にしたがい、LSPのスイッチング情報の設定・解除を行う。スイッチング情報はLSPを中継するコアノードとLSPの起点又は終点であるエッジノードで異なる。コアルータの場合、LSP毎にパケット交換ノードへ入力される入力パケットの入力ラベル値、入力インタフェースの識別番号、該パケットを出力する際に更新される出力ラベル値、出力インタフェース識別番号が管理されている。LSPの起点である入力エッジルータの場合、LSPへ入力すべきIPパケットの分類条件、該パケットを出力する際に付与される出力ラベル値、EXPフィールドに付与するクラス値が管理される。なお、AFクラスのIPパケットヘッダに付与されているAFクラスの違反を意味するマーキングはEXPフィールドにそのまま継承される。LSPの終点である出力エッジルータの場合、LSPを通してパケット交換ノードへ入力される入力パケットの入力ラベル値、入力インタフェース識別番号、該パケットを出力する出力インタフェース識別番号が管理されている。スイッチング情報は、上記LSP制御メッセージ処理部5500より書込・削除が依頼される。
【0018】
パケット制御部5200は、入力インタフェース毎にある入力インタフェース処理部5700,5701,5702と、パケットスイッチ部5600と、出力インタフェース毎にある出力インタフェース処理部5800,5801,5802とから構成される。入力インタフェースから入ってきたパケットは入力インタフェース処理部5700〜5702によって一定の処理が行われた後、パケットスイッチ部5600によってLSP情報管理部5400の情報にしたがって該パケットのLSPの出力ラベル付与あるいは更新が行われ、適正な出力インタフェースの出力インタフェース処理部5800〜5802へスイッチされ、出力インタフェース処理部5800〜5802で一定の処理が行われた後に出力される。
【0019】
入力インタフェース処理部5700は、ラベルの付与されていないIPパケットが入力される入力エッジノードでは一定の処理が行われるが、コアノードでは何も行わない。入力エッジノードの入力インタフェース処理部5700は、LSP毎のトラヒック調整情報を保持しており、IPパケットが到着する毎にIPパケットヘッダに記された送受信IPアドレスや送受信ポート番号等から、該IPパケットに対して、どのLSPのトラヒック調整部を適用すべきかを判断し、EFクラスのIPパケットについては、LSPへのEFトラヒック流入レートがカスタマ網と網事業者の間で契約を交わしたEFクラスの最大保証帯域を超過する場合には、EFパケットを破棄して最大保証帯域以下となるように調整を行う。AFクラスのパケットについては、調整後のEFパケット及びAFクラスのパケットの流入トラヒックレートがカスタマ網と網地業者の間で契約したLSP要求帯域を超過する場合に、IPパケットヘッダに対して違反を意味するDSコードポイントのマーキングを行う。
【0020】
図11に出力インタフェース処理部5800の構成図を示す。出力インタフェース処理部5800は、キュー選択部5810、パケット廃棄処理部5820、出力キュー管理部5830、スケジューリング管理部5840から構成される。
【0021】
出力キュー管理部5830は、クラス毎の複数の出力キューを管理している。すなわち、図11に示すように、EF用出力キュー5831、AF用出力キュー5832,BE用出力キュー5833を管理している。
【0022】
スケジューリング管理部5840では、各出力キューのパケットの出力サービス順序の規律を管理しており、例えば、EF用出力キュー5831,AF用出力キュー5832,BE用出力キュー5833の順に固定優先で出力サービスを行う。
【0023】
キュー選択部5810は、ラベル付パケットが到着する毎に、該パケットのEXP値からクラスを読み取り、該パケットが出力キュー管理部5830で用意された複数の出力キューのうち、どのキューに入れるべきかを判断する。
【0024】
パケット廃棄処理部5820は、キュー選択部5810でパケットの出力キューにAF用出力キュー5832を選択した際に、RIOにしたがいキュー長が輻輳検出の閾値を超えており輻輳状態と判定した場合にキュー長に応じてパケット廃棄確率を決定し、該廃棄確率にしたがって、該AFクラスのパケットを廃棄する。
【0025】
【非特許文献1】
E. Rosen、他2名、”Multiprotocol Label Switching Architecture”、[online]、平成13年1月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3031.txt>
【非特許文献2】
B. Jamoussi、他13名、”Constraint−Based LSP Setup using LDP”、[online]、平成14年1月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3212.txt>
【非特許文献3】
D. Awduche、他5名、”RSVP−TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels”、[online]、平成13年12月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3209.txt>
【非特許文献4】
D. Awduche、他4名、”Requirements for Traffic Engineering Over MPLS”、[online]、平成11年9月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc2702.txt>
【非特許文献5】
S. Blake、他5名、”An Architecture for Differentiated Service”、[online]、平成10年12月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc2475.txt>
【非特許文献6】
F. Le Faucheur、他7名、”Multi−Protocol Label Switching (MPLS) Support of Differentiated Services”、[online]、平成14年5月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc3270.txt>
【非特許文献7】
V. Jacobson、他2名、”An Expedited Forwarding PHB”、[online]、平成11年6月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc2598.txt>
【非特許文献8】
J. Heinanen、他3名、”Assured Forwarding PHB Group”、[online]、平成11年6月、IETF、[平成15年5月8日検索]、インターネット<URL:http://www.ietf.org/rfc/rfc2597.txt>
【非特許文献9】
D. Clark、他1名、”Explicit Allocation of Best Effort Packet Delivery Service”、IEEE/ACM Trans. on Networking、Vol.6、No.4、pp.362−373、平成10年8月
【非特許文献10】
恒川健司、”DiffservをサポートしたMPLS網における公平なAFクラス帯域分配法”、情報ネットワーク(IN)信学技法、Vol.102、No.694、平成15年3月
【非特許文献11】
J. Padhye、他3名、”Modeling TCP Reno Performance: A Simple Moldel and Its Empirical Validation”、IEEE/ACM Trans. on Networking、Vol.8、No.2、平成12年4月
【0026】
【発明が解決しようとする課題】
LSPを利用する顧客とMPLS網を提供する網事業者との間で契約を交わしたLSP要求帯域(すなわちLSP保証帯域)及びEF最大保証帯域は、輻輳時の保証帯域を契約するものである。従来技術で示したように、EF最大保証帯域はLSP要求帯域以内であり、各LSP要求帯域の合計値がリンク帯域以下であるので、スケジューリングの優先度の最も高いEFバッファが輻輳することはない。
【0027】
一方、AFクラスはAF最大保証帯域以上を流入させることが可能であり、AFクラスバッファが輻輳することはあり得る。このAF最大保証帯域は、網事業者と交わしたLSP要求帯域からEFトラヒック流入レートを差し引いた帯域値であり、任意のTCPパケットをAFクラスとするDiffservをサポートしたMPLS網においては、網事業者と交わしたLSP要求帯域は、輻輳時のLSPのTCPコネクションのスループットに影響を及ぼす。
【0028】
具体的には、従来技術で示したように、任意のTCPパケットをAFクラスとするDiffservをサポートしたMPLS網内ルータでAFクラスの出力バッファのキュー長がRIOで定義されたAFoutパケット廃棄開始閾値(min_out)を超過すると、違反マークを施されたAFoutパケットがキュー長にしたがって定まるパケット廃棄確率ρにしたがい優先的に廃棄される。TCPはコネクション毎に被るパケット廃棄確率が多くなるにしたがい、スループットを低下させる輻輳制御を行っている。パケット廃棄率はTCPコネクションに流れるAFパケットにしめるAFoutパケットの割合、つまり、出力インタフェースへ流入するLSPのAFin帯域とAFout帯域の和(AF帯域)に対するAFout帯域の割合が少ないほど低い。輻輳時のLSPのAFin帯域は、AFトラヒック最低保証帯域と等しくなる。AFトラヒック最低保証帯域はLSP要求帯域からEFトラヒック流入レートを差し引いた帯域であるため、多くのLSP要求帯域を契約することによって、パケット廃棄率を低減させ、輻輳時のTCPコネクションのスループットを向上させることができる。
【0029】
したがって、顧客が網事業者に対価を支払ってLSP要求帯域の契約を行うことは、すなわち、輻輳時に保証されるLSPのAFトラヒック最低保証帯域を購入し、輻輳時のAFクラスのTCPコネクションのスループット低下を低減する行為であるとも言える。したがって、網事業者は、顧客へのLSP要求帯域の効果的な販売を促進するために、LSP要求帯域増設による輻輳時のAFクラスのTCPコネクションのスループットの向上効果を定量的に顧客に示す必要があると考えられる。
【0030】
しかしながら、輻輳AFバッファを共有するLSP間のAFクラスに収容されるTCPフロー数比及び各LSPのAF最低保証帯域が、LSPに割り当てられるAFout帯域に影響を与えることが報告されており(非特許文献10参照)、LSP要求帯域増設によるAFクラスのTCPコネクションのスループット向上効果を評価することは困難である。このため、従来このような効果を評価する方法及びシステムがなかった。
【0031】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、LSP要求帯域が輻輳時のAFトラヒックのスループット向上に与える効果を評価できるトラヒック監視解析方法及びシステムを提供することにある。
【0032】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願では、DiffservをサポートするMPLS網におけるトラヒック監視解析方法であって、MPLS網内の各パケット交換ノードは、定期的且つLSP毎に各出力インタフェースにおけるトラヒックを測定し、各パケット交換ノードと所定の管理用ネットワークを介して接続するトラヒック監視解析装置は、前記トラヒック情報を各パケット交換ノードから受信してトラヒック情報蓄積手段に記憶しておき、各パケット交換ノードの出力インタフェースの出力AFバッファが輻輳した際に該出力AFバッファを共有している全て(i本)のLSPについてのトラヒック情報を用いて、特定のLSPjについて記録されたトラヒック情報を前記トラヒック情報蓄積手段から検索し、該トラヒック情報に含まれる該LSPjのTCPコネクションのスループットに対する、出力AFバッファを共有する他のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を解析する品質解析処理を行い、輻輳時の特定LSPjのTCPコネクションのスループット低下の影響が他のLSPi(i≠j)より大きいと前記品質解析処理で判断されたトラヒック情報を抽出し、抽出されたトラヒック情報を用いて、該特定LSPjの要求帯域を所望の値に変更した際の、変更前に対する変更後の該特定LSPjのTCPコネクションのスループットの変化率Ratio_myself、及び、変更後における特定LSPjのTCPコネクションのスループットに対する他のLSPiのTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を予測する品質予測処理を行うことを特徴とするものを提案する。
【0033】
本発明によれば、出力AFバッファに輻輳が生じた際の、特定のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットに対する、他のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットの倍率を評価すること、特定のLSPの要求帯域を変更することによるスループット変化率及び他のLSPに対するスループットの倍率を評価することが可能となる。これにより、LSP要求帯域を変更することによるLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループット向上の効果を、輻輳AFバッファを共有するLSP間のAFクラスに収容されるTCPフロー数比及び各LSPのAF最低保証帯域を考慮して評価することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態に係るトラヒック監視解析方法及びシステムについて図面を参照して説明する。
【0035】
図1は、本実施形態に係るトラヒック監視装置を備えたパケット交換ノード15000の構成図である。パケット交換ノード15000は、LSPの制御を行うLSP制御部15100と、パケットの制御を行うパケット制御部15200と、トラヒック監視装置15900から構成されている。LSP制御部15100の構成及び機能は、図10に示した従来のLSP制御部5100と同じなので、ここでは説明は省略する。
【0036】
パケット制御部15200は、入力インタフェース毎にある入力インタフェース処理部15700,15701,15702と、パケットスイッチ部15400と、出力インタフェース毎にある出力インタフェース処理部15800,15801,15802とから構成される。入力インタフェース処理部157000〜15702及びパケットスイッチ部154000の機能は、図10に示した従来の入力インタフェース処理部5700〜5703及びパケットスイッチ部5600と同じなので、ここでは説明は省略する。
【0037】
図2にパケット交換ノード15000の出力インタフェース処理部15800の構成図を示す。出力インタフェース処理部15800は、キュー選択部15810と、パケット廃棄処理部15820と、出力キュー管理部15830と、スケジューリング管理部15840と、LSP毎にトラヒックを測定するトラヒック測定部15870から構成される。キュー選択部15810,パケット廃棄処理部15820,出力キュー管理部15830、スケジューリング管理部15840の機能は、それぞれ図10に示した従来の出力インタフェース処理部5800のキュー選択部5810、パケット廃棄処理部5820、出力キュー管理部5830、スケジューリング管理部5840と同じなので、ここでは説明は省略する。
【0038】
トラヒック測定部15870は、図3に示すトラヒック情報15879を有している。トラヒック情報15879は、パケット交換ノードを一意に識別する出力インタフェース識別子15879−1と、パケット交換ノードにおいて出力インタフェースを一意に識別する出力インタフェース識別子15879−2と、出力インタフェースに接続されたリンクの帯域幅である出力リンク帯域15879−3と、トラヒックを測定した日時であるトラヒック測定日時15879−4と、トラヒック情報テーブル15871とから構成される。トラヒック情報テーブル15871は、測定される出力ラベル値15871−2と、EFトラヒック15871−3と、AFinトラヒック15871−4と、AFoutトラヒック15871−5の列から構成される。
【0039】
トラヒック測定部15870は、トラヒック監視装置15900からトラヒック測定周期・トラヒック測定期間等の指示を受けると、指示されたトラヒック測定期間において出力インタフェース処理部15800へ入力されるパケットの出力ラベル、該パケットに付与されているEXP値を読み取る。そして、トラヒック測定日時15879−4の欄にトラヒック測定日時を記録し、出力ラベル値毎にEFパケット・AFパケット・AF違反パケットの単位時間当たりのEFトラヒック,AFトラヒック,AF違反トラヒックを指示された測定周期で測定し、それぞれ出力ラベル値毎に出力ラベル値15871−2の行のEFトラヒック15871−3・AFトラヒック15871−4・AF違反トラヒック15871−5の列に記録する。また、トラヒック測定部15870は、トラヒック情報を記録した際に、パケット廃棄処理部15820においてAFバッファのキュー長が輻輳検出の閾値を超えて輻輳状態と判定されていたとき、パケット交換ノード識別子15879−1、出力インタフェース識別子15879−2の欄にパケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子を記録してトラヒック監視装置15900へ通知する。
【0040】
図1のトラヒック監視装置15900は、出力インタフェース部15800〜15802から通知されるトラヒック情報15879をトラヒック情報蓄積部15910に蓄積する。
【0041】
トラヒック監視装置15900は、管理用ネットワーク30000に接続されており、図4に示す管理用ネットワーク30000に接続されたトラヒック解析装置20000からトラヒック測定を行う出力インタフェース識別子・トラヒック測定期間・トラヒック測定周期の指示を受ける。トラヒック監視装置15900は、トラヒック解析装置20000からの指示を受けると、指示されたトラヒック測定期間及びトラヒック測定周期でトラヒック測定するように、指示された出力インタフェース識別子を有する出力インタフェース15800〜15802に対して指示を出す。また、トラヒック監視装置15900は、トラヒック解析装置から指示されたタイミングで、トラヒック情報蓄積部15910に蓄積されたトラヒック情報を、管理用ネットワーク30000を介してトラヒック解析装置20000へ送付する。
【0042】
図4は本実施の形態に係るトラヒック解析装置の構成図である。このトラヒック解析装置20000は、図4に示すように、制御部20050と、入出力部20060と、トラヒック監視部22000と、品質予測部23000と、品質解析部24000と、トラヒック情報管理部25000と、顧客情報管理部26000と、通信処理制御部20070とから構成され、管理用ネットワーク30000に接続されている。
【0043】
制御部20050は、入出力部20060から入力される処理要求内容に応じて、入出力部20060、トラヒック監視部22000、品質予測部23000、品質解析部24000、トラヒック情報管理部25000、顧客情報管理部26000及び通信処理制御部20070を制御する。
【0044】
入出力部20060は、キーボード等の入力装置から各種情報の入力するとともに、ディスプレイ等の出力装置へ各種情報を出力する。
【0045】
トラヒック監視部22000は、所望する任意のパケット交換ノード15000へ、所望する任意の出力インタフェースについて、所望する任意の期間(トラヒック測定期間)に、所望する任意の測定周期(トラヒック測定周期)でトラヒック監視するよう要求するトラヒック監視要求を、管理用ネットワーク30000を介して対象となるパケット交換ノード15000へ要求する。
【0046】
品質管理部24000は、トラヒック情報管理部25000で管理されているトラヒック情報25110を基に、ある特定の顧客のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットに対する、該顧客のLSPと輻輳AFバッファを共有していた他の顧客の各LSPのTCPコネクションのスループットの倍率を評価する。
【0047】
品質予測部23000は、トラヒック情報管理部25000で管理されているトラヒック情報25110を基に、トラヒック情報25110が記録された輻輳時のある特定の顧客のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットについて、「該顧客のLSP要求帯域を変更した場合にスループットがどれくらい変化するか」を示す変化率を予測する。また、品質予測部23000は、「該顧客のLSP要求帯域を変更した場合の、該顧客のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットに対する、該顧客のLSPと輻輳AFバッファを共有していた他の顧客の各LSPのTCPコネクションのスループットの倍率」を予測する。
【0048】
トラヒック情報管理部25000は、パケット交換ノードにあるトラヒック監視装置からネットワーク管理網を介して送付されたトラヒック情報25110を蓄積するトラヒック情報蓄積部25100を有する。トラヒック情報25110の詳細は図3で説明したトラヒック情報15879と同じである。以降の説明では図3に示したトラヒック情報15879を用いる。トラヒック情報管理部25000は、トラヒック情報蓄積部25100に蓄積された複数のトラヒック情報15879の中からパケット交換ノード識別子15879−1、出力インタフェース識別子15879−2、トラヒック測定日時15879−4、出力ラベル番号15871−2に関して作成された論理条件式に合致するトラヒック情報を検索・抽出する機能を有する。
【0049】
顧客情報管理部26000は、顧客情報26110を蓄積する顧客情報蓄積部26100を有する。図5に顧客情報26110の詳細を示す。顧客情報26110は、MPLS網で設定されているLSP毎に作成されており、LSPのユーザである顧客を一意に識別する顧客ID26110−1と、網事業者と顧客との間で契約されたLSP要求帯域26110−2と、該LSPにおけるEF最大保証帯域26110−3と、LSP経路情報テーブル26115とから構成される。LSP経路情報テーブル26115は、パケット交換ノード識別子の列26115−1、出力インタフェース識別子の列26115−2、出力ラベル値の列26115−3から構成され、LSP経路情報テーブル26115の各行にはLSPの始点のパケット交換ノードから終点のパケット交換ノードまでの各パケット交換機について、各パケット交換ノードの識別子、該パケット交換ノードにおいてLSPのパケットが出力されるインタフェースの識別子、該パケット交換ノードからLSPのパケットが出力される際の出力ラベル値が、同一行のパケット交換ノード識別子の列2611−1、出力インタフェース識別子の列26115−2、出力ラベル値の列26115−3に記録されている。顧客情報管理部26000は、顧客情報蓄積部26100に蓄積された複数の顧客情報26110の中から、パケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子、出力ラベル値、顧客IDに関して作成された論理条件式に合致する顧客情報を検索する機能を有する。
【0050】
通信処理制御部20070は、管理用ネットワーク30000を介して、パケット交換ノードと通信するための通信処理制御を行う。
【0051】
本実施形態に係るトラヒック解析装置20000は、顧客情報管理部26000に蓄積されている顧客情報26110、トラヒック情報管理部25000に蓄積されているトラヒック情報25110(図3のトラヒック情報15879と同じ構造)を用いて、ある特定の顧客が使用しているLSPについて、AFバッファ輻輳に遭遇した際のAFクラスのTCPコネクションのスループットを、該AFバッファを共有する他の顧客のLSPのTCPコネクションのスループットと比較評価する品質解析処理が可能である。以下に、この品質解析処理の詳細を図6の品質解析処理フローを参照して説明する。
【0052】
品質解析処理を開始すると(ステップS100)、入出力部20060より、ある特定の顧客を一意に識別する顧客IDとともに品質解析処理命令が入力され、制御部20050へ通知される(ステップS110)。
【0053】
通知を受けた制御部20050は、入力された顧客IDと一致する顧客情報26110の検索を顧客情報管理部26000へ依頼する。検索依頼を受けた顧客情報管理部26000は、依頼に係る顧客IDと一致した顧客情報26110を全て制御部20050へ応答する(ステップS120)。
【0054】
顧客情報26110の応答を受けた制御部20050は、該顧客情報26110とともに、該顧客のLSPが通過するパケット交換ノードの出力インタフェースで測定されたトラヒック情報25110の検索を、トラヒック情報管理部25000へ依頼する。
【0055】
トラヒック情報の検索依頼を受けたトラヒック情報管理部25000は、該検索依頼とともに受信した各顧客情報26110のLSP経路情報テーブル26115の各行に記載されているパケット交換ノード識別子及び出力インタフェース識別子から該顧客のLSPが通過するパケット交換ノードの出力インタフェースを特定し、該出力インタフェースで測定されたトラヒック情報25100を制御部へ応答する。ここで、応答の際には、トラヒック情報25110(図3のトラヒック情報15879と同じ構造)のトラヒック情報テーブル15871の中で、いずれの出力ラベル値の行が該顧客のLSPに関するものであることを示すために、事前に定められ且つ実際にラベル値としてあり得ない値(例えば−1等)に出力ラベルを変更するものとする。いずれの行が該顧客のLSPに関するものであるかは、各顧客情報26110のLSP経路情報テーブル26115の各行に、パケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子とともに記載されている出力ラベルから判定する(ステップS130)。
【0056】
トラヒック情報25110の応答を受けた制御部20050は、応答を受けた各トラヒック情報25110について、前記ステップS110で入力された顧客IDとともに該顧客のLSPのTCPコネクションのスループットの品質解析を品質解析部24000へ依頼する。
【0057】
品質解析の依頼を受けた品質解析部24000は、各トラヒック情報25110(図3のトラヒック情報15879と同じ構造)について、トラヒック情報テーブル15871のラベル値の列15871の値から、前記ステップS140で施された該顧客のLSPのトラヒック情報を示すラベル値(−1)の行を識別し、トラヒック情報テーブル15871の各行に記録されたLSPのトラヒック測定値(EFトラヒック、AFinトラヒック、AFoutトラヒック)から、該顧客のLSP(以下、LSPj)のTCPコネクションのスループットに対する、出力インタフェースの輻輳AFバッファを共有する他の顧客の各LSP(以下、LSPi(i≠j))のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を計算する(ステップS140)。
【0058】
このステップS140において、品質解析部24000が、トラヒック情報25110(図3のトラヒック情報15879と同じ構造)から、特定の顧客のLSPjのTCPコネクションのスループットに対して、出力インタフェースの輻輳AFバッファを共有する他のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を計算する方法を以下に示す。
【0059】
トラヒック情報15879にあるトラヒック情報テーブル15871の各行には、パケット交換ノード識別子15789−1及び出力インタフェース識別子15879−2で識別されるパケット交換ノードの出力インタフェースにおいて、AFバッファ輻輳時にトラヒック測定部15870で測定されたAFバッファを共有する各LSPの出力ラベル値及びトラヒック情報(EFトラヒック、AFinトラヒック、AFoutトラヒック)が各行の各列15871−2〜15871−5に記録されている。トラヒック情報テーブル15871の上からi行目のトラヒック情報をLSPiのトラヒック情報とし、LSPiのEFトラヒック15871−3、AFinトラヒック15871−4、AFoutトラヒック15871−5を、それぞれei,ai,biとする。トラヒック情報テーブル15871の上からj行目の出力ラベル情報に前記特定顧客のLSPを示すラベル値(−1)が付与されているとする。前記特定顧客のLSPはLSPjとして表され、LSPjのEFトラヒック15871−3、AFinトラヒック15871−4、AFoutトラヒック15871−5を、それぞれej,aj,bjとする。
【0060】
一般にTCPコネクションのスループットは、パケット廃棄確率の平方根に反比例することから(非特許文献11参照)、AFバッファ輻輳時にRIOによってAFoutパケットに適用されたパケット破棄確率をρとすると、特定顧客LSPjのTCPコネクションのスループットに対する、他の顧客のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)は、以下の式で表される。
【0061】
【数4】
【0062】
トラヒック情報テーブル15871の特定顧客のLSPjに関するj行目以外の各行について、式(1)を用いて、特定顧客LSPjのTCPコネクションのスループットに対する、他の顧客のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を評価する。倍率ri(i≠j)の値は、1より大きくなるにしたがって、他のLSPと比較して、輻輳による特定顧客のLSPのTCPコネクションのスループット低下への影響が大きいことを示している。
【0063】
特定顧客のLSP(以下LSPj)のTCPコネクションのスループットに対する、出力インタフェースの輻輳AFバッファを共有する他の顧客の各LSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)の最大値が、事前に定められた閾値を超えていたとき、すなわち、他の顧客のLSPと比較して、輻輳による該顧客のLSPのTCPコネクションのスループット低下の影響が大きいと判断された場合、品質解析部24000は、顧客ID、倍率ri(i≠j)の値とともにトラヒック情報25110を解析結果記憶部24500へ一時的に蓄積する(ステップS150)。制御部20050から依頼された全てのトラヒック情報25110について、前記ステップS140及びS150に示した品質解析処理を終えた品質解析部24000は、制御部20050に対して、品質解析処理終了を通知する。品質解析処理の終了通知を受けた制御部20050は処理を終了する(ステップS160)。以上が、図6に示した本発明の品質解析処理フローの説明である。
【0064】
本発明のトラヒック解析装置20000は、図6を参照して前述した品質解析処理フローにより、特定顧客のLSPのTCPコネクションのスループット低下への影響が大きいと判断され、品質解析結果記憶部24500に蓄積されているトラヒック情報を一つ選択し、そのトラヒック情報テーブル15871に記録されている特定顧客のLSPjの要求帯域を任意の値に変更した場合に、トラヒック情報テーブル15871の各行に記録されている各LSPの各トラヒック測定値であるEFトラヒック15871−3,AFinトラヒック15871−4、AFoutトラヒック15871−5の変更後の値を予測し、変更前の該顧客のLSPjのTCPコネクションのスループットに対する変更後の顧客のLSPjのTCPコネクションのスループット変化率Ratio_myselfの予測、変更後の該顧客のLSPjのTCPコネクションのスループットに対する他の顧客のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率r’i(i≠j)の予測を行う品質予測処理が可能である。この品質予測処理の詳細を図7の品質予測処理フローを参照して説明する。
【0065】
品質予測処理を開始すると(ステップS200)、キーボード等の入力装置から入出力部20060へ品質予測処理命令が入力され、制御部20050へ通知される(ステップS210)。
【0066】
通知を受けた制御部20050は、品質解析部24000へ解析結果記憶部24500内の蓄積情報(各トラヒック情報、各トラヒック情報における特定顧客のLSPのTCPコネクションのスループットに対する他の顧客の各LSPのTCPコネクションのスループット倍率及び顧客ID)の一覧表示を依頼する。
【0067】
該依頼を受けた品質解析部24000は、解析結果記憶部24500の蓄積情報を入出力部20060へ出力し、その後、顧客IDとともに制御部20050へ一覧表示終了を通知する(ステップS220)。
【0068】
顧客ID及び一覧表示終了通知を受けた制御部20050は、入出力部20060へトラヒック情報15879の選択を促すメッセージを入出力部20060へ出力する。トラヒック情報15879を一意に選択するためにキーボード等の入力装置から入力されたパケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子、トラヒック測定日を受けた入出力部20060は、この入力情報を制御部20050へ通知する。
【0069】
入力情報を受けた制御部20050は、該入力情報であるパケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子、トラヒック測定日を品質解析部24000へ通知する。
【0070】
前記入力情報を受けた品質解析部24000は、該入力情報に係るパケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子、トラヒック測定日が一致するトラヒック情報15879を品質予測部23000へ渡すとともに制御部20050へ通知する(ステップS230)。
【0071】
通知を受けた制御部20050は、前記ステップS230で選択されたトラヒック情報15879における該顧客のLSPの要求帯域値を得るために、前記ステップS220で解析結果一時記憶部24500より受けた顧客ID、前記ステップS230で受けたパケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子、トラヒック測定日とともに該顧客のLSP要求帯域検索要求を顧客情報管理部26000へ送る。
【0072】
該顧客のLSP要求帯域検索要求を受けた顧客情報管理部26000は、顧客情報蓄積部26100に蓄積される顧客情報26110から、顧客IDが一致し、LSP経路情報テーブル26115の中に、パケット交換ノード識別子、出力インタフェース識別子が一致する行が含まれている顧客情報26110を検索し、LSP要求帯域値26110−2の値を制御部20050に応答する。
【0073】
応答を受けた制御部20050は、顧客情報管理部26000より応答を受けたLSPの要求帯域値と、LSPの要求帯域修正値入力許可メッセージをディスプレイ等の外部出力装置へ出力するよう入出力部20060へ命令する。入出力部20060は、該命令にしたがい顧客のLSPの要求帯域値及びLSPの要求帯域修正値入力許可メッセージをディスプレイ等の外部出力装置へ出力する(ステップS240)。
【0074】
キーボード等の入力装置から入出力部20060へLSPの要求帯域修正値Zが入力されると(ステップS250)、入力されたLSPの要求帯域修正値Zが制御部20050へ通知される。
【0075】
LSPの要求帯域修正値Zを受けた制御部20050は、品質予測部23000へLSPの要求帯域修正値Zとともに品質予測処理を依頼する。該依頼を受けた品質予測部23000は、品質解析部24000より受けたトラヒック情報15879のトラヒック情報テーブル15871に記録されている該顧客のLSPの要求帯域を要求帯域修正値Zへ変更した後の各LSPのEFトラヒック,AFinトラヒック,AFoutトラヒック値を、トラヒック情報テーブルの各行に記録されている各LSPの各トラヒック測定値であるEFトラヒック15871−3、AFinトラヒック15871−4、AFoutトラヒック15871−5の値を用いて以下のように予測する(ステップS260)。
【0076】
[顧客のLSPの要求帯域修正後の各LSPのEFトラヒック,AFinトラヒック,AFoutトラヒックの予測方法]
トラヒック情報15879にあるトラヒック情報テーブル25871の各行には、あるパケット交換ノード識別子をもつパケット交換ノードの出力インタフェースの識別子をもつ出力インタフェースにおいて、AFバッファ輻輳時に図2に示したトラヒック測定部15870で測定されたLSP毎のトラヒック情報が記録されており、LSPの出力ラベル値及びトラヒック情報(EFトラヒック、AFinトラヒック、AFoutトラヒック)が各行の各列に記録されている。トラヒック情報テーブル15871の上からj行目の出力ラベル情報に特定顧客のLSPを示すラベル値(−1)が付与されているとする。トラヒック情報テーブル15871の上からi行目のトラヒック情報をLSPi(i≠j)のトラヒック情報とし、LSPiのEFトラヒック15871−3、AFinトラヒック15871−4、AFoutトラヒック15871−5をei,ai,biとし、前記特定顧客のLSPの要求帯域修正値Zに修正した際の値をe’i,a’i,b’iとする。前記特定顧客のLSPはLSPjとして表され、LSPjのEFトラヒック15871−3、AFinトラヒック15871−4、AFoutトラヒック15871−5をej,aj,bjとし、該顧客のLSPの要求帯域修正値Zに修正した際の値をe’j,a’j,b’jとする。
【0077】
[EFトラヒック,AFinトラヒックの推定]
LSPj,LSPi(i≠j)のEFトラヒックは該顧客のLSPjの要求帯域修正値Zによる影響を受けないことから、e’i,e’jは以下のように推定される。
【0078】
【数5】
【0079】
要求帯域修正値Zに変更後の該顧客のLSPjのAFinトラヒックa’jは、以下のように推定される。
【0080】
【数6】
【0081】
他の顧客のLSPi(i≠j)のAFinトラヒックa’i(i≠j)は、顧客のLSPの要求帯域修正値Zによる影響を受けないことから、以下のように推定される。
【0082】
【数7】
【0083】
[AFoutトラヒックの推定]
以下の式(5)を満たすKを2分探索法を用いて求め、さらに、求めたKを用いて、特定顧客のLSPjのAFoutトラヒックb’j、他の顧客のLSPi(i≠j)のAFoutトラヒックb’iを式(6),(7)により推定する。
【0084】
【数8】
【0085】
上記式(5)〜(7)の導出方法を以下に説明する。
【0086】
[式(5)〜(7)の導出方法]
特定顧客のLSPjに対する他の顧客のLSPi(i≠j)のAFクラスのTCPフロー数比fiは、該顧客の要求帯域変更によって変化しないので以下のように表される(非特許文献10参照)。
【0087】
【数9】
【0088】
(fi)2=Fiとすれば、式(7)は、
【0089】
【数10】
【0090】
と表される。以下の式(9)を満たすK(≧0)を仮定すれば、
【0091】
【数11】
【0092】
式(9)、式(10)より、以下のように表される。
【0093】
【数12】
【0094】
式(10)をb’iについて解くと、b’i>0であることから、b’iは以下のように表される。
【0095】
【数13】
【0096】
式(11)をb’jについて解くと、b’j>0であることから、b’jは以下のように表される。
【0097】
【数14】
【0098】
各LSPのAFoutトラヒックの合計は、トラヒック情報15879にある出力リンク帯域15879−4の値(Cとする)から各LSPのAFinトラヒック及びEFトラヒックの合計値を差し引いた値と等しくなることより、以下のように表される。
【0099】
【数15】
【0100】
また、式(12),(13),(14)より
【0101】
【数16】
【0102】
すなわち、
【0103】
【数17】
【0104】
となる。ここで、
【0105】
【数18】
【0106】
であることから、式(17)を式(16)に代入すると、
【0107】
【数19】
【0108】
となる。
【0109】
次に、式(18)がK(≧0)についての方程式とした時、必ず解が一つ存在することを以下に示す。式(18)の左辺は、Kについての単調増加関数であり、K=0の時、最小値は、
【0110】
【数20】
【0111】
となる。式(18)の右辺から左辺の最小値
【0112】
【数21】
【0113】
を引くと、以下のように表される。
【0114】
【数22】
【0115】
ここで、
【0116】
【数23】
【0117】
は各LSPの要求帯域の和であり、リンク帯域C以下であるべきことから、
【0118】
【数24】
【0119】
は0以上であり、式(18)の右辺≧式(18)の左辺の最小値である。したがって、式(18)を満たすK(≧0)が必ず一つ存在することがわかる。
【0120】
また、式(18)の解Kは、下記不等式(19)を満たしていることが式(18)よりわかる。
【0121】
【数25】
【0122】
よって、式(18)を満たすKを、不等式(19)を満たす範囲で2分探索法を用いて求めることが可能である。以上により式(5)〜(7)を導出することができる。
【0123】
再び、図7を参照して品質予測処理について説明する。特定顧客のLSPjの要求帯域を要求帯域修正値Zへ変更した後の顧客のLSPj及び他の顧客のLSPi(i≠j)のEFトラヒックe’j,e’i、AFinトラヒックa’j,a’i、AFoutトラヒックb’j、b’i値の予測を行った品質予測部23000は、該顧客のLSPjの要求帯域修正前のTCPコネクション1本あたりのスループットに対する顧客のLSPの要求帯域修正後のTCPコネクション1本あたりのスループットの変化率Ratio_myselfを以下の式(20)を用いて計算する(ステップS270)。
【0124】
【数26】
【0125】
前記式(20)の導出方法を以下に説明する。
【0126】
AFバッファ輻輳時、RIOによって適用されるパケット破棄確率ρとし、輻輳時に測定されたトラヒック情報テーブルに記録された該顧客のLSPjのAFinトラヒックaj、AFoutトラヒックbjからLSPjの1本のTCPコネクションのスループットavrjは、以下のように表される。
【0127】
【数27】
【0128】
一方、前記ステップS260で推定された該顧客のLSPjのLSP要求帯域修正後のAFinトラヒックa’j、AFoutトラヒックb’jから、同様にLSPjの1本のTCPコネクションのスループットavr’jは、以下のように表される。
【0129】
【数28】
【0130】
したがって、スループット変化率Ratio_myselfは、式(21)で表されるavrjに対する式(22)で表されるavr’jの比であり式(20)のように表される。
【0131】
該顧客のLSPjの要求帯域修正後のTCPコネクション1本あたりのスループットの比Ratio_myselfの計算を終えた品質予測部23000は、該顧客のLSPjの要求帯域修正後の顧客のLSPjのTCPコネクションのスループットに対する、他の顧客のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率r’i(i≠j)を式(1)の場合と同様に以下の式(23)を用いて求める(ステップS280)。
【0132】
【数29】
【0133】
TCPコネクションのスループット変化率Ratio_myself、TCPコネクションのスループットの倍率r’iを求めた品質予測部は、制御部20050へRatio_myself、r’iの値を応答する。応答を受けた制御部20050は、Ratio_myself、r’iの値をディスプレイ等の外部出力装置へ出力するよう入出力部20060に命令する。入出力部20060は、該命令に応じて、Ratio_myself、r’iの値をディスプレイ等の外部出力装置へ出力し、品質予測処理が終了する(ステップS290)。
【0134】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、出力AFバッファに輻輳が生じた際の、特定のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットに対する、他のLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループットの倍率を評価すること、特定のLSPの要求帯域を変更することによるスループット変化率及び他のLSPに対するスループットの倍率を評価することが可能となる。これにより、LSP要求帯域を変更することによるLSPのAFクラスのTCPコネクションのスループット向上の効果を、輻輳AFバッファを共有するLSP間のAFクラスに収容されるTCPフロー数比及び各LSPのAF最低保証帯域を考慮して評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トラヒック監視解析システムのシステム構成図
【図2】パケット交換ノードの出力インタフェース処理部の構成図
【図3】トラヒック情報のデータ構造の一例を説明する図
【図4】トラヒック解析装置の構成図
【図5】顧客情報のデータ構造の一例を説明する図
【図6】品質解析処理を説明するフローチャート
【図7】品質予測処理を説明するフローチャート
【図8】MPLS網の構成図
【図9】RIOによるパケット廃棄確率を示すグラフ
【図10】従来のパケット交換ノードの構成図
【図11】従来のパケット交換ノードの出力インタフェース処理部の構成図
【符号の説明】
15000…パケット交換ノード、15100…LSP制御部、15300…リソース情報管理部、15400…LSP情報管理部、15500LSP制御メッセージ処理部、15200…パケット制御部、15700〜15702…入力インタフェース処理部、15800〜15802…出力インタフェース処理部、15810…キュー選択部、15820…パケット廃棄処理部、15830…出力キュー管理部、15840…スケジューリング管理部、15870…トラヒック測定部、15600…パケットスイッチ部、15900…トラヒック監視装置、15910…トラヒック情報蓄積部、20000…トラヒック解析装置、20050…制御部、20060…入出力部、20070…通信処理制御部、22000…トラヒック監視部、23000…品質予測部、24000…品質解析部、24500…解析結果記憶部、25000…トラヒック情報管理部、25100…トラヒック情報蓄積部、26000…顧客情報管理部、26100…顧客情報蓄積部、30000…管理用ネットワーク[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a traffic monitoring analysis method and a traffic monitoring analysis system for an MPLS network that supports Diffserv, and more particularly to a traffic monitoring analysis method capable of analyzing the effect of a change in LSP requested bandwidth on traffic quality during congestion. The present invention relates to a traffic monitoring analysis system.
[0002]
[Prior art]
MPLS (Multi-Protocol Label Switching / Non-Patent Document 1) attaches a fixed-length Shim header between a data link header and an IP packet header, and speeds up packets based on label information added to the Shim header. This is the technology to transfer. As an LSP (Label Switched Path) serving as the packet transfer path, a path having an available bandwidth equal to or greater than a required bandwidth in each link passing through the LSP is referred to as a CR-LDP (Constraint-based Routed Label Distribution Protocol / Non-Patent Document 2). It can be explicitly set and controlled using a signaling protocol such as RSVP-TE (Resource Reservation Protocol Traffic Engineering / Non-Patent Document 3) or RSVP-TE (see Non-Patent Document 4).
[0003]
Also in the MPLS, by using the EXP field value in the Shim header, Diffserv (Differentiated Services / see Non-Patent Document 5), that is, each class is defined according to the code (DS code point) written in the IP packet header. Control similar to traffic control (PHB: Per Hop Behavior) can be realized (see Non-Patent Document 6).
[0004]
The classes identified by the DS code pointer include EF (Expedited Forwarding / see Non-Patent Document 7), AF (Assured Forwarding / see Non-Patent Document 8), and BE (Best Effort).
[0005]
The EF class is a class for realizing a leased line service. The relay node assigns a service rate higher than the incoming traffic rate, and gives the highest priority to the output priority of the queue in which the EF packet is accommodated. A dedicated line service with low delay, packet drop probability and jitter is realized. Usually, the traffic flowing into the EF class network is strictly limited at the edge nodes.
[0006]
The AF class is a class for realizing the guaranteed minimum bandwidth service, and the surplus bandwidth obtained by subtracting the EF traffic from the required bandwidth of the LSP is the minimum guaranteed bandwidth. In addition, in order to effectively use the empty band of the network, if there is an empty band on the output link of the transmitting edge node, it is permitted to allow packets having a minimum guaranteed band or more to flow into the network. At this time, a violation mark indicating a violation can be added to the AF packet, and when congestion occurs in the network, a packet having the violation mark is preferentially discarded.
[0007]
The BE class is a best-effort class that strives to deliver as much as possible, but does not guarantee anything.
[0008]
FIG. 8 shows a configuration diagram of an MPLS network supporting Diffserv according to the above-described operation method. The MPLS
[0009]
The present application relates to a traffic monitoring analysis method and system for an MPLS network supporting Diffserv described above. It is assumed that the MPLS network follows the following operation method. That is, in the MPLS network, a contract is made between a customer who uses the LSP and a network provider that provides the MPLS network with respect to the required band of the LSP (that is, the LSP guaranteed band) and the EF guaranteed band flowing into the network through the LSP. Has been exchanged. Each LSP is set on a path that can accommodate the LSP request band. Further, the edge router and the core router in the MPLS network perform the following control.
[0010]
[Edge router]
IP packets flowing into the MPLS network are classified into three types of classes, EF, AF, and BE. At this time, the AF class is a TCP packet satisfying an arbitrary condition. If the EF class inflow rate exceeds the EF guaranteed band, the EF packet is forcibly discarded. If the total inflow rate of the AF class / EF class exceeds the LSP guaranteed band, the AF packet is marked to allow the inflow for effective use of the network airspace. The band obtained by subtracting the band consumed by the EF traffic from the LSP guaranteed band is the AF minimum guaranteed band. In the following, AF packet without mark / with mark AF in / AF out Called a packet.
[0011]
[Core / Edge router]
It has an output buffer for each class and services in priority order of EF>AF> BE. The AF buffer uses a discarding method called RIO (RED without In / Out) which secures the minimum guaranteed AF bandwidth of the LSP during congestion. As shown in the graph of FIG. 9, in the RIO, the AF violation packet discard probability ρ according to the queue length. out , AF conforming packet drop probability ρ in Is determined individually, and the packets of the AF class are discarded according to the discard probability. Further, as shown in the graph of FIG. out Are preferentially discarded. In the MPLS network, the total guaranteed bandwidth of the LSPs passing through the link is equal to or less than the link bandwidth, and the AF conforming packet is not discarded.
[0012]
FIG. 10 shows a configuration diagram of the packet switching node 5000 in the MPLS network supporting Diffserv. The packet switching node 5000 is the basic configuration of the
[0013]
The packet switching node 5000 includes an LSP control unit 5100 that controls an LSP and a packet control unit 5200 that controls a packet.
[0014]
The LSP control unit 5100 includes an LSP control
[0015]
The LSP control
[0016]
The resource
[0017]
The LSP
[0018]
The packet control unit 5200 includes input
[0019]
The input
[0020]
FIG. 11 shows a configuration diagram of the output
[0021]
The output
[0022]
The
[0023]
Each time a labeled packet arrives, the
[0024]
When the
[0025]
[Non-patent document 1]
E. FIG. Rosen, and two others, "Multiprotocol Label Switching Architecture", [online], January 2001, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc3031. txt>
[Non-patent document 2]
B. Jamoussi and 13 others, "Constraint-Based LSP Setup using LDP", [online], January 2002, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc3212. txt>
[Non-Patent Document 3]
D. Awduch, and 5 others, "RSVP-TE: Extensions to RSVP for LSP Tunnels", [online], December 2001, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc3209. txt>
[Non-patent document 4]
D. Auduche and 4 others, "Requirements for Traffic Engineering Over MPLS", [online], September 1999, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc2702. txt>
[Non-Patent Document 5]
S. Blake and 5 others, "An Architecture for Differentiated Service", [online], December 1998, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc2475. txt>
[Non-Patent Document 6]
F. Le Faucheur, and 7 others, “Multi-Protocol Label Switching (MPLS) Support of Differentiated Services”, [online], May 2002, IETF, [May 8, 2003, Ut. Rt. /// www. ief. org / rfc / rfc3270. txt>
[Non-Patent Document 7]
V. Jacobson and 2 others, "An Expedited Forwarding PHB", [online], June 1999, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc2598. txt>
[Non-Patent Document 8]
J. Heinanen, 3 others, "Assured Forwarding PHB Group", [online], June 1999, IETF, [Search May 8, 2003], Internet <URL: http: // www. ief. org / rfc / rfc2597. txt>
[Non-Patent Document 9]
D. Clark, and one other, "Explicit Allocation of Best Effort Packet Delivery Service", IEEE / ACM Trans. on Networking, Vol. 6, no. 4, pp. 362-373, August 1998
[Non-Patent Document 10]
Kenji Tsunekawa, "Fair AF Class Bandwidth Distribution Method in MPLS Network Supporting Diffserv", Information Network (IN) Signaling Technique, Vol. 102, no. 694, March 2003
[Non-Patent Document 11]
J. Padhye and 3 others, "Modeling TCP Reno Performance: A Simple Model and Its Implicit Validation", IEEE / ACM Trans. on Networking, Vol. 8, No. 2, April 2000
[0026]
[Problems to be solved by the invention]
The LSP request bandwidth (that is, the LSP guaranteed bandwidth) and the EF maximum guaranteed bandwidth contracted between the customer using the LSP and the network operator providing the MPLS network are for contracting the guaranteed bandwidth at the time of congestion. As shown in the prior art, the EF maximum guaranteed bandwidth is within the LSP required bandwidth, and the total value of each LSP required bandwidth is equal to or less than the link bandwidth, so that the EF buffer having the highest scheduling priority does not become congested. .
[0027]
On the other hand, the AF class can flow in the AF guaranteed band or more, and the AF class buffer may be congested. This AF maximum guaranteed bandwidth is a bandwidth value obtained by subtracting the EF traffic inflow rate from the LSP request bandwidth exchanged with the network operator. In an MPLS network supporting Diffserv with an arbitrary TCP packet as an AF class, the network operator The LSP request bandwidth exchanged with the LSP affects the TCP connection throughput of the LSP during congestion.
[0028]
More specifically, as shown in the related art, the queue length of the output buffer of the AF class is defined in the RIO by the router in the MPLS network that supports Diffserv using an arbitrary TCP packet as the AF class. out If the packet discard start threshold (min_out) is exceeded, the AF marked as a violation out Packets are preferentially discarded according to a packet discard probability ρ determined according to the queue length. TCP performs congestion control to reduce the throughput as the probability of packet loss incurred for each connection increases. The packet discard rate is set to AF packets flowing to the TCP connection. out Ratio of packets, that is, AF of LSP flowing into output interface in Band and AF out AF for sum of bands (AF band) out The lower the percentage of bandwidth, the lower. LSP AF during congestion in The band is equal to the minimum guaranteed AF traffic band. Since the minimum guaranteed AF traffic bandwidth is a bandwidth obtained by subtracting the EF traffic inflow rate from the LSP required bandwidth, contracting a large number of LSP required bandwidths reduces the packet loss rate and improves the TCP connection throughput during congestion. be able to.
[0029]
Therefore, the customer pays the network operator for the contract of the LSP required bandwidth, that is, the purchase of the minimum guaranteed LSP AF traffic bandwidth guaranteed during congestion and the throughput of the AF class TCP connection during congestion. It can be said that it is an act of reducing the decline. Therefore, in order to promote effective sales of the LSP required bandwidth to the customer, the network operator needs to quantitatively indicate to the customer the effect of improving the throughput of the AF class TCP connection at the time of congestion by increasing the LSP required bandwidth. It is thought that there is.
[0030]
However, the ratio of the number of TCP flows accommodated in the AF class among the LSPs sharing the congestion AF buffer and the AF minimum guaranteed bandwidth of each LSP are assigned to the LSP. out It has been reported that it affects the bandwidth (see Non-Patent Document 10), and it is difficult to evaluate the effect of increasing the throughput of the AF class TCP connection by increasing the LSP required bandwidth. For this reason, there has been no method and system for evaluating such effects.
[0031]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a traffic monitoring analysis method and system capable of evaluating an effect of an LSP required bandwidth on improving AF traffic throughput during congestion. It is in.
[0032]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present application provides a traffic monitoring and analyzing method in an MPLS network that supports Diffserv, wherein each packet switching node in the MPLS network measures traffic at each output interface periodically and for each LSP. A traffic monitoring / analyzing apparatus connected to each packet switching node via a predetermined management network, receives the traffic information from each packet switching node, stores the traffic information in traffic information storage means, and outputs When the output AF buffer of the interface is congested, a specific LSP is used by using traffic information on all (i) LSPs sharing the output AF buffer. j Is retrieved from the traffic information storage means, and the LSP included in the traffic information is retrieved. j LSP sharing output AF buffer for TCP connection throughput i (i ≠ j) Of TCP connection throughput r i (i ≠ j) Performs quality analysis processing to analyze the j Of the lower TCP connection throughput of other LSPs i (i ≠ j) If the traffic information is determined to be larger than the traffic information determined in the quality analysis processing, the specific LSP is extracted using the extracted traffic information. j When the required bandwidth is changed to a desired value, the specific LSP after the change and before the change j Rate of change of TCP connection throughput Ratio_myself and specific LSP after change j Other LSPs for TCP connection throughput i Of TCP connection throughput r i (i ≠ j) We propose a method characterized by performing a quality prediction process for predicting.
[0033]
According to the present invention, when a congestion occurs in an output AF buffer, evaluating a magnification of a throughput of a TCP connection of an AF class of another LSP with respect to a throughput of a TCP connection of an AF class of a particular LSP, It is possible to evaluate the rate of change in throughput by changing the required bandwidth of the LSP and the magnification of the throughput with respect to other LSPs. As a result, the effect of improving the throughput of the TCP connection of the AF class of the LSP by changing the LSP request band is based on the ratio of the number of TCP flows accommodated in the AF class between the LSPs sharing the congestion AF buffer and the AF minimum of each LSP. The evaluation can be made in consideration of the guaranteed bandwidth.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A traffic monitoring analysis method and system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 is a configuration diagram of a packet switching node 15000 including the traffic monitoring device according to the present embodiment. The packet switching node 15000 includes an LSP control unit 15100 that controls an LSP, a packet control unit 15200 that controls a packet, and a traffic monitoring device 15900. The configuration and function of the LSP control unit 15100 are the same as those of the conventional LSP control unit 5100 shown in FIG.
[0036]
The packet control unit 15200 includes input
[0037]
FIG. 2 shows a configuration diagram of the output
[0038]
The
[0039]
Upon receiving an instruction such as a traffic measurement cycle and a traffic measurement period from the traffic monitoring device 15900, the
[0040]
The traffic monitoring device 15900 of FIG. 1 accumulates traffic information 15879 notified from the
[0041]
The traffic monitoring device 15900 is connected to the
[0042]
FIG. 4 is a configuration diagram of the traffic analysis device according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the traffic analysis device 20000 includes a
[0043]
The
[0044]
The input /
[0045]
The
[0046]
Based on the
[0047]
Based on the
[0048]
The traffic
[0049]
The customer
[0050]
The communication
[0051]
The traffic analysis device 20000 according to the present embodiment converts the
[0052]
When the quality analysis processing is started (step S100), a quality analysis processing instruction is input from the input /
[0053]
Upon receiving the notification,
[0054]
Upon receiving the response to the
[0055]
Upon receiving the traffic information search request, the traffic
[0056]
The
[0057]
The
[0058]
In this step S140, the
[0059]
Each row of the traffic information table 15871 in the traffic information 15879 includes, at the output interface of the packet switching node identified by the packet switching node identifier 15789-1 and the output interface identifier 15879-2, the
[0060]
In general, the throughput of a TCP connection is inversely proportional to the square root of the packet drop probability (see Non-Patent Document 11). out Assuming that the packet drop probability applied to the packet is ρ, the specific customer LSP j LSP of other customers against the throughput of TCP connection of i (i ≠ j) Of TCP connection throughput r i (i ≠ j) Is represented by the following equation.
[0061]
(Equation 4)
[0062]
LSP of specific customer in traffic information table 15871 j For each row other than the j-th row, the specific customer LSP is calculated using Expression (1). j LSP of other customers against the throughput of TCP connection of i (i ≠ j) Of TCP connection throughput r i (i ≠ j) To evaluate. Magnification r i (i ≠ j) Indicates that, as the value becomes larger than 1, the effect of congestion on the decrease in the throughput of the TCP connection of the LSP of the specific customer due to congestion is greater than that of other LSPs.
[0063]
LSP of a specific customer (hereinafter LSP) j ) Each LSP of other customers sharing the congestion AF buffer of the output interface for the throughput of the TCP connection i (i ≠ j) Of TCP connection throughput r i (i ≠ j) Is greater than a predetermined threshold value, that is, when it is determined that the influence of a decrease in the TCP connection throughput of the LSP of the customer due to congestion is greater than that of another customer's LSP. , The
[0064]
The traffic analysis device 20000 of the present invention is determined by the quality analysis processing flow described above with reference to FIG. 6 to have a large influence on the decrease in the throughput of the TCP connection of the LSP of the specific customer, and accumulates it in the quality analysis
[0065]
When the quality prediction processing is started (step S200), a quality prediction processing command is input to the input /
[0066]
Upon receiving the notification, the
[0067]
Upon receiving the request, the
[0068]
Upon receiving the customer ID and the list display end notification,
[0069]
Upon receiving the input information, the
[0070]
Upon receiving the input information, the
[0071]
The
[0072]
Upon receiving the LSP request band search request for the customer, the customer
[0073]
Upon receiving the response, the
[0074]
When the required bandwidth correction value Z of the LSP is input from an input device such as a keyboard to the input / output unit 20060 (step S250), the input required bandwidth correction value Z of the LSP is notified to the
[0075]
The
[0076]
[EF traffic and AF of each LSP after modification of required bandwidth of customer LSP in Traffic, AF out Traffic prediction method]
Each row of the traffic information table 25871 in the traffic information 15879 has an output interface having the identifier of the output interface of the packet switching node having a certain packet switching node identifier, and is measured by the
[0077]
[EF traffic, AF in Traffic Estimation]
LSP j , LSP i (i ≠ j) EF traffic is the customer's LSP j Is not affected by the required bandwidth correction value Z of i , E ' j Is estimated as follows.
[0078]
(Equation 5)
[0079]
LSP of the customer after changing to the requested bandwidth correction value Z j AF in Traffic a ' j Is estimated as follows.
[0080]
(Equation 6)
[0081]
LSP of other customers i (i ≠ j) AF in Traffic a ' i (i ≠ j) Is not affected by the required bandwidth modification value Z of the customer's LSP, it is estimated as follows.
[0082]
(Equation 7)
[0083]
[AF out Traffic Estimation]
K that satisfies the following equation (5) is obtained using the binary search method, and further, using the obtained K, the LSP of the specific customer is obtained. j AF out Traffic b ' j , LSP of other customers i (i ≠ j) AF out Traffic b ' i Is estimated by equations (6) and (7).
[0084]
(Equation 8)
[0085]
The method of deriving the above equations (5) to (7) will be described below.
[0086]
[Method of Deriving Equations (5) to (7)]
LSP of specific customer j LSP of other customers for i (i ≠ j) AF class TCP flow number ratio f i Is not changed by the change of the bandwidth requested by the customer, and is expressed as follows (see Non-Patent Document 10).
[0087]
(Equation 9)
[0088]
(F i ) 2 = F i Then, equation (7) becomes
[0089]
(Equation 10)
[0090]
It is expressed as Assuming K (≧ 0) that satisfies the following equation (9),
[0091]
(Equation 11)
[0092]
From Expressions (9) and (10), they are expressed as follows.
[0093]
(Equation 12)
[0094]
Equation (10) is expressed as b ′ i Solving for b ' i > 0, b ′ i Is expressed as follows.
[0095]
(Equation 13)
[0096]
Equation (11) is replaced by b ′ j Solving for b ' j > 0, b ′ j Is expressed as follows.
[0097]
[Equation 14]
[0098]
AF of each LSP out The total traffic is calculated from the value (C) of the output link band 15879-4 in the traffic information 15879 by the AF of each LSP. in Since the value is equal to a value obtained by subtracting the total value of the traffic and the EF traffic, the value is expressed as follows.
[0099]
(Equation 15)
[0100]
Also, from equations (12), (13) and (14)
[0101]
(Equation 16)
[0102]
That is,
[0103]
[Equation 17]
[0104]
It becomes. here,
[0105]
(Equation 18)
[0106]
Therefore, substituting equation (17) into equation (16) gives
[0107]
[Equation 19]
[0108]
It becomes.
[0109]
Next, it is shown below that when equation (18) is an equation for K (≧ 0), there is always one solution. The left side of equation (18) is a monotonically increasing function for K. When K = 0, the minimum value is
[0110]
(Equation 20)
[0111]
It becomes. Minimum value from right to left of equation (18)
[0112]
(Equation 21)
[0113]
When subtracted, it is expressed as follows.
[0114]
(Equation 22)
[0115]
here,
[0116]
[Equation 23]
[0117]
Is the sum of the required bandwidths of each LSP, and should be equal to or less than the link bandwidth C.
[0118]
(Equation 24)
[0119]
Is greater than or equal to 0, and the right side of equation (18) ≧ the minimum value of the left side of equation (18). Therefore, it is understood that there is always one K (≧ 0) that satisfies Expression (18).
[0120]
It can be seen from equation (18) that the solution K in equation (18) satisfies the following inequality (19).
[0121]
(Equation 25)
[0122]
Therefore, K that satisfies Expression (18) can be obtained using the binary search method in a range that satisfies Inequality (19). Equations (5) to (7) can be derived from the above.
[0123]
The quality prediction process will be described again with reference to FIG. LSP of specific customer j LSP of the customer after changing the required bandwidth to the required bandwidth correction value Z j And LSPs of other customers i (i ≠ j) EF traffic e ' j , E ' i , AF in Traffic a ' j , A ' i , AF out Traffic b ' j , B ' i The
[0124]
(Equation 26)
[0125]
The method of deriving the above equation (20) will be described below.
[0126]
When the AF buffer is congested, the packet drop probability ρ applied by the RIO is defined as the LSP of the customer recorded in the traffic information table measured during the congestion. j AF in Traffic a j , AF out Traffic b j To LSP j Of one TCP connection of avr j Is expressed as follows.
[0127]
[Equation 27]
[0128]
On the other hand, the LSP of the customer estimated in step S260 j AF after LSP request band correction in Traffic a ' j , AF out Traffic b ' j From the LSP j Of one TCP connection of avr ' j Is expressed as follows.
[0129]
[Equation 28]
[0130]
Therefore, the throughput change ratio Ratio_myself is represented by avr expressed by Expression (21). j Avr ′ represented by equation (22) for j And expressed as in equation (20).
[0131]
LSP of the customer j The
[0132]
(Equation 29)
[0133]
TCP connection throughput change ratio Ratio_myself, TCP connection throughput magnification r ' i The quality estimating unit that has obtained the “Ratio_myself, r ′” to the
[0134]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, when congestion occurs in the output AF buffer, the ratio of the throughput of the TCP connection of the AF class of another LSP to the throughput of the TCP connection of the AF class of the specific LSP , And the throughput change rate by changing the required bandwidth of a specific LSP and the magnification of the throughput with respect to other LSPs can be evaluated. As a result, the effect of improving the throughput of the TCP connection of the AF class of the LSP by changing the LSP request band is based on the ratio of the number of TCP flows accommodated in the AF class between the LSPs sharing the congestion AF buffer and the AF minimum of each LSP. The evaluation can be made in consideration of the guaranteed bandwidth.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a traffic monitoring and analysis system.
FIG. 2 is a configuration diagram of an output interface processing unit of the packet switching node;
FIG. 3 illustrates an example of a data structure of traffic information.
FIG. 4 is a configuration diagram of a traffic analysis device.
FIG. 5 illustrates an example of a data structure of customer information.
FIG. 6 is a flowchart illustrating quality analysis processing.
FIG. 7 is a flowchart illustrating quality prediction processing.
FIG. 8 is a configuration diagram of an MPLS network.
FIG. 9 is a graph showing the packet drop probability due to RIO.
FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional packet switching node.
FIG. 11 is a configuration diagram of an output interface processing unit of a conventional packet switching node.
[Explanation of symbols]
15000: Packet switching node, 15100: LSP control unit, 15300: Resource information management unit, 15400: LSP information management unit, 15500 LSP control message processing unit, 15200: Packet control unit, 15700 to 15702: Input interface processing unit, 15800 to 15802 ... output interface processing unit, 15810 ... queue selection unit, 15820 ... packet discard processing unit, 15830 ... output queue management unit, 15840 ... scheduling management unit, 15870 ... traffic measurement unit, 15600 ... packet switch unit, 15900 ... traffic monitoring device, 15910: traffic information storage unit, 20000: traffic analysis device, 20050: control unit, 20006: input / output unit, 20070: communication processing control unit, 22000: traffic monitoring , 23000: quality prediction unit, 24000: quality analysis unit, 24500: analysis result storage unit, 25000: traffic information management unit, 25100: traffic information storage unit, 26000: customer information management unit, 26100: customer information storage unit, 30,000 ... Management network
Claims (5)
MPLS網内の各パケット交換ノードは、定期的且つLSP(Label Switched Path)毎に各出力インタフェースにおけるトラヒックを測定し、
各パケット交換ノードと所定の管理用ネットワークを介して接続するトラヒック監視解析装置は、
前記トラヒック情報を各パケット交換ノードから受信してトラヒック情報蓄積手段に記憶しておき、
各パケット交換ノードの出力インタフェースの出力AFバッファが輻輳した際に該出力AFバッファを共有している全て(i本)のLSPについてのトラヒック情報を用いて、特定のLSPjについて記録されたトラヒック情報を前記トラヒック情報蓄積手段から検索し、該トラヒック情報に含まれる該LSPjのTCPコネクションのスループットに対する、出力AFバッファを共有する他のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を解析する品質解析処理を行い、
輻輳時の特定LSPjのTCPコネクションのスループット低下の影響が他のLSPi(i≠j)より大きいと前記品質解析処理で判断されたトラヒック情報を抽出し、
抽出されたトラヒック情報を用いて、該特定LSPjの要求帯域を所望の値に変更した際の、変更前に対する変更後の該特定LSPjのTCPコネクションのスループットの変化率Ratio_myself、及び、変更後における特定LSPjのTCPコネクションのスループットに対する他のLSPiのTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を予測する品質予測処理を行う
ことを特徴とするトラヒック監視解析方法。A traffic monitoring and analysis method in an MPLS (Multi-Protocol Label Switching) network that supports Diffserv (Differentiated Services),
Each packet switching node in the MPLS network periodically measures traffic at each output interface at each LSP (Label Switched Path),
A traffic monitoring / analyzing device that connects to each packet switching node via a predetermined management network,
Receiving the traffic information from each packet switching node and storing it in traffic information storage means,
When the output AF buffer of the output interface of each packet switching node is congested, traffic information recorded for a specific LSP j is used using traffic information for all (i) LSPs sharing the output AF buffer. From the traffic information accumulating means, and the ratio r i of the throughput of the TCP connection of the other LSP i (i ≠ j) sharing the output AF buffer to the throughput of the TCP connection of the LSP j included in the traffic information. Perform quality analysis processing to analyze (i ≠ j) ,
Extracting the traffic information determined by the quality analysis processing that the influence of the decrease in the throughput of the TCP connection of the specific LSP j at the time of congestion is larger than that of the other LSP i (i ≠ j) ;
Using the extracted traffic information, when the required bandwidth of the specific LSP j is changed to a desired value, the rate of change in the throughput of the TCP connection of the specific LSP j after the change before the change, Ratio_myself, and after the change A traffic prediction analysis method for performing a quality prediction process of predicting a magnification r i (i ≠ j) of a throughput of a TCP connection of another LSP i with respect to a throughput of a TCP connection of a specific LSP j in the above.
前記品質解析処理では、次式により前記倍率ri(i≠j)を算出する
In the quality analysis processing, the magnification r i (i ≠ j) is calculated by the following equation.
前記品質予測処理では、特定LSPjの要求帯域を帯域Zに変更した際の、変更後の該特定LSPjのトラヒック情報(AFinトラヒックレートa’i及びAFoutトラヒックレートb’i)、及び、他のLSPjのトラヒック情報(AFinトラヒックレートa’i(i≠j)及びAFoutトラヒックレートb’i(i≠j))を次式により算出する
In the quality prediction process, when the required band of the specific LSP j is changed to the band Z, the traffic information (AF in traffic rate a ′ i and AF out traffic rate b ′ i ) of the specific LSP j after the change, and , And other LSP j traffic information (AF in traffic rate a ′ i (i (j) and AF out traffic rate b ′ i (i ≠ j) ) are calculated by the following equation.
ことを特徴とする請求項3記載のトラヒック監視解析方法。
MPLS網内の各パケット交換ノードは、定期的且つLSP(Label Switched Path)毎に各出力インタフェースにおけるトラヒックを測定するトラヒック測定手段を備え、
前記トラヒック情報を各パケット交換ノードから所定の管理用ネットワークを介して受信してトラヒック情報蓄積手段に記憶するトラヒック情報管理手段と、
各パケット交換ノードの出力インタフェースの出力AFバッファが輻輳した際に該出力AFバッファを共有している全て(i本)のLSPについてのトラヒック情報を用いて、特定のLSPjについて記録されたトラヒック情報を前記トラヒック情報蓄積手段から検索し、該トラヒック情報に含まれる該LSPjのTCPコネクションのスループットに対する、出力AFバッファを共有する他のLSPi(i≠j)のTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を解析する品質解析手段と、
輻輳時の特定LSPjのTCPコネクションのスループット低下の影響が他のLSPi(i≠j)より大きいと前記品質解析処理で判断されたトラヒック情報を抽出する手段と、
抽出されたトラヒック情報を用いて、該特定LSPjの要求帯域を所望の値に変更した際の、変更前に対する変更後の該特定LSPjのTCPコネクションのスループットの変化率Ratio_myself、及び、変更後における特定LSPjのTCPコネクションのスループットに対する他のLSPiのTCPコネクションのスループットの倍率ri(i≠j)を予測する品質予測手段とを有するトラヒック監視解析装置を備えた
ことを特徴とするトラヒック監視解析システム。A traffic monitoring and analysis system in an MPLS (Multi-Protocol Label Switching) network that supports Diffserv (Differentiated Services),
Each packet switching node in the MPLS network includes traffic measuring means for periodically measuring traffic at each output interface for each LSP (Label Switched Path),
Traffic information management means for receiving the traffic information from each packet switching node via a predetermined management network and storing the traffic information in traffic information storage means;
When the output AF buffer of the output interface of each packet switching node is congested, traffic information recorded for a specific LSP j is used using traffic information for all (i) LSPs sharing the output AF buffer. From the traffic information accumulating means, and the ratio r i of the throughput of the TCP connection of the other LSP i (i ≠ j) sharing the output AF buffer to the throughput of the TCP connection of the LSP j included in the traffic information. Quality analysis means for analyzing (i ≠ j) ;
Means for extracting traffic information determined by the quality analysis processing that the influence of the decrease in the throughput of the TCP connection of the specific LSP j at the time of congestion is greater than that of the other LSP i (i ≠ j) ;
Using the extracted traffic information, when the required bandwidth of the specific LSP j is changed to a desired value, the rate of change in the throughput of the TCP connection of the specific LSP j after the change before the change, Ratio_myself, and after the change A traffic monitoring / analyzing device having a quality prediction means for predicting a magnification r i (i ≠ j) of a throughput of a TCP connection of another LSP i with respect to a throughput of a TCP connection of a specific LSP j in the above. Monitoring and analysis system.
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- 2003-05-13 JP JP2003134688A patent/JP2004343215A/en active Pending
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