JP2006229701A - Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor - Google Patents

Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor Download PDF

Info

Publication number
JP2006229701A
JP2006229701A JP2005042330A JP2005042330A JP2006229701A JP 2006229701 A JP2006229701 A JP 2006229701A JP 2005042330 A JP2005042330 A JP 2005042330A JP 2005042330 A JP2005042330 A JP 2005042330A JP 2006229701 A JP2006229701 A JP 2006229701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
packet
user
management table
tcp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005042330A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Kawahara
亮一 川原
Tatsuya Mori
達哉 森
Kensho Kamiyama
憲昭 上山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2005042330A priority Critical patent/JP2006229701A/en
Publication of JP2006229701A publication Critical patent/JP2006229701A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Maintenance And Management Of Digital Transmission (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for estimating the quality of TCP flow communication capable of properly estimating the quality of communication of the entire flow in a corresponding link while reducing the size of a table required in flow management, and also to provide a method and a program for estimating the quality of TCP flow communication therefor. <P>SOLUTION: A collating part 32 for a packet header collates packet header information of a received packet with user flow information registered in a flow management table 40 for the user, and requests a flow managing part 33 to update the flow information of the user when the packet header information is registered. When the packet header information is not registered, a sampling part 34 extracts one packet with respect to N packets, transfers the packet to a packet header analyzing part 35 and requests registration of the arrival time of the packet and the packet header information, when an SYN flag is raised and when there is a space in the table 40. A flow managing means executes the request, and a part 36 estimating flow statistical information uses information of the table 40 to estimate the quality of the TCP flow communication. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、IPネットワークの通信品質状態を管理するTCPフロー通信品質推定装置およびその方法ならびにそのためのプログラムに関し、特に、フロー管理に必要となるテーブルサイズを削減できるとともに、フローサイズの大きな通信に偏らずに通信品質を推定できる技術に関するものである。   The present invention relates to a TCP flow communication quality estimation apparatus and method for managing a communication quality state of an IP network, and a program therefor, and in particular, can reduce a table size required for flow management and is biased toward communication with a large flow size. The present invention relates to a technology that can estimate communication quality without any problem.

IPネットワークが広く利用されてくるに伴って、IPネットワーク上での通信品質保証に対する要求が高まっている。それに伴い、IPネットワークを流れるトラヒックを測定して現在の通信品質状態を把握することが重要になってきている。特に、ユーザの体感する品質を直接表すユーザフローレベル(ここでのフローとはTCPコネクションを指す)で品質測定する技術が着目されている。   As IP networks are widely used, there is an increasing demand for communication quality assurance on IP networks. Accordingly, it has become important to measure the traffic flowing through the IP network and grasp the current communication quality state. In particular, a technique for measuring quality at a user flow level that directly represents the quality experienced by the user (the flow here indicates a TCP connection) has attracted attention.

しかしながら、ユーザフローレベルでの通信品質を測定するためには、回線を流れるパケットを全てキャプチャ(捕獲)し、その全てのパケットのパケットヘッダ情報を解析したりフロー情報の解析を行う必要があり、またフロー管理に要するテーブルのサイズ(メモリ量)が膨大となる。そのため、回線速度が高速になるにつれて全てのパケットをキャプチャして上記の如き処理を実行することは事実上困難になってきている。   However, in order to measure the communication quality at the user flow level, it is necessary to capture (capture) all the packets flowing through the line, analyze the packet header information of all the packets, or analyze the flow information, Further, the table size (memory amount) required for flow management becomes enormous. Therefore, as the line speed increases, it becomes practically difficult to capture all packets and execute the above-described processing.

そこで、近年、パケットサンプリングを実施することによってフロー管理に必要とされる処理を軽減する手法が着目されている。パケットサンプリング手法は、全てのパケットをキャプチャして参照するのではなく、N個に1個のパケットを周期的にキャプチャして参照し、該サンプリングされたN個に1個のパケットから元のフロー統計情報を推定するものである。   Therefore, in recent years, attention has been paid to a technique for reducing processing required for flow management by performing packet sampling. The packet sampling method does not capture and refer to all the packets, but periodically captures and references one packet per N, and the original flow from the one sampled N packet. Statistical information is estimated.

また、森,内田,川原,後藤 “サンプルされたパケットからエレファントフローを特定する手法” 電子情報通信学会技術研究報告NS2004-13, pp.17-20, 2004-04.(非特許文献1)では、パケットサンプリングを用いてリンク帯域の占有率が高いフローを特定する方法を提案している。   Also, Mori, Uchida, Kawahara, Goto “A method for identifying elephant flows from sampled packets” IEICE Technical Report NS2004-13, pp.17-20, 2004-04. A method of identifying a flow having a high link bandwidth occupancy rate using packet sampling is proposed.

また、C. Estan and G. Varghese “New Directions in Traffic Measurement and Accounting” ACM SIGCOMM2002, Aug. 2002(非特許文献2)では、フローサイズが大きいフローの統計を精度よく得る方法を提案している。   Also, C. Estan and G. Varghese “New Directions in Traffic Measurement and Accounting” ACM SIGCOMM 2002, Aug. 2002 (Non-Patent Document 2) proposes a method for obtaining statistics of a flow having a large flow size with high accuracy.

しかし、上述した非特許文献1および2で提案されたものは、サイズの大きい、あるいは帯域の占有率が高いフローを特定し、それらフローを過剰に発生するユーザを迅速に切り分けることを目的としており、あるリンク上のフロー全体の通信品質や、フロー全体の統計情報(フローレートの分布等)の把握を可能にするものではなかった。   However, what was proposed in Non-Patent Documents 1 and 2 described above is intended to identify flows that are large in size or have a high bandwidth occupancy rate and quickly identify users that generate excessive flows. However, it was not possible to grasp the communication quality of the entire flow on a link and the statistical information (flow rate distribution, etc.) of the entire flow.

この方法によって元のフロー情報に関する分布を推定すると、分布がフローサイズの大きいフローに偏ってしまい、適切に推定できないという問題点があった。その理由は、N個に1個のパケットを抽出するといった通常のパケットサンプリングでは、サイズの大きいフローがサンプルされやすく、サイズの小さいフローが無視される確率が高くなってしまうからである。   When the distribution related to the original flow information is estimated by this method, there is a problem that the distribution is biased toward a flow having a large flow size and cannot be estimated appropriately. The reason is that in normal packet sampling in which one packet is extracted for every N packets, a flow having a large size is likely to be sampled, and the probability that a flow having a small size is ignored increases.

さらに、N. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Properties and Prediction of Flow Statistics from Sampled Packet Streams” ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference 2002, Nov. 2002(非特許文献3)およびN. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Estimating Flow Distributions from Sampled Flow Statistics” In Proceedings of ACM SIGCOMM, pp. 325-336, Aug. 2003.(非特許文献4)では、N個に1個のパケットを抽出する通常のパケットサンプリングにおいて、サンプルされたパケットのうち、SYNパケット(TCPフラグの一つで、通信開始を意味する)の数を用いて、サンプルされていない全体のフロー発生数やフローサイズの平均や分布を推定する方法を提案している。   Furthermore, N. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Properties and Prediction of Flow Statistics from Sampled Packet Streams” ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference 2002, Nov. 2002 and N. Duffield, C. Lund. , and M. Thorup “Estimating Flow Distributions from Sampled Flow Statistics” In Proceedings of ACM SIGCOMM, pp. 325-336, Aug. 2003. (Non-Patent Document 4) In packet sampling, among the sampled packets, the number of SYN packets (one of the TCP flags, meaning the start of communication) is used to calculate the average number of flow occurrences and the average and distribution of flow sizes that have not been sampled. A method of estimation is proposed.

しかしながら、これらの非特許文献に提案されたものは、フローサイズに関する統計情報を推定するに留まっており、ユーザの品質を表すフローレート(TCPスループットに相当する)やフロー持続時間(ファイル転送時間に相当)に関する推定を可能にするものではなかった。   However, those proposed in these non-patent documents only estimate statistical information about the flow size, and the flow rate (corresponding to TCP throughput) indicating the quality of the user and the flow duration (file transfer time) Equivalent) was not possible.

森,内田,川原,後藤 “サンプルされたパケットからエレファントフローを特定する手法” 電子情報通信学会技術研究報告NS2004-13, pp.17-20, 2004-04.Mori, Uchida, Kawahara, Goto “A method for identifying elephant flows from sampled packets” IEICE Technical Report NS2004-13, pp.17-20, 2004-04. C. Estan and G. Varghese “New Directions in Traffic Measurement and Accounting” ACM SIGCOMM2002, Aug. 2002.C. Estan and G. Varghese “New Directions in Traffic Measurement and Accounting” ACM SIGCOMM2002, Aug. 2002. N. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Properties and Prediction of Flow Statistics from Sampled Packet Streams” ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference 2002, Nov. 2002.N. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Properties and Prediction of Flow Statistics from Sampled Packet Streams” ACM SIGCOMM Internet Measurement Conference 2002, Nov. 2002. N. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Estimating Flow Distributions from Sampled Flow Statistics” In Proceedings of ACM SIGCOMM, pp. 325-336, Aug. 2003.N. Duffield, C. Lund, and M. Thorup “Estimating Flow Distributions from Sampled Flow Statistics” In Proceedings of ACM SIGCOMM, pp. 325-336, Aug. 2003.

上述したように、全てのパケットを対象にした場合には、フロー管理に要するテーブルとして膨大なサイズ(メモリ量)が必要となり、高速処理が必要とされるという問題点があり、また通常のパケットサンプリングを行った場合には、あるリンク上のフロー全体の通信品質やフロー全体の統計情報(フローレートの分布等)の把握が可能でないという問題点、分布がフローサイズの大きいフローに偏ってしまい適切に推定できないという問題点、ユーザの品質を表すフローレート(TCPスループットに相当する)やフロー持続時間(ファイル転送時間に相当)に関する推定が可能でないという問題点などがあった。   As described above, when all packets are targeted, there is a problem that a huge size (memory amount) is required as a table required for flow management, and high-speed processing is required. When sampling is performed, there is a problem that it is not possible to grasp the communication quality of the entire flow on a link and the statistical information of the entire flow (flow rate distribution, etc.), and the distribution is biased toward flows with a large flow size. There were a problem that it was not possible to estimate properly, a problem that it was not possible to estimate the flow rate (corresponding to TCP throughput) representing the user quality and the flow duration (corresponding to file transfer time).

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、フロー管理に要するテーブルのサイズ(メモリ量)を軽減しつつ、当該リンクにおけるフロー全体の通信品質を大きなフローサイズの通信に偏らずに適切に推定することが可能なTCPフロー通信品質推定装置およびTCPフロー通信品質推定方法ならびにそのためのプログラムを提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and reduce the size (memory amount) of the table required for flow management, while appropriately reducing the communication quality of the entire flow in the link to communication of a large flow size. An object of the present invention is to provide a TCP flow communication quality estimation device, a TCP flow communication quality estimation method, and a program therefor that can be estimated.

本発明は、上記目的を達成するために、前述の非特許文献2のサンプルアンドホールド法というサンプリング方法を改良している。サンプルアンドホールド法とは、通常のパケットサンプリングでパケットが一旦サンプルされたフローに対して、それ以降はそのフローに属するパケット全てをキャプチャしてフロー情報を更新していく方法である。   In order to achieve the above object, the present invention improves the sampling method called the sample and hold method of Non-Patent Document 2 described above. The sample-and-hold method is a method in which the flow information is updated by capturing all packets belonging to the flow after the packet is once sampled by normal packet sampling.

この方法だと、前記〔背景技術〕でも述べたようにサイズの大きいフローに偏って抽出されてしまうため、それを回避できるような新たなサンプリング法を考案する。   In this method, as described in the above [Background Art], since it is extracted with a bias toward a large flow, a new sampling method is devised to avoid this.

本発明においては、 SYNパケットがサンプルされたフローについてのみそのフローに属するパケットをキャプチャしてフロー情報を更新して各フローの通信品質(フローレート、フロー持続時間)を計算する。   In the present invention, only for flows in which SYN packets are sampled, packets belonging to the flow are captured, flow information is updated, and communication quality (flow rate, flow duration) of each flow is calculated.

このように、本発明ではSYNパケットがサンプルされたフローのみ情報を収集するため、管理すべきフロー数は非特許文献3のサンプルアンドホールド法を用いた場合よりも大幅に削減できる。   As described above, in the present invention, information is collected only for flows in which SYN packets are sampled. Therefore, the number of flows to be managed can be significantly reduced as compared with the case of using the sample and hold method of Non-Patent Document 3.

また、SYNパケットはフローサイズに関わらず等確率で抽出されるという性質がある(非特許文献3,4参照)ので、サイズの大きいフローに偏ることなく元の分布を推定できると考えられる。フロー管理数削減の効果、および、元の分布推定精度の大幅な向上については、後述する〔発明の効果〕の項において実測データ分析結果を交えて言及することとする。以下、本発明が特徴とする構成を記す。   Further, since the SYN packet has a property of being extracted with equal probability regardless of the flow size (see Non-Patent Documents 3 and 4), it is considered that the original distribution can be estimated without being biased toward a flow having a large size. The effect of reducing the number of flow management and the significant improvement of the original distribution estimation accuracy will be referred to in the section of [Effects of the invention] described later together with the results of actual measurement data analysis. Hereinafter, the features of the present invention will be described.

a)本発明のTCPフロー通信品質推定装置(30)は、受信したパケットのパケットヘッダ情報をユーザフロー管理テーブル(40)に登録されたユーザフロー情報と照合し、受信したパケットがユーザフロー管理テーブル(40)に登録されているフローに属するものである場合に、ユーザフロー管理テーブル(40)を管理しているフロー管理手段(フロー管理部33)にユーザフロー情報の更新を要請するとともに、受信したパケットがユーザフロー管理テーブル(40)に登録されているフローに属するものでない場合に、該パケットを後述のサンプリング手段(サンプリング部34)に転送するパケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部32)と、転送されてきたN個のパケットに対し1個のパケットを抽出してパケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部35)に転送するとともに、抽出されなかったパケットを次のノードに転送するサンプリング部と、転送されてきたパケットのパケットヘッダ情報を読み込んでTCPの通信開始を表すSYNフラグが立っておりかつユーザフロー管理テーブル(40)に空きがあれば、該パケットの到着時刻および該パケットがどのユーザフローからのパケットかを定めるパケットヘッダ情報をユーザフロー管理テーブル(40)に新規エントリ登録することをフロー管理手段に要請するパケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部35)と、パケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部32)およびパケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部35)からの要請を受け、該要請を実行するフロー管理手段(フロー管理部33)と、ユーザフロー管理テーブル(40)にエントリされたフローの情報を用いて、当該リンクを経由するフロー全体のTCPフロー通信品質を推定するフロー統計情報推定手段(フロー統計情報推定部36)とを有することを特徴としている。 a) The TCP flow communication quality estimation device (30) of the present invention compares the packet header information of the received packet with the user flow information registered in the user flow management table (40), and the received packet is the user flow management table. If it belongs to the flow registered in (40), the flow management means (flow management unit 33) managing the user flow management table (40) is requested to update the user flow information and received. A packet header verification unit (packet header verification unit 32) for transferring the packet to a sampling unit (sampling unit 34) to be described later when the received packet does not belong to a flow registered in the user flow management table (40). , Extract one packet from the N packets transferred A sampling unit that transfers the packet that has not been extracted to the next node, and the packet header information of the transferred packet is read to represent the start of TCP communication. If the SYN flag is set and the user flow management table (40) is empty, the packet flow information that determines the arrival time of the packet and the user flow from which the packet is sent is stored in the user flow management table (40). A packet header analysis unit (packet header analysis unit 35) that requests the flow management unit to register a new entry, a packet header verification unit (packet header verification unit 32), and a packet header analysis unit (packet header analysis unit 35). The flow manager who receives the request and executes the request (Flow management unit 33) and flow statistical information estimation means (flow statistical information) for estimating the TCP flow communication quality of the entire flow via the link using the flow information entered in the user flow management table (40) And an estimation unit 36).

b)さらにユーザフロー管理テーブル(40)は、フロー毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶するものであり、パケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部35)からの要請は、当該パケットの属するユーザフローiをユーザフロー管理テーブル(40)に新規エントリし、T_first_iを現在の時刻、T_last_iを現在の時刻、B_iを該パケットサイズに設定する要請であり、パケットヘッダ照合手段からの要請は、当該パケットに対するT_last_iを現在の時刻に更新し、B_iをB_i+該パケットサイズに更新する要請であり、フロー統計情報推定手段(フロー統計情報推定部36)は、一定期間毎に、もしT_last_i=T_first_iならばフローiは該ユーザフロー管理テーブル(40)のエントリから除外し、もしT_last_i>T_first_iならば該ユーザフロー管理テーブル(40)にエントリされているフローiのフロー持続時間T_iをT_i=(T_last_i - T_first_i)と計算し、フローレートR_iをR_i=B_i/T_iと計算するとともに、R_i(i=1〜エントリされたフロー数)を用いてフローレートに関する分布を作成し、該分布を以って元のフロー全体のフローレート分布として推定するものであることを特徴としている。 b) Further, for each flow, the user flow management table (40) stores the time T_first_i at which the packet from the flow i first arrived, the time T_last_i at which the packet last arrived, and the total number B_i of transferred packet bytes. The request from the packet header analysis means (packet header analysis unit 35) is to newly enter the user flow i to which the packet belongs in the user flow management table (40), T_first_i as the current time, and T_last_i as the current The request from the packet header verification means is a request to update T_last_i for the packet to the current time, and to update B_i to B_i + the packet size. The information estimation means (flow statistical information estimation unit 36) performs flow i for the user flow at regular intervals if T_last_i = T_first_i. -Exclude from the entry of the management table (40), if T_last_i> T_first_i, calculate the flow duration T_i of the flow i entered in the user flow management table (40) as T_i = (T_last_i-T_first_i) The flow rate R_i is calculated as R_i = B_i / T_i, and a distribution relating to the flow rate is created using R_i (i = 1 to the number of entered flows), and the flow rate of the entire original flow is calculated using the distribution. It is characterized by being estimated as a distribution.

c)また、パケットヘッダ照合手段は、受信したパケットのパケットヘッダ情報を参照し、TCP通信の終了を示すFINフラグあるいはTCP通信の中断を示すRSTフラグが立っているか否かを判定し、到着したパケットが既にユーザフロー管理テーブルにエントリされているフローiからのパケットであり、かつ、FINフラグあるいはRSTフラグが立っていたら、フロー管理手段(フロー管理部33)に、T_last_iおよびB_iを更新することを要請するものであり、フロー管理手段(フロー管理部33)は、該パケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部32)からの該要請によりユーザフロー管理テーブル(40)のT_last_iおよびB_iを更新するとともに、該フローiを削除するものであり、フロー統計情報推定手段(フロー統計情報推定部36)は、該ユーザフロー管理テーブル(40)のT_last_iおよびB_iの更新に基づいてフローレートR_iを計算するものであることを特徴としている。 c) Further, the packet header verification means refers to the packet header information of the received packet, determines whether the FIN flag indicating the end of TCP communication or the RST flag indicating the interruption of TCP communication is set, and arrives If the packet is from a flow i already entered in the user flow management table and the FIN flag or RST flag is set, T_last_i and B_i are updated in the flow management means (flow management unit 33). The flow management unit (flow management unit 33) updates T_last_i and B_i of the user flow management table (40) according to the request from the packet header verification unit (packet header verification unit 32). , The flow i is deleted, and flow statistical information estimation means (flow statistical information Tough 36) is characterized in that it is adapted to calculate the flow rate R_i based on the update of T_last_i and B_i of the user flow management table (40).

d)さらに、前記ユーザフロー管理テーブル(40)は、フロー毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶するものであり、パケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部35)からの要請は、当該パケットの属するユーザフローiをユーザフロー管理テーブル(40)に新規エントリし、T_first_iを現在の時刻、T_last_iを現在の時刻、B_iを該パケットサイズに設定する要請であり、パケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部32)からの要請は、当該パケットに対するT_last_iを現在の時刻に更新し、B_iをB_i+該パケットサイズに更新する要請であり、フロー統計情報推定手段(フロー統計情報推定部36)は、一定期間毎に、フローiのフローサイズS_iをB_iとし、B_i(i=1〜エントリされたフロー数)を用いてフローサイズBに関する分布を作成し、その分布を以って元のフロー全体のフローサイズ分布として推定するするものであることを特徴としている。 d) Further, the user flow management table (40) includes, for each flow, the time T_first_i at which the packet from the flow i first arrived, the time T_last_i at which the packet last arrived, and the total number B_i of the transferred packet bytes. The request from the packet header analysis means (packet header analysis unit 35) is to store the user flow i to which the packet belongs, into the user flow management table (40), T_first_i as the current time, and T_last_i as the request. This is a request to set the current time and B_i to the packet size, and the request from the packet header verification unit (packet header verification unit 32) updates T_last_i for the packet to the current time and sets B_i to B_i + the packet size The flow statistical information estimation means (flow statistical information estimation unit 36) updates the flow i for each fixed period. A flow size S_i is assumed to be B_i, a distribution relating to the flow size B is created using B_i (i = 1 to the number of entered flows), and the distribution is estimated as a flow size distribution of the entire original flow. It is characterized by being.

e)また、前記ユーザフロー管理テーブル(40)は、フロー毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶するものであり、パケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部35)からの要請は、当該パケットの属するユーザフローiをユーザフロー管理テーブル(40)に新規エントリし、T_first_iを現在の時刻、T_last_iを現在の時刻、B_iを該パケットサイズに設定する要請であり、パケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部32)からの要請は、当該パケットに対するT_last_iを現在の時刻に更新し、B_iをB_i+該パケットサイズに更新する要請であり、フロー統計情報推定手段(フロー統計情報推定部36)は、一定期間毎に、もしT_last_i=T_first_iならばフローiは該ユーザフロー管理テーブル(40)のエントリから除外し、もしT_last_i>T_first_iならば該ユーザフロー管理テーブル(40)にエントリされているフローiのフロー持続時間T_iをT_i=(T_last_i - T_first_i)と計算し、該T_i(i=1〜エントリされたフロー数)を用いてフロー持続時間Tに関する分布を作成し、該分布を以って元のフロー全体のフロー持続時間分布として推定するものであることを特徴としている。 e) In addition, the user flow management table (40) includes, for each flow, the time T_first_i when the packet from the flow i first arrived, the time T_last_i when the packet last arrived, and the total number B_i of packet bytes transferred. The request from the packet header analysis means (packet header analysis unit 35) is to store the user flow i to which the packet belongs, into the user flow management table (40), T_first_i as the current time, and T_last_i as the request. This is a request to set the current time and B_i to the packet size, and the request from the packet header verification unit (packet header verification unit 32) updates T_last_i for the packet to the current time and sets B_i to B_i + the packet size The flow statistical information estimation means (flow statistical information estimation unit 36) updates T_last_i = T at regular intervals. If _first_i, the flow i is excluded from the entry of the user flow management table (40). If T_last_i> T_first_i, the flow duration T_i of the flow i entered in the user flow management table (40) is set to T_i = ( T_last_i-T_first_i) and create a distribution for the flow duration T using the T_i (i = 1 to the number of entered flows), and use the distribution as the flow duration distribution of the entire original flow. It is characterized by estimation.

f)また、通信網におけるあるリンクを経由するTCPフローの通信品質を推定するTCPフロー通信品質推定装置であって、受信したフローのユーザフロー情報を登録するユーザフロー管理テーブル(80)を管理するフロー管理手段(フロー管理部72)と、受信したパケットのパケットヘッダ情報をユーザフロー管理テーブル(80)に登録されたユーザフロー情報と照合し、受信したパケットがユーザフロー管理テーブル(80)に登録されているフローに属するものである場合に、ユーザフロー管理テーブル(80)を管理しているフロー管理手段(フロー管理部72)にユーザフロー情報の更新を要請するとともに、受信したパケットがユーザフロー管理テーブル(80)に登録されているフローに属するものでない場合に、該パケットを後述のパケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部73)に転送するパケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部71)と、転送されてきたパケットのパケットヘッダ情報を読み込んでTCPの通信開始を表すSYNフラグが立っていた場合に、N個のパケットに対し1個のパケットを抽出し、ユーザフロー管理テーブル(80)に空きがあれば、該パケットの到着時刻および該パケットがどのユーザフローからのパケットかを定めるパケットヘッダ情報をユーザフロー管理テーブル(80)に新規エントリ登録することをフロー管理手段(フロー管理部72)に要請するパケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部73)と、パケットヘッダ照合手段(パケットヘッダ照合部71)およびパケットヘッダ解析手段(パケットヘッダ解析部73)からの要請を受け、該要請を実行するフロー管理手段(フロー管理部72)と、ユーザフロー管理テーブル(80)にエントリされたフローの情報を用いて、当該リンクを経由するフロー全体のTCPフロー通信品質を推定するフロー統計情報推定手段(フロー統計情報推定部76)とを有することを特徴としている。 f) A TCP flow communication quality estimation apparatus for estimating the communication quality of a TCP flow passing through a certain link in a communication network, and manages a user flow management table (80) for registering user flow information of a received flow. The flow management means (flow management unit 72) collates the packet header information of the received packet with the user flow information registered in the user flow management table (80), and the received packet is registered in the user flow management table (80). The flow management means (flow management unit 72) managing the user flow management table (80) is requested to update the user flow information, and the received packet is the user flow. If it does not belong to the flow registered in the management table (80), Packet header verification means (packet header verification section 71) for transferring the packet to the packet header analysis means (packet header analysis section 73) described later, and SYN indicating the start of TCP communication by reading the packet header information of the transferred packet If the flag is set, one packet is extracted from N packets, and if there is a vacancy in the user flow management table (80), the arrival time of the packet and the packet from which user flow the packet is from A packet header analysis unit (packet header analysis unit 73) for requesting the flow management unit (flow management unit 72) to register a new entry in the user flow management table (80). (Packet header verification unit 71) and packet header analysis means ( Via the link using the flow management means (flow management unit 72) that receives the request from the packet header analysis unit 73) and executes the request, and the flow information entered in the user flow management table (80). And a flow statistical information estimating means (flow statistical information estimating unit 76) for estimating the TCP flow communication quality of the entire flow.

g)また、フロー管理手段(フロー管理部33,72)により、ユーザフロー管理テーブル(40,80)に空きがないと判断された場合に、既にエントリされているユーザフローの中から1つを選択し、該フロー情報をクリアしてそこに新規エントリすることを特徴としている。 g) When the flow management means (flow management units 33, 72) determines that there is no space in the user flow management table (40, 80), one of the already entered user flows is selected. The flow information is cleared and a new entry is made there.

h)本発明のTCPフロー通信品質推定方法は、N個の到着パケットに対し1個のパケットを抽出し、該パケットヘッダを読み込んでTCPの通信開始を表すSYNフラグが立っておりかつ予め用意したユーザフロー管理テーブルに空きがあれば、該パケットの到着時刻および該パケットがどのユーザフローからのパケットかを定めるパケットヘッダ情報をユーザフロー管理テーブルに新規エントリ登録するステップと、N個に1個のパケット抽出とは独立に、パケット到着毎に該パケットが既にユーザフロー管理テーブルにエントリされているユーザフローからのパケットがどうかを調査し、既にエントリされているユーザフローiからのパケットであった場合、該パケットヘッダ情報を読み込んで、前記ユーザフロー管理テーブル内のユーザフローiの情報を更新するステップと、上記2つのステップの処理を一定期間継続した後、前記ユーザフロー管理テーブルにエントリされたフローの情報を用いて、当該リンクを経由するフロー全体のTCPフロー通信品質を推定するステップとを有することを特徴としている。 h) In the TCP flow communication quality estimation method of the present invention, one packet is extracted from N arrival packets, the packet header is read, and a SYN flag indicating the start of TCP communication is set and prepared in advance. If there is a vacancy in the user flow management table, a new entry is registered in the user flow management table for packet header information that determines the arrival time of the packet and from which user flow the packet is, and one in N Independent of packet extraction, every time a packet arrives, it is checked whether there is a packet from a user flow that has already been entered in the user flow management table. The packet header information is read and the user in the user flow management table is read. The step of updating the information of the flow i and the processing of the above two steps are continued for a certain period, and then the flow information entered in the user flow management table is used for the TCP flow communication of the entire flow via the link And a step of estimating quality.

i)また、本発明にかかるプログラムは、通信網におけるあるリンクを経由するTCPフローの通信品質を推定するTCPフロー通信品質推定方法をコンピュータに実行させるTCPフロー通信品質推定用プログラムであって、コンピュータを上記TCPフロー通信品質推定装置における各手段として機能させるためのTCPフロー通信品質推定用プログラムである。 i) A program according to the present invention is a TCP flow communication quality estimation program for causing a computer to execute a TCP flow communication quality estimation method for estimating the communication quality of a TCP flow passing through a certain link in a communication network. Is a TCP flow communication quality estimation program for functioning as each means in the TCP flow communication quality estimation apparatus.

本発明は、上述した構成を採用することにより、フロー管理に必要なテーブルのサイズ(メモリ量)を削減しつつ、当該リンクにおけるフロー全体のTCPフロー通信品質をフローサイズの大きな通信に偏らないで精度良く推定することが可能なTCPフロー通信品質推定装置およびTCPフロー通信品質推定方法ならびにそのためのプログラムを提供することができる。   By adopting the above-described configuration, the present invention reduces the size (memory amount) of the table necessary for flow management, and does not bias the TCP flow communication quality of the entire flow in the link to communication with a large flow size. It is possible to provide a TCP flow communication quality estimation device, a TCP flow communication quality estimation method, and a program therefor that can be estimated with high accuracy.

以下、本発明による効果を、図面を用いて詳細に説明する。
図7は、実際に本発明の動作を、実測データを用いて検証した結果を示す図である。これは、ある企業LAN−ISP間の回線において、2003年8月の数日間、全パケットヘッダをキャプチャしたデータを用いた結果である。図7において、横軸はx[byte]、縦軸はフローサイズがx[byte]を超える割合(=P[フローサイズ>x])を表している。
Hereinafter, the effect by this invention is demonstrated in detail using drawing.
FIG. 7 is a diagram showing a result of actually verifying the operation of the present invention using actually measured data. This is a result of using data obtained by capturing all packet headers for several days in August 2003 on a line between a certain company LAN and ISP. In FIG. 7, the horizontal axis represents x [byte], and the vertical axis represents the rate at which the flow size exceeds x [byte] (= P [flow size> x]).

図7には、ある1時間におけるフローサイズの元の分布(図中“original”)と、N=100に設定して本発明で提案した方式で推定した分布(図中“proposed”)を示してある。また、比較のために、通常のパケットサンプリングで少なくとも1つのパケットが抽出されたフローのサイズ(図中“sampled”)と、サンプルアンドホールド法(非特許文献2参照)でフローサイズを求めたときの結果(図中“sample-hold”)も示してある。   FIG. 7 shows the original distribution of the flow size in one hour (“original” in the figure) and the distribution estimated by the method proposed in the present invention by setting N = 100 (“proposed” in the figure). It is. For comparison, when the flow size is obtained by the sample size (“sampled” in the figure) from which at least one packet is extracted by normal packet sampling and the sample-and-hold method (see Non-Patent Document 2). The result (“sample-hold” in the figure) is also shown.

これより、“sampled”、“sample-hold”では、“original”の結果とは一致せずにサイズの大きいフローに分布が偏っているのに対し、本発明で提案した方式では元の分布を精度良く推定できている(つまり、“original”の結果とは一致している)ことが分かる。図8は、各方式でサンプルされたフロー数を示す図である。   As a result, in “sampled” and “sample-hold”, the distribution is biased toward large flows that do not match the result of “original”, whereas in the method proposed in the present invention, the original distribution is It can be seen that the estimation is accurate (that is, the result matches the “original” result). FIG. 8 is a diagram showing the number of flows sampled by each method.

これより、本発明で提案した方式では、他の方式に比べ、管理フロー数を非常に小さくできており、元のフロー数の約1/100に削減できていることが分かる。   From this, it can be seen that in the method proposed in the present invention, the number of management flows can be made very small compared to other methods, and can be reduced to about 1/100 of the original number of flows.

図9は、フローレートに対する推定結果を示す図である。図9において、横軸はx[kbps]、縦軸はフローレートがx[kbps]を超える割合(=P[フローレート>x])を表している。本発明で提案した方式が、サンプルアンドホールド法(非特許文献2参照)の場合(“sample-hold”)よりもフローレートの分布を精度良く推定できていることが分かる。   FIG. 9 is a diagram illustrating an estimation result for the flow rate. In FIG. 9, the horizontal axis represents x [kbps], and the vertical axis represents the rate at which the flow rate exceeds x [kbps] (= P [flow rate> x]). It can be seen that the method proposed in the present invention can estimate the flow rate distribution more accurately than in the case of the sample and hold method (see Non-Patent Document 2) (“sample-hold”).

(発明の概要)
まず、本発明の具体的実施例を説明する前に、本発明の最も特徴とする構成を記す。本発明は、IP網の通信品質を推定する技術において、特に、TCPにおけるSYN(シンクロナイズ)フラグをみてSYNパケットか否かを判定するパケットヘッダ解析部(パケットヘッダ解析手段)と、SYNパケットである場合に、当該パケットに関する情報を所定のテーブルに登録し、以降の受信パケットに関しては登録済みのパケットフローについてのみ情報更新をするフロー管理部(フロー管理手段)とを設けたものであり、この構成によって、フロー管理に要するテーブルのサイズ(メモリ量)を軽減しつつ、当該リンクにおけるフロー全体の通信品質を大きなフローサイズの通信に偏らずに適切に推定することを可能にしている。
(Summary of Invention)
First, before describing a specific embodiment of the present invention, the most characteristic configuration of the present invention will be described. The present invention relates to a technique for estimating the communication quality of an IP network, in particular, a packet header analysis unit (packet header analysis means) that determines whether a SYN packet is seen by looking at a SYN (synchronization) flag in TCP, and a SYN packet. In this case, a flow management unit (flow management means) that registers information related to the packet in a predetermined table and updates only the registered packet flow for subsequent received packets is provided. Accordingly, it is possible to appropriately estimate the communication quality of the entire flow in the link without biasing to communication of a large flow size, while reducing the size (memory amount) of the table required for flow management.

(実施例)
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図1は、本発明が適用されるIPネットワークの基本構成の一例を示す構成図である。図1に示すように、本発明に係るTCPフロー通信品質推定装置30はノード10とノード20の間のリンクに挿入される形態で利用される。
(Example)
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a basic configuration of an IP network to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the TCP flow communication quality estimation device 30 according to the present invention is used in a form of being inserted into a link between the node 10 and the node 20.

<実施例1>
まず、本発明の実施例1を説明する。
図2は、本発明の実施例1に係るTCPフロー通信品質推定装置の構成例を示すブロック図である。図3は、本発明にの実施例1に係るTCPフロー通信品質推定装置を用いた通信品質推定方法を説明するためのフローチャートである。図4は、本発明で用いられるユーザフロー管理テーブルの一例を示す図である。
<Example 1>
First, Example 1 of the present invention will be described.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the TCP flow communication quality estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a flowchart for explaining a communication quality estimation method using the TCP flow communication quality estimation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing an example of a user flow management table used in the present invention.

図3のフローチャートに示すように、図2に示すTCPフロー通信品質推定装置30において、前段ノードからパケットが到着した場合(ステップS1)、パケットカウント部31においてカウンターCをカウントアップし(ステップS2)、その後、パケットヘッダ照合部32において、そのパケットからヘッダ情報(送信元IPアドレス、着信先IPアドレス、送信元ポート番号、着信先ポート番号、プロトコル番号)を読み出し、既にフロー管理部33内に存在するユーザフロー管理テーブル40にエントリされているフローからのパケットかどうかを調べ(ステップS3)、エントリされているフローからのパケットであれば(ステップS3:Y)、フロー管理部33にヘッダ情報が通知され、フロー管理部33では後述するユーザフロー管理テーブル40のフローの情報を更新するとともに(ステップS4)、該パケットは後段ノード20に転送される。   As shown in the flowchart of FIG. 3, in the TCP flow communication quality estimation apparatus 30 shown in FIG. 2, when a packet arrives from the previous node (step S1), the packet counter 31 counts up the counter C (step S2). Thereafter, the header information (source IP address, destination IP address, source port number, destination port number, protocol number) is read from the packet in the packet header verification unit 32 and already exists in the flow management unit 33. Whether or not the packet is from the flow entered in the user flow management table 40 (step S3). If the packet is from the entered flow (step S3: Y), the header information is stored in the flow management unit 33. The user is notified and the flow management unit 33 will be described later. Updates the information of the flow of the low management table 40 (step S4), and the packet is forwarded to the subsequent node 20.

もし、ステップS3において、前段ノードから到着したパケットがフロー管理部33内に存在するユーザフロー管理テーブル40にエントリされているフローからのパケットでないと判断された場合には(ステップS3:N)、該パケットはサンプリング部34に転送される。   If it is determined in step S3 that the packet arriving from the previous node is not a packet from a flow entered in the user flow management table 40 existing in the flow management unit 33 (step S3: N), The packet is transferred to the sampling unit 34.

サンプリング部34では、パケットカウント部31のカウンターCの値を読み出し、カウンターCの値をN(Nは予め定めたサンプリング周期)で割った余りが0と等しいかチェックする(ステップS5)。   The sampling unit 34 reads the value of the counter C of the packet count unit 31 and checks whether the remainder obtained by dividing the value of the counter C by N (N is a predetermined sampling period) is equal to 0 (step S5).

もし余りが0であれば(ステップS5:Y)、該パケットはパケットヘッダ解析部35に転送され、同時に該パケットは後段ノード20へ転送される。   If the remainder is 0 (step S5: Y), the packet is transferred to the packet header analysis unit 35, and at the same time, the packet is transferred to the subsequent node 20.

もし余りが0でなければ(ステップS5:N)、単に後段ノード20へのみ該パケットを転送する(あるいは、パケット到着毎に0から1の範囲で乱数を発生させ、その結果が1/N以下であれば、該パケットをパケットヘッダ解析部35に転送してから後段ノード20にも転送し、そうでなければ単に後段ノード20へのみ転送するようにしてもよい)。   If the remainder is not 0 (step S5: N), the packet is simply transferred only to the subsequent node 20 (or a random number is generated in the range of 0 to 1 for each packet arrival, and the result is 1 / N or less. If so, the packet may be transferred to the packet header analysis unit 35 and then transferred to the subsequent node 20; otherwise, it may be transferred only to the subsequent node 20).

パケットヘッダ解析部35では、TCPのSYN(シンクロナイズ)フラグが立っているかどうかチェックし(ステップS6)、もしSYNフラグが立っていれば(ステップS6:Y)、ヘッダ情報(送信元IPアドレス、着信先IPアドレス、送信元ポート番号、着信先ポート番号、プロトコル番号)を読み出し、その情報をフロー管理部33に通知して、ユーザフロー管理テーブル40に新規ユーザフローエントリを登録要請する。   The packet header analysis unit 35 checks whether or not the TCP SYN (synchronization) flag is set (step S6). If the SYN flag is set (step S6: Y), header information (source IP address, incoming call) is set. The destination IP address, source port number, destination port number, and protocol number) are read out, the information is notified to the flow management unit 33, and a new user flow entry is requested to be registered in the user flow management table 40.

フロー管理部33には、フロー毎に状態を管理するユーザフロー管理テーブル40が予め用意されている。ユーザフロー管理テーブル40は、例えば図4に示すように、フローid(i=1、2、・・・)毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、該パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶している。   In the flow management unit 33, a user flow management table 40 for managing a state for each flow is prepared in advance. In the user flow management table 40, for example, as shown in FIG. 4, for each flow id (i = 1, 2,...), The time T_first_i when the packet from the flow i first arrives, the packet arrives last. Time T_last_i, the total number of transferred packet bytes B_i is stored.

図4の例は、フロー1に対して送信元IPアドレス、着信先IPアドレス、送信元ポート番号、着信先ポート番号、プロトコル番号)が(111.11.1.1、123.45.6.7、80、6321、tcp)、T_first_iが10.2s、T_last_iが15.5s、B_iが100byteで、フロー2に対して送信元IPアドレス、着信先IPアドレス、送信元ポート番号、着信先ポート番号、プロトコル番号)が(211.11.1.1、223.45.6.7、20、6321、tcp)、T_first_iが0.5s、T_last_iが0.82s、B_iが50byteの場合の例を示している。   In the example of FIG. 4, the source IP address, destination IP address, source port number, destination port number, protocol number) for flow 1 are (111.11.1.1, 123.45.6.7, 80, 6321, tcp) , T_first_i is 10.2 s, T_last_i is 15.5 s, B_i is 100 bytes, the source IP address, destination IP address, source port number, destination port number, protocol number) for flow 2 is (211.11.1.1, 223.45.6.7, 20, 6321, tcp), T_first_i is 0.5 s, T_last_i is 0.82 s, and B_i is 50 bytes.

フロー管理部33は、パケットヘッダ解析部35から新規ユーザフローエントリの要請を受けたら、ユーザフロー管理テーブル40にエントリされているフロー数が予め定めた上限値より小さいかどうかを調べ(すなわち、ユーザフロー管理テーブル40に空きがあるかどうかを調べ)(ステップS7)、そうであれば(ステップS7:Y)、ユーザフロー管理テーブル40にそのパケットの属するフローをエントリ登録し、対応するT_first_i、T_last_iを現在の時刻に設定し、B_iを該パケットサイズに設定し(ステップS8)処理を終了する(ステップS9)。   When the flow management unit 33 receives a request for a new user flow entry from the packet header analysis unit 35, the flow management unit 33 checks whether or not the number of flows entered in the user flow management table 40 is smaller than a predetermined upper limit (that is, the user Check whether there is a space in the flow management table 40) (step S7). If so (step S7: Y), the flow to which the packet belongs is registered in the user flow management table 40, and the corresponding T_first_i, T_last_i Is set to the current time, B_i is set to the packet size (step S8), and the process is terminated (step S9).

パケットヘッダ照合部32から、既にエントリされているユーザフローidからのパケットのヘッダ情報が通知されたら、 T_last_iを現在の時刻に更新し、B_i←B_i+該パケットサイズに更新する。   When the header information of the packet from the already entered user flow id is notified from the packet header verification unit 32, T_last_i is updated to the current time, and B_i ← B_i + the packet size is updated.

以上の手順を、測定を開始してから予め定めた時間周期t0経過するまで行い、時間t0経過したら、ユーザフロー管理テーブル40内の情報をフロー統計情報推定部36に通知する。   The above procedure is performed from the start of measurement until a predetermined time period t0 elapses, and when the time t0 elapses, information in the user flow management table 40 is notified to the flow statistics information estimation unit 36.

フロー統計情報推定部36では、エントリされている各フローに対し、もしT_last_i=T_first_iならばフローiは該ユーザフロー管理テーブル40のエントリから除外し、もしT_last_i>T_first_iならば該ユーザフロー管理テーブル40にエントリされているフローiのフロー持続時間T_iをT_i=(T_last_i - T_first_i)と計算し、フローレートR_iをR_i=B_i/T_iと計算する。   In the flow statistics information estimation unit 36, for each entered flow, if T_last_i = T_first_i, the flow i is excluded from the entry of the user flow management table 40, and if T_last_i> T_first_i, the user flow management table 40 is excluded. Is calculated as T_i = (T_last_i−T_first_i), and the flow rate R_i is calculated as R_i = B_i / T_i.

フローレートR_i(i=1〜Num, Numはエントリされたフロー数)をR_iに関して昇順に並び替えたものをR'_iとし、フローレートRに関する元の分布P[フローレート≦x] を、P[フローレート≦R'_i] = i/Num として推定する。なお、ここで、P[フローレート≦x] とは、フローレートがx以下となるフロー数が全フロー数の中で占める割合を意味する。   The flow rate R_i (i = 1 to Num, where Num is the number of entered flows) is R′_i that is rearranged in ascending order with respect to R_i, and the original distribution P [flow rate ≦ x] for the flow rate R is expressed as P [Flow rate ≦ R'_i] = Estimated as i / Num. Here, P [flow rate ≦ x] means the ratio of the number of flows with a flow rate of x or less to the total number of flows.

例えば、エントリされたフロー数NumがNum=5本で、各フローのレートを昇順に並び換えた結果が、R_1'=10kbps, R_2'=50kbps,R_3'=60kbps,R_4'=100kbps,R_5'=200kbpsであったとする。このとき、フローレート分布P[フローレート≦x] を以下のように推定する。
P[フローレート≦10kbps]=1/5
P[フローレート≦50kbps]=2/5
P[フローレート≦60kbps]=3/5
P[フローレート≦100kbps]=4/5
P[フローレート≦200kbps]=1
For example, the number of entered flows Num is Num = 5, and the result of rearranging the rates of each flow in ascending order is R_1 '= 10kbps, R_2' = 50kbps, R_3 '= 60kbps, R_4' = 100kbps, R_5 ' = 200kbps At this time, the flow rate distribution P [flow rate ≦ x] is estimated as follows.
P [Flow rate ≦ 10kbps] = 1/5
P [Flow rate ≦ 50kbps] = 2/5
P [Flow rate ≦ 60kbps] = 3/5
P [Flow rate ≦ 100kbps] = 4/5
P [Flow rate ≦ 200kbps] = 1

<実施例2>
次に、本発明の実施例2を説明する。
上記実施例1では、あらかじめ決められた時間周期t0が経過するまでにユーザフロー管理テーブル40にエントリされたフローの情報を用いてフローレートを計算し、フローレートの分布を推定するようにしていたが、本実施例2では、時間周期t0の代わりにTCP通信の終了を示すFINフラグあるいはTCP通信の中断を示すRSTフラグが立って場合にフローレートを計算し、フローレートの分布を推定するようにしたものである。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the flow rate is calculated using the flow information entered in the user flow management table 40 until the predetermined time period t0 elapses, and the flow rate distribution is estimated. However, in the second embodiment, the flow rate is calculated and the flow rate distribution is estimated when the FIN flag indicating the end of the TCP communication or the RST flag indicating the interruption of the TCP communication is set instead of the time period t0. It is a thing.

すなわち、実施例2では、到着したパケットが既にユーザフロー管理テーブル40にエントリされているフローからのパケットであり、かつ、TCP通信の終了を示すFINフラグあるいはTCP通信の中断を示すRSTフラグが立っていたら、フローiからのパケットが最後に到着した時刻T_last_i, フローiから転送されたパケットバイト数の総数B_iを更新してからフローレートR_iを計算し、フローiをユーザフロー管理テーブル40から削除する。それ以外の処理は実施例1と同様である。   That is, in the second embodiment, the arrived packet is a packet from a flow that has already been entered in the user flow management table 40, and the FIN flag indicating the end of TCP communication or the RST flag indicating the interruption of TCP communication is set. If so, the flow rate R_i is calculated after updating the time T_last_i at which the packet from the flow i last arrived and the total number of packet bytes B_i transferred from the flow i, and the flow i is deleted from the user flow management table 40. To do. Other processes are the same as those in the first embodiment.

<実施例3>
次に、本発明の実施例3を説明する。
上記実施例1では、ユーザフロー管理テーブル40にエントリされたフローの情報を用いてフローレートを計算し、フローレートの分布を推定するようにしていたが、本実施例3では、フローレートを計算する代わりに、時間t0経過時点において、フローiのフローサイズS_iをS_i=B_iと計算するようにしたものである。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the flow rate is calculated using the flow information entered in the user flow management table 40 and the flow rate distribution is estimated. In the third embodiment, the flow rate is calculated. Instead, when the time t0 has elapsed, the flow size S_i of the flow i is calculated as S_i = B_i.

すなわち、実施例3では、フローiのフローサイズをフローiから転送されたパケットバイト数の総数B_i(i=1〜Num, Numはエントリされたフロー数)とし、該パケットバイト数の総数B_iを昇順に並び替えたものをB'_iとし、フローサイズBに関する元の分布P[フローサイズ≦B'_i] をP[フローサイズ≦B'_i] = i/Num として推定するようにしたものである。それ以外の処理は実施例1と同様である。   That is, in the third embodiment, the flow size of the flow i is set to the total number B_i of packet bytes transferred from the flow i (i = 1 to Num, Num is the number of flows entered), and the total number of packet bytes B_i is B'_i is the one sorted in ascending order, and the original distribution P [flow size ≤ B'_i] for flow size B is estimated as P [flow size ≤ B'_i] = i / Num. is there. Other processes are the same as those in the first embodiment.

<実施例4>
次に、本発明の実施例4を説明する。
上記実施例1ではユーザフロー管理テーブル40にエントリされたフローの情報を用いてフローレートを計算し、フローレートの分布を推定するようにしていたが、本実施例4では、フローレートを計算する代わりにフロー持続時間を計算し、フロー持続時間の分布を推定するようにしたものである。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the first embodiment, the flow rate is calculated using the flow information entered in the user flow management table 40 and the flow rate distribution is estimated. In the fourth embodiment, the flow rate is calculated. Instead, the flow duration is calculated and the distribution of the flow duration is estimated.

すなわち、実施例4では、実施例1がフローレートを計算していた代わりに、フローiのフロー持続時間T_iを実施例1と同様の方法で計算し、フローiのフロー持続時間T_i(i=1〜Num, Numはエントリされたフロー数)を昇順に並び替えたものをT'_iとし、フロー持続時間Tに関する元の分布P[フロー持続時間≦T'_i] を、P[フロー持続時間≦T'_i] = i/Num として推定する。それ以外の処理は実施例1と同様である。   That is, in the fourth embodiment, instead of calculating the flow rate in the first embodiment, the flow duration T_i of the flow i is calculated in the same manner as in the first embodiment, and the flow duration T_i (i = 1 to Num, where Num is the number of entered flows) are sorted in ascending order as T′_i, and the original distribution P [flow duration ≦ T′_i] for the flow duration T is expressed as P [flow duration ≤T'_i] = Estimated as i / Num. Other processes are the same as those in the first embodiment.

<実施例5>
次に、本発明の実施例5を説明する。
図5は、本発明の実施例5に係るTCPフロー通信品質推定装置の構成例を示すブロック図である。図6は、本発明の実施例5に係るTCPフロー通信品質推定装置を用いた通信品質推定方法を説明するためのフローチャートである。
<Example 5>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the TCP flow communication quality estimation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart for explaining a communication quality estimation method using the TCP flow communication quality estimation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.

上記実施例1では、N個に1個のパケットを抽出してそのヘッダにSYNフラグが立っておりかつユーザフロー管理テーブルに空きがあればテーブルにエントリするとしていたが、本実施例5では、処理の順序を変えたことを特徴とし、まずパケット到着毎にSYNフラグが立っているかどうか調べ、SYNフラグが立っていた場合にN個に1個のパケットを抽出し、そのパケットのパケットヘッダ情報を新規エントリとして登録するようにしたものである。   In the first embodiment, one out of N packets is extracted, and if the SYN flag is set in the header and there is a space in the user flow management table, the entry is made in the table. In the fifth embodiment, however, The processing order is changed. First, it is checked whether or not the SYN flag is set every time the packet arrives. When the SYN flag is set, one packet is extracted from N packets, and packet header information of the packet is extracted. Is registered as a new entry.

本実施例5では、図6のフローチャートに示すように、図5に示す通信品質推定装置70において、前段ノードからパケットが到着した場合(ステップS11)、パケットヘッダ照合部71において、そのパケットからヘッダ情報(送信元IPアドレス、着信先IPアドレス、送信元ポート番号、着信先ポート番号、プロトコル番号)を読み出し、既にフロー管理部72内に存在するユーザフロー管理テーブル80にエントリされているフローからのパケットかどうかを調べ(ステップS12)、エントリされているフローからのパケットであれば(ステップS12:Y)、フロー管理部72にヘッダ情報が通知され、フロー管理部72では後述するユーザフロー管理テーブル80のフローの情報を更新するとともに(ステップS13)、該パケットは後段ノード60に転送される。   In the fifth embodiment, as shown in the flowchart of FIG. 6, in the communication quality estimation apparatus 70 shown in FIG. 5, when a packet arrives from the previous node (step S <b> 11), the packet header verification unit 71 Information (source IP address, destination IP address, source port number, destination port number, protocol number) is read out from a flow already entered in the user flow management table 80 existing in the flow management unit 72. Whether the packet is a packet from the entered flow (step S12: Y), header information is notified to the flow management unit 72, and the flow management unit 72 describes a user flow management table described later. While updating the information of 80 flows (step S13), Packet is forwarded to the subsequent node 60.

もし、ステップS12において、前段ノードから到着したパケットがフロー管理部72内に存在するユーザフロー管理テーブル80にエントリされているフローからのパケットでないと判断された場合には(ステップS12:N)、該パケットはパケットヘッダ解析部73に転送される。   If it is determined in step S12 that the packet arriving from the preceding node is not a packet from a flow entered in the user flow management table 80 existing in the flow management unit 72 (step S12: N), The packet is transferred to the packet header analysis unit 73.

パケットヘッダ解析部73では、TCPのSYN(シンクロナイズ)フラグが立っているかどうかチェックし(ステップS14)、もしSYNフラグが立っていれば(ステップS14:Y)、該パケットをパケットカウンタ部74に送る。   The packet header analysis unit 73 checks whether or not the TCP SYN (synchronization) flag is set (step S14). If the SYN flag is set (step S14: Y), the packet is sent to the packet counter unit 74. .

パケットカウント部74は、パケットを受け取ったらカウンターCをカウントアップし(ステップS15)、その後、該パケットはサンプリング部75に転送される。   When receiving the packet, the packet counting unit 74 counts up the counter C (step S15), and then the packet is transferred to the sampling unit 75.

サンプリング部75では、パケットカウント部74のカウンターCの値を読み出し、カウンターCの値をN(Nは予め定めたサンプリング周期)で割った余りが0と等しいかチェックする(ステップS16)。   The sampling unit 75 reads the value of the counter C of the packet count unit 74 and checks whether the remainder obtained by dividing the value of the counter C by N (N is a predetermined sampling period) is equal to 0 (step S16).

もし余りが0であれば(ステップS16:Y)、該パケットはパケットヘッダ解析部73に転送され、同時に該パケットは後段ノード60へ転送される。   If the remainder is 0 (step S16: Y), the packet is transferred to the packet header analysis unit 73, and at the same time, the packet is transferred to the subsequent node 60.

もし余りが0でなければ(ステップS16:N)、単に後段ノード60へのみ該パケットを転送する(あるいは、パケット到着毎に0から1の範囲で乱数を発生させ、その結果が1/N以下であれば、該パケットをパケットヘッダ解析部73に転送してから後段ノード60にも転送し、そうでなければ単に後段ノード60へのみ転送するようにしてもよい)。   If the remainder is not 0 (step S16: N), the packet is simply transferred only to the subsequent node 60 (or a random number is generated in the range of 0 to 1 for each packet arrival, and the result is 1 / N or less. If so, the packet may be transferred to the packet header analysis unit 73 and then transferred to the succeeding node 60, otherwise, it may be transferred only to the succeeding node 60).

パケットヘッダ解析部73では、該パケットからヘッダ情報(送信元IPアドレス、着信先IPアドレス、送信元ポート番号、着信先ポート番号、プロトコル番号)を読み出し、その情報をフロー管理部72に通知して、ユーザフロー管理テーブル80への新規ユーザフローエントリを登録要請する。   The packet header analysis unit 73 reads header information (source IP address, destination IP address, source port number, destination port number, protocol number) from the packet and notifies the flow management unit 72 of the information. Request registration of a new user flow entry to the user flow management table 80.

実施例1と同様に、フロー管理部72には、フロー毎に状態を管理するユーザフロー管理テーブル80が予め用意されている。ユーザフロー管理テーブル80は、例えば図4に示すように、フローid(i=1、2、・・・)毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、該パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶している。   As in the first embodiment, the flow management unit 72 has a user flow management table 80 for managing the state for each flow. In the user flow management table 80, for example, as shown in FIG. 4, for each flow id (i = 1, 2,...), The time T_first_i when the packet from the flow i first arrives, the packet arrives last. Time T_last_i, the total number of transferred packet bytes B_i is stored.

フロー管理部72では、パケットヘッダ解析部73から新規ユーザフローエントリの登録要請を受けたら、ユーザフロー管理テーブル80にエントリされているフロー数が予め定めた上限値より小さいかどうか調べ、そうであれば(すなわち、ユーザフロー管理テーブル80に空きがあれば)、ユーザフロー管理テーブル80にそのパケットの属するフローをエントリ登録し(ステップS18)、処理を終了する(ステップS21)。   When the flow management unit 72 receives a registration request for a new user flow entry from the packet header analysis unit 73, the flow management unit 72 checks whether the number of flows entered in the user flow management table 80 is smaller than a predetermined upper limit value. If the user flow management table 80 is empty, the flow to which the packet belongs is registered in the user flow management table 80 (step S18), and the process ends (step S21).

そうでなければ(すなわち、ユーザフロー管理テーブル80に空きがなければ)、0から1の範囲で乱数を発生させ、その結果がp(ただし、pは予め定めた上書き許可率で、0≦p≦1)以下であれば(ステップS19:Y)、既にエントリされているユーザフローの中から、例えば最も古いフローの情報を選択し、そのフローの情報をクリアし(ステップS20)、そこに新規エントリを登録し(ステップS18)、処理を終了する(ステップS21)。   Otherwise (that is, if there is no space in the user flow management table 80), a random number is generated in the range of 0 to 1, and the result is p (where p is a predetermined overwrite permission rate, 0 ≦ p If it is ≦ 1) or less (step S19: Y), for example, the information of the oldest flow is selected from the already entered user flows, the information of the flow is cleared (step S20), and new information is added there. The entry is registered (step S18), and the process ends (step S21).

上記ステップS19〜20の処理は、実施例1のステップS7:Nの場合にも適用できる。   The processes in steps S19 to S20 can also be applied to step S7: N in the first embodiment.

なお、pの値を大きく設定すれば、過去のデータは頻繁にクリアされ最新のデータばかりを収集することになり、逆にpを小さく設定すれば、過去のデータがより多く残るので、ネットワーク運用者がどちらを重視するかによって値を決定すればよい。   If the value of p is set large, past data is cleared frequently and only the latest data is collected. Conversely, if p is set small, more past data remains, so network operation The value may be determined depending on which one places importance on the person.

なお、本発明のTCPフロー通信品質推定装置におけるパケットヘッダ照合部、パケットヘッダ解析部、パケットカウンタ部、サンプリング部、フロー管理部、フロー統計情報推定部は、記憶部に格納された各処理に対応するプログラムをCPU(コンピュータ)で実行することで実現されるものである。   The packet header verification unit, packet header analysis unit, packet counter unit, sampling unit, flow management unit, and flow statistical information estimation unit in the TCP flow communication quality estimation device of the present invention correspond to each process stored in the storage unit. This is realized by executing a program to be executed by a CPU (computer).

これらのプログラムは、フローチャートを用いて説明した本発明のTCPフロー通信品質推定装置における各部で行わせる処理をプログラムコード化して作成したものであり、該作成したプログラムはCD−ROM、DVD、FDなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体やインターネットなどのネットワークを介して利用者に配布され、利用者のコンピュータの記憶部にインストールされてCPUで実行される。   These programs are created by converting the processing to be performed by each unit in the TCP flow communication quality estimation apparatus of the present invention described using the flowchart into a program code, and the created programs are CD-ROM, DVD, FD, etc. It is distributed to users via a computer-readable recording medium or a network such as the Internet, installed in the storage unit of the user's computer, and executed by the CPU.

本発明が適用されるネットワークの基本構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the basic structural example of the network to which this invention is applied. 本発明に係るTCPフロー通信品質推定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the TCP flow communication quality estimation apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るTCPフロー通信品質推定装置のフローチャートである。It is a flowchart of the TCP flow communication quality estimation apparatus which concerns on this invention. 本発明において用いるユーザフロー管理テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the user flow management table used in this invention. 本発明の実施例5に係るTCPフロー通信品質推定装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the TCP flow communication quality estimation apparatus which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例5に係るTCPフロー通信品質推定装置を用いた通信品質推定方法を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the communication quality estimation method using the TCP flow communication quality estimation apparatus which concerns on Example 5 of this invention. 本発明によってフローサイズ分布を推定した結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having estimated the flow size distribution by this invention. 各方式でサンプルされたフロー数を示す図である。It is a figure which shows the number of flows sampled by each system. 本発明によってフローレート分布を推定した結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result of having estimated the flow rate distribution by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10,20:ノード
30:TCPフロー通信品質推定装置
31:パケットカウント部
32:パケットヘッダ照合部
33:フロー管理部
34:サンプリング部
35:パケットヘッダ解析部
36:フロー統計情報推定部
40:ユーザフロー管理テーブル
50,60:ノード
70:TCPフロー通信品質推定装置
71:パケットヘッダ照合部
72:フロー管理部
73:パケットヘッダ解析部
74:パケットカウント部
75:サンプリング部
76:フロー統計情報推定部
80:ユーザフロー管理テーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20: Node 30: TCP flow communication quality estimation apparatus 31: Packet count part 32: Packet header collation part 33: Flow management part 34: Sampling part 35: Packet header analysis part 36: Flow statistics information estimation part 40: User flow Management table 50, 60: Node 70: TCP flow communication quality estimation device 71: Packet header verification unit 72: Flow management unit 73: Packet header analysis unit 74: Packet count unit 75: Sampling unit 76: Flow statistics information estimation unit 80: User flow management table

Claims (9)

通信網におけるあるリンクを経由するTCPフローの通信品質を推定するTCPフロー通信品質推定装置であって、
受信したフローのユーザフロー情報を登録するユーザフロー管理テーブルを管理するとともに、後述のパケットヘッダ照合手段およびパケットヘッダ解析手段からの要請を受け、該要請を実行するフロー管理手段と、
受信したパケットのパケットヘッダ情報を前記ユーザフロー管理テーブルに登録されたユーザフロー情報と照合し、受信したパケットが前記ユーザフロー管理テーブルに登録されているフローに属するものである場合に、前記ユーザフロー管理テーブルを管理しているフロー管理手段にユーザフロー情報の更新を要請するとともに、受信したパケットが前記ユーザフロー管理テーブルに登録されているフローに属するものでない場合に、該パケットを後述のサンプリング部に転送するパケットヘッダ照合手段と、
転送されてきたN個のパケットに対し1個のパケットを抽出してパケットヘッダ解析手段に転送するとともに、抽出されなかったパケットを次のノードに転送するサンプリング手段と、
転送されてきたパケットのパケットヘッダ情報を読み込んでTCPの通信開始を表すSYNフラグが立っておりかつ前記ユーザフロー管理テーブルに空きがあれば、該パケットの到着時刻および該パケットがどのユーザフローからのパケットかを定めるパケットヘッダ情報を前記ユーザフロー管理テーブルに新規エントリ登録することを前記フロー管理手段に要請するパケットヘッダ解析手段と、
前記ユーザフロー管理テーブルにエントリされたフローの情報を用いて、当該リンクを経由するフロー全体のTCPフロー通信品質を推定するフロー統計情報推定手段と
を有することを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
A TCP flow communication quality estimation device for estimating the communication quality of a TCP flow via a link in a communication network,
A flow management unit that manages a user flow management table for registering user flow information of a received flow, receives a request from a packet header verification unit and a packet header analysis unit described later, and executes the request;
When the packet header information of the received packet is compared with the user flow information registered in the user flow management table, and the received packet belongs to the flow registered in the user flow management table, the user flow When requesting the flow management means managing the management table to update the user flow information and the received packet does not belong to the flow registered in the user flow management table, the packet is sent to a sampling unit described later. Packet header verification means for forwarding to,
Sampling means for extracting one packet from the transferred N packets and transferring it to the packet header analysis means, and transferring the unextracted packet to the next node;
If the packet header information of the transferred packet is read and the SYN flag indicating the start of TCP communication is set and the user flow management table is empty, the arrival time of the packet and the user flow from which the packet Packet header analysis means for requesting the flow management means to register a new entry in the user flow management table for packet header information that defines whether the packet is a packet;
A TCP flow communication quality estimation device comprising: flow statistical information estimation means for estimating the TCP flow communication quality of the entire flow passing through the link using the flow information entered in the user flow management table .
請求項1記載のTCPフロー通信品質推定装置において、
前記ユーザフロー管理テーブルは、フロー毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶するものであり、
前記パケットヘッダ解析手段からの要請は、当該パケットの属するユーザフローiをユーザフロー管理テーブルに新規エントリし、T_first_iを現在の時刻、T_last_iを現在の時刻、B_iを該パケットサイズに設定する要請であり、
前記パケットヘッダ照合手段からの要請は、当該パケットに対する前記T_last_iを現在の時刻に更新し、前記B_iをB_i+該パケットサイズに更新する要請であり、
前記フロー統計情報推定手段は、前記一定期間毎に、もしT_last_i=T_first_iならばフローiは該ユーザフロー管理テーブルのエントリから除外し、もしT_last_i>T_first_iならば該ユーザフロー管理テーブルにエントリされているフローiのフロー持続時間T_iをT_i=(T_last_i - T_first_i)と計算し、フローレートR_iをR_i=B_i/T_iと計算するとともに、R_i(i=1〜エントリされたフロー数)を用いてフローレートに関する分布を作成し、該分布を以って元のフロー全体のフローレート分布として推定するものである
ことを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
In the TCP flow communication quality estimation apparatus according to claim 1,
The user flow management table stores, for each flow, a time T_first_i at which the packet from the flow i first arrived, a time T_last_i at which the packet last arrived, and a total number B_i of transferred packet bytes.
The request from the packet header analysis means is a request for newly entering the user flow i to which the packet belongs in the user flow management table, setting T_first_i to the current time, T_last_i to the current time, and B_i to the packet size. ,
The request from the packet header verification means is a request to update the T_last_i for the packet at the current time and to update the B_i to B_i + the packet size.
The flow statistic information estimating means excludes the flow i from the entry of the user flow management table if T_last_i = T_first_i, and is entered in the user flow management table if T_last_i> T_first_i. The flow duration T_i of the flow i is calculated as T_i = (T_last_i−T_first_i), the flow rate R_i is calculated as R_i = B_i / T_i, and the flow rate is calculated using R_i (i = 1 to the number of entered flows). A TCP flow communication quality estimation device characterized in that a distribution relating to a flow rate is created and estimated as a flow rate distribution of the entire original flow using the distribution.
請求項2記載のTCPフロー通信品質推定装置において、
前記パケットヘッダ照合手段は、さらに、受信したパケットのパケットヘッダ情報を参照し、TCP通信の終了を示すFINフラグあるいはTCP通信の中断を示すRSTフラグが立っているか否かを判定し、到着したパケットが既にユーザフロー管理テーブルにエントリされているフローiからのパケットであり、かつ、前記FINフラグあるいは前記RSTフラグが立っていたら、前記フロー管理手段に、前記T_last_iおよび前記B_iを更新することを要請するものであり、
前記フロー管理手段は、該パケットヘッダ照合手段からの該要請によりユーザフロー管理テーブルの前記T_last_iおよび前記B_iを更新するとともに、該フローiを削除するものであり、
前記フロー統計情報推定手段は、該ユーザフロー管理テーブルのT_last_iおよびB_iの更新に基づいてフローレートR_iを計算するものであることを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
In the TCP flow communication quality estimation apparatus according to claim 2,
The packet header verification means further refers to the packet header information of the received packet, determines whether the FIN flag indicating the end of TCP communication or the RST flag indicating the interruption of TCP communication is set, and arrives the packet Is a packet from the flow i already entered in the user flow management table, and the FIN flag or the RST flag is set, the flow management means is requested to update the T_last_i and the B_i. Is what
The flow management means updates the T_last_i and the B_i of the user flow management table according to the request from the packet header matching means, and deletes the flow i.
The TCP flow communication quality estimation device, wherein the flow statistical information estimation means calculates a flow rate R_i based on an update of T_last_i and B_i of the user flow management table.
請求項1記載のTCPフロー通信品質推定装置において、
前記ユーザフロー管理テーブルは、フロー毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶するものであり、
前記パケットヘッダ解析手段からの要請は、当該パケットの属するユーザフローiをユーザフロー管理テーブルに新規エントリし、T_first_iを現在の時刻、T_last_iを現在の時刻、B_iを該パケットサイズに設定する要請であり、
前記パケットヘッダ照合手段からの要請は、当該パケットに対する前記T_last_iを現在の時刻に更新し、前記B_iをB_i+該パケットサイズに更新する要請であり、
前記フロー統計情報推定手段は、前記一定期間毎に、フローiのフローサイズS_iをB_iとし、B_i(i=1〜エントリされたフロー数)を用いてフローサイズBに関する分布を作成し、その分布を以って元のフロー全体のフローサイズ分布として推定するするものである
ことを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
In the TCP flow communication quality estimation apparatus according to claim 1,
The user flow management table stores, for each flow, a time T_first_i at which the packet from the flow i first arrived, a time T_last_i at which the packet last arrived, and a total number B_i of transferred packet bytes.
The request from the packet header analysis means is a request for newly entering the user flow i to which the packet belongs in the user flow management table, setting T_first_i to the current time, T_last_i to the current time, and B_i to the packet size. ,
The request from the packet header verification means is a request to update the T_last_i for the packet at the current time and to update the B_i to B_i + the packet size.
The flow statistic information estimation means creates a distribution relating to the flow size B using B_i (i = 1 to the number of entered flows) and sets the flow size S_i of the flow i to B_i for each predetermined period. Thus, a TCP flow communication quality estimation apparatus, which estimates the flow size distribution of the entire original flow.
請求項1記載のTCPフロー通信品質推定装置において、
前記ユーザフロー管理テーブルは、フロー毎に、フローiからのパケットが最初に到着した時刻T_first_i、パケットが最後に到着した時刻T_last_i、転送されたパケットバイト数の総数B_iを記憶するものであり、
前記パケットヘッダ解析手段からの要請は、当該パケットの属するユーザフローiをユーザフロー管理テーブルに新規エントリし、T_first_iを現在の時刻、T_last_iを現在の時刻、B_iを該パケットサイズに設定する要請であり、
前記パケットヘッダ照合手段からの要請は、当該パケットに対する前記T_last_iを現在の時刻に更新し、前記B_iをB_i+該パケットサイズに更新する要請であり、
前記フロー統計情報推定手段は、前記一定期間毎に、もしT_last_i=T_first_iならばフローiは該ユーザフロー管理テーブルのエントリから除外し、もしT_last_i>T_first_iならば該ユーザフロー管理テーブルにエントリされているフローiのフロー持続時間T_iをT_i=(T_last_i - T_first_i)と計算し、該T_i(i=1〜エントリされたフロー数)を用いてフロー持続時間Tに関する分布を作成し、該分布を以って元のフロー全体のフロー持続時間分布として推定するものである
ことを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
In the TCP flow communication quality estimation apparatus according to claim 1,
The user flow management table stores, for each flow, a time T_first_i at which the packet from the flow i first arrived, a time T_last_i at which the packet last arrived, and a total number B_i of transferred packet bytes.
The request from the packet header analysis means is a request for newly entering the user flow i to which the packet belongs in the user flow management table, setting T_first_i to the current time, T_last_i to the current time, and B_i to the packet size. ,
The request from the packet header verification means is a request to update the T_last_i for the packet at the current time and to update the B_i to B_i + the packet size.
The flow statistic information estimating means excludes the flow i from the entry of the user flow management table if T_last_i = T_first_i, and is entered in the user flow management table if T_last_i> T_first_i. The flow duration T_i of the flow i is calculated as T_i = (T_last_i−T_first_i), and a distribution regarding the flow duration T is created using the T_i (i = 1 to the number of entered flows). A TCP flow communication quality estimation device characterized by estimating the flow duration distribution of the entire original flow.
通信網におけるあるリンクを経由するTCPフローの通信品質を推定するTCPフロー通信品質推定装置であって、
受信したフローのユーザフロー情報を登録するユーザフロー管理テーブルを管理するフロー管理手段と、
受信したパケットのパケットヘッダ情報を前記ユーザフロー管理テーブルに登録されたユーザフロー情報と照合し、受信したパケットが前記ユーザフロー管理テーブルに登録されているフローに属するものである場合に、前記ユーザフロー管理テーブルを管理しているフロー管理手段にユーザフロー情報の更新を要請するとともに、受信したパケットが前記ユーザフロー管理テーブルに登録されているフローに属するものでない場合に、該パケットを後述のパケットヘッダ解析手段に転送するパケットヘッダ照合手段と、
転送されてきたパケットのパケットヘッダ情報を読み込んでTCPの通信開始を表すSYNフラグが立っていた場合に、N個のパケットに対し1個のパケットを抽出し、前記ユーザフロー管理テーブルに空きがあれば、該パケットの到着時刻および該パケットがどのユーザフローからのパケットかを定めるパケットヘッダ情報を前記ユーザフロー管理テーブルに新規エントリ登録することを前記フロー管理手段に要請するパケットヘッダ解析手段と、
前記パケットヘッダ照合手段および前記パケットヘッダ解析手段からの要請を受け、該要請を実行するフロー管理手段と、
前記ユーザフロー管理テーブルにエントリされたフローの情報を用いて、当該リンクを経由するフロー全体のTCPフロー通信品質を推定するフロー統計情報推定手段と
を有することを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
A TCP flow communication quality estimation device for estimating the communication quality of a TCP flow via a link in a communication network,
Flow management means for managing a user flow management table for registering user flow information of received flows;
When the packet header information of the received packet is compared with the user flow information registered in the user flow management table, and the received packet belongs to the flow registered in the user flow management table, the user flow When requesting the flow management means managing the management table to update the user flow information and when the received packet does not belong to the flow registered in the user flow management table, the packet header is described later. A packet header verification means for transferring to the analysis means;
When the packet header information of the transferred packet is read and the SYN flag indicating the start of TCP communication is set, one packet is extracted from the N packets, and there is a vacancy in the user flow management table. Packet header analysis means for requesting the flow management means to register a new entry in the user flow management table with packet header information defining the arrival time of the packet and from which user flow the packet is,
A flow management means for receiving a request from the packet header verification means and the packet header analysis means and executing the request;
A TCP flow communication quality estimation device comprising: flow statistical information estimation means for estimating the TCP flow communication quality of the entire flow passing through the link using the flow information entered in the user flow management table .
請求項1から6のいずれかに記載のTCPフロー通信品質推定装置において、
パケットヘッダ解析手段により、前記ユーザフロー管理テーブルに空きがないと判断された場合に、既にエントリされているユーザフローの中から1つを選択し、該フロー情報をクリアしてそこに新規エントリすることを特徴とするTCPフロー通信品質推定装置。
In the TCP flow communication quality estimation apparatus according to any one of claims 1 to 6,
When the packet header analysis means determines that there is no space in the user flow management table, one of the user flows already entered is selected, the flow information is cleared, and a new entry is made there. A TCP flow communication quality estimation apparatus characterized by the above.
通信網におけるあるリンクを経由するTCPフローの通信品質を推定するTCPフロー通信品質推定方法において、
N個の到着パケットに対し1個のパケットを抽出し、該パケットヘッダを読み込んでTCPの通信開始を表すSYNフラグが立っておりかつ予め用意したユーザフロー管理テーブルに空きがあれば、該パケットの到着時刻および該パケットがどのユーザフローからのパケットかを定めるパケットヘッダ情報を前記ユーザフロー管理テーブルに新規エントリ登録するステップと、
前記N個に1個のパケット抽出とは独立に、パケット到着毎に該パケットが既にユーザフロー管理テーブルにエントリされているユーザフローからのパケットがどうかを調査し、既にエントリされているユーザフローiからのパケットであった場合、該パケットヘッダ情報を読み込んで、前記ユーザフロー管理テーブル内のユーザフローiの情報を更新するステップと、
上記2つのステップの処理を一定期間継続した後、前記ユーザフロー管理テーブルにエントリされたフローの情報を用いて、当該リンクを経由するフロー全体のTCPフロー通信品質を推定するステップと
を有することを特徴とするTCPフロー通信品質推定方法。
In the TCP flow communication quality estimation method for estimating the communication quality of a TCP flow via a certain link in a communication network,
If one packet is extracted from N arrival packets, the packet header is read, the SYN flag indicating the start of TCP communication is set, and the user flow management table prepared in advance has a vacancy, the packet Registering a new entry in the user flow management table with packet header information that defines the arrival time and from which user flow the packet is,
Independent of extracting one packet out of every N packets, every time a packet arrives, it is checked whether there is a packet from a user flow that has already been entered in the user flow management table. The packet header information is read, and the user flow i information in the user flow management table is updated, and
And a step of estimating the TCP flow communication quality of the entire flow via the link using the flow information entered in the user flow management table after continuing the processing of the above two steps for a certain period. A characteristic TCP flow communication quality estimation method.
通信網におけるあるリンクを経由するTCPフローの通信品質を推定するTCPフロー通信品質推定方法をコンピュータに実行させるTCPフロー通信品質推定用プログラムであって、
コンピュータを請求項1から7のいずれかに記載のTCPフロー通信品質推定装置における各手段として機能させるためのTCPフロー通信品質推定用プログラム。
A TCP flow communication quality estimation program for causing a computer to execute a TCP flow communication quality estimation method for estimating communication quality of a TCP flow passing through a certain link in a communication network,
A TCP flow communication quality estimation program for causing a computer to function as each means in the TCP flow communication quality estimation apparatus according to any one of claims 1 to 7.
JP2005042330A 2005-02-18 2005-02-18 Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor Pending JP2006229701A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005042330A JP2006229701A (en) 2005-02-18 2005-02-18 Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005042330A JP2006229701A (en) 2005-02-18 2005-02-18 Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006229701A true JP2006229701A (en) 2006-08-31

Family

ID=36990632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005042330A Pending JP2006229701A (en) 2005-02-18 2005-02-18 Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006229701A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113186A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Nec Corp QoS ROUTING METHOD AND DEVICE
JP2011004333A (en) * 2009-06-22 2011-01-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> System, method and program for network quality computation
JP2011124750A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Flow communication quality estimating method, device, and program
CN110557302A (en) * 2019-08-30 2019-12-10 西南交通大学 Network equipment message observation data acquisition method
CN110572300A (en) * 2019-08-30 2019-12-13 西南交通大学 Method for estimating transmitted data volume of TCP (Transmission control protocol) stream
CN113608504A (en) * 2021-04-21 2021-11-05 北京智慧空间科技有限责任公司 Self-adaptive wind field information acquisition method and device, medium and wind power system

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113186A (en) * 2006-10-30 2008-05-15 Nec Corp QoS ROUTING METHOD AND DEVICE
JP2011004333A (en) * 2009-06-22 2011-01-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> System, method and program for network quality computation
JP2011124750A (en) * 2009-12-10 2011-06-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Flow communication quality estimating method, device, and program
CN110557302A (en) * 2019-08-30 2019-12-10 西南交通大学 Network equipment message observation data acquisition method
CN110572300A (en) * 2019-08-30 2019-12-13 西南交通大学 Method for estimating transmitted data volume of TCP (Transmission control protocol) stream
CN110557302B (en) * 2019-08-30 2022-05-20 西南交通大学 Network equipment message observation data acquisition method
CN110572300B (en) * 2019-08-30 2022-07-05 西南交通大学 Method for estimating transmitted data volume of TCP stream
CN113608504A (en) * 2021-04-21 2021-11-05 北京智慧空间科技有限责任公司 Self-adaptive wind field information acquisition method and device, medium and wind power system
CN113608504B (en) * 2021-04-21 2022-07-19 北京智慧空间科技有限责任公司 Self-adaptive wind field information acquisition method and device, medium and wind power system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106471778B (en) Attack detection device and attack detection method
CN107770132B (en) Method and device for detecting algorithmically generated domain name
CN110225037B (en) DDoS attack detection method and device
JP2006229701A (en) Device and method for estimating the quality of tcp flow communication and program therefor
CN110622480B (en) Traffic rendering system, apparatus and method for mobile video streams
US20160127227A1 (en) Information processing system, method, and apparatus
CN107465690A (en) A kind of passive type abnormal real-time detection method and system based on flow analysis
JP2006148686A (en) Communication monitoring system
JP2019047254A (en) Information processing system, information processing device, and information processing program
Mori et al. Identifying heavy-hitter flows from sampled flow statistics
US7715317B2 (en) Flow generation method for internet traffic measurement
US20080250153A1 (en) Streaming of templates and data records in individual streams using a multistream protocol
CN103269337B (en) Data processing method and device
CN111953552B (en) Data flow classification method and message forwarding equipment
JP5180247B2 (en) Packet sampling apparatus and method and program
JP4814270B2 (en) Traffic fluctuation amount estimation method, apparatus and program thereof
JP4282556B2 (en) Flow level communication quality management apparatus and method and program
CN109309679A (en) A kind of Network scan detection method and detection system based on TCP flow state
JP5528372B2 (en) Flow quality degradation identification device and method
JP4454506B2 (en) High-rate flow specification method and high-rate flow specification system
JP2009296158A (en) Communication data statistical apparatus and communication data statistical method
KR101343673B1 (en) Apparatus and method for network security
US9306854B2 (en) Method and apparatus for diagnosing interface oversubscription and microbursts
JP6228262B2 (en) Attack detection apparatus, attack detection method, and attack detection program
WO2024013884A1 (en) DDoS DETECTION DEVICE AND METHOD