JP2005341050A - ネットワーク信頼性評価方法、装置、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワーク要素の物理的な信頼性以外の要因でネットワーク全体の信頼性評価が変化するＩＰネットワークについて、その信頼性を正確に評価する。
【解決手段】任意の区間内のネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を物理的信頼性算出手段１５Ｃで算出するとともに、前記区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率をＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄで算出し、これら物理的不稼働率およびＩＰ固有不稼働率に基づき、当該区間の総合的なネットワーク信頼性評価値を総合信頼性算出手段１５Ｅで算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パケット通信技術に関し、特にＩＰネットワークにおける信頼性を評価する信頼性評価技術に関する。

インターネットに代表されるＩＰネットワークでは、ネットワークの大規模化あるいは複雑化、さらには通信形態の多様性から、高い信頼性が求められている。したがって、ネットワークの設計、品質評価、さらには保守管理において、ネットワークの信頼性を正確に把握する必要がある。
従来、ネットワークの信頼性を評価する技術として、当該ネットワークを構成するネットワーク機器やリンクなどの各ネットワーク要素が有する物理的な故障確率を用いた信頼性評価方法が公開されている（例えば、非特許文献１など参照）。

これによれば、例えば、電話網やフレームリレーなどの専用線網では，ネットワーク全体に求められる信頼性は、ネットワーク規模とネットワークの不稼働率の関数として定義される。そして、この不稼働率を達成するために各ネットワーク要素に対して、当該ネットワークに要求される不稼働率をそれぞれ配分する。したがって、各ネットワーク要素に配分された不稼働率と、実際のネットワーク要素が持つ物理的な故障確率とを比較することにより、当該ネットワークの信頼性を評価するものとなっていた。また、各ネットワーク要素は，この配分された不稼働率を目標として設計されていた。

なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
「ＮＴＴ通信網を理解していただくために」，ＮＴＴ通信網研究会，1994 J.Moy，"OSPF Version2"，IETF RFC 2328，April 1998 D.Katz and D.Ward，"Bidirectional Forwarding Detection"，IETF draft(draft-katz-word-bfd-01(work in progress))，August 2003 J.Moy et.al.，"Graceful OSPF Restart"，IETF RFC 3623，November 2003

しかしながら、このような従来技術では、ネットワークに要求される不稼働率と各ネットワーク要素の個々の物理的な故障確率の積算とを対応させることにより、ネットワークの信頼性をその物理的な信頼性で評価しているため、ＩＰネットワークのように、個々のネットワーク要素の故障確率以外の要因でネットワーク全体の不稼働率が変化するネットワークについて、その信頼性を正確に評価できないという問題点があった。

ＩＰネットワークでは、ＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）プロトコル（非特許文献２など参照）のように、複数のネットワーク機器が連携する自律的な経路制御によりパケットを継続的に転送するためのメカニズムが提案されている。この他、ＩＰネットワークの高信頼化を目的として、ＢＦＤ（Bi-directional Forwarding Detection）技術（非特許文献３など参照）や、Ｇｒａｃｅｆｕｌ Ｒｅｓｔａｒｔ技術（非特許文献４など参照）も提案されている。

このようなＩＰネットワークにおけるネットワーク機器での自律通信維持制御によれば、任意のネットワーク要素で物理的な故障が発生しても、例えば故障ネットワーク要素を経由する経路が他の経路へリルーティングされて通信経路が維持される。したがって、ＩＰネットワークでは、自律的にネットワークの構成が変化するとともにパケット損失率が改善されて、個々のネットワーク要素の物理的な故障確率以外の要因でネットワーク全体の不稼働率が変化する。
このため、従来技術のように個々のネットワーク要素の故障確率だけでＩＰネットワーク全体の不稼働率を表すことができず、結果としてネットワーク全体の信頼性を正確に評価できない。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ネットワーク要素の物理的な信頼性以外の要因でネットワーク全体の信頼性評価が変化するＩＰネットワークについて、その信頼性を正確に評価できるネットワーク信頼性評価方法、装置、およびプログラムを提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかるネットワーク信頼性評価方法は、ユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送する複数のネットワーク機器およびリンクからなり、これらネットワーク要素での障害発生に応じてネットワーク機器での自律通信維持制御により通信経路を自律的に維持するＩＰネットワークについて、ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク構成情報を記憶部で記憶し、ネットワーク構成情報に基づきＩＰネットワークの信頼性を演算処理部で算出するネットワーク信頼性評価方法において、演算処理部により、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づきＩＰネットワークを分割して設けた任意の区間について、当該区間内のネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出する物理的信頼性算出ステップと、演算処理部により、区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出するＩＰ固有信頼性算出ステップと、演算処理部により、物理的不稼働率およびＩＰ固有不稼働率に基づき、区間の総合的なネットワーク信頼性評価値を算出する総合信頼性算出ステップとを備えるものである。

ＩＰ固有不稼働率については、ＩＰ固有信頼性算出ステップで、ＩＰ固有不稼働率として、自律通信維持制御により稼働状態に戻るまで区間が不稼働状態となる確率を算出するようにしてもよい。

より具体的には、記憶部により、障害発生から自律通信維持制御により当該区間が稼働状態に戻るまでに要する故障継続期間を示すＩＰレイヤ構成情報を記憶するステップをさらに備え、ＩＰ固有信頼性算出ステップで、区間を構成する各ネットワーク要素の物理的不稼働率の総和とＩＰレイヤ構成情報の障害継続時間とを乗算することによりＩＰ固有不稼働率を算出するようにしてもよい。

また、ＩＰ固有不稼働率については、ＩＰ固有信頼性算出ステップで、ＩＰ固有不稼働率として、区間での障害発生に応じて自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率を算出するようにしてもよい。

より具体的には、ＩＰ固有信頼性算出ステップで、区間で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数と当該障害の障害継続時間との積を、ＩＰネットワークに接続されている全ユーザ数と信頼性評価の全体時間との積で除算することよりＩＰ固有不稼働率を算出するようにしてもよい。

また、記憶部により、異なる構成のネットワークに関するネットワーク構成情報を複数記憶するステップをさらに備え、総合信頼性算出ステップで、ネットワーク構成情報ごとに得られた総合的なネットワーク信頼性評価値と所望の信頼性評価値とを比較し、その比較結果に基づきネットワークのいずれかを選択するようにしてもよい。

また、記憶部により、任意のネットワーク要素で発生した障害に対する自律通信維持制御の復旧シナリオを示す復旧シナリオ情報を複数記憶するステップと、演算処理部により、物理的信頼性算出ステップ、ＩＰ固有信頼性算出ステップ、および総合信頼性算出ステップを用いて、任意の障害に対する復旧シナリオ情報ごとに当該障害が発生した区間の総合的なネットワーク信頼性評価値をそれぞれ算出する復旧シナリオ評価ステップとをさらに備えてもよい。

また、演算処理部により、実際のＩＰネットワークから任意のネットワーク要素で発生した障害を示す障害情報を取得する障害情報取得ステップをさらに備え、ＩＰ固有信頼性算出ステップで、障害継続時間として障害情報取得手段で取得した障害情報に含まれる障害継続時間を用いるようにしてもよい。

また、本発明にかかるネットワーク信頼性評価装置は、複数のユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送する複数のネットワーク機器およびリンクからなり、これらネットワーク要素での障害発生に応じてネットワーク機器での自律通信維持制御により通信経路を自律的に維持するＩＰネットワークについて、ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク構成情報を記憶部で記憶し、ネットワーク構成情報に基づきＩＰネットワークの信頼性を演算処理部で算出するネットワーク信頼性評価装置において、演算処理部に、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づきＩＰネットワークを分割して設けた任意の区間について、当該区間内のネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出する物理的信頼性算出手段と、区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出するＩＰ固有信頼性算出手段と、物理的不稼働率およびＩＰ固有不稼働率に基づき、区間の総合的なネットワーク信頼性を算出する総合信頼性算出手段とを備えるものである。

ＩＰ固有不稼働率については、ＩＰ固有信頼性算出手段で、ＩＰ固有不稼働率として、自律通信維持制御により稼働状態に戻るまで区間が不稼働状態となる確率を算出するようにしてもよい。

より具体的には、記憶部で、障害発生から自律通信維持制御により当該区間が稼働状態に戻るまでに要する故障継続期間を示すＩＰレイヤ構成情報を記憶し、ＩＰ固有信頼性算出手段で、区間を構成する各ネットワーク要素の物理的不稼働率の総和とＩＰレイヤ構成情報の障害継続時間とを乗算することによりＩＰ固有不稼働率を算出するようにしてもよい。

また、ＩＰ固有不稼働率については、ＩＰ固有信頼性算出手段で、ＩＰ固有不稼働率として、区間での障害発生に応じて自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率を算出するようにしてもよい。

より具体的には、ＩＰ固有信頼性算出手段で、区間で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数と当該障害の障害継続時間との積を、ＩＰネットワークに接続されている全ユーザ数と信頼性評価の全体時間との積で除算することよりＩＰ固有不稼働率を算出するようにしてもよい。

また、記憶部で、異なる構成のネットワークに関するネットワーク構成情報を複数記憶し、総合信頼性算出手段で、ネットワーク構成情報ごとに得られた総合的なネットワーク信頼性評価値と所望の信頼性評価値とを比較し、その比較結果に基づきネットワークのいずれかを選択するようにしてもよい。

また、記憶部で、任意のネットワーク要素で発生した障害を自律通信維持制御で復旧する際に用いられる迂回通信経路に関する復旧シナリオ情報を複数記憶し、演算処理部に、物理的信頼性算出手段、ＩＰ固有信頼性算出手段、および総合信頼性算出手段を用いて、任意の障害に対する復旧シナリオ情報ごとに当該障害が発生した区間の総合的なネットワーク信頼性をそれぞれ算出する復旧シナリオ評価手段を備えてもよい。

また、演算処理手段に、実際のＩＰネットワークから任意のネットワーク要素で発生した障害を示す障害情報を取得する障害情報取得手段をさらに備え、ＩＰ固有信頼性算出手段で、障害継続時間として障害情報取得手段で取得した障害情報に含まれる障害継続時間を用いるようにしてもよい。

また、本発明にかかるプログラムは、複数のユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送する複数のネットワーク機器およびリンクからなり、これらネットワーク要素での障害発生に応じてネットワーク機器での自律通信維持制御により通信経路を自律的に維持するＩＰネットワークについて、ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク構成情報を記憶部で記憶し、ネットワーク構成情報に基づきＩＰネットワークの信頼性を演算処理部で算出するネットワーク信頼性評価装置のコンピュータに、請求項１〜９のいずれかに記載のネットワーク信頼性評価方法の各ステップを実行させるものである。

本発明によれば、任意の区間における信頼性評価に、障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率が含まれるものとなり、ネットワーク要素の物理的な信頼性以外の要因すなわちネットワーク機器での自律通信維持制御に関連して、ネットワーク全体の信頼性評価が変化するＩＰネットワークについて、その信頼性を正確に評価できる。したがって、より正確にＩＰネットワークの設計、品質評価、さらには保守管理を行うことができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置について説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置１は、ＩＰネットワークを構成するネットワーク機器やリンクからなるネットワーク要素の個々の不稼働率に基づき、ネットワーク要素の物理的故障に起因して不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出するとともに、障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出し、これら物理的不稼働率とＩＰ固有不稼働率とから総合的なネットワーク信頼性を算出するようにしたものである。

このネットワーク信頼性評価装置１は、全体としてコンピュータを有する情報処理装置からなり、画面表示部１１、操作入力部１２、入出力インターフェース部（以下、入出力Ｉ／Ｆ部という）１３、記憶部１４、および演算処理部１５から構成されている。
画面表示部１１は、ＣＲＴやＬＣＤなどの画面表示装置からなり、演算処理部１５から出力された処理メニューや演算結果などの各種情報を画面表示する。
操作入力部１２は、キーボードやマウスなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部１５へ出力する。

入出力Ｉ／Ｆ部１３は、外部に接続された各種装置や記憶媒体と任意の情報をやり取りする回路部である。
記憶部１４は、メモリやハードディスクなどの記憶装置からなり、演算処理部１５での演算処理に用いる各種情報やプログラム１４Ｐを記憶する。
上記各種情報としては、ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク物理構成ＤＢ（データベース）１４Ａや、ネットワーク機器で用いられる自律通信維持制御に固有の故障継続期間を示すＩＰレイヤ構成ＤＢ（データベース）１４Ｂが記憶される。

演算処理部１５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路を有し、記憶部１４のプログラム１４Ｐを読み込んで実行することにより、上記ハードウェアとプログラム１４Ｐとを協働させて各種機能手段を実現する。
この機能手段としては、設計情報生成手段１５Ａ、区間分割手段１５Ｂ、物理的信頼性算出手段１５Ｃ、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄ、および総合信頼性算出手段１５Ｅがある。

設計情報生成手段１５Ａは、操作入力部１２や入出力Ｉ／Ｆ部１３を介して入力されたネットワーク情報１０Ａからネットワーク物理構成ＤＢ１４ＡやＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂを生成して記憶部１４へ格納する手段である。
区間分割手段１５Ｂは、ネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを参照して、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数（加入者数）に基づきＩＰネットワークを複数の区間に分割する手段である。

物理的信頼性算出手段１５Ｃは、任意の区間を構成するネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出する手段である。
ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄは、任意の区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出する手段である。

総合信頼性算出手段１５Ｅは、物理的不稼働率およびＩＰ固有不稼働率に基づき、任意の区間の総合的なネットワーク信頼性評価値（不稼働率）１０Ｂを算出する手段である。
なお、本発明でいう不稼働率とは、ネットワーク機器やリンクからなるネットワーク要素やＩＰネットワークにおける任意の区間などの評価対象が不稼働状態となる確率、すなわち信頼性評価の全体時間に対して評価対象が不稼働状態となる時間的割合をいう。

［ネットワーク物理構成ＤＢ］
次に、図２〜図４を参照して、ネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａについて説明する。図２は、本実施の形態の説明に用いるＩＰネットワークのモデルを示す説明図である。図３は、図２のモデルを示すネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａのうちノード（ネットワーク機器）に関するネットワーク機器情報を示す説明図である。図４は、図２のモデルを示すネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａのうちリンクに関するリンク情報を示す説明図である。

図２に示されているネットワークモデルは、ユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送するノードＲ１〜Ｒ６と、これらノードＲ１〜Ｒ６相互間およびノードＲ１，Ｒ６とユーザ端末を収容するユーザルータとの間を接続するリンクＬ０〜Ｌ９から構成されている。
ノードＲ１は、リンクＬ０を介してユーザルータＲＡと接続され、リンクＬ１，Ｌ２を介してそれぞれノードＲ２，Ｒ３と接続されている。ノードＲ２は、リンクＬ３，Ｌ４を介してそれぞれノードＲ３，Ｒ４と接続されている。ノードＲ３は、リンクＬ５を介してノードＲ５と接続されている。ノードＲ４は、リンクＬ６，Ｌ７を介してそれぞれノードＲ５，Ｒ６と接続されている。ノードＲ５は、リンクＬ８を介してノードＲ６と接続されている。ノードＲ６は、リンクＬ９を介してユーザルータＲＢと接続されている。

図３のネットワーク機器情報では、ノードＲ１〜Ｒ６ごとに、当該ノードに接続されている隣接リンク名とその不稼働率とが対応付けられている。例えば、ノードＲ１には、隣接リンクＬ０，Ｌ１，Ｌ２が接続されており、これらリンクの不稼働率としてそれぞれＵ_L0，Ｕ_L1，Ｕ_L2が設定されている。
図４のリンク情報では、リンクＬ１〜Ｌ９ごとに、当該リンクの両端に接続されている隣接ノード名とその不稼働率とが対応付けられている。例えば、リンクＬ１には、隣接ノードＲ１，Ｒ２が接続されており、これらノードの不稼働率としてそれぞれＵ_R1，Ｕ_R2が設定されている。

［ＩＰレイヤ構成ＤＢ］
次に、図５を参照して、ＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂについて説明する。図５は、図２のネットワークモデルを構成する各ノードＲ１〜Ｒ６で用いられる自律通信維持制御に関するＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂを示す説明図である。
ここでは、各ノードＲ１〜Ｒ６で用いられる自律通信維持制御の種別ごとに、その自律通信維持制御を用いて障害復旧する場合に影響が及ぶ影響範囲と、その自律通信維持制御を用いた場合の障害発生から障害復旧までに要する故障継続時間とが記憶されている。例えば、自律通信維持制御としてＯＳＰＦを用いた場合、その影響範囲はノードＲ１〜Ｒ６およびリンクＬ１〜Ｌ８となり、故障継続時間が４５秒であることがわかる。

［第１の実施の形態の動作］
次に、図６を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の動作について説明する。図６は、本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の信頼性評価処理を示すフローチャートである。
演算処理部１５では、操作入力部１２からの所定操作に応じて、記憶部１４からプログラム１４Ｐを読み込んで実行することにより、図６の信頼性評価処理を開始する。なお、記憶部１４には、評価対象となるＩＰネットワークに関するネットワーク物理構成ＤＢ１４ＡおよびＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂとが予め格納されているものとする。これらネットワーク物理構成ＤＢ１４ＡおよびＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂは、外部から操作入力部１２や入出力Ｉ／Ｆ部１３を介して入力されたネットワーク情報１０Ａに基づき、設計情報生成手段１５Ａにより生成され記憶部１４に格納される。

まず、演算処理部１５では、記憶部１４からネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを取得し（ステップ１００）、区間分割手段１５Ｂにより、そのネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを参照して、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づきＩＰネットワークを複数の区間に分割する（ステップ１０１）。

図７に、図２のネットワークモデルに対する区間分割例を示す。図７に示すように、このネットワークモデルにおいては、ルータＲ１でユーザルータＲＡと同様のユーザルータを１００個収容し、ルータＲ２，Ｒ３でそれぞれルータＲ１と同様のルータを１０個収容しているものとする。
したがって、リンクＬ０はユーザルータＲＡを個別に収容する加入者線に相当し、リンクＬ０の障害で影響を受ける影響ユーザ数は「１」となる。また、ルータＲ１は加入者収容ルータに相当し、ルータＲ１の障害で影響を受ける影響ユーザ数は「１００」となる。またルータＲ２，Ｒ３は影響ユーザ数「１００」のルータＲ１と同等のルータを１０個収容しており、その影響ユーザ数はそれぞれ「２０００」となる。

なお、影響ユーザ数が「１」となるのはリンクＬ０に相当する各リンクだけであり、このリンクＬ０を障害要素とする区間Ａが設定される。また、影響ユーザ数が「１００」となるのはルータＲ１のほかリンクＬ１，Ｌ２も同様であり、これらを障害要素とする区間Ｂが設定される。また、影響ユーザ数が「２０００」となるのはルータＲ２，Ｒ３のほか、ルータＲ４，Ｒ５およびリンクＬ３〜Ｌ６も同様であり、これらを障害要素とする区間Ｃが設定される。
また、ステップ１０１では、区間分割手段１５Ｂにより区間分割する場合について説明したが、例えば操作入力部１２や入出力Ｉ／Ｆ部１３から、任意に分割した区間を指定するようにしてもよい。同様に故障継続時間など処理に用いるパラメータについても操作入力部１２や入出力Ｉ／Ｆ部１３から入力するようにしてもよい。

続いて、演算処理部１５は、物理的信頼性算出手段１５Ｃにより、ネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａで設定されている各ネットワーク要素の不稼働率に基づき、各区間の物理的不稼働率を算出する（ステップ１０２）。ここでは、当該区間が不稼働状態となるすべての障害発生パターンを検索し、これら障害発生パターンごとの不稼働率を合算することにより、当該区間の物理的不稼働率ＵＸを算出する。

図７の例では、まず、影響ユーザ数が「２０００」の区間Ｃについて、この区間Ｃが不稼働状態となる障害発生パターンが検索され、Ｒ２とＲ３、Ｒ２とＲ５、Ｒ２とＬ５、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＬ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ４とＬ５、Ｒ５とＬ４、およびＬ４とＬ５がそれぞれ重複して故障する９通りの障害パターンが得られる。したがって、区間Ｃの物理的不稼働率ＵＸ₂₀₀₀は、次の式（１）で求められる。
ＵＸ₂₀₀₀＝Ｕ_R2×Ｕ_R3＋Ｕ_R2×Ｕ_R5＋Ｕ_R2×Ｕ_L5＋Ｕ_R3×Ｕ_R4＋Ｕ_R4×Ｕ_L4＋Ｕ_R4×Ｕ_R5＋Ｕ_R4×Ｕ_L5＋Ｕ_R5×Ｕ_L4＋Ｕ_L4×Ｕ_L5…（１）

次に、影響ユーザ数が「１００」の区間Ｂについて、この区間Ｂが不稼働状態となる障害発生パターンが検索され、Ｒ１の故障またはＬ１とＬ２の重複故障、および区間Ｃの不稼働状態の２通りの障害パターンが得られる。この場合、Ｒ１の故障またはＬ１とＬ２の重複故障については、Ｒ１が故障しない確率とＬ１，Ｌ２がともに故障しない確率との積を１から減算して求められる。したがって、区間Ｂの物理的不稼働率ＵＸ₁₀₀は、次の式（２）で求められる。
ＵＸ₁₀₀＝ＵＸ₂₀₀₀＋１−（１−Ｕ_R1）×（１−Ｕ_L1×Ｕ_L2）…（２）

また、影響ユーザ数が「１」の区間Ａについて、この区間Ａが不稼働状態となる障害発生パターンが検索され、Ｌ０の故障、および区間Ｂの不稼働状態の２通りの障害発生パターンが得られる。したがって、区間Ａの物理的不稼働率ＵＸ₁は、次の式（３）で求められる。
ＵＸ₁＝ＵＸ₁₀₀＋Ｕ_L0…（３）

続いて、演算処理部１５は、記憶部１４からＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂを取得し（ステップ１０３）、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにより、そのＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂの障害継続時間に基づき、当該区間での障害発生に応じて開始された自律通信維持制御により稼働状態へ戻るまで当該区間が不稼働状態となる確率（全体時間に対する不稼働期間の割合）により、当該区間におけるＩＰ固有不稼働率を算出する（ステップ１０４）。

ここでは、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにより、自律通信維持制御により当該区間で経路迂回（リルーティング）が発生する経路迂回発生頻度を各ネットワーク要素の故障頻度の総和から求め、その自律通信維持制御により故障発生から経路迂回が完了するまで（ルーティングプロトコルが収束するまで）に要する故障継続期間と上記経路迂回発生頻度とを乗算することにより、当該区間でのＩＰ固有不稼働率ＵＹを算出する。

影響ユーザ数が「２０００」の区間Ｃは、図７に示すように、４つのルータと４つのリンクとから構成されている。ここで、これらルータの故障頻度をＦ_Rとし、リンクの故障頻度をＦ_Lとし、故障継続期間をＣとした場合、区間ＣのＩＰ固有不稼働率ＵＹ₂₀₀₀は、次の式（４）で求められる。
ＵＹ₂₀₀₀＝（４Ｆ_R＋４Ｆ_L）×Ｃ…（４）

また、影響ユーザ数が「１００」の区間Ｂのうち、リンクＲ１の故障は物理的な経路損失によるものしかなく、その信頼性評価は物理的不稼働率ＵＸ₁₀₀に含まれていると見なされる。したがって、区間ＢのＩＰ固有不稼働率ＵＹ₁₀₀は、リンクＬ１，Ｌ２の故障と区間Ｃの不稼働状態についてのみ考慮すればよく、次の式（５）で求められる。
ＵＹ₁₀₀＝ＵＹ₂₀₀₀＋２Ｆ_L×Ｃ…（５）

また、影響ユーザ数が「１」の区間ＡにはリンクＬ０しかなく、そのＩＰ固有不稼働率は物理的不稼働率ＵＸ₁に含まれていると見なされる。したがって、区間ＡのＩＰ固有不稼働率ＵＹ₁は、区間Ｂの不稼働状態についてのみ考慮すればよく、次の式（６）で求められる。
ＵＹ₁＝ＵＹ₁₀₀…（６）

次に、演算処理部１５では、総合信頼性算出手段１５Ｅにより、物理的信頼性算出手段１５Ｃで求めた物理的不稼働率ＵＸと、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄで求めたＩＰ固有不稼働率ＵＹとの合計から、影響ユーザ数ごと（区間ごと）の総合不稼働率すなわち総合信頼性評価値を算出して（ステップ１０５）、画面表示部１１から表示出力し、あるいは入出力Ｉ／Ｆ部１３から装置外部へ出力し、一連の信頼性評価処理を終了する。

図８は、第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置１で算出した評価結果の例である。ここでは、横軸に影響ユーザ数がとられ、縦軸に不稼働率がとられている。
この信頼性評価は、図７のネットワークモデルについて、図９に示すような不稼働率や故障率を持つネットワーク要素を用いて算出した。また、故障継続時間Ｃについては、図５のうち、自律通信維持制御としてＯＳＰＦを用いた場合の４５秒（図８の特性８Ａ：破線参照）、ＯＳＰＦとＢＦＤを併用した場合の５秒（図８の特性８Ｂ：実線参照）、および自律通信維持制御を用いなかった場合（物理レイヤのみ）の０秒（図８の特性８Ｃ：太線参照）の各ケースについて算出した。

図８からもわかるように、ＩＰに固有の自律通信維持制御を考慮していない物理的不稼働率からなる特性８Ｃについて、本実施の形態を適用して求めた特性８Ａ，８Ｂの不稼働率と差異が生じており、実際にはこの差異がＩＰ固有不稼働率に相当している。
したがって、従来の物理的不稼働率のみによる信頼性評価において、上記差異が信頼性評価の誤差として現れていたことになり、本実施の形態を適用することにより、ＩＰに固有の自律通信維持制御による不稼働率が考慮されて、ＩＰネットワークの信頼性を正確に評価できることがわかる。

このように、本実施の形態によれば、任意の区間内のネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出するとともに、当該区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出し、これら物理的不稼働率およびＩＰ固有不稼働率に基づき、総合的なネットワーク信頼性を算出するようにしたので、ネットワーク要素の物理的な信頼性以外の要因すなわちネットワーク機器での自律通信維持制御に関連して、ネットワーク全体の信頼性評価が変化するＩＰネットワークについて、その信頼性を正確に評価できる。したがって、より正確にＩＰネットワークの設計、品質評価、さらには保守管理を行うことができる。

また、ＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂで自律通信維持制御ごとに故障継続時間を管理しておき、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにより、評価対象となるＩＰネットワークで用いる自律通信維持制御に対応する故障継続時間を用いてＩＰ固有不稼働率を算出するようにしたので、ＩＰネットワークの構成条件として自律通信維持制御を任意に選択して、図６の信頼性評価処理を実行することにより、自律通信維持制御の違いに応じた信頼性評価を比較することができ、ＩＰネットワークの設計や品質評価において極めて効果的である。

また、自律通信維持制御により稼働状態に戻るまで当該区間が不稼働状態となる確率を算出することにより、具体的には、当該区間を構成する各ネットワーク要素の物理的故障頻度の総和とＩＰレイヤ構成情報の障害継続時間とを乗算することにより、ＩＰ固有不稼働率を算出するようにしたので、自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を、正確かつ容易に算出できる。

［第２の実施の形態］
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置について説明する。図１０は、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置での信頼性評価処理を示すフローチャートである。なお、ネットワーク信頼性評価装置の構成については、前述した第１の実施の形態にかかる構成（図１参照）と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。

前述した第１の実施の形態にかかる信頼性評価処理（図６参照）では、演算処理部１５のＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにおいて、任意の区間での障害発生に応じた自律通信維持制御により稼働状態に戻るまで当該区間が不稼働状態となる確率により、ＩＰ固有不稼働率を算出する場合について説明した。
本実施の形態では、演算処理部１５のＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにおいて、任意の区間での障害発生に応じて自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率から、当該区間でのＩＰ固有不稼働率を算出するようにしたものである。

［第２の実施の形態の動作］
次に、図１０を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の動作について説明する。
演算処理部１５では、操作入力部１２からの所定操作に応じて、記憶部１４からプログラム１４Ｐを読み込んで実行することにより、図１０の信頼性評価処理を開始する。この際、記憶部１４には、評価対象となるＩＰネットワークに関するネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａが予め格納されているものとする。なお、ＩＰレイヤ構成ＤＢ１４Ｂについては不要となる。

また、当該ＩＰネットワークにおいて発生したパケット損失を伴う障害に関する障害情報が、外部から操作入力部１２や入出力Ｉ／Ｆ部１３を介して取り込まれ、記憶部１４に格納されているものとする。この障害情報は、実際のＩＰネットワークのシミュレーションとして区間ごとに発生させる障害を示すものであり、ネットワーク要素での物理的故障の有無が任意に設定されている。

まず、演算処理部１５では、記憶部１４からネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを取得し（ステップ１１０）、区間分割手段１５Ｂにより、そのネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを参照して、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づきＩＰネットワークを複数の区間に分割する（ステップ１１１）。これらステップ１１０，１１１は、図６のステップ１００，１０１と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。

続いて、演算処理部１５は、記憶部１４から、当該障害の障害位置（故障要素）や故障継続時間を含む障害情報を取得し（ステップ１１２）、これら障害情報のうちネットワーク要素の物理的故障ありを示す障害情報について、その障害位置で特定される区間ごとに、その物理的不稼働率を物理的信頼性算出手段１５Ｃにより算出する（ステップ１１３）。ここでは、図６のステップ１０２と同様にして、当該区間が不稼働状態となるすべての障害発生パターンを検索し、これら障害発生パターンごとの不稼働率を合算することにより、当該区間の物理的不稼働率ＵＸを算出する。

次に、演算処理部１５は、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにより、上記各障害情報の障害位置で特定される区間について、当該区間での障害発生に応じて自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率により、当該区間のＩＰ固有不稼働率ＵＹ’を算出する（ステップ１１４）。ここでは、ネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａに設定されている値を用いて、ある観測期間ＴＡの間の障害の実績に基づいて、この区間の不稼働率を求めることとする。例えば、期間１年（ＴＡ）の間にＩＰ固有の障害が１回または複数回起こりその継続時間の合計がＣで、影響ユーザ数はいずれもＮＵ、全ユーザ数はＮＡとするとき、当該区間でのＩＰ固有不稼働率ＵＹ’を次式で求める。
ＵＹ’＝（ＮＵ×Ｃ）／（ＮＡ×ＴＡ）

次に、演算処理部１５では、総合信頼性算出手段１５Ｅにより、物理的信頼性算出手段１５Ｃで求めた物理的不稼働率ＵＸと、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄで求めたＩＰ固有不稼働率ＵＹ’との合計から、影響ユーザ数ごと（区間ごと）の不稼働率すなわち総合信頼性評価値を算出して（ステップ１１５）、画面表示部１１から表示出力し、あるいは入出力Ｉ／Ｆ部１３から装置外部へ出力し、一連の信頼性評価処理を終了する。

このように、本実施の形態では、任意の区間での障害発生に応じて自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率を、ＩＰ固有不稼働率として用いるようにしたので、より具体的には、当該区間で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数と当該障害の障害継続時間との積を、ＩＰネットワークに接続されている全ユーザ数と信頼性評価の全体時間との積で除算することよりＩＰ固有不稼働率を算出するようにしたので、パケット損失および装置故障の有無に基づき、ＩＰネットワークの信頼性評価を行うことができる。
これにより、実際のＩＰネットワークの振る舞いに近い条件で、ＩＰネットワークをシミュレーションしてその信頼性を評価することが可能となり、より正確にネットワークの設計、品質評価、さらには保守管理を行うことができる。

なお、本実施の形態では、ＩＰ固有不稼働率を求めるために式（７）を利用する旨を説明したが、ＩＰネットワークに要求されている不稼働率が品質条件として指定されている場合、与えられた故障情報の故障継続時間に基づき、影響ユーザ数を逆算してもよい。
これにより、任意の障害により影響を受ける影響ユーザ数、すなわち当該障害による影響規模を容易に推定でき、ＩＰネットワークの設計、品質評価、さらには保守管理に利用できる。

［第３の実施の形態］
次に、図１１を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置について説明する。図１１は、本発明の第３の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置２は、前述した第１の実施の形態と同様にして得られる信頼性評価結果に基づき、複数のＩＰネットワークのうちから所望の信頼性を有するネットワークを選択するようにしたものである。

このネットワーク信頼性評価装置２では、前述した第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置１（図１参照）の構成と比較して、記憶部１４に、複数のＩＰネットワークに関するネットワーク物理構成ＤＢ２４Ａと、各ネットワーク要素の自律通信維持制御ごとの故障頻度を示すＩＰレイヤ構成ＤＢ２４Ｂとを有している。
図１２は、ＩＰレイヤ構成ＤＢ２４Ｂの構成例である。ここでは、ネットワーク要素ごとの故障頻度として、ルータについては、自律通信維持制御なしの場合の故障頻度してＦ_R1が設定され、自律通信維持制御Ａの場合の故障頻度としてＦ_R2が設定されている。また、リンクについては、自律通信維持制御Ｂの場合の故障頻度としてＦ_L1が設定されている。

また、演算処理部１５に、ＩＰレイヤ構成ＤＢ２４Ｂに基づきＩＰ固有不稼働率を算出するＩＰ固有信頼性算出手段２５Ｄと、このＩＰ固有不稼働率と信頼性所望値による要求値とを比較していずれかのネットワークを選択出力する総合信頼性算出手段２５Ｅとが設けられている。
そのほかの構成については、前述した第１の実施の形態にかかる構成と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。なお、図１１において、図１と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。

［第３の実施の形態の動作］
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の動作について説明する。図１３は、本発明の第３の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の信頼性評価処理を示すフローチャートである。

演算処理部１５では、操作入力部１２からの所定操作に応じて、記憶部１４からプログラム２４Ｐを読み込んで実行することにより、図１３の信頼性評価処理を開始する。
まず、演算処理部１５では、記憶部１４から任意のＩＰネットワークのネットワーク物理構成ＤＢ２４Ａを取得し（ステップ１２０）、区間分割手段１５Ｂにより、そのネットワーク物理構成ＤＢ２４Ａを参照して、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づきＩＰネットワークを複数の区間に分割する（ステップ１２１）。これらステップ１２０，１２１は、図６のステップ１００，１０１と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。

続いて、演算処理部１５は、物理的信頼性算出手段１５Ｃにより、ネットワーク物理構成ＤＢ２４Ａで設定されている各ネットワーク要素の不稼働率に基づき、各区間の物理的不稼働率を算出する（ステップ１２２）。ここでは、当該区間が不稼働状態となるすべての障害発生パターンを検索し、これら障害発生パターンごとの不稼働率を合算することにより、当該区間の物理的不稼働率ＵＸを算出する。このステップ１２２は、図６のステップ１０２と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、演算処理部１５は、記憶部１４からＩＰレイヤ構成ＤＢ２４Ｂを取得し（ステップ１２３）、ＩＰ固有信頼性算出手段２５Ｄにより、そのＩＰレイヤ構成ＤＢ２４Ｂの各ネットワーク要素の故障頻度と、当該ＩＰネットワークあるいは当該区間に求められている故障継続時間とに基づき、当該区間での障害発生に応じて開始された自律通信維持制御により稼働状態へ戻るまで当該区間が不稼働状態となる確率（全体時間に対する不稼働期間の割合）により、当該区間におけるＩＰ固有不稼働率ＵＹを算出する（ステップ１２４）。

ここでは、ＩＰ固有信頼性算出手段２５Ｄにより、当該区間の各ネットワーク要素で用いられる自律通信維持制御に応じた、それぞれの故障頻度をＩＰレイヤ構成ＤＢ２４Ｂから取得する。そして、ネットワーク情報２０Ａで予め指定されている、当該ＩＰネットワークあるいは当該区間に対する所望故障継続時間と、上記各故障頻度の総和とを乗算することにより、当該区間におけるＩＰ固有不稼働率ＵＹを算出する。

続いて、演算処理部１５は、総合信頼性算出手段２５Ｅにより、物理的信頼性算出手段１５Ｃで求めた物理的不稼働率ＵＸと、ＩＰ固有信頼性算出手段２５Ｄで求めたＩＰ固有不稼働率ＵＹとの合計から、影響ユーザ数ごと（区間ごと）の総合不稼働率すなわち総合信頼性評価値を算出し（ステップ１２５）、区間ごとに、ネットワーク情報２０Ａで予め指定されている当該ＩＰネットワークあるいは当該区間に対する所望信頼性評価値（総合不稼働率）Ｕ’と比較する（ステップ１２６）。

このようにして、演算処理部１５では、記憶部１４のネットワーク物理構成ＤＢ２４Ａに格納されているＩＰネットワークごとに、上記ステップ１２０〜１２６を繰り返し実行し、ＩＰネットワークごとに得られた上記比較結果に基づき、総合信頼性算出手段２５Ｅで、各ＩＰネットワークのうち所望の信頼性評価値を満足するＩＰネットワークを選択して（ステップ１２７）、当該ネットワークを示すネットワーク選択情報２０Ｂを画面表示部１１から表示出力し、あるいは入出力Ｉ／Ｆ部１３から装置外部へ出力し、一連の信頼性評価処理を終了する。

このように、本実施の形態では、ＩＰネットワークごとに総合不稼働率を算出し、指定された信頼性所望値と比較することにより、いずれかのＩＰネットワークを選択出力するようにしたので、所望する信頼性を有するＩＰネットワークを容易に選択することができ、ネットワークの設計作業を大幅に短縮できる。

この際、ネットワーク情報２０Ａで指定する所望信頼性評価値や所望故障継続時間については、区間ごとや影響ユーザ数ごとに不稼働率を指定し、これら評価単位ごとに各ＩＰネットワークを評価してもよく、各区間や各影響ユーザ数に共通する不稼働率を指定して、ネットワーク全体で評価してもよい。
また、ＩＰネットワーク選択方法については、所望信頼性評価値に最も近しい総合信頼性評価値を持つＩＰネットワークを選択出力するようにしてもよい。この他、所望信頼性評価値を満足するＩＰネットワークを、すべてあるいはいくつか選択出力してもよい。

なお、図１３では、ステップ１２５において、総合信頼性評価値Ｕと所望信頼性評価値Ｕ’と比較する場合について説明したが、所望信頼性評価値Ｕ’と物理的信頼性算出手段１５Ｃで算出した当該区間の物理的不稼働率ＵＸとの差ΔＵ＝Ｕ’−ＵＸを求め、この差ΔＵとＩＰ固有信頼性算出手段２５Ｄで算出した当該区間のＩＰ固有不稼働率ＵＹとを比較するようにしてもよい。
この際、差ΔＵは、当該区間に求められているＩＰ固有不稼働率の目標値との差分に相当し、実際のＩＰ固有不稼働率ＵＹと比較することにより、ＩＰネットワークの条件として与えられた信頼性を満足しているかどうか判断される。

［第４の実施の形態］
次に、図１４を参照して、本発明の第４の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置について説明する。図１４は、本発明の第４の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置３は、前述した第２の実施の形態と同様にして得られる信頼性評価結果に基づき、任意の障害に対する複数の復旧シナリオについてその信頼性を評価するようにしたものである。

このネットワーク信頼性評価装置３では、前述した第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置１（図１参照）の構成と比較して、記憶部１４に、当該ＩＰネットワークにおいて発生したパケット損失を伴う障害に関する障害情報３４Ｂが、外部から操作入力部１２や入出力Ｉ／Ｆ部１３を介して取り込まれ、記憶部１４に格納されているものとする。

また、記憶部１４は、任意のネットワーク要素で発生した障害に対して自律通信維持制御で用いられる復旧シナリオを示す復旧シナリオＤＢ（データベース）３４Ｃを有している。この復旧シナリオ情報は、自律通信維持制御でその復旧に用いるプロトコル、復旧手順、復旧に要する故障継続時間、復旧後のネットワーク構成など、復旧方法に関する情報からなる。
また、演算処理部１５に、記憶部１４の復旧シナリオＤＢ３４Ｃごとに総合信頼性評価値を求める復旧シナリオ評価手段３５Ｆが設けられている。

［第４の実施の形態の動作］
次に、本発明の第４の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の動作について説明する。なお、本発明の第４の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の信頼性評価処理については、前述した第２の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の信頼性評価処理（図１０参照）と同様であり、ここでの詳細な説明は省略する。

演算処理部１５では、操作入力部１２からの所定操作に応じて、記憶部１４からプログラム３４Ｐを読み込んで実行することにより、信頼性評価処理を開始する。
まず、演算処理部１５では、復旧シナリオ評価手段３５Ｆにより、記憶部１４から当該障害の障害位置（故障対象）や故障継続時間を含む障害情報３４Ｂを取得し、当該障害に対して自律通信維持制御が取りうる復旧シナリオを、記憶部１４の復旧シナリオＤＢ３４Ｃから取得する。

そして、復旧シナリオ評価手段３５Ｆにより、復旧シナリオごとに、物理的信頼性算出手段１５Ｃ、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄ、および総合信頼性算出手段１５Ｅを用いて、図１０のステップ１１２〜１１５を繰り返し実行し、各復旧シナリオによる総合信頼性評価値を算出する。この際、各復旧シナリオでは、その復旧に用いる自律通信維持制御さらには故障継続時間などが異なるため、それぞれ固有の総合信頼性評価値が得られる。
復旧シナリオ評価手段３５Ｆでは、このようにして各復旧シナリオについて得られた総合信頼性評価値３０Ｂを画面表示部１１から表示出力し、あるいは入出力Ｉ／Ｆ部１３から装置外部へ出力し、一連の信頼性評価処理を終了する。

このように、本実施の形態では、任意の障害に対する復旧シナリオごとに総合信頼性評価値を算出するようにしたので、当該障害に対していずれの復旧シナリオが優れているか容易に比較評価することができ、所望する信頼性を有するＩＰネットワークを容易に選択することができ、ＩＰネットワークの設計作業を大幅に短縮できる。
なお、復旧シナリオ評価手段３５Ｆにおいて、各復旧シナリオのうち、その総合信頼性評価値が優れている復旧シナリオを１つ以上選択して、出力するようにしてもよい。

［第５の実施の形態］
次に、図１５を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置について説明する。図１５は、本発明の第５の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。
本実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置４は、監視対象となる実際のＩＰネットワークから障害情報を取得し、その障害情報に基づき当該ＩＰネットワークの信頼性を評価するようにしたものである。

このネットワーク信頼性評価装置４では、前述した第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置１（図１参照）の構成と比較して、実際のＩＰネットワークとデータ通信を行う通信Ｉ／Ｆ部１６が設けられており、記憶部１４に、当該ＩＰネットワークにおいて発生したパケット損失を伴う障害に関する障害情報４０Ｂが取り込まれ、記憶部１４に障害情報４４Ｂとして格納されているものとする。
また、演算処理部１５に、実際のＩＰネットワークから通信Ｉ／Ｆ部１６を介して障害情報４０Ｂを取得する障害情報取得手段４５Ｆが設けられている。

［第５の実施の形態の動作］
次に、図１５を参照して、本発明の第５の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の動作について説明する。図１５は、本発明の第５の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の信頼性評価処理を示すフローチャートである。

演算処理部１５では、操作入力部１２からの所定操作に応じて、記憶部１４からプログラム４４Ｐを読み込んで実行することにより、図１５の信頼性評価処理を開始する。
まず、演算処理部１５では、記憶部１４からネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを取得し（ステップ１３０）、区間分割手段１５Ｂにより、そのネットワーク物理構成ＤＢ１４Ａを参照して、各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づきＩＰネットワークを複数の区間に分割する（ステップ１３１）。これらステップ１２０，１２１は、図６のステップ１００，１０１と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。

次に、演算処理部１５では、障害情報取得手段４５Ｆにより、通信Ｉ／Ｆ部１６を介して監視対象となるＩＰネットワークを監視する（ステップ１３２）。通常、ＩＰネットワークには、各ネットワーク機器を管理する管理システムが設けられており、その管理システムから通知され障害情報を通信Ｉ／Ｆ部１６を介して受信することによりＩＰネットワークを受動的に監視すればよい。なお、通信Ｉ／Ｆ部１６を介してネットワーク機器や管理システムへ問い合わせを行い、これに対する通知として障害情報を取得するようにしてもよい。

障害情報は、発生した障害の内容を示す各種情報から構成されており、パケット損失の有無、物理的故障の有無、障害が発生したネットワーク要素、故障継続時間、障害復旧時間などが含まれている。
障害情報取得手段４５Ｆでは、取得した障害情報がパケット損失ありを示しているかどうか確認し、パケット損失ありを示していない場合（ステップ１３３：ＮＯ）、ステップ１３２へ戻って監視対象となるＩＰネットワークの監視を継続する。

一方、取得した障害情報がパケット損失ありを示している場合（ステップ１３３：ＹＥＳ）、その障害情報を記憶部１４へ障害情報４４Ｂとして格納し、その障害情報がネットワーク要素の物理的故障ありを示しているかどうか確認する（ステップ１３４）。
ここで、ネットワーク要素の故障ありを示していない場合（ステップ１３４：ＮＯ）、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄにより、その障害情報に基づき当該障害が発生した区間のＩＰ固有不稼働率ＵＹ’を算出する（ステップ１３６）。

また、ネットワーク要素の故障ありを示している場合（ステップ１３４：ＹＥＳ）、物理的信頼性算出手段１５Ｃにより、当該障害が発生した区間の物理的不稼働率ＵＸを算出し（ステップ１３５）、前述したステップ１３６へ移行してＩＰ固有不稼働率ＵＹ’を算出する。
なお、ステップ１３５，１３６は、図１０のステップ１１３，１１４と同等であり、ここでの詳細な説明は省略する。

そして、演算処理部１５では、総合信頼性算出手段１５Ｅにより、物理的信頼性算出手段１５Ｃで求めた物理的不稼働率ＵＸと、ＩＰ固有信頼性算出手段１５Ｄで求めたＩＰ固有不稼働率ＵＹ’との合計から、当該区間の不稼働率すなわち総合信頼性評価値を算出して（ステップ１３７）、画面表示部１１から表示出力し、あるいは入出力Ｉ／Ｆ部１３から信頼性評価値４０Ｃとして装置外部へ出力し、ステップ１３２へ戻ってネットワークの監視を継続する。

このように、本実施の形態では、通信Ｉ／Ｆ部１６を設けて、障害情報取得手段４５Ｆにより、監視対象となる実際のＩＰネットワークから障害情報を取得し、その障害情報に基づき当該ＩＰネットワークの信頼性を評価するようにしたので、実際に運用されているＩＰネットワークの信頼性をリアルタイムで評価できる。したがって、より正確にＩＰネットワークの品質評価、さらには保守管理を行うことができる。

なお、本実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同様に、ＩＰ固有不稼働率を求めるために式（７）を利用する旨を説明したが、ＩＰネットワークに要求されている不稼働率が品質条件として指定されている場合、与えられた故障情報の故障継続時間に基づき、影響ユーザ数を逆算してもよい。
これにより、実際に運用されているＩＰネットワークで障害が発生した場合、その障害により影響を受ける影響ユーザ数、すなわち当該障害による影響規模を、リアルタイムで容易に推定でき、ＩＰネットワークの品質評価、さらには保守管理に極めて有効である。

また、本実施の形態では、監視対象となるＩＰネットワークから故障情報を取得し、前述した第２の実施の形態を適用して、その故障情報に基づき当該区間の信頼性評価を行う場合を例として説明したが、取得した故障情報に対する処理についてはこれに限定されるものではない。例えば、前述した第３の実施の形態では、任意の障害に対する複数の復旧シナリオについてその信頼性を評価するものであるが、この際用いる故障情報として、本実施の形態と同様にして監視対象となるＩＰネットワークから取得した故障情報を用いてもよい。これにより、実際に運用されているＩＰネットワークで発生した任意の障害に対する復旧シナリオとして、最も優れたものをリアルタイムで選択することができ、ＩＰネットワークの保守管理に極めて有効である。

［実施の形態の拡張］
以上で説明した各実施の形態のうち、例えば第１の実施の形態や第２の実施の形態では、ＩＰネットワークを分割して設けた各区間について、その不稼働率を算出して信頼性を評価する場合を例として説明したが、特定の区間についてのみ不稼働率を算出して信頼性を評価するようにしてもよい。これにより、所望の信頼性評価がＩＰネットワークのうち特定の区間についてのみ必要な場合に対応でき、信用性評価処理に要する時間を短縮できる。

また、各実施の形態では、ネットワークの信頼性評価値として不稼働率を用いる場合を例に説明したが、この不稼働率は、稼働率＝１−不稼働率で稼働率に変換でき、信頼性評価値として稼働率を用いる場合にも、前述と同様にして適用できる。
また、記憶部１４で記憶されているネットワーク物理構成ＤＢやＩＰレイヤ構成ＤＢについては、複数種の情報をそれぞれ１つのデータベースで管理しているが、これらを異なるデータベースで管理するようにしてもよい。

本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態の説明に用いるＩＰネットワークのモデルを示す説明図である。 図２のネットワークモデル上の各ノード（ネットワーク機器）に関するネットワーク機器情報を示す説明図である。 図２のネットワークモデル上の各リンクに関するリンク情報情報を示す説明図である。 図２のネットワークモデル上の各ノードで用いられる自律通信維持制御に関するＩＰレイヤ構成ＤＢを示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の信頼性評価処理を示すフローチャートである。 図２のネットワークモデルに対する区間分割例である。 本発明の第１の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置で算出した評価結果の例である。 図８の評価に用いた各ネットワーク要素の特性例である。 本発明の第２の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置での信頼性評価処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。 ＩＰレイヤ構成ＤＢの構成例である。 本発明の第３の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置での信頼性評価処理を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施の形態にかかるネットワーク信頼性評価装置での信頼性評価処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１，２，３，４…ネットワーク信頼性評価装置、１１…画面表示部、１２…操作入力部、１３…入出力Ｉ／Ｆ部、１４…記憶部、１４Ａ，２４Ａ…ネットワーク物理構成ＤＢ、１４Ｂ，２４Ｂ…ＩＰレイヤ構成ＤＢ、１４Ｐ，２４Ｐ，３４Ｐ，４４Ｐ…プログラム、１５…演算処理部、１５Ａ…設計情報生成手段、１５Ｂ…区間分割手段、１５Ｃ…物理的信頼性算出手段、１５Ｄ，２５Ｄ…ＩＰ固有信頼性算出手段、１５Ｅ，２５Ｅ…総合信頼性算出手段、１６…通信Ｉ／Ｆ部、３４Ｂ，４４Ｂ…障害情報、３４Ｃ…復旧シナリオＤＢ、３５Ｆ…復旧シナリオ評価手段、４５Ｆ…障害情報取得手段。

Claims (17)

1. ユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送する複数のネットワーク機器およびリンクからなり、これらネットワーク要素での障害発生に応じて前記ネットワーク機器での自律通信維持制御により通信経路を自律的に維持するＩＰネットワークについて、前記ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク構成情報を記憶部で記憶し、前記ネットワーク構成情報に基づき前記ＩＰネットワークの信頼性を演算処理部で算出するネットワーク信頼性評価方法において、
   前記演算処理部により、前記各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づき前記ＩＰネットワークを分割して設けた任意の区間について、当該区間内のネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出する物理的信頼性算出ステップと、
   前記演算処理部により、前記区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出するＩＰ固有信頼性算出ステップと、
   前記演算処理部により、前記物理的不稼働率および前記ＩＰ固有不稼働率に基づき、前記区間の総合的なネットワーク信頼性評価値を算出する総合信頼性算出ステップとを備えることを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
2. 請求項１に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記ＩＰ固有信頼性算出ステップは、前記ＩＰ固有不稼働率として、前記自律通信維持制御により稼働状態に戻るまで前記区間が不稼働状態となる確率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
3. 請求項１に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記記憶部により、前記障害発生から前記自律通信維持制御により当該区間が稼働状態に戻るまでに要する故障継続期間を示すＩＰレイヤ構成情報を記憶するステップをさらに備え、
   前記ＩＰ固有信頼性算出ステップは、前記区間を構成する各ネットワーク要素の物理的不稼働率の総和と前記ＩＰレイヤ構成情報の障害継続時間とを乗算することにより前記ＩＰ固有不稼働率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
4. 請求項１に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記ＩＰ固有信頼性算出ステップは、前記ＩＰ固有不稼働率として、前記区間での障害発生に応じて前記自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
5. 請求項１に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記ＩＰ固有信頼性算出ステップは、前記区間で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数と当該障害の障害継続時間との積を、前記ＩＰネットワークに接続されている全ユーザ数と信頼性評価の全体時間との積で除算することより前記ＩＰ固有不稼働率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
6. 請求項１に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記記憶部により、異なる構成のネットワークに関するネットワーク構成情報を複数記憶するステップをさらに備え、
   前記総合信頼性算出ステップは、前記ネットワーク構成情報ごとに得られた前記総合的なネットワーク信頼性評価値と所望の信頼性評価値とを比較し、その比較結果に基づき前記ネットワークのいずれかを選択することを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
7. 請求項１に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記記憶部により、任意のネットワーク要素で発生した障害に対する前記自律通信維持制御の復旧シナリオを示す復旧シナリオ情報を複数記憶するステップと、
   前記演算処理部により、前記物理的信頼性算出ステップ、前記ＩＰ固有信頼性算出ステップ、および前記総合信頼性算出ステップを用いて、任意の障害に対する復旧シナリオ情報ごとに当該障害が発生した区間の総合的なネットワーク信頼性評価値をそれぞれ算出する復旧シナリオ評価ステップとをさらに備えることを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
8. 請求項４または請求項５に記載のネットワーク信頼性評価方法において、
   前記演算処理部により、実際のＩＰネットワークから任意のネットワーク要素で発生した障害を示す障害情報を取得する障害情報取得ステップをさらに備え、
   前記ＩＰ固有信頼性算出ステップは、前記障害継続時間として前記障害情報取得手段で取得した障害情報に含まれる障害継続時間を用いることを特徴とするネットワーク信頼性評価方法。
9. 複数のユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送する複数のネットワーク機器およびリンクからなり、これらネットワーク要素での障害発生に応じて前記ネットワーク機器での自律通信維持制御により通信経路を自律的に維持するＩＰネットワークについて、前記ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク構成情報を記憶部で記憶し、前記ネットワーク構成情報に基づき前記ＩＰネットワークの信頼性を演算処理部で算出するネットワーク信頼性評価装置において、
   前記演算処理部は、
   前記各ネットワーク要素で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数に基づき前記ＩＰネットワークを分割して設けた任意の区間について、当該区間内のネットワーク要素の物理的故障に起因して当該区間が不稼働状態となる確率を示す物理的不稼働率を算出する物理的信頼性算出手段と、
   前記区間での障害発生に対する自律通信維持制御に関連して当該区間が不稼働状態となる確率を示すＩＰ固有不稼働率を算出するＩＰ固有信頼性算出手段と、
   前記物理的不稼働率および前記ＩＰ固有不稼働率に基づき、前記区間の総合的なネットワーク信頼性を算出する総合信頼性算出手段とを備えることを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
10. 請求項９に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記ＩＰ固有信頼性算出手段は、前記ＩＰ固有不稼働率として、前記自律通信維持制御により稼働状態に戻るまで前記区間が不稼働状態となる確率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
11. 請求項９に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記記憶部は、前記障害発生から前記自律通信維持制御により当該区間が稼働状態に戻るまでに要する故障継続期間を示すＩＰレイヤ構成情報を記憶し、
    前記ＩＰ固有信頼性算出手段は、前記区間を構成する各ネットワーク要素の物理的不稼働率の総和と前記ＩＰレイヤ構成情報の障害継続時間とを乗算することにより前記ＩＰ固有不稼働率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
12. 請求項９に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記ＩＰ固有信頼性算出手段は、前記ＩＰ固有不稼働率として、前記区間での障害発生に応じて前記自律通信維持制御を実行したにもかかわらずパケット損失が発生する確率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
13. 請求項９に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記ＩＰ固有信頼性算出手段は、前記区間で発生した障害の影響を受ける影響ユーザ数と当該障害の障害継続時間との積を、前記ＩＰネットワークに接続されている全ユーザ数と信頼性評価の全体時間との積で除算することより前記ＩＰ固有不稼働率を算出することを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
14. 請求項９に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記記憶部は、異なる構成のネットワークに関するネットワーク構成情報を複数記憶し、
    前記総合信頼性算出手段は、前記ネットワーク構成情報ごとに得られた前記総合的なネットワーク信頼性評価値と所望の信頼性評価値とを比較し、その比較結果に基づき前記ネットワークのいずれかを選択することを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
15. 請求項９に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記記憶部は、任意のネットワーク要素で発生した障害を前記自律通信維持制御で復旧する際に用いられる迂回通信経路に関する復旧シナリオ情報を複数記憶し、
    前記演算処理部は、前記物理的信頼性算出手段、前記ＩＰ固有信頼性算出手段、および前記総合信頼性算出手段を用いて、任意の障害に対する復旧シナリオ情報ごとに当該障害が発生した区間の総合的なネットワーク信頼性をそれぞれ算出する復旧シナリオ評価手段を備えることを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
16. 請求項１２または請求項１３に記載のネットワーク信頼性評価装置において、
    前記演算処理手段は、実際のＩＰネットワークから任意のネットワーク要素で発生した障害を示す障害情報を取得する障害情報取得手段をさらに備え、
    前記ＩＰ固有信頼性算出手段は、前記障害継続時間として前記障害情報取得手段で取得した障害情報に含まれる障害継続時間を用いることを特徴とするネットワーク信頼性評価装置。
17. 複数のユーザ端末間でやり取りされるパケットを転送する複数のネットワーク機器およびリンクからなり、これらネットワーク要素での障害発生に応じて前記ネットワーク機器での自律通信維持制御により通信経路を自律的に維持するＩＰネットワークについて、前記ネットワーク要素の接続関係および物理的信頼性を示すネットワーク構成情報を記憶部で記憶し、前記ネットワーク構成情報に基づき前記ＩＰネットワークの信頼性を演算処理部で算出するネットワーク信頼性評価装置のコンピュータに、請求項１〜９のいずれかに記載のネットワーク信頼性評価方法の各ステップを実行させるプログラム。
    

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