CN101507205A - 估计通信网络系统中的网络的质量恶化位置的方法 - Google Patents

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Abstract

在网络的质量恶化位置估计方法中，与管理对象网络连接的被动测量装置测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息。与管理对象网络连接的质量恶化位置估计装置收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息。包括将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测的步骤。

Description

估计通信网络系统中的网络的质量恶化位置的方法
技术领域
本发明涉及通信网络系统，特别涉及检测出在管理对象的网络中发生通信质量的恶化并估计恶化位置的网络的质量恶化位置估计技术。
背景技术
一般来说，测量通信网络质量的方法有主动(Active)测量方法和被动(passive)测量方法两种。主动测量方法是向网络发送试验用的分组并检测该分组遭受的延迟或丢失等来估计网络质量的方法。另一方面，被动测量方法是不进行试验用的分组的发送而监视流过网络的分组的状态来估计网络质量的方法。它们分别具有优点和缺点，并且也存在各种具体的实现方法。
例如，在日本专利文献特开2002—64545号公报(相关技术1)中记载了以下被动测量方法：在从通信系统通过分组通信网络向通信终端发送语音分组的网络系统中，基于从通信终端送回到通信系统的RTCP—RR(RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)Control Protocol-Receiver Report，RTP控制协议接收方报告)分组等来测量从通信系统到通信终端的区间的端到端(E2E)的分组丢失率、语音分组的变动时间等质量。
另外，在日本专利文献特开2005—210515号公报(相关技术2)中记载了以下分组测量方法：将从发送终端到接收终端之间的某一地点设为被动测量点，提取出在收发终端之间的从通信开始到结束的流，并基于具有分组的顺序号码的头信息，从向接收终端的分组到达的时序的信息中估计出质量信息，其中所述质量信息包含与从发送终端到接收终端的区间的E2E的分组丢失有关的信息。
另一方面，以往提出了根据流过网络的流的质量信息判断该流的质量的恶化并估计恶化位置的技术。例如，在日本专利文献特开2002—271392号公报(相关技术3)中记载了以下方法：通过通信流的质量信息和与预先确定的质量有关的阈值的大小关系来确定优良质量的流和低劣质量的流，对于质量低劣的流，根据路由信息求出该流通过的链路，并将多个质量低劣的流的路由信息重叠的区间的链路估计为质量恶化位置。
当前的通信网络系统是由各个不同的经营者使用管理的多个网络彼此连接而形成的更大的网络。在这样的通信网络系统中，除在与各个网络连接的终端彼此之间进行通信以外，还在与各个不同网络连接的终端彼此之间也进行通信。后者情况下的通信质量由经由的所有的网络的通信质量确定，当某一个网络质量恶化时流整体的质量会恶化。因此，各个网络的使用管理者寻求在自身网络中发生通信质量恶化的情况下，极早地检测出该恶化并采取必要的措施。
在为了各个网络使用管理者检测出自身网络中的通信质量的恶化而通过上述被动测量方法测量收发终端间的E2E流质量信息时，如果收发终端同时是与自身网络连接的终端，则当在收发终端间的E2E流质量信息中检测出质量的恶化时，能够立刻判断出其原因存在于自身网络中。但是在某一终端与其他的网络连接时，即使在收发终端之间的E2E流质量信息中检测出质量恶化，也不能判断出其原因存在于自身网络中还是存在于其他网络中。那是由于，无论是在自身网络中存在质量恶化还是相反地在其他网络中存在质量恶化，哪种情况都显示被测量的E2E流质量信息恶化。
另外，针对跨越多个网络的流使用相关技术3所示的技术，对于质量低劣的流，根据路由信息求出该流通过的链路，如果将多个质量不好的流的路由信息重叠的区间的链路估计为质量恶化位置，则能够判断出质量恶化位置是自身网络中的哪个位置还是其他网络中的哪个位置。但是，通常某个使用管理者所管理的网路的路由信息能够被该使用管理者使用，但是该使用管理者不能使用自身没有管理的网络(其他网络)的路由信息。因此，针对跨越多个网络的流难以应用相关技术3所示的技术。
这样，对于通过被动测量方法测量出的收发终端之间的E2E流质量信息中的、收发终端的某一个存在于其他网络的E2E流质量信息，在以往技术中不能完全使用在自身网络的质量管理上。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供以下的通信网络系统以及其中的网络的质量恶化位置估计方法，即：能够使用通过被动测量方法测量出的收发终端间的E2E流质量信息中的、发送终端存在于其他网络的E2E流质量信息，检测出在管理对象网络中发生的通信质量的恶化并估计恶化位置。
本发明的第一网络的质量恶化位置估计方法包括以下步骤：与管理对象网络连接的被动测量装置测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；与所述管理对象网络连接的质量恶化位置估计装置收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息；以及将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
本发明的第二网络的质量恶化位置估计方法包括以下步骤：与管理对象网络连接的被动测量装置测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；主动测量装置测量从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息，所述主动测量装置被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点；与所述管理对象网络连接的质量恶化位置估计装置收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息、以及由所述主动测量装置测量出的流质量信息；以及将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
本发明的第一通信网络系统包括：被动测量装置，与管理对象网络连接，并测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；以及质量恶化位置估计装置，与所述管理对象网络连接，收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息，并将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
本发明的第二通信网络系统包括：被动测量装置，与管理对象网络连接，并测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；主动测量装置，被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点，测量从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息；以及质量恶化位置估计装置，与所述管理对象网络连接，收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息、以及由所述主动测量装置测量出的流质量信息，并将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
本发明的第一质量恶化位置估计装置包括：收集单元，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接；以及恶化流检测单元，基于该被收集的E2E流质量信息以及上游流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
本发明的第二质量恶化位置估计装置包括：收集单元，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息、以及由主动测量装置测量的、从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接，所述主动测量装置被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点；以及恶化流检测单元，基于该被收集的E2E流质量信息和上游流质量信息以及流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
根据发送终端存在于其他网络的流的被动测量结果，能够估计出恶化位置是否存在于自身网络中。在判断出恶化位置存在于自身网络中的情况下，使用管理对象网络的路由信息来估计管理对象网络中的质量恶化位置。此时，能够估计的范围为从被动测量点到接收终端的区间。在还估计从被动测量点到其他网络的边界点的区间中的质量恶化位置的情况下，使用由配置在被动测量点和网络边界点的主动测量装置测量出的主动测量结果。
附图说明
图1是本发明第一实施例的通信网络系统的结构图；
图2是本发明第一实施例中的质量恶化位置估计服务器的框图；
图3是本发明第一实施例的通信网络系统的链路说明图；
图4是表示流过本发明第一实施例的通信网络系统的流的例子的图；
图5是表示在本发明第一实施例中所被动测量的E2E流质量信息的例子的图；
图6是表示在本发明第一实施例中所被动测量的上游流质量信息的例子的图；
图7是表示在本发明第一实施例中根据E2E流质量信息和上游流质量信息求出的流质量信息的例子的图；
图8是表示本发明第一实施例中的流质量-路由链路表的一个例子的图；
图9是表示本发明第一实施例中的质量恶化位置估计部的处理例子的流程图；
图10是表示本发明第一实施例中的去除未恶化链路后的流质量-路由链路表的一个例子的图；
图11是表示本发明第一实施例中的质量恶化位置估计部的另一处理例子的流程图；
图12是表示本发明第二实施例的通信网络系统的结构图；
图13是本发明第二实施例中的质量恶化位置估计服务器的框图；
图14是本发明第二实施例中的主动测量位置的说明图；
图15是表示本发明第二实施例中的主动测量结果的一个例子的图；
图16是表示本发明第二实施例中的流质量-路由链路表的一个例子的图；
图17是表示本发明第二实施例中的去除未恶化链路后的流质量-路由链路表的一个例子的图。
具体实施方式
下面参考附图，对本发明实施例的通信网络系统以及其中的网络质量恶化位置估计方法进行详细的说明。
[第一实施例]
图1是表示本发明第一实施例的通信网络系统的结构的框图。参考图1，网络N1是作为网络质量恶化位置的估计对象的管理对象网络。网络N1中配置有路由器(或者交换机)R1～R10，所述路由器(或者交换机)R1～R10连接有终端T1～T5、质量恶化位置估计服务器S1、以及被动测量装置P1、P2。另外，网络N1与其他网络N2～N5连接，在其他网络N2～N5中连接有终端T10、T20、T30、T40、T50。
被动测量装置P1、P2具有如下功能：对从发送终端到接收终端的区间的E2E流质量信息进行被动测量的第一被动测量功能以及对从发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息进行测量的第二被动测量功能。
作为被动测量装置P1、P2的第一被动测量功能的具体例子而有以下方法(将其称为E2E质量估计法)：对流的接收终端将流的接收质量(分组丢失数或分组丢失率、接收分组的时间间隔的变动)送回给发送终端的协议(RTCP等)的分组(RR分组等)或者TCP的ACK分组(将这些分组称为质量反馈分组)进行收集，并求出记载在质量反馈分组中的从发送终端到接收终端的整体路径的通信质量、即E2E通信质量。
被动测量装置P1、P2定期地将通过第一被动测量功能测量出的E2E流质量信息通知给质量恶化位置估计服务器S1。在要通知的E2E流质量信息中包含(发送终端的地址、接收终端的地址、以及通信质量的信息)。通信质量的信息例如是分组丢失率、分组丢失的突发性、接收率、以及延迟抖动(jitter)等与通信质量有关的信息。
作为被动测量装置P1、P2的第二被动测量功能的具体例子而存在以下方法(将其称为上游质量估计法)：根据与发送终端发送的通信流的分组队列有关的已知的信息(顺序号码、每单位时间的发送分组数、发送分组的时间间隔的变动)以及与在被动测量点观测的该发送终端的通信流的分组队列有关的信息(顺序号码、每单位时间的通过分组数、通过分组的变动)，求出从发送终端到被动测量点的路径的分组丢失数和分组延迟的抖动等通信质量。
被动测量装置P1、P2将通过第二被动测量功能测量的上游流质量信息定期地通知给质量恶化位置估计服务器S1。在要通知的上游流质量信息中包含(与自身被动测量装置连接的链路的标识符、发送终端的地址、接收终端的地址、以及通信质量的信息)。通信质量的信息例如是分组丢失率、分组丢失的突发性、接收率、延迟抖动等与通信质量有关的信息。
质量恶化位置估计服务器S1从自身网络N1中的各个分组测量装置P1、P2收集E2E流质量信息以及上游流质量信息，并从各个路由器R1～R10收集路由信息，检测自身网络N1中的通信质量的恶化的发生并进行质量恶化位置的估计。
参考图2，质量恶化位置估计服务器S1的一个例子包括：E2E流质量信息收集部101、上游流质量信息收集部102、流质量信息确定部103、路由信息收集部104、流质量-路由链路表管理部105、表存储部106、质量恶化位置估计部107、以及显示部108。
E2E流质量信息收集部101接收从被动测量装置P1、P2定期地通知的E2E流质量信息。如前所述，在E2E流质量信息中包含有(发送终端的地址、接收终端的地址、通信质量的信息)的信息。
上游流质量信息收集部102接收从被动测量装置P1、P2定期地通知的上游流质量信息。如前所述，在上游流质量信息中包含有(与被动测量装置连接的链路的标识符、发送终端的地址、接收终端的地址、以及通信质量的信息)的信息。
流质量信息确定部103从E2E流质量信息收集部101接收E2E流质量信息、从上游流质量信息收集部102接收上游流质量信息，并基于发送终端的地址以及接收终端的地址，对于发送终端存在于其他网络N2～N5、接收终端存在于自身网络N1的E2E流质量信息和上游流质量信息，提取出在E2E流质量信息中的相同的收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息，并添加与被动测量装置连接的链路标识符而通知给流质量-路由链路表管理部105。具体而言，流质量信息确定部103对于发送终端存在于其他网络N2～N5、接收终端存在于自身网络N1中的所有的E2E流质量信息执行以下处理。
(1)步骤1：
搜索关于与E2E流质量信息的收发终端相同的收发终端的上游流质量信息，如果没有则结束对于该E2E流质量信息的处理，如果有则执行步骤2。
(2)步骤2：
对照预先确定的质量良好流的条件，判断所存在的上游流质量信息的通信质量是否良好，如果不是良好(如果质量恶化)则结束对于该E2E流质量信息的处理，如果良好则执行步骤3。
(3)步骤3：
将包含在作为质量良好的上游流质量信息中的与被动测量装置连接的链路的标识符和接收终端的地址、以及由该E2E流质量信息中的质量信息构成的流质量信息通知给流质量-路由链路表管理部105。
路由信息收集部104根据自身网络N1的路由器(或者交换机)R1～R10收集路由信息、即与路由选择有关的信息。具体而言，所收集的信息在由路由器收集的情况下是路由选择表和ARP表，在由交换机收集的情况下是转发数据库(forwarding database)和生成树(spanning tree)的构成信息。这些信息的收集能够使用SMTP(Simple Network ManagementProtocol，简单网络管理协议)等进行。如果有与路由选择有关的信息，则能够根据收发终端的地址信息确定由哪个路径进行该收发终端之间的通信。另外，与路由选择有关的信息也能够不从路由器(或者交换机)R1～R10收集而是由网络管理者给出。
流质量-路由链路表管理部105基于从流质量信息确定部103得到的流质量信息和从路由信息收集部104得到的与路由选择有关的信息，对于当前进行通信的流，使用表对该流当前的通信质量是否良好和路由链路的信息进行管理。将用于该管理的表称为流质量-路由链路表。具体而言，流质量-路由链路表针对当前进行通信的各个流保持与被动测量装置连接的链路的标识符、接收终端的地址、该流当前经由的链路集合、表示该流当前的通信质量是否良好的质量标记。
这里，链路是指路由器(或者交换机)间、路由器(或者交换机)与终端间的定向链路。例如，在图1的网络N1的情况下，是图3所示的Li(i是整数)的定向链路。
质量标记取为1、0、或不确定(下面表示为N/A)三种状态。例如，根据包含在流质量信息的通信质量信息中的分组丢失率、分组丢失的突发性、接收率、以及延迟抖动等求出质量指标，如果该求出的质量指标大于等于预先给出的恶化阈值，则设定为表示恶化的值1。另外，如果求出的质量指标小于等于预先给出的良好阈值，则设定为表示未恶化的值0。在不是上述任一种的情况下，质量标记被设定为N/A。质量指标可以单纯地根据通信质量信息中的一个(例如分组丢失率)求出，如果是VoIP的流，也可以根据分组丢失率、延迟抖动等按照ITU—T建议的G.107的E—Model求出R值，并将其用作质量指标。
表存储部106存储上述流质量-路由链路表。
质量恶化位置估计部107从表存储部106定期地读出流质量-路由链路表，基于质量标记保持为1的流的路由链路的信息估计质量恶化位置并输出给显示部108。作为质量恶化位置的估计方法也能使用相关技术3所记载的方法，但是为了进一步提高估计精度，优选使用以下叙述的最小链路数估计法或最大概率估计法。
所谓最小链路数估计法是将能够使流的质量恶化发生的网络构成要素的故障的所有的组合中的、构成要素数为最小的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置的方法。选择构成要素数为最小的组合的理由是当设为各个网络构成要素的质量恶化的概率相等时，构成要素数最小的组合以最高的概率发生。
另一方面，所谓最大概率估计法是将能够使流的质量恶化发生的网络构成要素的故障的所有的组合中的、质量恶化的发生概率为最高的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置的方法。各个网络构成要素的质量恶化概率被预先设定。在将各个网络构成要素的质量恶化概率设为相同的情况下，与上述最小链路数估计法等价。
显示部108由向使用管理者显示通过质量恶化位置估计部107估计的质量恶化位置的显示器等构成。指定质量恶化位置的显示可以以链路地址等文本来进行显示，也可以在网络图上以图形方式来进行显示。
接着，说明第一实施例的动作。
现在，假设在图1所示的通信网络系统上流过图4所示的流F1～F5。任一个流F1～F5也是将与管理对象网络N1以外的其他网络连接的终端T10、T20、T30、T40、T50设为发送终端、将与管理对象网络N1连接的终端T1、T2、T3、T4、T5设为接收终端的使用者流。
被动测量装置P1对于流F1、F2、F5测量E2E流质量信息以及上游流质量信息，并通知给质量恶化位置估计服务器S1的E2E流质量信息收集部101和上游流质量信息收集部102。另外，被动测量装置P2对于流F3、F4测量E2E流质量信息和上游流质量信息，并通知给质量恶化位置估计服务器S1的E2E流质量信息收集部101和上游流质量信息收集部102。质量恶化位置估计服务器S1的E2E流质量信息收集部101将从被动测量装置P1、P2接收的E2E流质量信息通知给流质量信息确定部103，上游流质量信息收集部102将从被动测量装置P1、P2接收的上游流质量信息通知给流质量信息确定部103。
图5是表示从E2E流质量信息收集部101向流质量信息确定部103通知的E2E流质量信息的一个示例，图6是表示从上游流质量信息收集部102向流质量信息确定部103通知的上游流质量信息的一个示例。这里，使用分组丢失率和延迟变动作为通信质量。
流质量信息确定部103对于发送终端存在于其他网络N2～N5、接收终端存在于自身网络N1的所有的E2E流质量信息，通过执行所述步骤1～步骤3，来提取出E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息，并添加与被动测量装置连接的链路的标识符而通知给流质量-路由链路表管理部105。具体而言，当将分组丢失率小于1％且延迟变动小于60ms的流设为良好流的条件时，对于图6的第一行的流F1，由于相同收发终端的图5的第一行的上游流质量不是良好的，因此从对流质量-路由链路表管理部105的通知对象中删除。另一方面，对于图6剩余的第二行～第五行的流F2～F5，由于相同收发终端的图5的第二行～第五行的上游流质量是良好的，因此设为对流质量-路由链路表管理部105的通知对象。结果，对流质量-路由链路表管理部105通知图7所示的信息。
流质量-路由链路表管理部105基于从流质量信息确定部103得到的流质量信息和来自路由信息收集部104的与路由选择有关的信息，对当前进行通信的流维持由与被动测量装置连接的链路的标识符、接收终端的地址、该流当前经由的链路集合、以及表示该流当前的通信质量是否良好的质量标记构成的流质量-路由链路表。例如，在将质量恶化指标设为分组丢失率、将恶化阈值设为3％、将良好阈值设为1％的情况下，在从流质量信息确定部103得到图7所示的流质量信息时成为图8所示的流质量-路由链路表。另外，在图8中，在路由链路的栏中保持为1的链路是该流的路由链路。
质量恶化位置估计部107基于图8所示的流质量-路由链路表来估计质量位置，并将结果显示在显示部108上。图9示出了使用最小链路数估计法时的质量恶化位置估计部107的动作流程图。
首先，质量恶化位置估计部107从表存储部106读出流质量-路由链路表(步骤201)。接着，判断质量标记为1的质量恶化流是否存在于流质量-路由链路表中(步骤202)，如果质量恶化流一个也没有，则结束本次处理。
在质量恶化流存在一个以上的情况下，去除质量未恶化的链路(步骤203)，之后使用最小链路数估计法估计质量恶化位置(步骤204)，并将结果显示在显示部108中(步骤205)。
所说的在步骤203中进行的质量未恶化链路的去除是对质量标记为1的流去除该路由链路中的、与质量标记为0的流的路由链路相同的链路。例如，在流质量-路由链路表是图8所示的内容的情况下，由于认为流F4、F5是质量良好的流(质量标记为0)、该标记F4、F5经由的链路L10、L30、L70、L80没有发生质量恶化，因此从质量标记为1的流F2、F3的路由链路中去除。其结果是，流质量-路由链路表如图10所示。
对在步骤204中进行的最小链路数估计法进行说明。首先，对于流质量-路由链路表的路由链路的队列，将保持为1的流的集合称为属于该链路队列的流集合。例如，在图10的流质量-路由链路表的情况下，属于路由链路L20的队列的流集合是{F2，F3}。并且，属于多个路由链路的队列的每个的流集合的合集也同样称为属于那些的链路队列的集合的流集合。例如，在图10的流质量-路由链路表的情况下，属于链路队列的集合{L50，L60}的流集合是{F2，F3}。
在最小链路数估计法中，执行以下步骤1～步骤3.
(1)步骤1：
仅提取出流质量-路由链路表中的、质量标记为1的流。
(2)步骤2：
属于路由链路队列的集合的流集合选择与在步骤1中提取的流相同的、路由链路队列的集合中由最小的要素数构成的集合。
(3)步骤3：
将在步骤2中得到的路由链路集合(可以是多个)作为结果输出。
例如，关于图10的流质量-路由链路表，说明执行最小链路数估计法的情况。首先，由于该表所有的行的质量标记是1，因此在步骤1中提取所有流{F2，F3}。接着，当执行步骤2时，如属于路由链路队列的集合的流集合为{F2，F3}那样的路由链路队列的集合有{L20}、{L50，L60}，但是具有最小的要素数的集合是{L20}(要素数1)。在步骤3中，{L20}作为最小链路数估计法的结果被输出。另外，步骤2能够使用最小覆盖问题的运算求解。
以上是使用最小链路数估计法时的质量恶化位置估计部107的动作，但是使用最大概率估计法时的质量恶化位置估计部107的动作如图11那样。与图9的流程图进行比较，代替最小链路数估计的步骤204而执行最大概率估计的步骤211。在使用最大概率估计法的情况下，对于管理对象网络N1中的各个链路，对在过去通信质量发生恶化时成为其原因的概率预先存储在质量恶化原因概率表中。该质量恶化原因概率表例如保存在表存储部106中。
在最大概率估计法中执行下面的步骤1～步骤3。
(1)步骤1：
仅提取流质量-路由链路表中的质量标记为1的流。
(2)步骤2：
属于路由链路队列的集合的流集合选择与在步骤1提取的流相同的、路由链路队列的集合中估计发生概率为最大的集合。这里，估计发生概率是被存储在质量恶化原因概率表中的、成为各个链路的质量恶化原因的概率彼此相乘得到的概率。
(3)步骤3：
将在步骤2中得到的路由链路集合(可以有多个)作为结果输出。
根据本实施方式，使用通过分散配置在管理对象网络N1中的被动测量装置P1、P2进行测量的、发送终端存在于其他网络并且接收终端存在于管理对象网络N1的收发终端之间的E2E流质量信息，能够在管理对象网络N1中检测出通信质量恶化的发生。其原因在于，测量从发送终端到接收终端的区间的E2E流质量信息，并测量从发送终端到被动测量装置P1、P2的区间的上游流质量信息，并将在表示流质量的恶化的E2E流质量信息中的相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流检测为管理对象网络中的质量恶化流。
另外，根据本实施例，使用通过分散配置在管理对象网络N1中的被动测量装置P1、P2测量的、发送终端存在于其他网络并且接收终端存在于管理对象网络N1中的收发终端间的E2E流质量信息，能够估计管理对象网络N1中的质量恶化位置。其原因在于：测量从发送终端到接收终端的区间的E2E流质量信息，并测量从发送终端到被动测量装置P1、P2的区间的上游流质量信息，并将在表示流质量的恶化的E2E流质量信息中的相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流检测出来，并且，基于管理对象网络中的质量恶化流和管理对象网络N1的路由信息对管理对象网络N1的质量恶化位置进行估计。
[第一实施例的变形例]
在第一实施例中，使用了流过管理对象网络N1中的流中的、发送终端存在于其他网络并且接收终端存在于管理对象网络N1的流，但是除此之外，可以使用下述流中的某一种或者两种来进行质量恶化位置的估计，即包括：(1)发送终端和接收终端同时存在于管理对象网络N1中的流，(2)发送终端存在于管理对象网络N1而接收终端存在于其他网络中的流。
使用所述(1)的流的情况下使用E2E流质量信息自身，在使用所述(2)的流的情况下使用上游流质量信息。即，质量恶化位置估计服务器S1的流质量信息确定部103对于收发终端同时存在于管理对象网络N1中的流的E2E流质量信息，将该E2E流质量信息作为流质量信息通知给流质量-路由链路表管理部105，对于发送终端存在于管理对象网络N1中并且接收终端存在于其他网络的流的E2E流质量信息，将相同收发终端间的上游流质量信息作为流质量信息而通知给流质量-路由链路表管理部105。流质量-路由链路表管理部105将这些与发送终端存在于其他网络的流相同处理。但是，图7的“探测位置和发送目的地地址”的组，在收发终端同时存在于管理对象网络N1的流中为“发送源地址和发送目的地地址”的组，在接收终端存在于其他网络的流中为“发送源地址和探测位置”的组。
另外，在第一实施例中，在实施最小链路数估计法或者最大概率估计法之前进行质量未恶化链路的去除，但是尽管在精度上变差但也可以省略该质量未恶化链路的去除处理。
[第二实施例]
参考图12，本发明第二实施例涉及的通信网络系统与图1所示的第一实施例进行比较，在以下方面上不同：在与分散配置在管理对象网络N1中的被动测量装置P1、P2的被动测量点相同的位置配置主动测量装置A5、A6，在与其他网络的边界点配置了主动测量装置A1～A4；以及质量恶化位置估计服务器S1除了从被动测量装置P1、P2收集E2E流质量信息以及上游流质量信息之外，还从主动测量装置A1～A6收集被主动测量的质量信息。
各个主动测量装置A1～A5具有如下功能：通过在自身装置与其他的主动测量装置之间流过试验用的分组来测量它们之间的通信质量，并将测量结果向质量恶化位置估计服务器S1发送。测量结果包括发送主动测量装置的地址、接收主动测量装置的地址、以及通信质量的信息。这里，所谓通信质量例如是分组丢失率、分组丢失的突发性、接收率、以及延迟抖动等与通信质量有关的信息。
参考图13，对本实施例中的质量恶化位置估计服务器S1与图2所示的第一实施例中的质量恶化位置估计服务器S1进行比较，在新添加了主动(Active)测量质量信息收集部109和扩大流质量-路由链路表管理部105的功能的方面上不同，E2E流质量信息收集部101、上游流质量信息收集部102、流质量信息确定部103、路由信息收集部104、表存储部106、质量恶化位置估计部107、以及显示部108与第一实施例相同。
主动测量质量信息收集部109向主动测量装置A1～A6发出指示进行主动测量来接收测量结果、即(发送主动测量装置的地址、接收主动测量装置的地址、通信质量的信息)的组，并通知给流质量-路由链路表管理部105。
流质量-路由链路表管理部105除第一实施例中的流质量-路由链路表管理部105的动作之外，还基于来自主动测量质量信息收集部109的主动测量质量信息和来自路由信息收集部104的与路由选择有关的信息，关于主动测量的流将由发送侧的主动测量装置的地址、接收侧的主动测量装置的地址、该流经由的链路集合、表示该流的通信质量是否良好的质量标记构成的信息添加到流质量-路由链路表。链路的定义、质量标记的设定法与第一实施例相同。
下面，对第二实施例的动作进行说明。
现在，假设在图12所示的通信网络系统上与第一实施例相同流过图4所示的流F1～F5。
例如如图14箭头所示，质量恶化位置估计服务器S1的主动测量质量信息收集部109通过对于主动测量装置A4和主动测量装置A5之间、主动测量装置A3和主动测量装置A5之间、主动测量装置A2和主动测量装置A6之间、以及主动测量装置A1和主动测量装置A6之间发出主动测量的指示，来对从被动测量装置P1、P2到与其他网络的边界点的区间的质量信息进行被动测量。图15示出此时的主动测量结果的一个例子。
当质量恶化位置估计服务器S1的主动测量质量信息收集部109接收到图15所示的主动测量结果时，将其通知给流质量-路由链路表管理部105。流质量-路由链路表管理部105在将例如延迟变动小于60ms并且分组丢失率小于1％的流设为通信质量良好的流的条件时，将图15的第一行的流AF1判断为质量不好的流，将除此以外的流AF2～AF8判断为质量好的流，将由发送侧的主动测量装置的地址、接收侧的主动测量装置的地址、该流经由的链路集合、以及表示该流的通信质量是否良好的质量标记构成的信息添加到流质量-路由链路表。此时，与第一实施例相同，图5所示的E2E流质量信息以及图6所示的上游流质量信息由被动测量装置P1、P2测量并送到质量恶化位置估计装置S1，在基于上述而生成图8所示的流质量-路由链路表的情况下，添加主动测量结果的流质量-路由链路表变为图16所示。但是，在图16中省略了流AF2、AF4、AF6、AF8。
质量恶化位置估计部107从表存储部106读入图16所示的流质量-路由链路表，进行未恶化链路的去除并生成图17所示的流质量-路由链路表后，例如通过最小链路数估计法将链路集合{L20，L300}估计为质量恶化位置。即，此时，检测出在第一实施例中错过的链路L300的质量恶化。
根据本实施例，除了能够得到与第一实施例相同的效果以外，还能够估计网络边界点和分组测量点之间的路径上的质量恶化位置。即，在质量恶化位置的估计中，需要有无流的质量恶化及其经由的路径两方信息，但是在仅配置了分组测量装置P1、P2中，存在不清楚从网络边界点到分组测量点的路径上有无质量恶化的情况和不清楚路径本身的情况。另外，也存在不清楚从分组测量点到网络边界点的路径上有无质量恶化的情况。在本实施例中，对被动测量点和网络边界点之间进行主动测量，使被动测量点和网络边界点之间有无质量恶化变得清楚，另外，利用主动测量的流的路径是清楚的，能估计出网络边界点和被动测量点之间的路径上的质量恶化位置。并且，与仅对被动测量点与网络边界点之间进行主动测量的情况相比，通过使用基于被动测量点的质量测量结果能够同时实现相同区间的估计精度的提高以及在相同区间以外的区间的质量恶化位置估计。
[第二实施例的变形例]
即使针对第二实施例也能进行与在第一实施例的变形例中说明的相同的变形。
对以上的本发明的实施例进行了说明，但是本发明并不限于以上的实施例，可以进行其他各种附加变更。另外，质量恶化位置估计服务器S1以硬件方式实现其具有的功能是不言自明的，但是也能通过计算机和程序实现。程序被磁盘或半导体存储器等计算机可读记录介质记录而提供并在计算机启动时等被计算机读取，通过控制该计算机的动作来使该计算机作为所述的各实施例中的质量恶化位置估计服务器S1而发挥作用。
根据本发明，使用由被动测量方法测量出的收发终端间的E2E流质量信息中的、发送终端存在于其他网络的E2E流质量信息，检测出在成为管理对象的网络中发生的通知质量的恶化并能够估计出恶化位置。其原因在于：测量从发送终端到接收终端的区间的E2E流质量信息，并测量从发送终端到被动测量装置的区间的上游流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中没有显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流检测为管理对象网络中的质量恶化流。
因此，即使在流过管理对象的网络的流只是从存在于其他网络的发送终端到自身网络中的接收终端的流的极端的情况下，也能够对那些流基于所被动测量的质量信息检测出在自身网络中的通信质量的恶化，并能够进行故障位置的估计。
通过计算机执行软件产品，来实现以下单元：收集单元，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接；以及恶化流检测单元，基于该被收集的E2E流质量信息以及上游流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
通过计算机执行软件产品，来实现以下单元：收集单元，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息、以及由主动测量装置测量的、从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接，所述主动测量装置被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点；以及恶化流检测单元，基于该被收集的E2E流质量信息和上游流质量信息以及流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
通过计算机执行软件产品，来实现估计单元，所述估计单元基于管理对象网络中的质量恶化流和所述管理对象网络的路由信息来估计所述管理对象网络中的质量恶化位置。。
通过计算机执行软件产品，估计单元将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、构成要素数为最小的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
通过计算机执行软件产品，估计单元参考网络构成要素的质量恶化概率，将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、质量恶化的发生概率为最高的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。。

Claims (24)

1.一种网络的质量恶化位置估计方法，包括以下步骤：
与管理对象网络连接的被动测量装置测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；
与所述管理对象网络连接的质量恶化位置估计装置收集由所述被动测量装置测量出的所述E2E流质量信息和所述上游流质量信息；以及
将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
2.一种网络的质量恶化位置估计方法，包括以下步骤：
与管理对象网络连接的被动测量装置测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；
主动测量装置测量从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息，所述主动测量装置被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点；
与所述管理对象网络连接的质量恶化位置估计装置收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息、以及由所述主动测量装置测量出的流质量信息；以及
将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
3.如权利要求1或2所述的网络的质量恶化位置估计方法，其中，
还包括所述质量恶化位置估计装置基于管理对象网络中的质量恶化流和所述管理对象网络的路由信息来估计所述管理对象网络中的质量恶化位置的步骤。
4.如权利要求3所述的质量恶化位置估计方法，其中，
所述估计步骤包括将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、构成要素数为最小的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置的步骤。
5.如权利要求3所述的质量恶化位置估计方法，其中，
所述估计步骤包括参考网络构成要素的质量恶化概率，将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、质量恶化的发生概率为最高的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置的步骤。
6.如权利要求1至5中任一项所述的质量恶化位置估计方法，其中，
所述测量步骤包括所述被动测量装置通过收集来自所述接收终端的反馈分组来测量所述E2E流质量信息的步骤。
7.如权利要求6所述的质量恶化位置估计方法，其中，
所述测量E2E流质量信息的步骤包括收集作为所述反馈分组的RTCP—RR分组。
8.一种通信网络系统，包括：
被动测量装置，与管理对象网络连接，并测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；以及
质量恶化位置估计装置，与所述管理对象网络连接，收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息，并将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
9.一种通信网络系统，包括：
被动测量装置，与管理对象网络连接，并测量从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到自身被动测量装置的区间的上游流质量信息；
主动测量装置，被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点，测量从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息；以及
质量恶化位置估计装置，与所述管理对象网络连接，收集由所述被动测量装置测量出的E2E流质量信息和上游流质量信息、以及由所述主动测量装置测量出的流质量信息，并将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
10.如权利要求8或9所述的通信网络系统，其中，
所述质量恶化位置估计装置包括估计部，所述估计部基于管理对象网络中的质量恶化流和所述管理对象网络的路由信息来估计所述管理对象网络中的质量恶化位置。
11.如权利要求10所述的通信网络系统，其中，
所述估计部将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、构成要素数为最小的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
12.如权利要求10所述的通信网络系统，其中，
所述估计部参考网络构成要素的质量恶化概率，将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、质量恶化的发生概率为最高的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
13.如权利要求8至12中任一项所述的通信网络系统，其中，
所述分组测量装置通过收集来自所述接收终端的反馈分组来测量所述E2E流质量信息。
14.如权利要求13所述的通信网络系统，其中，
所述分组测量装置收集作为所述反馈分组的RTCP—RR分组。
15.一种质量恶化位置估计装置，包括：
收集部，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接；以及
恶化流检测部，基于该被收集的E2E流质量信息以及上游流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
16.一种质量恶化位置估计装置，包括：
收集部，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息、以及由主动测量装置测量的、从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接，所述主动测量装置被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点；以及
恶化流检测部，基于该被收集的E2E流质量信息和上游流质量信息以及流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
17.如权利要求15或16所述的质量恶化位置估计装置，其中，
还包括估计部，所述估计部基于管理对象网络中的质量恶化流和所述管理对象网络的路由信息来估计所述管理对象网络中的质量恶化位置。
18.如权利要求17所述的质量恶化位置估计装置，其中，
所述估计部将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、构成要素数为最小的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
19.如权利要求17所述的质量恶化位置估计装置，其中，
所述估计单元参考网络构成要素的质量恶化概率，将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、质量恶化的发生概率为最高的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
20.一种程序，用于使计算机作为以下单元而发挥作用，即包括：
收集单元，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接；以及
恶化流检测单元，基于该被收集的E2E流质量信息以及上游流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
21.一种程序，用于使计算机作为以下单元而发挥作用，即包括：
收集单元，收集由被动测量装置测量的、从与其他网络连接的发送终端到与所述管理对象网络连接的接收终端的区间的E2E流质量信息和从所述发送终端到所述被动测量装置的区间的上游流质量信息、以及由主动测量装置测量的、从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息，所述被动测量装置与管理对象网络连接，所述主动测量装置被配置在所述管理对象网络与其他网络的边界点以及所述被动测量装置的被动测量点；以及
恶化流检测单元，基于该被收集的E2E流质量信息和上游流质量信息以及流质量信息，将显示流质量的恶化的E2E流质量信息中的、相同收发终端的上游流质量信息中未显示出流质量的恶化的E2E流质量信息的流以及从所述边界点到所述被动测量点的区间的流质量信息中示出流质量的恶化的流作为管理对象网络中的质量恶化流而检测。
22.如权利要求20或21所述的程序，还用于使所述计算机作为估计单元而发挥作用，
所述估计单元基于管理对象网络中的质量恶化流和所述管理对象网络的路由信息来估计所述管理对象网络中的质量恶化位置。
23.如权利要求22所述的程序，其中，
所述估计单元将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、构成要素数为最小的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
24.如权利要求22所述的程序，其中，
所述估计单元参考网络构成要素的质量恶化概率，将能够使管理对象网络中的质量恶化流发生质量恶化的网络构成要素的故障的所有组合中的、质量恶化的发生概率为最高的组合所包含的网络构成要素估计为质量恶化位置。
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