JP2003218930A - 通信品質管理方法及びその実施装置並びにその処理プログラムと記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定が簡易なリンク平均使用率及び平均同時
接続フロー数という値のみから当該リンクにおける通信
品質劣化度を算出する。 【解決手段】 予め定められた時間間隔におけるリンク
平均使用率が予め定められた第１のリンク平均使用率未
満である場合に、リンク平均使用率当たりの平均同時接
続フロー数を算出するステップと、前記算出したリンク
平均使用率が予め定められた第２のリンク平均使用率以
上であり、前記リンクを通過する平均同時接続フロー数
が、前記算出したリンク平均使用率当たりの平均同時接
続フロー数と前記算出したリンク平均使用率との積より
も大きいリンク平均使用率及び平均同時接続フロー数の
組を抽出し、ユーザフローの品質劣化度を算出するステ
ップとを有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はネットワークの通信
品質状態を管理する通信品質管理装置に関し、特にＩＰ
ネットワークの通信品質状態を管理する通信品質管理装
置に適用して有効な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＰ(Internet Protocol)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。現状のＩ
Ｐネットワーク管理においては、あるリンクが輻輳して
いるか否かは主にリンク平均使用率から判定している。
しかし、リンク平均使用率とユーザの体感するファイル
転送時間やスループット等の品質との関連が不明である
ため、輻輳状態と判定する使用率を具体的に特定するこ
とが困難であった。

【０００３】またリンクを通過するフローのファイル転
送時間やスループットを測定し、その平均等の統計値が
ある閾値以下になった場合を輻輳状態と判定する方法
は、１）ファイル転送時間やスループットといったユー
ザ品質測定は、当該リンク上を通過する全てのパケット
をキャプチャしフローを組み上げて算出するか、若しく
は当該リンクの前段か後段若しくは両方に試験パケット
送受信機を設置して、試験パケットを送信することによ
って品質測定を能動的に行う必要があり、一般的にこれ
は困難である、２）当該リンクがボトルネックでない場
合であっても、当該リンクを通過するフローの通過する
前後のネットワークの状態によって平均スループットは
ネットワーク毎に異なり、ファイル転送時間やスループ
ットに対する具体的な閾値の設定が困難である、という
問題があった。

【０００４】そのため、本発明の発明者らは、本願出願
人が先に出願した特願２００１−０５０８１１号「リン
ク輻輳判定方法及びその実施装置並びにその処理プログ
ラムと記憶媒体」において、測定が簡易な同時接続フロ
ー数と使用率若しくはパケット損失率という値のみから
当該リンクが輻輳しているか否か、当該リンクにおいて
品質が劣化しているか否かを判定する方法を提案した。
この方法では、リンク平均使用率や平均スループットに
対して予めしきい値を設けることなく、同時接続フロー
数の挙動から品質が劣化しているか否かを判定できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法ではある時点において輻輳しているか否か（品質が
劣化しているか否か）を判定するのみに留まっており、
その時点の品質劣化が運用期間中における通信品質に対
して、どの程度の影響を及ぼしているかといった管理方
法までは規定していなかった。

【０００６】本発明の目的は上記問題を解決し、測定が
簡易なリンク平均使用率及び平均同時接続フロー数とい
う値のみから当該リンクにおける通信品質劣化度を算出
することが可能な技術を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、通信網におけ
るあるリンクを経由するユーザフローの通信品質を管理
する通信品質管理装置において、リンクがボトルネック
となっていない場合の関係から外れるリンク平均使用率
及び平均同時接続フロー数の組を抽出してユーザフロー
の品質劣化度を算出するものである。

【０００８】本発明では上記の目的を達成する為、ある
リンクを通過するフローのスループットの平均は当該リ
ンクがボトルネックとなっていない場合には負荷に係わ
らず一定であり、かつ同時接続フロー数とリンク平均使
用率は比例関係となること、また当該リンクがボトルネ
ックとなる場合には平均スループットの劣化が観測さ
れ、同時接続フロー数がリンク平均使用率に対して、非
線形的に増加するという現象を用いて、同時接続フロー
数とリンク平均使用率の関係を観測することにより、当
該リンクを経由するユーザフローの品質劣化度を算出す
る。

【０００９】すなわち本発明では、予め定められた時間
間隔におけるリンク平均使用率を算出すると共に、前記
リンクを通過する平均同時接続フロー数を算出し、前記
算出したリンク平均使用率が、予め定められた、ボトル
ネックと成りえない第１のリンク平均使用率未満である
場合に、リンク平均使用率当たりの平均同時接続フロー
数を算出しておく。

【００１０】次に、前記算出したリンク平均使用率が予
め定められた第２のリンク平均使用率以上であり、前記
算出した平均同時接続フロー数が、前記算出したリンク
平均使用率当たりの平均同時接続フロー数と前記算出し
たリンク平均使用率との積よりも大きい場合にリンク平
均使用率及び平均同時接続フロー数の組を抽出し、前記
算出したリンク平均使用率及び平均同時接続フロー数の
組数に対する前記抽出した組数の割合、前記算出したリ
ンク平均使用率の合計に対する前記抽出した組中のリン
ク平均使用率の割合の合計、または前記算出した平均同
時接続フロー数の合計に対する前記抽出した組中の平均
同時接続フロー数の割合の合計のいずれかを、当該リン
クを経由するユーザフローの品質劣化度として算出す
る。

【００１１】また当該リンクにおけるパケット損失率を
用い、そのリンクにおけるパケット損失率が予め定めら
れた第１のパケット損失率未満の場合に前記リンク平均
使用率当たりの平均同時接続フロー数を算出したり、そ
のリンクにおけるパケット損失率が予め定められた第２
のパケット損失率以上である場合にユーザフローの品質
劣化度を算出することとしても良い。

【００１２】以上の様に本発明の通信品質管理装置によ
れば、リンクがボトルネックとなっていない場合の関係
から外れるリンク平均使用率及び平均同時接続フロー数
の組を抽出してユーザフローの品質劣化度を算出するの
で、測定が簡易なリンク平均使用率及び平均同時接続フ
ロー数という値のみから当該リンクにおける通信品質劣
化度を算出することが可能である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に通信網におけるあるリンク
を経由するユーザフローの通信品質を管理する一実施形
態の通信品質管理装置について説明する。

【００１４】特願２００１−０５０８１１号「リンク輻
輳判定方法及びその実施装置並びにその処理プログラム
と記憶媒体」においては、あるリンクを通過するフロー
の品質（平均ファイル転送時間やスループットの平均）
は当該リンクがボトルネックとなっていない場合には負
荷に係わらず一定であり、かつ平均同時接続フロー数と
リンク平均使用率は比例関係となること、また当該リン
クがボトルネックとなる場合には品質の劣化が観測さ
れ、平均同時接続フロー数がリンク平均使用率に対し
て、非線形的に増加するという現象を用いて（図１）、
平均同時接続フロー数とリンク平均使用率の関係を観測
することにより当該リンクがボトルネックか否かを判定
している。

【００１５】図１は本実施形態のリンク平均使用率に対
して平均同時接続フロー数と平均ファイル転送時間の関
係を示す図である。図１はあるリンクを通過するフロー
の平均同時接続数、その平均ファイル転送時間、またリ
ンク平均使用率の関係を表すグラフであり、あるリンク
に多重されている各ユーザのアクセス回線速度が当該リ
ンク速度よりも小さい場合に一般的に得られるものであ
る。

【００１６】あるリンクがボトルネックとなっていな
い、リンク平均使用率がある値以下の領域では、当該リ
ンクを通過するフローのファイル転送時間の平均はほぼ
一定であり、かつ平均同時接続フロー数とリンク平均使
用率はほぼ比例関係となる。また当該リンクがボトルネ
ックとなる高使用率の領域では平均ファイル転送時間が
劣化し、平均同時接続フロー数がリンク平均使用率に対
して非線形的に増加する。従って、リンクが輻輳してい
るか否かはリンク平均使用率と平均同時接続フロー数の
関係を分析することによって判定可能である。

【００１７】本実施形態では、この現象を用いて品質劣
化度の算出を行う。すなわち、本実施形態の第１の通信
品質管理方法においては、所定時間間隔でリンク平均使
用率ρｉと当該リンクを通過するフローの平均同時接続
数Ｎｉ（ｉ＝１、．．．、ｎ）を測定し、品質劣化とな
り得ない第１のリンク平均使用率ρ_0を予め定めてお
き、ρｉ＜ρ_0となる測定値（ρｉ、Ｎｉ）からρｊ＜
ρ_0となる測定値（ρｊ、Ｎｊ）を用いてリンク平均使
用率当たりの平均同時接続フロー数Ｒを求めておく。ｎ
個の組み合わせ（ρｉ、Ｎｉ）、Ｒ、及び予め定めた閾
値εを用いて、リンク平均使用率ρｋ＞ρ_1かつ平均同
時接続フロー数Ｎｋが以下の数１を満たす組（ρｋ、Ｎ
ｋ）を抽出し、その組の数ｍ（≦ｎ）を計測し、当該リ
ンクを経由するユーザフローの品質劣化度を数２により
算出する。

【００１８】

【数１】Ｎ＞ρ×Ｒ×（１＋ε）

【００１９】

【数２】品質劣化度＝ｍ／ｎ 本実施形態の第２の通信品質管理方法においては、第１
の方法と同様に（ρｉ、Ｎｉ）の測定及びＲの算出を行
い、ｎ個の組み合わせ（ρｉ、Ｎｉ）、Ｒ、及び予め定
めた閾値εを用いて、リンク平均使用率ρｋ＞ρ_1かつ
平均同時接続フロー数Ｎｋが数１を満たす組（ρｋ、Ｎ
ｋ）を抽出し、その組が属する集合をＳとし、当該リン
クを経由するユーザフローの品質劣化度を以下の数３に
より算出する。

【００２０】

【数３】品質劣化度＝Σ_ｋ∈Ｓρｋ／（ρ１＋ρ２
＋．．．＋ρｎ） 本実施形態の第３の通信品質管理方法においては、第１
の方法と同様に（ρｉ、Ｎｉ）の測定及びＲの算出を行
い、ｎ個の組み合わせ（ρｉ、Ｎｉ）、Ｒ、及び予め定
めた閾値εを用いて、リンク平均使用率ρｋ＞ρ_1かつ
平均同時接続フロー数Ｎｋが数１を満たす組（ρｋ、Ｎ
ｋ）を抽出し、その組が属する集合をＳとし、当該リン
クを経由するユーザフローの品質劣化度を以下の数４に
より算出する。

【００２１】

【数４】品質劣化度＝Σ_ｋ∈ＳＮｋ／（Ｎ１＋Ｎ２
＋．．．＋Ｎｎ） また本実施形態の通信品質管理方法においては、第１の
方法で測定する平均同時接続フロー数とリンク平均使用
率の測定と共に当該リンクにおけるパケット損失率Ｌｉ
も測定し、予め定めた閾値Ｌ０に対してＬｊ＜Ｌ０とな
る測定値（ρｊ、Ｎｊ）を用いてリンク平均使用率当た
りの平均同時接続フロー数Ｒを算出し、そのＲを用いて
前記のいずれかの方法で品質劣化度を算出したり、或い
は、第１の方法で測定する平均同時接続フロー数とリン
ク平均使用率の測定と共に当該リンクにおけるパケット
損失率Ｌｉも測定し、予め定めた閾値Ｌ１に対してパケ
ット損失率Ｌｋ＞Ｌ１かつ予め定めた閾値εに対して平
均同時接続フロー数Ｎｋが数１を満たす組（ρｋ、Ｎ
ｋ）を抽出し、前記のいずれかの方法で品質劣化度を算
出しても良い。

【００２２】更に本実施形態の通信品質管理方法におい
ては、第１の方法で測定する平均同時接続フロー数とリ
ンク平均使用率の測定と共に同時に当該リンクにおける
パケット損失率Ｌｉも測定し、予め定めた閾値Ｌ０に対
してＬｊ＜Ｌ０となる測定値（ρｊ、Ｎｊ）を用いてリ
ンク平均使用率当たりの平均同時接続フロー数Ｒを算出
し、予め定めた閾値Ｌ１に対してパケット損失率Ｌｋ＞
Ｌ１かつ予め定めた閾値εに対して平均同時接続フロー
数Ｎｋが数１を満たす組（ρｋ、Ｎｋ）を抽出し、前記
のいずれかの方法で品質劣化度を算出しても良い。

【００２３】また本実施形態の通信品質管理方法におい
ては、前記の様に、予め定めた閾値εに対して平均同時
接続フロー数Ｎｋが数１を満たす組（ρｋ、Ｎｋ）を抽
出する代わりに、予め定めた閾値ε’に対して平均同時
接続フロー数Ｎｋが以下の数５を満たす組（ρｋ、Ｎ
ｋ）を抽出することとしても良い。

【００２４】

【数５】Ｎ＞ρ×Ｒ＋ε’ 図２は本実施形態の品質劣化度の計算例を示す図であ
る。例えば（ρｉ、Ｎｉ）を１０回測定し、その内の２
回（１回目と１０回目）が図２の様に非線形領域に含ま
れた場合、品質劣化度を２／１０＝０．２と算出したり
（第１の方法に相当）、（ρ１＋ρ１０）／（ρ１＋ρ
２＋．．．＋ρ１０）により品質劣化度を算出したり
（第２の方法に相当）、或いは、（Ｎ１＋Ｎ１０）／
（Ｎ１＋Ｎ２＋．．．＋Ｎ１０）により品質劣化度を算
出する（第３の方法に相当）。

【００２５】第１の方法は、品質が劣化している時間の
割合によって品質劣化度を定めており、第２の方法は、
品質が劣化しているユーザフロー数の割合によって品質
劣化度を定めている。これは、発生ユーザフロー数（或
いはユーザパケット数）がリンク平均使用率に比例して
いることから導ける。第３の方法は、品質が劣化してい
るユーザ数の割合をそのときの品質劣化度合いで重み付
けすることによって品質劣化度を定めている。これは、
ファイル転送時間がＮｉ／ρｉに比例することから、
（Ｎ１／ρ１×ρ１＋Ｎ１０／ρ１０×ρ１０）／（Ｎ
１／ρ１×ρ１＋．．．＋Ｎ１０／ρ１０×ρ１０）＝
（Ｎ１＋Ｎ１０）／（Ｎ１＋．．．＋Ｎ１０）となるこ
とから確認できる。

【００２６】図３は本実施形態のＩＰネットワークの基
本構成の一例を示す図である。図３に示す様に通信品質
管理装置３００はノード間のリンクに挿入される形態で
利用され、予め定められた時間間隔におけるリンク平均
使用率とそのリンクを通過する平均同時接続フロー数を
観測して通信品質劣化度を算出する。

【００２７】図４は本実施形態の通信品質管理装置３０
０の概略構成を示す図である。図４に示す様に本実施形
態の通信品質管理装置３００は、パケットヘッダ解析部
４０１と、リンク使用率算出部４０２と、同時接続フロ
ー数算出部４０３と、同時接続フロー数及び使用率管理
部４０４と、使用率当たりの同時接続フロー数算出部４
０５と、品質劣化度算出部４０６とを有している。

【００２８】パケットヘッダ解析部４０１は、前段ノー
ドから到着したパケットのヘッダを解析してヘッダ情報
を読み取った後に当該パケットを後段ノードへ送信する
処理部である。リンク使用率算出部４０２は、予め定め
られた時間間隔におけるリンク平均使用率を算出する処
理部である。

【００２９】同時接続フロー数算出部４０３は、前記リ
ンクを通過する平均同時接続フロー数を算出する処理部
である。同時接続フロー数及び使用率管理部４０４は、
前記算出したリンク平均使用率及び平均同時接続フロー
数を管理する処理部である。

【００３０】使用率当たりの同時接続フロー数算出部４
０５は、前記算出したリンク平均使用率が予め定められ
た第１のリンク平均使用率未満である場合に、リンク平
均使用率当たりの平均同時接続フロー数を算出する処理
部である。

【００３１】品質劣化度算出部４０６は、前記算出した
リンク平均使用率が予め定められた第２のリンク平均使
用率以上であり、前記算出した平均同時接続フロー数
が、前記算出したリンク平均使用率当たりの平均同時接
続フロー数と前記算出したリンク平均使用率との積より
も大きいリンク平均使用率及び平均同時接続フロー数の
組を抽出し、その抽出したリンク平均使用率及び平均同
時接続フロー数の情報を用いて、当該リンクを経由する
ユーザフローの品質劣化度を算出する処理部である。

【００３２】通信品質管理装置３００をパケットヘッダ
解析部４０１、リンク使用率算出部４０２、同時接続フ
ロー数算出部４０３、同時接続フロー数及び使用率管理
部４０４、使用率当たりの同時接続フロー数算出部４０
５及び品質劣化度算出部４０６として機能させる為のプ
ログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録され磁気
ディスク等に格納された後、メモリにロードされて実行
されるものとする。なお前記プログラムを記録する記録
媒体はＣＤ−ＲＯＭ以外の他の記録媒体でも良い。また
前記プログラムを当該記録媒体から情報処理装置にイン
ストールして使用しても良いし、ネットワークを通じて
当該記録媒体にアクセスして前記プログラムを使用する
ものとしても良い。

【００３３】図４に示されている通り、前段ノードから
到着したパケットはパケットヘッダ解析部４０１によっ
てパケットサイズ、パケットのヘッダ情報やＴＣＰ(Tra
nsmission Control Protocol)フラグ情報を読み取られ
た後、後段ノードへ送信される。

【００３４】パケットヘッダ解析部４０１によって読み
取られたパケットサイズはリンク使用率算出部４０２へ
通知され、リンク使用率算出部４０２は所定時間t0の間
に通過したパケットのサイズの和をt0で割ったものを更
にリンク帯域で割ることによってt0毎のリンク平均使用
率ρｉを算出し、これをt0時間毎に同時接続フロー数及
び使用率管理部４０４に通知する。

【００３５】一方、パケットのヘッダ情報やＴＣＰフラ
グ情報は同時接続フロー数算出部４０３に通知され、新
規のヘッダ情報や、ＴＣＰフローの開始を示すＳＹＮフ
ラグビットが立っているパケットを検出したら、新しい
フロー発生と判断し、同時接続フロー数カウンタを
「１」増加する。また既存フローに属するパケットが所
定の時間到着していない場合や、ＴＣＰフロー終了を表
すＦＩＮフラグビットが立っているパケットを検出した
ら、同時接続フロー数カウンタを「１」減ずる。t0時間
毎にこのカウンタ値の平均値Ｎｉを算出し、同時接続フ
ロー数及び使用率管理部４０４に通知する。

【００３６】使用率当たりの同時接続フロー数算出部４
０５は、所定時間Ｔ（＞t0）毎に同時接続フロー数及び
使用率管理部４０４から、平均同時接続フロー数Ｎｉ及
びリンク平均使用率ρｉ（ｉ＝１、．．．、ｎ）を読み
出して、リンク平均使用率ρｊが予め定めておいた閾値
ρ_0未満かどうかをチェックし、ρ_0未満である（ρ
ｊ、Ｎｊ）を用いて、最小２乗法によりリンク平均使用
率当たりの平均同時接続フロー数Ｒを算出する（すなわ
ち、Ｎ＝Ｒ×ρという線形近似式におけるＲを求め
る）。そして、計算したＲを品質劣化度算出部４０６に
通知する。

【００３７】品質劣化度算出部４０６は、同時接続フロ
ー数及び使用率管理部４０４から、平均同時接続フロー
数Ｎｉ及びリンク平均使用率ρｉ（ｉ＝１、．．．、
ｎ）を読み出し、ｎ個の組み合わせ（ρｉ、Ｎｉ）、
Ｒ、及び予め定めた閾値εを用いて、リンク平均使用率
ρｋ＞ρ_1かつ平均同時接続フロー数Ｎｋが数１を満た
す組（ρｋ、Ｎｋ）を抽出し、前記数２乃至数４の何れ
かにより品質劣化度を算出する。

【００３８】図５は本実施形態のパケットヘッダ解析処
理の処理手順を示すフローチャートである。図５に示す
様に通信品質管理装置３００のパケットヘッダ解析部４
０１は、前段ノードから到着したパケットのヘッダを解
析してヘッダ情報を読み取った後に当該パケットを後段
ノードへ送信する処理を行う。

【００３９】ステップ５０１で通信品質管理装置３００
のパケットヘッダ解析部４０１は、前段ノードからパケ
ットが到着しているかどうかを調べ、パケットが到着し
ている場合にはステップ５０２へ進む。

【００４０】ステップ５０２では、前記到着したパケッ
トのパケットヘッダを解析して、パケットサイズ、送信
ＩＰアドレス、受信ＩＰアドレス、トランスポートプロ
トコル種別、送信ポート番号、受信ポート番号、ＴＣＰ
フラグ等のヘッダ情報を読み取る。ステップ５０３で
は、前記ヘッダ情報の読み取りを行ったパケットを後段
ノードへ送信する。

【００４１】ステップ５０４では、前記読み取ったパケ
ットサイズをリンク使用率算出部４０２へ通知する。ス
テップ５０５では、前記読み取った送信ＩＰアドレス、
受信ＩＰアドレス、トランスポートプロトコル種別、送
信ポート番号、受信ポート番号、ＴＣＰフラグといった
ヘッダ情報を同時接続フロー数算出部４０３に通知す
る。

【００４２】図６は本実施形態のリンク使用率算出処理
の処理手順を示すフローチャートである。図６に示す様
に通信品質管理装置３００のリンク使用率算出部４０２
は、予め定められた時間間隔におけるリンク平均使用率
を算出する処理を行う。

【００４３】ステップ６０１で通信品質管理装置３００
のリンク使用率算出部４０２は、パケットヘッダ解析部
４０１からパケットサイズが通知されているかどうかを
調べ、パケットサイズが通知されている場合にはステッ
プ６０２へ進む。ステップ６０２では、前記通知された
パケットサイズと以前に通知されているパケットサイズ
との和を求める。

【００４４】ステップ６０３では、予め定められた所定
の時間t0が経過しているかどうかを調べ、所定の時間t0
が経過している場合にはステップ６０４へ進む。

【００４５】ステップ６０４では、所定の時間t0の間に
通過したパケットサイズの和をt0で割ったものを更にリ
ンク帯域で割ることによってt0毎のリンク平均使用率ρ
を算出する。ステップ６０５では、前記算出したリンク
平均使用率ρを、同時接続フロー数及び使用率管理部４
０４に通知する。ステップ６０６では、前記算出したパ
ケットサイズの和を格納している変数を初期化してステ
ップ６０１へ戻る。

【００４６】図７は本実施形態の同時接続フロー数算出
処理の処理手順を示すフローチャートである。図７に示
す様に通信品質管理装置３００の同時接続フロー数算出
部４０３は、前記リンクを通過する平均同時接続フロー
数を算出する処理を行う。

【００４７】ステップ７０１で通信品質管理装置３００
の同時接続フロー数算出部４０３は、パケットヘッダ解
析部４０１から送信ＩＰアドレス、受信ＩＰアドレス、
トランスポートプロトコル種別、送信ポート番号、受信
ポート番号、ＴＣＰフラグといったヘッダ情報が通知さ
れているかどうかを調べ、前記ヘッダ情報が通知されて
いる場合にはステップ７０２へ進む。

【００４８】ステップ７０２では、前記通知されたヘッ
ダ情報と以前に通知されたヘッダ情報とを比較して、前
記通知された送信ＩＰアドレス、受信ＩＰアドレス、ト
ランスポートプロトコル種別、送信ポート番号、受信ポ
ート番号の５つの値が新規のものであるかどうかを調
べ、新規のものである場合には新しいフローの発生と判
断してステップ７０３へ進み、ステップ７０３では、同
時接続フロー数カウンタを「１」増加させる。

【００４９】ステップ７０４では、既存フローに属する
パケットが予め定めておいたt_fl時間到着していないか
どうかを調べ、前記パケットがt_fl時間到着していない
場合には当該フローが終了したと判断してステップ７０
５へ進み、同時接続フロー数カウンタを「１」減ずる。
なおＴＣＰフラグ情報のＳＹＮフラグビットやＦＩＮフ
ラグビットにより、同時接続フロー数カウンタの増減を
行っても良い。

【００５０】ステップ７０６では、予め定められた所定
の時間t0が経過しているかどうかを調べ、所定の時間t0
が経過している場合にはステップ７０７へ進む。ステッ
プ７０７では、前記の同時接続フロー数カウンタの平均
値を算出して平均同時接続フロー数Ｎとし、ステップ７
０８では、前記算出した平均同時接続フロー数Ｎを同時
接続フロー数及び使用率管理部４０４に通知する。

【００５１】図８は本実施形態の使用率当たりの同時接
続フロー数算出処理の処理手順を示すフローチャートで
ある。図８に示す様に通信品質管理装置３００の使用率
当たりの同時接続フロー数算出部４０５は、前記算出し
たリンク平均使用率が予め定められた第１のリンク平均
使用率未満である場合に、リンク平均使用率当たりの平
均同時接続フロー数を算出する処理を行う。

【００５２】ステップ８０１で通信品質管理装置３００
の使用率当たりの同時接続フロー数算出部４０５は、所
定時間Ｔ（＞t0）毎に同時接続フロー数及び使用率管理
部４０４から、平均同時接続フロー数Ｎｉ及びリンク平
均使用率ρｉ（ｉ＝１、．．．、ｎ）を読み出す。

【００５３】ステップ８０２では、前記読み出したリン
ク平均使用率ρｊが予め定めておいた第１のリンク平均
使用率である閾値ρ_0未満であるかどうかを調べ、リン
ク平均使用率ρｊが閾値ρ_0未満である場合にはステッ
プ８０３へ進む。ここで前記閾値ρ_0はボトルネックと
成り得ないリンク平均使用率であるものとする。

【００５４】ステップ８０３では、前記閾値ρ_0未満で
ある値の組（ρｊ、Ｎｊ）を抽出を用いて、最小２乗法
によりＮ＝Ｒ×ρという線形近似式におけるＲを求め、
リンク平均使用率当たりの平均同時接続フロー数Ｒを算
出する。そしてステップ８０４では、前記算出した平均
同時接続フロー数Ｒを品質劣化度算出部４０６に通知す
る。

【００５５】図９は本実施形態の品質劣化度算出処理の
処理手順を示すフローチャートである。図９に示す様に
通信品質管理装置３００の品質劣化度算出部４０６は、
前記算出したリンク平均使用率が予め定められた第２の
リンク平均使用率以上であり、前記算出した平均同時接
続フロー数が、前記算出したリンク平均使用率当たりの
平均同時接続フロー数と前記算出したリンク平均使用率
との積よりも大きい場合に品質劣化度を算出する処理を
行う。

【００５６】ステップ９０１で通信品質管理装置３００
の品質劣化度算出部４０６は、同時接続フロー数及び使
用率管理部４０４から、平均同時接続フロー数Ｎｉ及び
リンク平均使用率ρｉ（ｉ＝１、．．．、ｎ）を読み出
す。

【００５７】ステップ９０２では、前記読み出したリン
ク平均使用率ρｋが予め定めておいた第２のリンク平均
使用率である閾値ρ_1以上であるかどうかを調べ、リン
ク平均使用率ρｋが閾値ρ_1以上である場合にはステッ
プ９０３へ進む。ここで閾値ρ_1は前記閾値ρ_0よりも
大きい値であるものとするが、閾値ρ_0と同じ値を用い
ても良い。

【００５８】ステップ９０３では、前記読み出した平均
同時接続フロー数Ｎｋが前記数１を満たすかどうかを調
べ、数１を満たす場合にはステップ９０４へ進む。ここ
で数１の代わりに数５を用いても良い。

【００５９】ステップ９０４では、リンク平均使用率ρ
ｋ＞ρ_1かつ平均同時接続フロー数Ｎｋが数１を満たす
組（ρｋ、Ｎｋ）を抽出し、前記読み出した（ρｉ、Ｎ
ｉ）の組数ｎに対する前記抽出した（ρｋ、Ｎｋ）の組
数ｍの割合、すなわち数２による品質劣化度を算出す
る。ここで、前記読み出したリンク平均使用率ρｉの合
計（ρ１＋ρ２＋．．．＋ρｎ）に対する前記抽出した
組中のリンク平均使用率ρｋの割合の合計を数３により
算出したり、または前記読み出した平均同時接続フロー
数Ｎｉの合計（Ｎ１＋Ｎ２＋．．．＋Ｎｎ）に対する前
記抽出した組中の平均同時接続フロー数Ｎｋの割合の合
計を数４により算出し、そのいずれかを当該リンクを経
由するユーザフローの品質劣化度としても良い。

【００６０】図１０は本実施形態のパケット損失率を考
慮した使用率当たりの同時接続フロー数算出処理の処理
手順を示すフローチャートである。図１０に示す様に通
信品質管理装置３００の使用率当たりの同時接続フロー
数算出部４０５は、そのリンクにおけるパケット損失率
が予め定められた第１のパケット損失率未満であるかを
考慮して、リンク平均使用率当たりの平均同時接続フロ
ー数を算出する処理を行っても良い。

【００６１】すなわちステップ１００１で使用率当たり
の同時接続フロー数算出部４０５は、通信品質管理装置
３００に接続されているノードから通知されたパケット
損失率Ｌが予め定めておいた第１のパケット損失率であ
る閾値Ｌ0未満であるかどうかを調べ、パケット損失率
Ｌが閾値Ｌ0未満である場合にはステップ８０３へ進
む。なお他の処理ステップは図８で説明したものと同様
の処理を行うものとする。

【００６２】図１１は本実施形態のパケット損失率を考
慮した品質劣化度算出処理の処理手順を示すフローチャ
ートである。図１１に示す様に通信品質管理装置３００
の品質劣化度算出部４０６は、そのリンクにおけるパケ
ット損失率が予め定められた第２のパケット損失率以上
であるかを考慮して、品質劣化度の算出を行っても良
い。

【００６３】すなわちステップ１１０１で品質劣化度算
出部４０６は、通信品質管理装置３００に接続されてい
るノードから通知されたパケット損失率Ｌが予め定めて
おいた第２のパケット損失率である閾値Ｌ1以上である
かどうかを調べ、パケット損失率Ｌが閾値Ｌ1以上であ
る場合にはステップ９０３へ進む。ここで閾値Ｌ1は前
記閾値Ｌ0よりも大きい値であるものとするが、閾値Ｌ0
と同じ値を用いても良い。なお他の処理ステップは図９
で説明したものと同様の処理を行うものとする。

【００６４】また図１０のパケット損失率を考慮した使
用率当たりの同時接続フロー数算出処理と、図１１のパ
ケット損失率を考慮した品質劣化度算出処理とを組み合
わせても良い。

【００６５】以上説明した様に本実施形態の通信品質管
理装置によれば、リンクがボトルネックとなっていない
場合の関係から外れるリンク平均使用率及び平均同時接
続フロー数の組を抽出してユーザフローの品質劣化度を
算出するので、測定が簡易なリンク平均使用率及び平均
同時接続フロー数という値のみから当該リンクにおける
通信品質劣化度を算出することが可能である。

【００６６】

【発明の効果】本発明によればリンクがボトルネックと
なっていない場合の関係から外れるリンク平均使用率及
び平均同時接続フロー数の組を抽出してユーザフローの
品質劣化度を算出するので、測定が簡易なリンク平均使
用率及び平均同時接続フロー数という値のみから当該リ
ンクにおける通信品質劣化度を算出することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態のリンク平均使用率に対して平均同
時接続フロー数と平均ファイル転送時間の関係を示す図
である。

【図２】本実施形態の品質劣化度の計算例を示す図であ
る。

【図３】本実施形態のＩＰネットワークの基本構成の一
例を示す図である。

【図４】本実施形態の通信品質管理装置３００の概略構
成を示す図である。

【図５】本実施形態のパケットヘッダ解析処理の処理手
順を示すフローチャートである。

【図６】本実施形態のリンク使用率算出処理の処理手順
を示すフローチャートである。

【図７】本実施形態の同時接続フロー数算出処理の処理
手順を示すフローチャートである。

【図８】本実施形態の使用率当たりの同時接続フロー数
算出処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図９】本実施形態の品質劣化度算出処理の処理手順を
示すフローチャートである。

【図１０】本実施形態のパケット損失率を考慮した使用
率当たりの同時接続フロー数算出処理の処理手順を示す
フローチャートである。

【図１１】本実施形態のパケット損失率を考慮した品質
劣化度算出処理の処理手順を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

３００…通信品質管理装置、４０１…パケットヘッダ解
析部、４０２…リンク使用率算出部、４０３…同時接続
フロー数算出部、４０４…同時接続フロー数及び使用率
管理部、４０５…使用率当たりの同時接続フロー数算出
部、４０６…品質劣化度算出部。

フロントページの続き (72)発明者 石橋 圭介 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 5K030 GA13 HA08 HC01 JA10 LC04 MA04 MB02 MB09 MC08 5K035 BB01 CC08 DD01 EE25

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信網におけるあるリンクを経由するユ
   ーザフローの通信品質を管理する通信品質管理方法にお
   いて、 予め定められた時間間隔におけるリンク平均使用率を算
   出するステップと、前記リンクを通過する平均同時接続
   フロー数を算出するステップと、前記算出したリンク平
   均使用率が予め定められた第１のリンク平均使用率未満
   である場合に、リンク平均使用率当たりの平均同時接続
   フロー数を算出するステップと、 前記算出したリンク平均使用率が予め定められた第２の
   リンク平均使用率以上であり、前記算出した平均同時接
   続フロー数が、前記算出したリンク平均使用率当たりの
   平均同時接続フロー数と前記算出したリンク平均使用率
   との積よりも大きいリンク平均使用率及び平均同時接続
   フロー数の組を抽出するステップと、前記抽出したリン
   ク平均使用率及び平均同時接続フロー数の情報を用い
   て、当該リンクを経由するユーザフローの品質劣化度を
   算出するステップとを有することを特徴とする通信品質
   管理方法。
2. 【請求項２】 前記算出したリンク平均使用率及び平均
   同時接続フロー数の組数に対する前記抽出した組数の割
   合、前記算出したリンク平均使用率の合計に対する前記
   抽出した組中のリンク平均使用率の割合の合計、または
   前記算出した平均同時接続フロー数の合計に対する前記
   抽出した組中の平均同時接続フロー数の割合の合計のい
   ずれかを、当該リンクを経由するユーザフローの品質劣
   化度として算出することを特徴とする請求項１に記載さ
   れた通信品質管理方法。
3. 【請求項３】 前記リンクにおけるパケット損失率が予
   め定められた第１のパケット損失率未満の場合に、前記
   リンク平均使用率当たりの平均同時接続フロー数を算出
   することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれ
   かに記載された通信品質管理方法。
4. 【請求項４】 前記リンクにおけるパケット損失率が予
   め定められた第２のパケット損失率以上であり、前記算
   出した平均同時接続フロー数が、前記算出したリンク平
   均使用率当たりの平均同時接続フロー数と前記算出した
   リンク平均使用率との積よりも大きい場合に、そのリン
   ク平均使用率及び平均同時接続フロー数の組を抽出する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項
   に記載された通信品質管理方法。
5. 【請求項５】 前記算出したリンク平均使用率をρ、前
   記算出した平均同時接続フロー数をＮ、前記算出したリ
   ンク平均使用率当たりの平均同時接続フロー数をＲ、予
   め定められた閾値をεまたはε’として、Ｎ＞ρ×Ｒ×
   （１＋ε）またはＮ＞ρ×Ｒ＋ε’である組（ρ、Ｎ）
   を前記リンク平均使用率及び平均同時接続フロー数の組
   として抽出することを特徴とする請求項１乃至請求項４
   のいずれか１項に記載された通信品質管理方法。
6. 【請求項６】 通信網におけるあるリンクを経由するユ
   ーザフローの通信品質を管理する通信品質管理装置にお
   いて、 予め定められた時間間隔におけるリンク平均使用率を算
   出するリンク使用率算出部と、前記リンクを通過する平
   均同時接続フロー数を算出する同時接続フロー数算出部
   と、前記算出したリンク平均使用率が予め定められた第
   １のリンク平均使用率未満である場合に、リンク平均使
   用率当たりの平均同時接続フロー数を算出する使用率当
   たりの同時接続フロー数算出部と、 前記算出したリンク平均使用率が予め定められた第２の
   リンク平均使用率以上であり、前記算出した平均同時接
   続フロー数が、前記算出したリンク平均使用率当たりの
   平均同時接続フロー数と前記算出したリンク平均使用率
   との積よりも大きいリンク平均使用率及び平均同時接続
   フロー数の組を抽出し、その抽出したリンク平均使用率
   及び平均同時接続フロー数の情報を用いて、当該リンク
   を経由するユーザフローの品質劣化度を算出する品質劣
   化度算出部とを備えることを特徴とする通信品質管理装
   置。
7. 【請求項７】 前記品質劣化度算出部は、前記算出した
   リンク平均使用率及び平均同時接続フロー数の組数に対
   する前記抽出した組数の割合、前記算出したリンク平均
   使用率の合計に対する前記抽出した組中のリンク平均使
   用率の割合の合計、または前記算出した平均同時接続フ
   ロー数の合計に対する前記抽出した組中の平均同時接続
   フロー数の割合の合計のいずれかを、当該リンクを経由
   するユーザフローの品質劣化度として算出するものであ
   ることを特徴とする請求項６に記載された通信品質管理
   装置。
8. 【請求項８】 前記使用率当たりの同時接続フロー数算
   出部は、前記リンクにおけるパケット損失率が予め定め
   られた第１のパケット損失率未満の場合に、前記リンク
   平均使用率当たりの平均同時接続フロー数を算出するも
   のであることを特徴とする請求項６または請求項７のい
   ずれかに記載された通信品質管理装置。
9. 【請求項９】 前記品質劣化度算出部は、前記リンクに
   おけるパケット損失率が予め定められた第２のパケット
   損失率以上であり、前記算出した平均同時接続フロー数
   が、前記算出したリンク平均使用率当たりの平均同時接
   続フロー数と前記算出したリンク平均使用率との積より
   も大きい場合に、そのリンク平均使用率及び平均同時接
   続フロー数の組を抽出するものであることを特徴とする
   請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載された通信
   品質管理装置。
10. 【請求項１０】 前記品質劣化度算出部は、前記算出し
    たリンク平均使用率をρ、前記算出した平均同時接続フ
    ロー数をＮ、前記算出したリンク平均使用率当たりの平
    均同時接続フロー数をＲ、予め定められた閾値をεまた
    はε’として、Ｎ＞ρ×Ｒ×（１＋ε）またはＮ＞ρ×
    Ｒ＋ε’である組（ρ、Ｎ）を前記リンク平均使用率及
    び平均同時接続フロー数の組として抽出するものである
    ことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項
    に記載された通信品質管理装置。
11. 【請求項１１】 通信網におけるあるリンクを経由する
    ユーザフローの通信品質を管理する通信品質管理装置と
    してコンピュータを機能させる為のプログラムにおい
    て、 予め定められた時間間隔におけるリンク平均使用率を算
    出するリンク使用率算出部と、前記リンクを通過する平
    均同時接続フロー数を算出する同時接続フロー数算出部
    と、前記算出したリンク平均使用率が予め定められた第
    １のリンク平均使用率未満である場合に、リンク平均使
    用率当たりの平均同時接続フロー数を算出する使用率当
    たりの同時接続フロー数算出部と、 前記算出したリンク平均使用率が予め定められた第２の
    リンク平均使用率以上であり、前記算出した平均同時接
    続フロー数が、前記算出したリンク平均使用率当たりの
    平均同時接続フロー数と前記算出したリンク平均使用率
    との積よりも大きいリンク平均使用率及び平均同時接続
    フロー数の組を抽出し、その抽出したリンク平均使用率
    及び平均同時接続フロー数の情報を用いて、当該リンク
    を経由するユーザフローの品質劣化度を算出する品質劣
    化度算出部としてコンピュータを機能させることを特徴
    とするプログラム。
12. 【請求項１２】 前記品質劣化度算出部は、前記算出し
    たリンク平均使用率及び平均同時接続フロー数の組数に
    対する前記抽出した組数の割合、前記算出したリンク平
    均使用率の合計に対する前記抽出した組中のリンク平均
    使用率の割合の合計、または前記算出した平均同時接続
    フロー数の合計に対する前記抽出した組中の平均同時接
    続フロー数の割合の合計のいずれかを、当該リンクを経
    由するユーザフローの品質劣化度として算出するもので
    あることを特徴とする請求項１１に記載されたプログラ
    ム。
13. 【請求項１３】 前記使用率当たりの同時接続フロー数
    算出部は、前記リンクにおけるパケット損失率が予め定
    められた第１のパケット損失率未満の場合に、前記リン
    ク平均使用率当たりの平均同時接続フロー数を算出する
    ものであることを特徴とする請求項１１または請求項１
    ２のいずれかに記載されたプログラム。
14. 【請求項１４】 前記品質劣化度算出部は、前記リンク
    におけるパケット損失率が予め定められた第２のパケッ
    ト損失率以上であり、前記算出した平均同時接続フロー
    数が、前記算出したリンク平均使用率当たりの平均同時
    接続フロー数と前記算出したリンク平均使用率との積よ
    りも大きい場合に、そのリンク平均使用率及び平均同時
    接続フロー数の組を抽出するものであることを特徴とす
    る請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載され
    たプログラム。
15. 【請求項１５】 前記品質劣化度算出部は、前記算出し
    たリンク平均使用率をρ、前記算出した平均同時接続フ
    ロー数をＮ、前記算出したリンク平均使用率当たりの平
    均同時接続フロー数をＲ、予め定められた閾値をεまた
    はε’として、Ｎ＞ρ×Ｒ×（１＋ε）またはＮ＞ρ×
    Ｒ＋ε’である組（ρ、Ｎ）を前記リンク平均使用率及
    び平均同時接続フロー数の組として抽出するものである
    ことを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか
    １項に記載されたプログラム。
16. 【請求項１６】 前記請求項１１乃至請求項１５に記載
    のプログラムを記録したことを特徴とするコンピュータ
    読み取り可能な記録媒体。