JP2006237797A - ネットワーク品質評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、ネットワーク間にプローブを設置する際に、ネットワークの回線速度をあらかじめ確認する必要のないネットワーク品質を評価するネットワーク品質評価装置を提供する。
【解決手段】
通信ネットワークの複数箇所からプローブを介して任意のパケットデータを取り込み、そのデータによりネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、前記プローブは、第１の速度の回線を接続する第１のポートと、第２の速度の回線を接続する第２のポートと、前記第１のポートに接続され、ネットワークの回線速度を検知する第１の速度検出部と、前記第２のポートに接続され、ネットワークの回線速度を検知する第２の速度検出部と、前記第１の速度検出部および第２の速度検出部で検知された回線速度に基づいて回線速度を設定する演算部とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、通信ネットワーク上を伝播する通信パケットを取り込み、その情報により当該通信ネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置に関するものであり、通信ネットワークの通信パケットを複数個所で抽出して評価を行う装置の改良に関するものである。

身近な通信ネットワークとしてインターネット等が普及しているが、このような通信ネットワークにおいて、利用したいサービスの通信品質が十分に満たされていないと、パケットデータの欠落や遅延時間の揺らぎなどが発生し、例えば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。

また、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数が多くなるとユーザ数が少ない場合に比べて通信品質が低下することがある。さらに、通信ネットワークを構成する回線の帯域において、支線部分が過負荷状態になっている場合もある。

ネットワーク品質評価装置は、通信ネットワーク上を伝播する通信パケットを通信ネットワークの各ポイントで測定し、測定された通信パケットに基づいて通信ネットワーク回線の通信品質評価やトラフィック監視等を行うものである。

特開２００３−１０１５８３号公報 特開２００１−１２７７９５号公報

特許文献１には、通信パケットを取り込み、タイムスタンプと共に情報として出力する取り込み手段と、一定期間の情報が記憶されるリングメモリと、通信ネットワークに接続されたプローブマネージャとの間で通信を行う通信回路と、装置全体を制御すると共に通常状態ではリングメモリに記憶されている情報を間引いて読み出してプローブマネージャに送信し、プローブマネージャから詳細読み出し要求があった場合にはリングメモリに記憶されている情報をそのまま読み出してプローブマネージャに送信する制御回路とを設けることにより、プローブとプローブマネージャとの間の通信の情報量を減少させることが可能なネットワーク品質評価装置が記載されている。

特許部文献２には、通信ネットワークの複数個所からパケットデータを抽出し、これら抽出データに基づいてネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、通信品質の悪化検出をトリガとして、通信ネットワークに通信品質測定用のテストパケットデータを送信することにより、通信品質の悪化が明らかになった場合、その発生場所を的確に特定できるネットワーク品質評価装置が記載されている。

図２は、ネットワーク品質評価装置の一例を示す全体図である。図２で、ＩＳＰ（Internet Service Provider）３０はプロバイダが提供する通信ネットワークであり、例としてルータを介して複数の企業ネットワーク等と回線相互が接続されている状態を示している。図２で、ルータは「Ｒ」で表している。

ＩＳＰ３０にはユーザとしての企業ネットワーク（本社）２０がルータ２０Ａ、３０Ａを介して接続されるとともに、企業ネットワーク（支社）４０がルータ４０Ａ、３０Ｂを介して接続されている。なお、この他にもルータを介して他のユーザや通信ネットワークが接続されるが、説明は省略する。

例えば、ネットワーク間のネットワーク品質を評価するためには、ＩＳＰ３０から企業ネットワーク等に接続される回線のうち、評価したい回線のルータのポートにプローブを接続する。プローブは通信ネットワーク上からパケットデータを抽出する機能を有するものである。

図２で、プローブは「Ｐ」で表しており、各プローブＰはプローブマネージャ８にそれぞれ接続されており、プローブマネージャ８はルータ３０Ｃを介してＩＳＰネットワーク３０に接続されている。各プローブＰはそれぞれ得られた情報をプローブマネージャ８に送信する。プローブマネージャ８は複数のプローブＰからの情報を照合、演算等することにより、２つのネットワーク間でのパケットロス、遅延時間、遅延ゆらぎ、スループット等、ネットワークの通信品質項目についての測定を行う。

例えば、図２で、企業ネットワーク（本社）２０と企業ネットワーク（支社）４０の間のネットワーク品質を評価する場合、企業ネットワーク（本社）２０のルータ２０ＡとＩＳＰネットワーク３０のルータ３０Ａの間にプローブ８Ａを接続するとともに、企業ネットワーク（支社）４０のルータ４０ＡとＩＳＰネットワーク３０のルータ３０Ｂの間にプローブ８Ｂを接続する。
プローブマネージャ８はプローブ８Ａおよびプローブ８Ｂと接続され、企業ネットワーク（本社）２０とＩＳＰネットワーク３０の間に接続されたプローブ８Ａで抽出された特定のパケット情報と、企業ネットワーク（支社）４０とＩＳＰネットワーク３０の間に接続されたプローブ８Ｂで抽出された特定のパケット情報とを照合、演算等することにより、２つの企業間でのパケットロス、遅延時間、遅延ゆらぎ、スループット等、ネットワークの通信品質項目についての測定を行う。

図３は従来技術によるプローブの具体的な構成例である。図３で、ポート１に企業ネットワーク（本社）２０のルータ２０Ａを接続し、ポート２にＩＳＰネットワーク３０のルータ３０Ａを接続する。ポート１およびポート２は、接続部として例えば光ファイバ用のＧＢＩＣとメタルケーブル用のＲＪ４５が設けられており、接続するネットワークの種類に応じて接続部を選択し、接続する。

物理層回路４、５は、ネットワークを介して伝搬してきたパケットデータをロジック信号に変換する。フィルタ回路６、７は指定された通信パケットから必要なパケット若しくはデータをタイムスタンプとともに選択的に取り出す。

メモリ制御回路８、９は、フィルタ回路６、７によって選択されたパケット若しくはデータをタイムスタンプと共に受け取り、これらの情報をメモリ１０、１１に書き込む。制御部１２は、メモリ１０、１１に記憶した情報を外部通信回路１５を介してプローブマネージャ８に送信するように制御する。

通信ネットワークには、例えば１０００ＢＡＳＥ−ＳＸ／ＬＸ／Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸ、１０ＢＡＳＥ−Ｔなど、通信速度が異なる種類があり、通常、速度の異なるネットワークを接続した場合、それぞれ接続点のルータ間でＩＥＥＥ８０２．３ｕに規定された２装置間のプロトコルであるオートネゴシエーションが行われ、通信速度の設定が行われる。
しかし、通信速度が異なるネットワーク間での品質評価を行うために、ルータ間に図３の構成のプローブを設置すると、このオートネゴシエーションは機能しなくなるので、品質評価前に、ネットワーク間に設置するプローブＰに対し、接続されているネットワークの回線速度をあらかじめ確認し、プローブの制御回路１２に回線速度を設定する必要がある。このため、設定の手間がかかるとともに、使用者の設定ミスにより、正しくネットワーク品質が測定されなくなるおそれがある。
また、プローブはネットワーク品質評価を行うときのみルータ間に設置するのでは非常に作業が繁雑である。これを回避する手段として、常時ルータ間にプローブを設置しておくことにより、所望するときに直ちにネットワーク品質の評価を行うことができる。
しかし、常時ルータ間にプローブを設置しておくことにより、プローブはネットワーク品質の評価をしない場合でも稼働状態であり、常時、図示を省略した電源をオンの状態にしておく必要がある。また、プローブへの電源の供給が停止した場合には、ネットワーク間の回線が断状態となってしまうという問題がある。

本発明は、ネットワーク間にプローブを設置する際、ネットワークの回線速度をあらかじめ確認することなく、ネットワーク品質を評価することができるとともに、プローブへの電源が供給されなくてもネットワーク間の回線の接続状態が確保され、このとき、電源の供給のオンオフに係わらず同一回線速度状態となり、さらには、必要時以外ではプローブの電源をオフにすることが可能なネットワーク品質評価装置を提供することを目的とする。

このような課題を達成するために、請求項1に記載の発明は、通信ネットワークの複数箇所からプローブを介して任意のパケットデータを取り込み、そのデータによりネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、前記プローブは、第１の速度の回線を接続する第１のポートと、第２の速度の回線を接続する第２のポートと、前記第１のポートに接続され、ネットワークの回線速度を検知する第１の速度検出部と、前記第２のポートに接続され、ネットワークの回線速度を検知する第２の速度検出部と、前記第１の速度検出部および第２の速度検出部で検知された回線速度に基づいて回線速度を設定する演算部とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記演算部は、前記第１の速度検出部の出力と前記第２の速度検出部の出力を入力とし、両者の速度が異なる場合、回線速度を遅い方の速度に設定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１の速度検出部は、前記第１のポートに接続され、入力された信号をロジック信号に変換する第１の物理層回路に備えられ、前記第２の速度検出部は、前記第２のポートに接続され、入力された信号をロジック信号に変換する第２の物理層回路に備えられることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜３記載の発明において、通信ネットワークの複数箇所からプローブを介して任意のパケットデータを取り込み、そのデータによりネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、プローブは、前記第１のポートと前記第１の物理層回路および前記第２のポートと前記第２の物理層回路の間にスイッチ部を備え、前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介して接続される経路と、前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介さずに接続される経路と切り換えることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記スイッチ部は、第１のポートの出力を入力とする第１のスイッチと、第１の物理層回路の出力を入力とする第２のスイッチと、第２のポートの出力を入力とする第３のスイッチと、第２の物理層回路の出力を入力とする第４のスイッチを備え、前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介して接続される経路の場合は、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチをａ側に接続するとともに前記第３のスイッチと前記第４のスイッチをｂ側に切り換え、前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介さずに接続される経路の場合は、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチをｂ側に接続するとともに前記第３のスイッチと前記第４のスイッチをａ側に切り換えることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４または請求項５の発明において、前記スイッチ部は、前記プローブが通電時には前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介して接続される経路とし、前記プローブが非通電時には前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介さずに接続される経路に切り替わることを特徴とする。

この発明によれば、物理層回路の速度検出部によりそれぞれのポートに接続されたネットワークの回線速度を検出するので、制御回路の演算部にて検出された速度を確認し、ネットワーク速度をオートネゴシエーション機能により設定することができるので、あらかじめ接続されるネットワークの回線速度を確認し、設定する必要がなくなり、ネットワークの回線速度を意識することなくプローブを接続して、ネットワーク品質を評価することができる。

また、ポートと物理層回路の経路間に経路を切り換えるスイッチ部を備えているので、プローブを使用しない場合、あるいはプローブに電源が供給されなくなった場合でも、スイッチ部が切り換えられ、物理層回路を介することなく、ポート１とポート２の接続状態を維持することができ、回線品質を評価する際にプローブをあらためて接続する必要がなく、ネットワーク間にプローブを設置した状態のままにする事ができる。

以下、本発明によるネットワーク品質評価装置について説明する。図１は本発明の実施例を示す構成図である。なお、図３と同一のものについては同一の符号をつけ、説明を省略する。

図１で、ポート１に企業ネットワーク（本社）２０すなわちルータ２０Ａを接続し、ポート２にＩＳＰネットワーク３０すなわちルータ３０Ａを接続する場合について説明する。ポート１、２は接続部として光ファイバ用のＧＢＩＣ、メタルケーブル用のＲＪ４５が設けられており、接続するネットワークの種類に応じて接続部を選択し、接続する。

スイッチ部３はメタルケーブル用のＲＪ４５に対してポート１およびポート２間の接続を切り換える。ポート１のＲＪ４５の出力はスイッチ部３のスイッチ３Ａに接続され、ポート１のＲＪ４５の入力はスイッチ部３のスイッチ３Ｂに接続される。同様に、ポート２のＲＪ４５の出力はスイッチ部３のスイッチ３Ｃに接続され、ポート２のＲＪ４５の入力はスイッチ部３のスイッチ３Ｄに接続される。

物理層回路４、５はネットワークを介して伝搬してきたパケットデータをロジック信号に変換するものであり、物理層回路４は、スイッチ部３のスイッチ３Ａのａ端子の出力とポート１のＧＢＩＣの出力を入力とし、物理層回路５からの出力をポート１のＧＢＩＣとスイッチ部３のスイッチ３Ｂのａ端子にデータを出力する。同様に、物理層回路５は、スイッチ部３のスイッチ３Ｃのａ端子の出力とポート２のＧＢＩＣの出力を入力とし、物理層回路４からの出力をポート２のＧＢＩＣとスイッチ部３のスイッチ３Ｄのｂ端子にデータを出力する。

また、物理層回路４、５はそれぞれ速度検出部４Ａ、４Ｂを備え、ポート１、２から入力されるネットワークの速度を検出する。制御回路１４の演算部１４Ａは検出したデータに基づいてオートネゴシエーション機能によりネットワーク回線の速度を設定する。

例えば、ポート１に最大速度が１０００Ｂａｓｅ−Ｔ、ポート２に１００Ｂａｓｅ−Ｔの回線が接続された場合について、図１を参照して説明する。図１で、プローブに電源が投入された状態では、スイッチ部３のスイッチ３Ａ〜３Ｄの接続は、ポート１、２の入出力信号が物理層回路４、５を介して行われる接続となる。

そして、物理層回路４、５の速度検出部４Ａ、４Ｂによりそれぞれ接続されたネットワークの回線速度が検出され、制御回路１４の演算部１４Ａに伝達される。演算部１４Ａは伝達された回線速度の情報に基づき、ＩＥＥＥ８０２．３ｕに規定されるオートネゴシエーション機能により、それぞれ物理層回路４と物理層回路５のインタフェース速度を決定する。

すなわち、制御回路１４は物理層回路４および物理層回路５のそれぞれのインタフェース速度を検知し、インタフェース速度が異なる場合、速いほうの物理層回路の速度設定を、遅いほうの速度設定に合わせて自動的に変更する。

例えば、オートネゴシエーション機能によりポート１の速度は一時的に１０００Ｂａｓｅ−Ｔの速度となるが、ポート２が１００Ｂａｓｅ−Ｔであることを制御回路１４が検知した時点で、ポート１は強制的に１００Ｂａｓｅ−Ｔの速度に変更される。以上により、自動的に、測定ポートであるポート１とポート２は同一速度に調整される。

なお、光ファイバのＧＢＩＣ側については、１０００Ｍｂｐｓの速度のみしかない場合、光ファイバとメタルケーブルが混在し、メタルケーブル側が１００Ｍｂｐｓまたは１０Ｍｂｐｓの場合、制御回路１２は速度が調整できないことを検知して、速度調整エラーとして、図示を省略した表示部への表示やプローブマネージャ８への通知を行う。

この発明によるプローブは、ネットワーク間を接続するルータ間に常設させることができる。この場合、ネットワーク品質を評価する場合に、プローブに電源を投入し、スイッチ部３のスイッチ３Ａがａ側に接続され、ポート１の出力を物理層回路４に入力する接続とするとともに、スイッチ３Ｂがａ側に接続され、物理層回路４の出力をポート１に入力する接続とする。

同様に、スイッチ部３のスイッチ３Ｃがｂ側に接続され、ポート２の出力を物理層回路５に入力する接続とするとともに、スイッチ３Ｄがｂ側に接続され、物理層回路５の出力をポート２に入力する接続とする。

これにより、プローブに電源を投入する前にはポート１の出力とポート２の入力がスルーで接続されるとともにポート２の出力とポート１の入力がスルーで接続されている状態から、物理層回路４、５を介して接続される状態に遷移し、プローブを測定時ごとに着脱する必要がなくなる。また、事故等によりプローブに電源が供給されなくなった場合なども、完全に電源の供給がなくなる前にスイッチ部３の接続をポート１とポート２の間でスルー状態に切り換えることにより、ネットワーク間の回線の接続を保つことができる。

本発明によるプローブの構成例である。 ネットワーク品質評価装置の一例を示す全体図である。 従来技術によるプローブの構成例である。

符号の説明

１、２ ポート
３ スイッチ部
４、５ 物理層回路
６、７ フィルタ回路
８、９ メモリ制御回路
１０、１１ メモリ
１２ 制御回路
１３ ネットワーク制御部
１４ 制御回路
１５ 外部通信回路

Claims (6)

1. 通信ネットワークの複数箇所からプローブを介して任意のパケットデータを取り込み、そのデータによりネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、
   前記プローブは、
   第１の速度の回線を接続する第１のポートと、
   第２の速度の回線を接続する第２のポートと、
   前記第１のポートに接続され、ネットワークの回線速度を検知する第１の速度検出部と、
   前記第２のポートに接続され、ネットワークの回線速度を検知する第２の速度検出部と、
   前記第１の速度検出部および第２の速度検出部で検知された回線速度に基づいて回線速度を設定する演算部と、
   を備えることを特徴とするネットワーク品質評価装置。
2. 前記演算部は、前記第１の速度検出部の出力と前記第２の速度検出部の出力を入力とし、両者の速度が異なる場合、回線速度を遅い方の速度に設定することを特徴とする請求項１記載のネットワーク品質評価装置。
3. 前記第１の速度検出部は、前記第１のポートに接続され、入力された信号をロジック信号に変換する第１の物理層回路に備えられ、
   前記第２の速度検出部は、前記第２のポートに接続され、入力された信号をロジック信号に変換する第２の物理層回路に備えられることを特徴とする請求項１乃至２に記載のネットワーク品質評価装置。
4. 通信ネットワークの複数箇所からプローブを介して任意のパケットデータを取り込み、そのデータによりネットワークの通信品質を評価するネットワーク品質評価装置において、
   プローブは、
   前記第１のポートと前記第１の物理層回路および前記第２のポートと前記第２の物理層回路の間にスイッチ部を備え、
   前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介して接続される経路と、前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介さずに接続される経路と切り換えることを特徴とする請求項１乃至３記載のネットワーク品質評価装置。
5. 前記スイッチ部は、
   第１のポートの出力を入力とする第１のスイッチと、第１の物理層回路の出力を入力とする第２のスイッチと、第２のポートの出力を入力とする第３のスイッチと、第２の物理層回路の出力を入力とする第４のスイッチを備え、
   前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介して接続される経路の場合は、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチをａ側に接続するとともに前記第３のスイッチと前記第４のスイッチをｂ側に切り換え、
   前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介さずに接続される経路の場合は、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチをｂ側に接続するとともに前記第３のスイッチと前記第４のスイッチをａ側に切り換えることを特徴とする請求項４記載のネットワーク品質評価装置。
6. 前記スイッチ部は、前記プローブが通電時には前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介して接続される経路とし、前記プローブが非通電時には前記第１のポートと前記第２のポートとの接続が前記第１の物理層回路と前記第２の物理層回路を介さずに接続される経路に切り替わることを特徴とする請求項４または５記載のネットワーク品質評価装置。
   

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