JP2005069749A - Method of correcting time and method and apparatus for evaluating network quality - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、時刻補正方法、ネットワーク品質評価測定方法およびネットワーク品質評価装置に関する。
詳しくは、ネットワークを介して接続された時計を内蔵する複数の装置間における時刻補正方法と、通信パケットのキャプチャを行ってネットワークの通信品質を測定するネットワーク品質評価測定方法およびネットワーク品質評価装置における時刻補正を改善するものである。
The present invention relates to a time correction method, a network quality evaluation measurement method, and a network quality evaluation apparatus.
Specifically, a time correction method between a plurality of devices incorporating clocks connected via a network, a network quality evaluation measurement method for measuring communication quality of a network by capturing communication packets, and a time in the network quality evaluation device This is to improve the correction.
特許文献1には、一つの通信網に接続された複数のノードがそれぞれ有する時計について、それらの時刻を同期させるのにあたり、同期がずれているか否かの判定を行って不必要な同期制御を回避するための技術が開示されている。 Patent Document 1 discloses unnecessary synchronization control by determining whether or not synchronization has occurred in synchronizing the clocks of the clocks of a plurality of nodes connected to a single communication network. Techniques for avoiding this are disclosed.
特許文献1は、前回の時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差を母集団とする統計的分布と今回の時刻差測定により得られた標本から推定される時刻差を母集団とする統計的分布とが等しいとする仮説の検定を行い、この仮説が所定の誤差範囲内で成立しないときに今回の時刻差測定結果にしたがって前記二つの時計の時刻を同期させるものである。 Patent Document 1 describes a statistical distribution having a time difference estimated from a sample obtained by the previous time difference measurement as a population and a time difference estimated from a sample obtained by the current time difference measurement as a population. The hypothesis that the statistical distribution is equal is tested, and when the hypothesis does not hold within a predetermined error range, the times of the two clocks are synchronized according to the current time difference measurement result.
特許文献2には、時刻補正により時刻飛びが発生しても確実に処理制御信号を出力できる設定時刻制御装置およびこの装置を用いたネットワーク品質評価装置に関する技術が開示されている。
これらに対し、本発明は、時刻補正誤差を小さくするための具体的な方法と、それらの方法に基づき補正された時刻情報を用いてネットワーク品質評価を行う方法およびネットワーク品質評価装置に関するものであり、特許文献1および特許文献2に記載された発明とは異なるものである。
In contrast, the present invention relates to a specific method for reducing time correction error, a method for performing network quality evaluation using time information corrected based on these methods, and a network quality evaluation apparatus. The inventions described in Patent Document 1 and
身近な通信ネットワークとしてインターネットがある。インターネットではデータとして文字情報のみならず音声や画像情報もやり取りでき、そのサービスには、電子メール、ネット・ニュース、ファイル転送(ftp)、リモート・ログイン(telnet)などのデータ伝送サービスや、Gopher、WWWなどの情報検索サービスや、インターネット電話(VoIP)などのリアルタイム音声通信サービスもある。インターネットによれば、企業や国などの枠に制限されることなく瞬時に情報のやり取りができるので、個人・企業・官公庁・教育機関・研究機関など、各種の分野で多種・多様に利用されている。 The Internet is a familiar communication network. On the Internet, not only text information but also voice and image information can be exchanged as data, and its services include data transmission services such as e-mail, net news, file transfer (ftp), remote login (telnet), Gopher, There are also information retrieval services such as WWW and real-time voice communication services such as Internet telephone (VoIP). According to the Internet, information can be exchanged instantly without being restricted by companies and countries, so it is widely used in various fields such as individuals, companies, government offices, educational institutions, and research institutions. Yes.
ところで、このようなインターネットにおいて、通信ネットワークの通信品質が、利用したいサービスが必要とする品質を十分に満たしていないと、パケットの欠落や遅延時間の揺らぎなどが発生し、音声情報の場合には受信音声が途切れたり、動画情報の場合には受信動画の動きが不自然になってしまうことがある。 By the way, in such an Internet, if the communication quality of the communication network does not sufficiently satisfy the quality required by the service to be used, packet loss or delay time fluctuation occurs, and in the case of voice information If the received audio is interrupted, or if it is video information, the motion of the received video may become unnatural.
ところが、インターネットでは通信ネットワークの途中経路を複数の端末やサービスで共用しているので、同時にアクセスするユーザー数が多くなるとユーザー数が少ない場合に比べて通信品質は低下することになる。また、通信ネットワークを構成する回線の帯域は、一般に幹線系部分は広く、アクセス系部分は狭く設計しているが、実際運用してみるとアクセス系部分が過負荷状態になる場合もある。
さらに、ルータなどの接続機器の処理速度やバッファの長さ、処理方法などもネットワークの特性に大きな影響を与える。
However, in the Internet, a route along the communication network is shared by a plurality of terminals and services, so if the number of users accessing at the same time increases, the communication quality will be lower than when the number of users is small. In addition, although the bandwidth of the line constituting the communication network is generally designed to be wide in the main line system part and narrow in the access system part, the access system part may be overloaded when actually operated.
Furthermore, the processing speed, buffer length, processing method, etc. of connected devices such as routers have a great influence on the characteristics of the network.
いずれにしても、インターネットサービスプロバイダは通信ネットワークの一部を有償で提供する立場からユーザーに対してより安定したサービスを提供しなければならず、サービス毎に品質が変動する場合にはそれぞれの原因を的確に解析する必要がある。
また、ユーザーは、インターネット上で利用する各種サービスの品質が通信ネットワークの利用料金に見合ったものかどうかを判断するためにも、各種サービスの品質をリアルタイムで正確に把握できることが望ましい。
In any case, Internet service providers must provide users with a more stable service from the standpoint of providing a part of the communication network for a fee, and if the quality varies from service to service, each cause Must be analyzed accurately.
It is also desirable for the user to be able to accurately grasp the quality of various services in real time in order to determine whether the quality of various services used on the Internet is commensurate with the communication network usage fee.
図4は従来のネットワーク品質評価装置の一例を示すブロック図である。図において、通信ネットワークISP1はプロバイダが提供するものである。通信ネットワークISP1内では複数のルーターRを介して回線相互が接続されている。この通信ネットワークISP1にはユーザーとして企業(本社)2や企業(支社)3などがルーターRを介して接続され、さらに、プローブマネージャ4や時刻サーバー5もルーターRを介して接続されている。なお、この他にもルーターを介して他のユーザーや通信ネットワークも接続されるが図示しない。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional network quality evaluation apparatus. In the figure, a communication network ISP1 is provided by a provider. In the communication network ISP1, lines are connected via a plurality of routers R. A company (head office) 2 and a company (branch office) 3 are connected as users to the communication network ISP 1 via a router R, and a probe manager 4 and a
プローブPは通信ネットワークISP1上から通信ネットワークISP1上を伝播するパケットデータを抽出する機能を有するものであり、必要に応じてパケットデータを抽出すべきルーターRのポートに接続される。 The probe P has a function of extracting packet data propagating on the communication network ISP1 from the communication network ISP1, and is connected to a port of the router R from which packet data is to be extracted as necessary.
プローブPは、例えば図5に示すように、見かけ上スルー回路として動作して通信を妨げることなくパケットデータを抽出するタップ回路11、抽出したパケットデータをロジック信号に変換する物理層回路12、注目すべき指定された通信パケットから必要な情報のみを取り出すパケットフィルタとデータフィルタを含むフィルタ回路13、フィルタ回路13で取り出された情報をタイムスタンプと共にメモリ14に記憶するメモリ制御回路15、メモリ14に記憶した情報を外部通信回路16を介してプローブマネージャ4に送信するように制御する制御回路17、時刻補正回路18、基準時刻回路19などで構成されている。
For example, as shown in FIG. 5, the probe P operates as an apparent through circuit and extracts packet data without interfering with communication, a
プローブマネージャ4は、演算処理装置41と表示装置42などで構成されている。これら演算処理装置41と表示装置42は、非同期で動作する。
The probe manager 4 includes an arithmetic processing device 41 and a
演算処理装置41は、企業(本社)2のルーターRのポートに接続されたプローブPで抽出された注目パケット情報と企業(支社)3のルーターRのポートに接続されたプローブPで抽出された同一の注目パケット情報とを所定周期で取り込んで両者のパケット情報を照合する。そして、企業(本社)2と企業(支社)3との間でのパケットロス・遅延時間・遅延ゆらぎ・スループットなどの通信品質項目について測定のための統計処理を行う。これら統計処理結果は、例えばsnmpMIB(simple network management protocol Management Information Base)のデータベースに出力する。 The arithmetic processing unit 41 is extracted with the packet information of interest extracted by the probe P connected to the port of the router R of the company (head office) 2 and the probe P connected to the port of the router R of the company (branch office) 3. The same packet information of interest is fetched at a predetermined period, and both pieces of packet information are collated. Then, statistical processing for measurement is performed on communication quality items such as packet loss, delay time, delay fluctuation, and throughput between the company (head office) 2 and the company (branch office) 3. These statistical processing results are output to, for example, a snmpMIB (simple network management protocol management information base) database.
具体的には、企業(本社)2と企業(支社)3との間での通信ネットワークISP1のネットワーク品質を測定する場合、企業(本社)2のルーターRのポートに接続されたプローブPと企業(支社)3のルーターRのポートに接続されたプローブPは、それぞれ時刻サーバー5から標準時刻情報を所定の周期(例えば15分)で入手し、時刻補正回路18により自己の基準時刻回路19から出力される基準時刻を補正する。
Specifically, when measuring the network quality of the communication network ISP1 between the company (head office) 2 and the company (branch office) 3, the probe P connected to the port of the router R of the company (head office) 2 and the company The probes P connected to the ports of the router R of the (branch office) 3 obtain standard time information from the
また、これらプローブPは、企業(本社)2から通信ネットワークISP1を通って企業(支社)3に流れる実パケットまたはその逆方向を流れる実パケットも取り込み、取り込んだ実パケットの一部の情報に時刻補正回路18で補正された基準時刻に基づくタイムスタンプを添付してその測定データを演算処理装置41に転送する。
These probes P also capture real packets flowing from the company (head office) 2 through the communication network ISP1 to the company (branch office) 3 or the opposite direction, and time information is included in part of the captured real packets. A time stamp based on the reference time corrected by the
演算処理装置41は、対となるプローブPからの測定データから対となる実パケットを見つけ、タイムスタンプの差分から遅延時間、パケットロス、トラフィック量等のネットワーク品質を求める。 The arithmetic processing unit 41 finds a pair of real packets from the measurement data from the pair of probes P, and obtains network quality such as delay time, packet loss, and traffic volume from the time stamp difference.
表示装置42は、ルーターRを介して例えばsnmpによりsnmpMIBのデータベースにアクセスして演算処理装置41の統計処理結果を取り出し、グラフなど所望の形態で表示する。
The
ところで、企業(本社)2のルーターRのポートに接続されたプローブPと企業(支社)3のルーターRのポートに接続されたプローブPが時刻サーバ5から時刻情報を入手して時刻補正回路18により自己の基準時刻回路19から出力される基準時刻を補正するのにあたり、これらプローブPと時刻サーバー5間の通信ネットワークISP1に例えば図6に示すようにバースト的な品質劣化が発生してネットワーク品質が悪くなった場合、時刻補正誤差が発生することがある。図6の動作説明図では、時刻サーバー5から標準時刻情報T8を取り込む時に通信ネットワークISP1Iのネットワーク品質が一時的に劣化したため正しい標準時刻情報が入手できず、時刻補正C4では誤差を含む補正を行うことになってしまった状況を示している。
By the way, the probe P connected to the port of the router R of the company (head office) 2 and the probe P connected to the port of the router R of the company (branch office) 3 obtain time information from the
そして、このような誤差を含む時刻補正に基づくネットワーク品質評価装置の評価測定では、正しいネットワーク品質評価結果が得られたとはいえない。 And it cannot be said that the correct network quality evaluation result is obtained in the evaluation measurement of the network quality evaluation apparatus based on the time correction including such an error.
本発明が解決しようとする課題は、ネットワーク品質の一時的な劣化の影響を受けることなく正しい時刻補正が行える時刻補正方法と、正しいネットワーク品質評価結果が得られるネットワーク品質評価測定方法およびネットワーク品質評価装置を実現することにある。 The problems to be solved by the present invention are a time correction method capable of correct time correction without being affected by temporary deterioration of network quality, a network quality evaluation measurement method and network quality evaluation capable of obtaining a correct network quality evaluation result. To implement the device.
このような課題を達成するための請求項1記載の発明は、
通信ネットワークを介して時刻サーバーから標準時刻情報を取り込み、装置内部の基準時刻を補正するのにあたり、
最新時刻補正値と定期的または指定した時間間隔での過去複数回の時刻補正値との平均値を用いることを特徴とする。
The invention described in claim 1 for achieving such a problem is as follows.
In taking the standard time information from the time server via the communication network and correcting the reference time inside the device,
An average value of the latest time correction value and a plurality of past time correction values at regular or specified time intervals is used.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の時刻補正方法において、
最新時刻補正値が過去平均値に対し所定の範囲でない場合、その最新時刻補正値は用いないことを特徴とする。
The invention according to
When the latest time correction value is not within a predetermined range with respect to the past average value, the latest time correction value is not used.
請求項3記載の発明は、
通信ネットワークを介して時刻サーバーから標準時刻情報を取り込み、装置内部の基準時刻を補正するのにあたり、
所定期間における定期的または指定した時間間隔での複数の時刻補正値の最小値を用いることを特徴とする。
The invention described in claim 3
In taking the standard time information from the time server via the communication network and correcting the reference time inside the device,
It is characterized in that a minimum value of a plurality of time correction values is used periodically or at a specified time interval in a predetermined period.
請求項4記載の発明は、
通信パケットのキャプチャを行い、その情報に基づきネットワークの通信品質を測定するのにあたり、
ネットワーク品質評価測定時の時刻情報として請求項1〜請求項3のいずれかに記載された時刻補正方法で補正された時刻情報を用いることを特徴とする。
The invention according to claim 4
In capturing communication packets and measuring network communication quality based on that information,
The time information corrected by the time correction method according to any one of claims 1 to 3 is used as time information at the time of network quality evaluation measurement.
請求項5記載の発明は、
通信パケットのキャプチャを行い、その情報に基づきネットワークの通信品質を測定するネットワーク品質評価装置において、
ネットワーク品質評価測定時の時刻情報として請求項1〜請求項3のいずれかに記載された時刻補正方法で補正された時刻情報を選択する時刻補正モード選択手段を設けたことを特徴とする。
The invention according to
In a network quality evaluation device that captures communication packets and measures the communication quality of the network based on the information,
A time correction mode selection means for selecting time information corrected by the time correction method according to any one of claims 1 to 3 as time information at the time of network quality evaluation measurement is provided.
本発明によれば、従来のようなネットワークの一時的な品質劣化の影響を受けることなく正しい時刻補正結果を得ることができ、高精度のネットワーク品質評価測定結果が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a correct time correction result without being affected by temporary quality deterioration of the network as in the prior art, and to obtain a highly accurate network quality evaluation measurement result.
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の一実施例を示す構成ブロック図であり、図5と共通する部分には同一の符号を付けている。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. Components common to those in FIG.
本発明における時刻補正回路18は、一定時間間隔または指定時間間隔で時刻補正を行うものであり、時刻補正平均回路18aと、補正最小検出回路18bと、補正モード選択回路18cとで構成されている。
The
時刻補正平均回路18aは、前回までに行った時刻補正を含む過去複数回数分の時刻補正値の平均値を用いて時刻補正を行うものである。 The time correction averaging circuit 18a performs time correction using an average value of time correction values for a plurality of past times including the time correction performed so far.
図2は時刻補正平均回路18aの動作説明図である。例えば時刻補正C4は、最新時刻情報T8と、過去複数回の時刻情報T5〜T7に基づく時刻補正値C1〜C3との平均値を使用する。
これは、基準クロックのずれの経時変化は小さいことを利用している。ただし、最新時刻情報は、過去平均値と比較して所定の範囲外である場合は無視するものとし、次回の過去平均値にも含めないものとする。なお、本発明における平均値処理には、重み付け平均処理等も含むものとする。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the time correction averaging circuit 18a. For example, the time correction C4 uses an average value of the latest time information T8 and time correction values C1 to C3 based on the plurality of past time information T5 to T7.
This utilizes the fact that the change with time of the deviation of the reference clock is small. However, the latest time information is ignored when it is outside the predetermined range compared to the past average value, and is not included in the next past average value. The average value processing in the present invention includes weighted average processing and the like.
補正最小検出回路18bは、所定期間例えば前回の時刻補正実行以降における所定複数の時刻補正値の最小値を用いて時刻補正を行うものである。 The minimum correction detection circuit 18b performs time correction using a minimum value of a plurality of predetermined time correction values in a predetermined period, for example, after the previous time correction execution.
図3は補正最小検出回路18bの動作説明図である。例えば時刻補正C4は、前回の時刻補正実行C3以降における複数回の時刻情報T17〜T20に基づく時刻補正値の最小値を使用して実行する。
これは、ネットワークの品質劣化が常に発生する確率は低いことを利用している。複数回の時刻情報を入手し、ネットワーク品質が最も良好であったと考えられる時に入手した最も小さい時刻補正値により時刻補正を行うことで、時刻情報の誤差を小さくしている。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the corrected minimum detection circuit 18b. For example, the time correction C4 is executed by using the minimum value of the time correction values based on a plurality of times of time information T17 to T20 after the previous time correction execution C3.
This utilizes the fact that the probability of network quality degradation always occurring is low. Time information is obtained multiple times, and time correction is performed with the smallest time correction value obtained when the network quality is considered to be the best, thereby reducing the time information error.
補正モード選択回路18cは、時刻補正方法としていずれのモードを実行するかを選択指定するものである。
具体的には、
1)時刻補正平均回路18aによる最新時刻情報と過去複数回の時刻補正値との平均値を用いるか
2)補正最小検出回路18bによる所定期間における複数の時刻補正値の最小値を用いるか
3)これら最新時刻情報と過去複数回の時刻補正値との平均値および所定期間における複数の時刻補正値の最小値を同時に用いるか
を選択指定する。
The correction
In particular,
1) Whether to use the average value of the latest time information by the time correction averaging circuit 18a and a plurality of past time correction values 2) To use the minimum value of a plurality of time correction values in a predetermined period by the correction minimum detection circuit 18b 3) It is selected and specified whether the average value of the latest time information and the past time correction values and the minimum value of the plurality of time correction values in a predetermined period are used simultaneously.
これらにより、ネットワーク品質の一時的な劣化の影響を受けることなく正しい時刻補正が行える。 As a result, correct time correction can be performed without being affected by temporary deterioration of network quality.
そして、これらの時刻補正結果を用いてネットワーク品質評価測定を行うことにより、ネットワーク品質の一時的な劣化の影響を受けることなく、正しいネットワーク品質評価結果が得られる。 Then, by performing network quality evaluation measurement using these time correction results, a correct network quality evaluation result can be obtained without being affected by temporary deterioration of the network quality.
さらに、これらの時刻補正機能を組み込むことにより、ネットワーク品質の一時的な劣化の影響を受けることなく正しいネットワーク品質評価結果が得られるネットワーク品質評価装置が実現できる。 Furthermore, by incorporating these time correction functions, it is possible to realize a network quality evaluation apparatus that can obtain a correct network quality evaluation result without being affected by temporary deterioration of the network quality.
時刻補正平均回路18aで平均値を求めるのにあたり、近傍値に重み付けを施してもよい。 When the average value is obtained by the time correction averaging circuit 18a, the neighborhood value may be weighted.
また、時刻補正平均回路18aの動作において、前回までの複数の時刻情報による時刻補正の平均値と今回の時刻情報による時刻補正値との比較結果が一定倍数の範囲で異なる場合には、今回の時刻情報は削除して、前回までの複数の時刻情報による時刻補正の平均値を今回の時刻補正値としてもよい。 Further, in the operation of the time correction averaging circuit 18a, if the comparison result between the time correction average value based on a plurality of time information up to the previous time and the time correction value based on the current time information is different within a certain multiple range, The time information may be deleted, and an average value of time correction based on a plurality of time information up to the previous time may be used as the current time correction value.
補正最小検出回路18bの動作において、時刻補正を行う時間間隔をTとして、前回の時刻補正を行った時刻から最も小さい時刻補正値tcomp minを得た時刻までの時間をTminとすると、実際に基準時刻に対する時刻補正値tcompは、
tcomp=T/Tmin×tcomp min
としてもよい。
In the operation of the minimum correction detection circuit 18b, when the time interval for time correction is T, and the time from the time when the previous time correction is performed to the time when the smallest time correction value tcomp min is obtained is Tmin, the reference is actually used. The time correction value tcomp for the time is
tcomp = T / Tmin × tcomp min
It is good.
1 通信ネットワーク
18 時刻補正回路
18a 時刻補正平均回路
18b 補正最小検出回路
18c 補正モード選択回路
2 企業(支社)
3 企業(本社)
4 マネージャ
41 演算処理装置
42 表示装置
P プローブ
1
3 companies (head office)
4 Manager 41
Claims (5)
最新時刻補正値と定期的または指定した時間間隔での過去複数回の時刻補正値との平均値を用いることを特徴とする時刻補正方法。 In taking the standard time information from the time server via the communication network and correcting the reference time inside the device,
A time correction method using an average value of a latest time correction value and a plurality of past time correction values periodically or at a specified time interval.
所定期間における定期的または指定した時間間隔での複数の時刻補正値の最小値を用いることを特徴とする時刻補正方法。 In taking the standard time information from the time server via the communication network and correcting the reference time inside the device,
A time correction method using a minimum value of a plurality of time correction values periodically or at a specified time interval in a predetermined period.
ネットワーク品質評価測定時の時刻情報として請求項1〜請求項3のいずれかに記載された時刻補正方法で補正された時刻情報を用いることを特徴とするネットワーク品質評価測定方法。 In capturing communication packets and measuring network communication quality based on that information,
A network quality evaluation measurement method using time information corrected by the time correction method according to any one of claims 1 to 3 as time information at the time of network quality evaluation measurement.
ネットワーク品質評価測定時の時刻情報として請求項1〜請求項3のいずれかに記載された時刻補正方法で補正された時刻情報を選択する時刻補正モード選択手段を設けたことを特徴とするネットワーク品質評価装置。
In a network quality evaluation device that captures communication packets and measures the communication quality of the network based on the information,
A network quality characterized by comprising time correction mode selection means for selecting time information corrected by the time correction method according to any one of claims 1 to 3 as time information at the time of network quality evaluation measurement. Evaluation device.
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