JP2006246118A - Method and apparatus for discriminating quality deterioration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インターネット等のパケット交換網におけるネットワーク性能管理に関する技術に係るものであり、特に品質劣化の原因箇所がネットワーク側にあるのか、ユーザ側にあるのかなどを絞り込むための品質管理技術及び監視技術に係るものである。 The present invention relates to a technique related to network performance management in a packet switching network such as the Internet, and in particular, quality management technique and monitoring for narrowing down whether the cause of quality degradation is on the network side or the user side. It relates to technology.
従来の技術について説明するために、補足として以下のような定義を与える。
〔品質劣化〕
一般的には、提供サービスに対してユーザ満足度が低下する事象を品質劣化という。ここでも、サービス提供時には目標とする提供品質があるものと仮定して、規定対象の単位(セッション(またはフロー)単位)に規定されるものとする。
In order to explain the conventional technology, the following definitions are given as a supplement.
[Quality degradation]
Generally, an event in which user satisfaction with a provided service decreases is called quality degradation. Here again, it is assumed that the service is provided in a target unit (session (or flow) unit) on the assumption that there is a target provided quality.
具体的には、
・規定する時間長(数秒から数十分程度)において、品質レイヤにおける(IP品質レイヤの転送品質)、
・想定する通信プロトコルあるいはアプリケーション(TCPあるいはUDP,FTPあるいはHTTPなど)、
In particular,
-In the specified time length (several seconds to tens of minutes), (IP quality layer transfer quality) in the quality layer,
-Assumed communication protocol or application (TCP, UDP, FTP, HTTP, etc.)
・予め指定した品質項目の指定した品質尺度(パケット損失率、転送遅延時間、遅延時間揺らぎなど)が、
・指定した許容範囲外となる状態を品質劣化と呼ぶ。
なお、上述の品質尺度あるいは許容範囲は、通信プロトコルやアプリケーションによって、変わってもよい
以下では、通信プロトコルやアプリケーションによらず、品質尺度がパケット損失率と転送遅延時間で、一律に許容範囲が指定されている場合を想定して説明する。
-The quality measure (packet loss rate, transfer delay time, delay time fluctuation, etc.) specified by the quality item specified in advance is
• A condition that falls outside the specified tolerance is called quality degradation.
Note that the above quality measure or allowable range may vary depending on the communication protocol and application. Below, regardless of the communication protocol and application, the quality measure is the packet loss rate and transfer delay time, and the allowable range is specified uniformly. A description will be given assuming the case.
〔品質劣化切り分け〕
エンドツーエンドで期待される品質目標(上記の品質尺度に対する許容範囲の上限・下限)を各区間に配分し、区間毎の許容範囲を設定する。また、区間に配分された目標値を満たすことができない区間を劣化区間といい、目標値に達していない品質項目を劣化要因と呼ぶ。すなわち、本発明における品質劣化切り分けとは、劣化区間と劣化要因を絞り込むことである。
[Quality degradation isolation]
End-to-end quality targets (the upper and lower limits of the allowable range for the above quality scale) are allocated to each section, and the allowable range for each section is set. In addition, a section that cannot satisfy the target value allocated to the section is called a deterioration section, and a quality item that does not reach the target value is called a deterioration factor. That is, the quality deterioration isolation in the present invention is to narrow down the deterioration section and the deterioration factor.
以上の定義のもとで、従来の品質劣化原因を切り分ける技術として、次のようなものが挙げられる。
(1)装置等で実装されているMIB(Management Information Base )情報(通過パケット数,情報量,バッファでの損失パケット数等)をSNMP(Simple Network Management Protocol )により取得する技術(例えば、非特許文献1参照)。
(2)ネットワークのエンドツーエンドに測定装置を設置し、その間で試験的な通信を行い、性能(エンドツーエンドでのパケット損失率,遅延時間など)を測定する技術(例えば、非特許文献2参照)。
Based on the above definitions, the following techniques can be cited as conventional techniques for identifying causes of quality degradation.
(1) Technology for acquiring MIB (Management Information Base) information (number of passed packets, amount of information, number of lost packets in buffer, etc.) implemented by a device or the like by SNMP (Simple Network Management Protocol) (for example, non-patent Reference 1).
(2) A technique for measuring performance (end-to-end packet loss rate, delay time, etc.) by installing a measuring device end-to-end of a network and performing test communication between them (for example, Non-Patent Document 2) reference).
(1)の手法には、パッシブ測定なので実際の通信トラヒックに対して影響が小さいが、ネットワーク事業者としてユーザ側に設置された機器のMIB情報を計測できず、また、ユーザ単位毎の品質状況の把握や劣化切り分けが困難であるなどの問題がある。
(2)の手法には、エンド・エンドに測定装置を配置せねばならず、測定のために試験パケットをネットワークに印加するため、実際の通信トラヒックに対して影響が出るなどの問題がある。
The method (1) has a small effect on actual communication traffic because it is passive measurement, but cannot measure the MIB information of the equipment installed on the user side as a network operator, and the quality status of each user unit There is a problem that it is difficult to grasp and isolate deterioration.
In the method (2), there is a problem that a measuring device must be arranged at the end and end, and a test packet is applied to the network for measurement, which affects the actual communication traffic.
上記の他にも、Pingなどある地点から対向する地点に試験パケットを送出して、往復経路でのパケット損失率や往復遅延時間を測定する技術がある。
この手法では、ネットワークのエンド・エンドに測定装置を配置しなくてすむが、icmpパケットを使用するため、TCPを使用するアプリケーションでの測定精度や、往復遅延しか測定できないこと、広域で複雑なネットワーク構成では不向きである等の問題がある。
In addition to the above, there is a technique for transmitting a test packet from a certain point to an opposite point such as Ping and measuring the packet loss rate and the round-trip delay time in the round-trip route.
With this method, there is no need to place a measurement device at the end / end of the network, but because icmp packets are used, measurement accuracy in applications using TCP, only round trip delay can be measured, and a wide-area complex network is required. There is a problem that it is not suitable for the configuration.
そこで、本発明では、ネットワークの(受信側の)一点でパッシブ測定した情報からネットワーク品質情報(パケット損失,ユーザ側遅延時間等)を算出し、劣化原因箇所を推定することに着目した。
本発明は、上述の問題点を解消するものであり、その目的は、受信側のある一地点において得られたIPレイヤ情報を元に、映像配信アプリケーション等の品質劣化の原因箇所が利用者側にあるか、NW側にあるかを判別する方法、及びその装置を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and its purpose is to determine the cause of quality degradation of a video distribution application or the like based on IP layer information obtained at a certain point on the receiving side. It is to provide a method and an apparatus for discriminating whether it is on the NW side.
上記目的を達成するために、本発明では、送信側から受信側のある1点において特定のパケット情報を収集し、IP品質レイヤの転送品質(パケット損失率,受信側遅延時間)およびパケットロス発生箇所(送信側か,受信側か)を推定する機能と、得られた品質情報から、遅延,パケットロスなどの劣化原因箇所が送信側か受信側かをフロー毎に判定する機能を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention collects specific packet information at a certain point from the transmission side to the reception side, transfers the IP quality layer (packet loss rate, reception side delay time), and generates packet loss. It has a function to estimate the location (transmission side or reception side) and a function to determine for each flow whether the cause of deterioration such as delay or packet loss is the transmission side or the reception side from the obtained quality information Features.
また、本発明では、品質劣化切り分けを行う際に、劣化区間の特定が、エンドツーエンドにおけるパケット転送品質(パケット損失率)の許容値と各区間での品質推定尺度(パケットロス頻度,受信側応答時間超過頻度)の劣化判定閾値に基づいて劣化区間の特定を実施することを特徴としている。 Further, in the present invention, when performing quality degradation isolation, the degradation period is identified by the end-to-end permissible value of the packet transfer quality (packet loss rate) and the quality estimation measure (packet loss frequency, receiving side) in each section. It is characterized in that the deterioration section is specified based on the deterioration determination threshold value of (response time excess frequency).
すなわち、本発明に係る品質劣化切り分け方法は、パケット交換網において、まず、エンドツーエンドのパケット転送品質(パケット損失,遅延等)情報を算出し、次いで、上で算出したパケット転送品質情報を事前に設定された判定閾値と比較して、エンドツーエンドにおける劣化箇所を判定する機能を有することを特徴としている。 That is, the quality degradation isolation method according to the present invention first calculates end-to-end packet transfer quality (packet loss, delay, etc.) information in a packet switching network, and then uses the packet transfer quality information calculated above in advance. Compared with the determination threshold value set in (2), it is characterized by having a function of determining an end-to-end degradation point.
より具体的には、本発明に係る品質劣化切り分け方法は、プロトコルの機能あるいは通信プロトコルの上位に位置するアプリケーションの機能により、データ転送を確実に行うために途中でデータが損失したときに再度データ転送を行う通信において、送信側から受信側までの間のある一地点(観測点)でのモニタにより通信品質を測定するパケット交換網における一点観測型の品質劣化切り分け方法であって、パケットヘッダ情報から測定対象となるフロー(送受信端末間での通信の開始から終了まで)を抽出するフロー抽出ステップと、パケットロス,遅延の発生箇所を推定し、シーケンス番号からなる空間を分割したシーケンス区間毎に設置されたカウンタ中の、該当するパケットの属する区間に対応するカウンタを操作し、エンドツーエンドにおけるNW品質を推定するNW品質推定ステップと、前記操作後のカウンタ情報を用いて、前記観測点を基点として劣化箇所が受信側か送信側かを判定する劣化箇所判定ステップとを有することを特徴とする(請求項1)。 More specifically, according to the quality degradation isolation method according to the present invention, when data is lost in the middle in order to ensure data transfer by the function of the protocol or the function of the application positioned above the communication protocol, the data degradation is performed again. In a communication to be transferred, a single point observation type quality degradation isolation method in a packet switching network that measures communication quality by monitoring at a certain point (observation point) between a transmission side and a reception side, and packet header information A flow extraction step that extracts the flow to be measured (from the start to the end of communication between the transmitting and receiving terminals), the location where packet loss and delay occur, and for each sequence section that divides the space consisting of sequence numbers Of the installed counters, operate the counter corresponding to the section to which the corresponding packet belongs to An NW quality estimation step for estimating the NW quality at the end, and a degradation location determination step for determining whether the degradation location is a reception side or a transmission side using the counter information after the operation as a base point. It is characterized (claim 1).
また、本発明に係るパケット交換網における品質劣化切り分け装置は、プロトコルの機能あるいは通信プロトコルの上位に位置するアプリケーションの機能により、データ転送を確実に行うために途中でデータが損失したときに再度データ転送を行う通信において、送信側から受信側までの間のある一地点(観測点)でのモニタにより通信品質を測定するためのパケット交換網における一点観測型の品質劣化切り分け装置であって、パケットヘッダ情報から測定対象となるフロー(送受信端末間での通信の開始から終了まで)を抽出するフロー抽出手段と、パケットロス,遅延の発生箇所を推定し、シーケンス番号からなる空間を分割したシーケンス区間毎に設置されたカウンタ中の、該当するパケットの属する区間に対応するカウンタを操作し、エンドツーエンドにおけるNW品質を推定するNW品質推定手段と、前記操作後のカウンタ情報を用いて、前記観測点を基点として劣化箇所が受信側か送信側かを判定する劣化箇所判定手段とを有することを特徴とする(請求項2)。 In addition, the quality degradation isolating device in the packet switching network according to the present invention is configured so that the data is lost again when data is lost in the middle to ensure data transfer by the function of the protocol or the function of the application located above the communication protocol. In communication for transfer, a single point observation type quality degradation isolating device in a packet switching network for measuring communication quality by monitoring at a certain point (observation point) between a transmission side and a reception side, Flow extraction means that extracts the flow to be measured from the header information (from the start to the end of communication between the transmitting and receiving terminals), the sequence section that estimates the location where packet loss and delay occur, and divides the space consisting of sequence numbers The counter corresponding to the section to which the corresponding packet belongs is controlled. And NW quality estimation means for estimating end-to-end NW quality, and using the counter information after the operation, deterioration point determination means for determining whether the deterioration point is a reception side or a transmission side based on the observation point (Claim 2).
ここで、前記NW品質推定手段は、TCPプロトコルを利用した場合、パケットロスの発生箇所を判定する際に、受信側から同じシーケンス番号を持つACKが閾値以上の回数送出されたことを以って前記フロー上にパケットロスが発生したものとし、保持データ内における最大ウィンドウサイズの範囲を捜索し、この捜索範囲内の該当するパケットの有無を判定し、ロス箇所に該当するカウンタ値を増加させる仕組みを持つことが好ましい(請求項3)。 Here, when the NW quality estimation means uses the TCP protocol, when determining the occurrence location of the packet loss, the ACK having the same sequence number is transmitted from the receiving side a number of times greater than or equal to the threshold value. Assume that a packet loss has occurred on the flow, search the range of the maximum window size in the retained data, determine whether there is a corresponding packet within this search range, and increase the counter value corresponding to the loss location (Claim 3).
また、前記NW品質推定手段は、TCPプロトコルを利用した場合、ユーザ側の遅延の発生箇所を判定する際に、前記観測点を最初に通過したTCP送信パケットを基点とし、最初に送信パケットに該当するACKパケットが当該観測点を通過した時間をACK応答時間とし、このACK応答時間が事前に設定した時間閾値以上か否かを判定し、閾値以上であれば該当するカウンタを増加させる仕組みを持つことが好ましい(請求項4)。 In addition, when the NW quality estimation unit uses the TCP protocol, the TCP transmission packet that first passes through the observation point is used as a base point when determining the occurrence of the delay on the user side. The time when the ACK packet to pass through the observation point is set as the ACK response time, and it is determined whether or not the ACK response time is equal to or greater than a preset time threshold value. (Claim 4).
また、前記NW品質推定手段は、NW−NW間,NW−User間などの測定器設置パターンに応じた判定閾値を保持し、通信監視時のACK応答時間の平均値を元に、対応する設置パターンの判定閾値を利用する仕組みを持つことが好ましい(請求項5)。 Further, the NW quality estimation means holds a determination threshold corresponding to a measuring device installation pattern such as NW-NW, NW-User, etc., and corresponding installation based on an average value of ACK response times during communication monitoring. It is preferable to have a mechanism that uses a pattern determination threshold (claim 5).
また、前記劣化箇所判定手段は、前記カウンタ情報と事前に設定した判定閾値とを比較し、TCPプロトコルのユーザへの受信方向のトラフィックのパケットロス発生箇所が観測点を基準として送信側にあるか受信側にあるかを判定する仕組みを持つことが好ましい(請求項6)。 In addition, the degradation point determination unit compares the counter information with a predetermined determination threshold, and determines whether a packet loss occurrence point of traffic in the reception direction to the user of the TCP protocol is on the transmission side with reference to the observation point. It is preferable to have a mechanism for determining whether it is on the receiving side (Claim 6).
また、前記劣化箇所判定手段は、前記カウンタ情報と事前に設定した判定閾値とを比較し、TCPプロトコルの送受信トラフィックにおいて、受信側に遅延が発生しているか否かを判定する仕組みを持つことが好ましい(請求項7)。 Further, the degradation point determination means may have a mechanism for comparing the counter information with a predetermined determination threshold and determining whether or not a delay occurs on the receiving side in TCP protocol transmission / reception traffic. Preferred (claim 7).
また、前記劣化箇所判定手段は、前記カウンタ情報を利用して、同一フローに対するパケットロス,遅延,遅延ゆらぎ等の複数の品質劣化要因の発生箇所を同時に判定する仕組みを持つことが好ましい(請求項8)。 Further, it is preferable that the deterioration location determination unit has a mechanism for simultaneously determining occurrence locations of a plurality of quality deterioration factors such as packet loss, delay, delay fluctuation, and the like for the same flow using the counter information. 8).
また、プロトコルとしてRTPプロトコルを利用する場合には、前記劣化箇所判定手段が、再送パケット判定により判定された再送パケット数と正常到着パケット数を利用し、受信側へのトラフィックのパケットロスが前記観測点を基準として上流側にあるか下流側にあるかを判定する仕組みを持つことが好ましい(請求項9)。 When the RTP protocol is used as the protocol, the degradation point determination means uses the number of retransmitted packets and the number of normally arrived packets determined by the retransmit packet determination, and the packet loss of traffic to the receiving side is observed. It is preferable to have a mechanism for determining whether the point is on the upstream side or the downstream side with respect to the point (claim 9).
また、前記NW品質推定手段並びに前記劣化箇所判定手段は、ユーザへの受信方向のトラフィックのみでなく、ユーザからの送信方向のトラフィックにおいても劣化箇所判定可能な仕組みを持つことが好ましい(請求項10)。 Preferably, the NW quality estimation unit and the degradation point determination unit have a mechanism capable of determining the degradation point not only in the reception direction traffic to the user but also in the transmission direction traffic from the user. ).
本発明によれば、ネットワークの対地毎に測定装置を設置する必要がなく、また、パッシブ測定なので試験パケットなどを送出する必要がない品質劣化切り分け方法、及びその装置を提供することができる。
ネットワーク事業者は、これを用いることで、ユーザ所有の機器に依存せず、ユーザ固有のネットワーク情報を収集することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a quality degradation isolation method and apparatus that do not require the installation of a measurement device for each ground of the network and that do not need to send out test packets or the like because of passive measurement.
By using this, the network operator can collect user-specific network information without depending on the user-owned device.
また、ネットワーク事業者の立場では、ユーザに対し、自NW側が原因となっているのか、ユーザ側が原因になっているのかを判別することができ、トラブル対応,クレーム対応時の情報として利用できる。
また、ネットワーク事業者は、ユーザの受信品質が劣化し、劣化切り分けを実施した際の情報を取得し、管理することができる。
Further, from the standpoint of the network operator, it is possible to determine whether the user is caused by the own NW side or the user side, and this can be used as information for troubleshooting and complaint handling.
In addition, the network operator can acquire and manage information when the reception quality of the user is deteriorated and the deterioration classification is performed.
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、詳細に説明する。
はじめに、TCP/IPプロトコルを用いる場合を説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
First, a case where the TCP / IP protocol is used will be described.
図1は、本発明の一実施形態に係る品質劣化切り分け機能を有するシステム構成を示す図である。
図中、1はユーザ(端末)、2は通信相手(端末)、3はユーザ側のネットワーク(User−NW)、4は例えばWANのような広域ネットワーク、5は本実施形態に係る一点観測型の品質劣化切り分け装置(以下、単に切り分け装置ともいう)を内蔵する測定器を示している。
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration having a quality deterioration isolation function according to an embodiment of the present invention.
In the figure, 1 is a user (terminal), 2 is a communication partner (terminal), 3 is a network (User-NW) on the user side, 4 is a wide area network such as WAN, and 5 is a single point observation type according to the present embodiment. 1 shows a measuring instrument incorporating a quality degradation separation device (hereinafter also simply referred to as a separation device).
本実施形態に係る切り分け装置5は、その詳細を図2に示すように、従来から用いられている、通信元アドレス,通信元ポート番号,通信先アドレス,通信先ポート番号等により規定されるパケットのフロー抽出機能を有する測定器(測定機能51)に、後述するような品質推定機能52,劣化箇所判定機能53を付加したものである。
以下、上述の各機能について詳細に説明する。
As shown in detail in FIG. 2, the
Hereinafter, each of the above functions will be described in detail.
まず、測定機能51について説明する。
測定機能51における測定対象の設定は、測定対象の設定IF54を用いて、例えば、通信元アドレス,通信元ポート番号,通信先アドレス,通信先ポート番号,通信の向き等により指定する。
First, the
The setting of the measurement target in the
測定機能51における通信パケットの測定は、例えばネットワーク・パケット・キャプチャリング・ツールの一つであるTcpdumpを用いて実現できる。この場合に取得できる情報を図3に示す。必要な情報は、図3中の行頭に*印を付した項目である。
パケットの到着毎に、図3に示した情報(以下、パケット情報と呼ぶ)が得られる。また、シーケンス番号は1から付与されるように設定あるいは加工しておくこととする。
なお、図4に、測定情報例(TcpdumpによるTCP/IP通信の出力例)を示す。
The measurement of the communication packet in the
Information shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as packet information) is obtained every time a packet arrives. The sequence number is set or processed so as to be assigned from 1.
FIG. 4 shows an example of measurement information (output example of TCP / IP communication by Tcpdump).
次に、フロー抽出機能について説明する。
まず、上述のようにして、測定対象として設定したパラメータ(通信元アドレス,通信元ポート番号,通信先アドレス,通信先ポート番号,通信の向き)を元に、対象となる到着パケット情報を測定結果から抽出する。ここでのTCPプロトコルの識別は、IPヘッダの“protocol”を見て行う(図5参照)。
Next, the flow extraction function will be described.
First, based on the parameters (communication source address, communication source port number, communication destination address, communication destination port number, communication direction) set as the measurement target as described above, the target arrival packet information is measured. Extract from The TCP protocol is identified here by looking at “protocol” in the IP header (see FIG. 5).
そして、時系列順に到着パケットのTCPヘッダ情報(図3参照)を見て、フラグがSであるパケットの時刻(コネクションの確立時刻)から、次に同フラグがS(次のコネクション確立時刻)またはF(コネクション開放時刻)、R(コネクション強制切断時刻)までの時刻を1フローとする。 Then, by looking at the TCP header information (see FIG. 3) of arrival packets in time series order, from the time of the packet whose flag is S (connection establishment time), the next flag is S (next connection establishment time) or The time until F (connection release time) and R (connection forced disconnection time) is defined as one flow.
次に、品質推定機能52について説明する。
品質推定機能52は、先に説明した観測点により取得したTcpdumpのデータを基に、データを指定した単位時間に分割し、各単位時間ごとにパケット損失,遅延などのNW品質を算出する機能である。この品質推定機能52には、パケットロス推定機能(TCP/UDP)52a,ACK応答時間推定機能(TCPのみ)52bがあり(図2参照)、それぞれについて順に説明する。
Next, the
The
(1)TCPパケットロス推定機能52a:
プロトコルの実装では、受信側で未受信のパケットがあると判明した場合、未受信のシーケンス番号のACK確認応答を送信側へ複数送信する(重複確認応答)。これを利用すると、受信側から重複確認応答が送出されたことを以ってフロー内に損失が発生したことを検知することができ、さらに重複確認応答には欠落したシーケンス番号が記されているため、シーケンス番号を利用した欠落パケットの特定が可能となる。
(1) TCP packet
In the implementation of the protocol, when it is determined that there is an unreceived packet on the receiving side, a plurality of ACK confirmation responses of unreceived sequence numbers are transmitted to the transmitting side (duplicate confirmation response). If this is used, it is possible to detect that a loss has occurred in the flow due to the fact that a duplicate confirmation response has been sent from the receiving side, and the missing sequence number is written in the duplicate confirmation response. Therefore, it is possible to identify missing packets using sequence numbers.
パケットロス推定機能52aの動作フローを、図6に示す。重複確認応答発生時を基点に受信データ領域内をウィンドウサイズ分のシーケンス番号の範囲を遡って探索し、重複確認応答に該当する送信パケットが観測点を通過したか否かで、欠落した区間がユーザ側か、NW側かを判定する。
この探索で、欠落パケットが発見された(ユーザ側での欠落)場合には、カウンタ値Aを+1増加させ、発見されない場合(NW側での欠落)は、カウンタ値Bを+1増加させる。この探索は、測定期間中の総ACK数Nまで繰り返す。
The operation flow of the packet
In this search, if a missing packet is found (missing on the user side), the counter value A is incremented by +1, and if not found (missing on the NW side), the counter value B is incremented by +1. This search is repeated up to the total number N of ACKs during the measurement period.
(2)ACK応答時間推定機能52b:
ACK応答時間推定機能52bの動作フローを、図7に示す。TCPの実装では、送信パケットが受信側に到達した際、受信側は次に受け取るべきパケットのシーケンス番号を肯定応答確認(ACK)として送信側に返信する。そこで、観測点を送信パケットが通過し、受信側から送信パケットに対応する肯定確認応答が返ってくる時間をACK応答時間と定義し、このACK応答時間の増加を以って受信側での何らかの遅延発生の有無を検知することができる。
(2) ACK response
FIG. 7 shows an operation flow of the ACK response
ただし、再送パケットなどにより、同様のシーケンス番号を保持する送信パケットが到着することが想定されるため、応答時間の定義として、観測点に到着した送信パケットから最初に該当するACKパケットが到着した時間までとする。
また、定常状態時のACK応答時間を時間閾値とするため、ユーザ環境毎に自動的に時間閾値を補正する機能が必要である。
測定区間内の全てのACKパケットの応答時間の計算を行い、時間閾値より応答時間が長ければカウンタAを+1増加させ、それ以外であればカウンタBを+1増加させる。
However, since it is assumed that a transmission packet having the same sequence number arrives due to a retransmission packet, the response time is defined as the time when the first corresponding ACK packet arrives from the transmission packet that arrived at the observation point. Up to.
In addition, since the ACK response time in the steady state is used as a time threshold, a function for automatically correcting the time threshold for each user environment is required.
The response times of all ACK packets in the measurement interval are calculated. If the response time is longer than the time threshold, the counter A is incremented by +1, and otherwise, the counter B is incremented by +1.
図8に、上述のTCPパケットロス推定機能52aとACK応答時間推定機能52bによる動作の具体例を示した。
図8に示すように、正常時には、#1のパケットが送信側(上流)から受信側(下流)に送られると、このパケットを正常に受信した受信側(下流)から送信側(上流)に、受信したパケットに対応するACKパケット(#1のACKパケット)が返送される。
この動作が繰り返されている間は、パケット通信が正常に継続される。
FIG. 8 shows a specific example of the operation by the above-described TCP packet
As shown in FIG. 8, when the
While this operation is repeated, packet communication continues normally.
しかし、#2のパケットが測定点(観測点)を通過後に、下流側で何らかの理由で損失した場合には、受信側(下流)から送信側(上流)に向けて送られるDupACK(重複応答確認パケット)が観測点において検出され、当該パケットの観測点通過が確認されると、この場合、下流側でのパケット損失が検知されることになる。
However, when the
同様に、#3のパケットが観測点を通過後に、受信側(下流)から送信側(上流)に向けて送られる、このパケットに対する最初の応答(ACKパケット)が観測点を通過するまでに経過した時間が所定時間を超えている場合には、ACKパケットは送出されたものの、下流側のNWに問題があることが検知されることになる。 Similarly, after the # 3 packet passes through the observation point, the first response (ACK packet) sent from the reception side (downstream) to the transmission side (upstream) passes through the observation point. If the elapsed time exceeds the predetermined time, it is detected that there is a problem in the downstream NW although the ACK packet is transmitted.
ここまでは、プロトコルとしてTCP/IPプロトコルを用いる場合を説明したが、ここで、RTPプロトコルを用いる場合について説明する。
(3)RTPパケット転送におけるIPパケット損失推定機能52a:
以下の(A)から(C)の処理により、IPパケット損失状況(具体的には、以下のKn,Rnのこと)を算出する。
Up to this point, the case where the TCP / IP protocol is used as the protocol has been described. Here, the case where the RTP protocol is used will be described.
(3) IP packet
The IP packet loss situation (specifically, Kn and Rn below) is calculated by the following processes (A) to (C).
出力項目の算出を、シーケンス番号を単位として予め指定する。例えば、Cとする。これは、送信側が送出するパケット(複数)のシーケンス番号がC増加するごとにIPパケット損失状況を算出することを意味する。
シーケンス番号のカウンタ上限による周回問題は、剰余類を用いることにより容易に回避できるので、ここでは、送信側から最初に送信されたパケット(データ)のシーケンス番号を1とする。
The calculation of output items is specified in advance with the sequence number as a unit. For example, C. This means that the IP packet loss situation is calculated every time the sequence number of the packet (s) sent by the transmission side increases by C.
Since the circulation problem due to the upper limit of the sequence number counter can be easily avoided by using the remainder class, here, the sequence number of the packet (data) transmitted first from the transmission side is set to 1.
(A)再送パケットか否かの判定:
RTPはUDP上のプロトコルであり、UDPのレイヤでは、TCPと異なりパケット損失時に再送によるリカバーは行われない。しかし、UDPよりもAPでARQ(自動再送制御)機能がある場合には、パケット損失時に再送によるリカバーが行われる。その際、RTPのシーケンス番号は同じものが送付される。再送パケットは、ARQありの場合において、送信元が過去に送ったRTPシーケンス番号のものを、リカバーのために再度送信する事象を意味する。
(A) Determination of whether or not the packet is a retransmission packet:
RTP is a protocol on UDP, and unlike the TCP, the UDP layer does not perform recovery by retransmission when a packet is lost. However, if the AP has an ARQ (automatic retransmission control) function rather than UDP, recovery by retransmission is performed when a packet is lost. At that time, the same RTP sequence number is sent. The retransmission packet means an event of retransmitting an RTP sequence number sent in the past by the transmission source for recovery in the case of ARQ.
再送判定のために、以下の記号を準備する(図9参照)。
T0:測定の開始時刻
Pj:j番目に到着したパケットをパケットjと呼ぶ
tj:Pjの到着時刻
Sj:Pjのシーケンス番号
The following symbols are prepared for retransmission determination (see FIG. 9).
T 0 : Measurement start time Pj: The jth packet arrived is called packet j tj: Pj arrival time Sj: Pj sequence number
m(t):測定開始T0から時刻tまでのシーケンス番号の平均増加速度
(単位時間当たりのシーケンス番号の増加で定義する。)
Smax(t):ある時刻tまでに到着したパケットのシーケンス番号全体のうちの最大値
Tmax(t):上記のパケットが到着した時刻
T:再送判定パラメータ
m (t): Average increase rate of sequence number from measurement start T 0 to time t (defined by increase of sequence number per unit time)
Smax (t): Maximum value among all sequence numbers of packets that arrived up to a certain time t Tmax (t): Time when the above packet arrived T: Retransmission determination parameter
再送判定の処理を述べる(図10参照)。
(処理1)パケット到着(時刻tとする)ごとに、Smax(t),Tmax(t),m(t)を更新する。
・Smax(t),Tmax(t)の更新
前パケットの到着時点での最大シーケンス番号よりも、今回到着パケットのシーケンス番号が大きければ値を更新する。
The retransmission determination process will be described (see FIG. 10).
(Processing 1) Smax (t), Tmax (t), and m (t) are updated every time a packet arrives (time t).
Update of Smax (t) and Tmax (t) If the sequence number of the current arrival packet is larger than the maximum sequence number at the time of arrival of the previous packet, the value is updated.
・m(t)の更新
例えば、以下の(a)〜(d)の方法がある。
(a):最初のパケット到着時点とシーケンス番号からなる座標(T1,S1)と、(Smax(t)、Tmax(t))を結ぶ直線の傾きをm(t)とする。
(b):単位時間当たりのシーケンス番号の増加を算出し、m(t)とする。
(c):上記(b)で、直近(例えばΔT以内)範囲に限ったシーケンス番号の増加とする。
(d):上記(b)のm(t)に対して、安全係数をかけたものをm(t)とする。
-Update of m (t) For example, there are the following methods (a) to (d).
(A): Let m (t) be the slope of a straight line connecting the coordinates (T1, S1) consisting of the first packet arrival time and the sequence number and (Smax (t), Tmax (t)).
(B): An increase in the sequence number per unit time is calculated and set as m (t).
(C): In (b) above, the sequence number is limited to the most recent (for example, within ΔT) range.
(D): m (t) obtained by multiplying m (t) in (b) above by a safety factor.
(処理2)再送パケットか否かの判定
(a)最初のL(予め設定する)番目以内の到着パケットであるとき、再送判定はせず、全て再送パケットでないとみなす。
(Processing 2) Judgment whether or not it is a retransmission packet (a) When it is an arrival packet within the first L (preset) th, retransmission judgment is not performed and all packets are considered not to be retransmission packets.
(b)L番目以降の到着パケット(j番目の到着パケットとする)のとき、 (B) For the Lth and subsequent arrival packets (assuming the jth arrival packet),
以上により再送か否かの判定ができる。
As described above, it is possible to determine whether or not to retransmit.
(B)シーケンス空間ごとの到着パケットのカウント
シーケンス番号の空間を、指定した定数C単位に分割し、区間A1,A2・・・を定義する(シーケンス区間と呼ぶ)。例えば、図11は、C=104(バイト)とした場合の例を示している。
(B) Count of Arrival Packets for Each Sequence Space The sequence number space is divided into designated constant C units, and sections A1, A2,... Are defined (referred to as sequence sections). For example, FIG. 11 shows an example when C = 10 4 (bytes).
ネットワーク品質は、区間An=[(n−1)・C,n・C]ごとに算出する。これは、送信側が受信側に向けて転送しようとする情報単位(C)ごとに、品質指標を算出することを意味する。
ここでの処理は、パケット到着の時点で以下のカウンタをアップすることである。
Rn:区間Anにおける再送パケットのパケット数のカウンタ
Kn:区間Anにおける再送パケットでないパケットの到着数のカウンタ
The network quality is calculated for each section An = [(n−1) · C, n · C]. This means that the quality index is calculated for each information unit (C) that the transmission side intends to transfer toward the reception side.
The processing here is to increase the following counter at the time of packet arrival.
Rn: counter of the number of retransmitted packets in section An Kn: counter of the number of non-retransmitted packets in section An
(処理3)
再送パケットと判定された到着パケットに対して、そのシーケンス番号を読み取り、該当する区間Anに属する分(バイト単位)をカウンタRnに加える。ただし、属する区間が複数ある場合には、複数の区間に対するカウンタに対して以下を実施する。
(Process 3)
For an arrival packet determined to be a retransmission packet, the sequence number is read, and the amount (in bytes) belonging to the corresponding section An is added to the counter Rn. However, when there are a plurality of sections, the following is performed on the counters for the plurality of sections.
但し、#{・}は区間{・}に含まれるシーケンス番号の数、A∩Bは区間Aと区間Bの共通する区間とする。
例えば、区間A=[5,15]、区間B=[10,25]とすると、
#A=10,#B=15,A∩B=[10,15],#{A∩B}=5
However, # {·} is the number of sequence numbers included in the section {·}, and A∩B is a section common to the sections A and B.
For example, if section A = [5, 15] and section B = [10, 25],
# A = 10, # B = 15, A∩B = [10,15], # {A∩B} = 5
(処理4)
再送と判定されなかった到着パケットに対し、そのシーケンス番号を読み取り、該当する区間Anに属する分(バイト単位)をカウンタKnに加える。但し、属する区間が複数ある場合には、複数の区間に対するカウンタに対して以下を実施する。
(Process 4)
For an arrival packet that has not been determined to be retransmitted, the sequence number is read, and the amount (in bytes) belonging to the corresponding section An is added to the counter Kn. However, when there are a plurality of sections, the following is performed on the counters for the plurality of sections.
(処理5)
その時点でのカウンタ値Kn,Rnを用いて、以下のように算出する。
(Process 5)
Using the counter values Kn and Rn at that time, the calculation is performed as follows.
(注)正確には、上式の右辺は、「送信側における再送バイト数の割合(率)」であるが、ここでは、IP損失バイト数を上式で推定している。
(Note) To be exact, the right side of the above equation is the “ratio (rate) of the number of retransmission bytes on the transmission side”, but here, the number of IP loss bytes is estimated by the above equation.
(処理6)
Pjmaxの属する区間を、Am=((m−1)・C,m・C)とする。なお、ここで、(m−1)・C<Smax(Pjmax)<m・Cである。
An(n<m)の未集計区間に関しては、(処理5)に従う。
Amに関しては、分母が過大にならないよう以下のように補正する。
(Process 6)
The section to which P jmax belongs is assumed to be Am = ((m−1) · C, m · C). Here, (m−1) · C <S max (P jmax ) <m · C.
For the unaggregated section of An (n <m), follow (Process 5).
Am is corrected as follows so that the denominator is not excessive.
(注)上と同じ
(Note) Same as above
(C)ネットワーク品質情報の算出
上述の(A),(B)の機能を使って、以下のようにIPパケット損失状況を算出する。
まず、シーケンス番号の空間{1,∞}を幅Cごとに分割して作った区間A1,A2・・・・・AN1の到着パケットカウンタ用に、カウンタKn,Rn(n=1,2,・・・,N1)を初期化して用意する。
次に、カウンタK1,R1の集計トリガとなる事象として、「区間An,n≧n2に属するパケットの到着」とする。
(C) Calculation of network quality information Using the functions (A) and (B) described above, the IP packet loss situation is calculated as follows.
First, counters Kn, Rn (n = 1, 2,...) Are used for the arrival packet counters of sections A1, A2,.・ ・ Initialize N1) and prepare it.
Next, it is assumed that “the arrival of a packet belonging to the section An, n ≧ n2” is an event serving as an aggregation trigger of the counters K1, R1.
すなわち、図示は省略するが、到着パケットの属する区間がAn2以降か否かを到着パケットごとに確認し、
1)もし、区間An2以降の区間に属していたら、カウンタK1,R1を集計処理し、当該区間における品質指標を処理5に示すように実施する。処理後はそのカウンタ事態を開放し、新たにカウンタKn1+1,Rn+1を新設する。この処理により、カウンタを動的に融通させることでメモリリソースを節約する仕組みを実現する。この仕組みは、NWの転送速度によって影響を受けない。
That is, although illustration is omitted, it is confirmed for each arrival packet whether the section to which the arrival packet belongs is An2 or later,
1) If it belongs to the section after section An2, the counters K1 and R1 are summed up, and the quality index in the section is executed as shown in
すなわち、ある区間の集計処理の契機をN2(パラメータ)先の区間に属するパケットが始めて到着したときと設定したので、予め設定した時間(パラメータ)経過したのを集計契機とする場合と違って、単位時間当たりの到着パケット数の大小に応じて設定パラメータの値を変化させなくてよい利点がある。
また、次に処理すべきカウンタK2,R2の集計契機となる事象を設定するために、n2=n2+1、すなわち、n2=N2+1とする。
That is, since the trigger of the aggregation processing of a certain section is set as the time when the packet belonging to the section of N2 (parameter) destination arrives for the first time, unlike the case where the preset time (parameter) has passed, There is an advantage that it is not necessary to change the value of the setting parameter according to the number of arrival packets per unit time.
Further, in order to set an event that triggers the counting of the counters K2 and R2 to be processed next, it is assumed that n2 = n2 + 1, that is, n2 =
2)もし、それよりも若い区間に属していたら、上述の(A),(B)の処理を実施する。
という処理を最後の到着パケット(j=Jmax)まで繰り返す。
以上の手順により、Rn,Knが求められる。
2) If it belongs to a younger section, the above-described processes (A) and (B) are performed.
This process is repeated until the last arrival packet (j = Jmax).
Rn and Kn are obtained by the above procedure.
次に、劣化箇所判定機能53について説明する。
本機能では、上述の品質推定機能52の各機能により算出されたカウンタ値を用いて、エンドツーエンドのフローごとの劣化箇所の判定を行う。
以下、TCP,UDPの順に、各状況ごとに説明する。
Next, the deterioration
In this function, the degradation point for each end-to-end flow is determined using the counter value calculated by each function of the
Hereinafter, each situation will be described in the order of TCP and UDP.
(1)TCPプロトコルダウンロード方向の場合
(a)パケットロス推定機能52a:
パケットロス推定機能の判定フローを、図12に示す。また、判定結果についての説明図を図13に示す。
測定区間内の全ての欠落パケットの捜索終了後、ロス判定閾値B1,B2を用いて判定を行う。ここで、判定閾値B1,B2については、ユーザ環境に依存しないため固定値とする。Nは測定区間内の総ACK数である。
(1) In the case of TCP protocol download direction (a) Packet
FIG. 12 shows a determination flow of the packet loss estimation function. FIG. 13 shows an explanatory diagram of the determination result.
After the search for all missing packets in the measurement section is completed, the determination is performed using the loss determination thresholds B1 and B2. Here, the determination threshold values B1 and B2 are fixed values because they do not depend on the user environment. N is the total number of ACKs in the measurement interval.
1)(A+B)/N>B1のとき、測定区間内ではNW,UserNWのどちらか(または両方)でロスが多発している可能性が高く(判定(3))、(A+B)/N<B1であれば、ロスは発生していない(判定(4))。
2)A(B)/N>B2のとき、UserNW(NW)でロスが多発している可能性が高い(判定(1),(2))。
また、A/N>B2かつB/N>B2の場合には、UserNW,NWの両方でロスが発生している可能性が高い(判定(3))。
1) When (A + B) / N> B1, there is a high possibility that a loss frequently occurs in either (or both) NW or User NW within the measurement interval (determination (3)), and (A + B) / N < If it is B1, no loss has occurred (determination (4)).
2) When A (B) / N> B2, there is a high possibility that many losses occur at UserNW (NW) (determinations (1) and (2)).
When A / N> B2 and B / N> B2, it is highly possible that a loss has occurred in both UserNW and NW (determination (3)).
(b)ACK応答時間推定機能52b:
ACK応答時間推定機能の判定フローを、図14に示す。また、判定結果についての説明図を図15に示す。
測定区間内の全ての応答時間の測定終了後、判定閾値C2を用いて判定を行う。判定閾値C2については、設置環境に依存する可能性があるため、設置時(定常状態)の応答時間から、NW間、NW−User間設置などの設置パターンを判別し、複数の判定閾値を選択できるものとする。
(B) ACK response
FIG. 14 shows a determination flow of the ACK response time estimation function. FIG. 15 shows an explanatory diagram of the determination result.
After the measurement of all response times in the measurement section is completed, the determination is performed using the determination threshold C2. Since the judgment threshold C2 may depend on the installation environment, the installation pattern such as installation between NWs and NW-Users is determined from the response time during installation (steady state), and multiple determination thresholds are selected. It shall be possible.
このとき、A/(A+B)>C2であれば、UserNWで遅延が発生している(判定(1))。
また、A/(A+B)<C2であれば、UserNWで遅延は発生していない(判定(2))。
(2)TCPプロトコルアップロード方向の場合
At this time, if A / (A + B)> C2, a delay occurs in UserNW (determination (1)).
If A / (A + B) <C2, no delay has occurred in User NW (determination (2)).
(2) TCP protocol upload direction
(a)パケットロス推定機能52a:
上と同様にして、アップロード方向の場合にも、B1,B2を判定閾値として、
1)(A+B)/N>B1のとき、測定区間内ではNW,UserNWのどちらかでロスが多発している可能性が高く、
(A+B)/N<B1であれば、ロスは発生していない(判定(4))。
(A) Packet
In the same way as above, even in the upload direction, B1 and B2 are used as determination thresholds.
1) When (A + B) / N> B1, there is a high possibility that there are many losses in either the NW or the User NW within the measurement interval.
If (A + B) / N <B1, no loss has occurred (determination (4)).
2)A(B)/N>B2のとき、UserNW(NW)でロスが多発している可能性が高い(判定(1),(2))。
また、A/N>B2、かつB/N>B2の場合には、UserNW,NWの両方でロスが発生している可能性が高い(判定(3))。
2) When A (B) / N> B2, there is a high possibility that many losses occur in UserNW (NW) (determinations (1) and (2)).
When A / N> B2 and B / N> B2, it is highly possible that a loss has occurred in both User NW and NW (determination (3)).
(b)ACK応答時間推定機能52b:
同様にして、アップロード方向の場合にも、C2を判定閾値として、
A/(A+B)>C2であれば、NWで遅延が発生している可能性が高い(判定(1))。また、A/(A+B)<C2であれば、NWで遅延は発生していない(判定(2))。
(B) ACK response
Similarly, in the upload direction, C2 is set as a determination threshold value.
If A / (A + B)> C2, there is a high possibility that a delay has occurred in the NW (determination (1)). If A / (A + B) <C2, there is no delay in NW (determination (2)).
(3)RTPパケット転送のダウンロード方向
評価対象とする区間における品質劣化箇所の切り分け判定は以下のようにしてなされる。
D1,D2,D3を判定閾値として、
(a)Rn=0の場合(すなわち、ARQ機能なし、あるいはARQ機能ありでかつパケットロスがエンドツーエンドのどこでも発生していない)場合)
以下の状況を検出して、切り分けを行う。
(3) Download direction of RTP packet transfer The determination of the quality degradation location in the section to be evaluated is made as follows.
D1, D2, and D3 are set as determination thresholds.
(A) When Rn = 0 (that is, when there is no ARQ function or there is an ARQ function and packet loss does not occur anywhere end-to-end)
The following situations are detected and carved out.
(a1)1−Kn/C<D1のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が多く、ほとんど測定点を通過している)ならば、NWでパケットロスが発生していない可能性が高いと判定する。
(a2)Kn/C<D2のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が少ない)ならば、NWでパケットロスが発生していると判定する。
(a3)上記以外の場合
判定保留
(A1) When 1−Kn / C <D1 (that is, many packets that are not retransmitted packets pass through almost all measurement points), there is a high possibility that no packet loss has occurred in the NW. judge.
(A2) If Kn / C <D2 (that is, there is little passage of packets that are not retransmission packets), it is determined that a packet loss has occurred in the NW.
(A3) Other than above Judgment hold
(b)Rn>0の場合(すなわち、ARQ機能ありでかつパケットロスがエンドツーエンドのどこかで発生している場合)
以下の状況を検出して、切り分けを行う。
(b1)Rn/C≦D3のとき、劣化なし
(b2)1−Kn/C<D1かつ、Rn/C>D3のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が多く、ほとんど測定点を通過している)ならば、UserNWでパケットロスが発生している可能性が高いと判定する。
(B) When Rn> 0 (that is, when there is an ARQ function and packet loss occurs somewhere end-to-end)
The following situations are detected and carved out.
(B1) No deterioration when Rn / C ≦ D3 (b2) When 1−Kn / C <D1 and Rn / C> D3 (that is, many packets that are not retransmitted packets pass through almost the measurement point) If it is determined that the packet loss is likely to occur in the User NW.
(b3)Kn/C<D2かつ、Rn/C>D3のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が少ない)ならば、NWでパケットロスが発生している可能性が高いと判定する。
(b4)上記以外の場合
判定保留
(B3) When Kn / C <D2 and Rn / C> D3 (that is, there is little passage of packets that are not retransmission packets), it is determined that there is a high possibility that a packet loss has occurred in the NW.
(B4) In cases other than the above
(4)RTPパケット転送のアップロード方向
上記3と同様にして、
(a)Rn=0の場合(すなわち、ARQ機能なし、あるいは、ARQ機能ありでかつパケットロスがエンドツーエンドのどこでも発生していない)場合、以下の状況を検出して、切り分けを行う。
(4) Upload direction of RTP packet transfer
(A) When Rn = 0 (that is, when there is no ARQ function, or when there is an ARQ function and packet loss does not occur anywhere end-to-end), the following situation is detected and isolation is performed.
(a1)1−Kn/C<D1のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が多く、ほとんど測定点を通過している)ならば、UserNWでパケットロスが発生している可能性が高いと判定する。
(a2)Kn/C<D2(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が少ない)ならば、NWでパケットロスが発生していると判定する。
(a3)上記以外の場合
判定保留
(A1) When 1−Kn / C <D1 (that is, many packets that are not retransmitted packets pass through almost all measurement points), there is a high possibility that a user NW has a packet loss. judge.
(A2) If Kn / C <D2 (that is, there is little passage of packets that are not retransmission packets), it is determined that a packet loss has occurred in the NW.
(A3) Other than above Judgment hold
(b)Rn>0の場合(すなわち、ARQ機能ありかつパケットロスがエンドツーエンドのどこかで発生している場合)
以下の状況を検出して切り分けを行う。
(b1)Rn/C≦D3のとき、劣化なし
(b2)1−Kn/C<D1かつ、Rn/C>D3のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が多く、ほとんど測定点を通過している)ならば、UserNWでパケットロスが発生していると判定する。
(B) When Rn> 0 (that is, when there is an ARQ function and packet loss occurs somewhere end-to-end)
The following situations are detected and carved out.
(B1) No deterioration when Rn / C ≦ D3 (b2) 1−Kn / C <D1 and Rn / C> D3 (that is, many packets that are not retransmitted packets pass through almost the measurement point) If it is determined that a packet loss has occurred in the User NW.
(b3)Kn/C<D2かつ、Rn/C>D3のとき(すなわち、再送パケットでないパケットの通過が少ない)ならば、NWでパケットロスが発生していると判定する。
(b4)上記以外の場合
判定保留
(B3) When Kn / C <D2 and Rn / C> D3 (that is, there is little passage of packets that are not retransmission packets), it is determined that a packet loss has occurred in the NW.
(B4) In cases other than the above
上記実施形態は、いずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲内で適宜の変更・改良を行ってもよいことはいうまでもない。 Each of the above-described embodiments shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to these, and appropriate modifications and improvements may be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
1 ユーザ(端末)
2 通信相手(端末)
3 ユーザ側のネットワーク(User−NW)
4 広域ネットワーク(WAN)
5 (一点観測型の)品質劣化切り分け装置
51 測定機能
52 品質推定機能
52a パケットロス推定機能
52b ACK応答時間推定機能
53 劣化箇所判定機能
54 測定対象の設定IF
1 user (terminal)
2 Communication partner (terminal)
3 User side network (User-NW)
4 Wide area network (WAN)
5 (one-point observation type) quality
Claims (10)
パケットヘッダ情報から測定対象となるフロー(送受信端末間での通信の開始から終了まで)を抽出するフロー抽出ステップと、
パケットロス,遅延の発生箇所を推定し、シーケンス番号からなる空間を分割したシーケンス区間毎に設置されたカウンタ中の、該当するパケットの属する区間に対応するカウンタを操作し、エンドツーエンドにおけるNW品質を推定するNW品質推定ステップと、
前記操作後のカウンタ情報を用いて、前記観測点を基点として劣化箇所が受信側か送信側かを判定する劣化箇所判定ステップと
を有することを特徴とする一点観測型の品質劣化切り分け方法。 There is a communication between the sending side and the receiving side in the communication that performs data transfer again when data is lost in the middle to ensure data transfer by the function of the protocol or the application function that is positioned above the communication protocol. A quality degradation isolation method in a packet switching network that measures communication quality by monitoring at one point (observation point),
A flow extraction step of extracting a flow to be measured from packet header information (from the start to the end of communication between transmission and reception terminals);
End-to-end NW quality is estimated by operating the counter corresponding to the section to which the corresponding packet belongs, among the counters installed for each sequence section that divides the space consisting of sequence numbers by estimating the location where packet loss and delay occur NW quality estimation step for estimating
A one-point observation type quality degradation isolation method, comprising: a degradation location determination step of determining whether a degradation location is a reception side or a transmission side using the observation point as a base point using the counter information after the operation.
パケットヘッダ情報から測定対象となるフロー(送受信端末間での通信の開始から終了まで)を抽出するフロー抽出手段と、
パケットロス,遅延の発生箇所を推定し、シーケンス番号からなる空間を分割したシーケンス区間毎に設置されたカウンタ中の、該当するパケットの属する区間に対応するカウンタを操作し、エンドツーエンドにおけるNW品質を推定するNW品質推定手段と、
前記操作後のカウンタ情報を用いて、前記観測点を基点として劣化箇所が受信側か送信側かを判定する劣化箇所判定手段と
を有することを特徴とする一点観測型の品質劣化切り分け装置。 There is a communication between the sending side and the receiving side in the communication that performs data transfer again when data is lost in the middle to ensure data transfer by the function of the protocol or the application function that is positioned above the communication protocol. A quality degradation isolation device in a packet switching network for measuring communication quality by monitoring at one point (observation point),
A flow extraction means for extracting a flow to be measured from packet header information (from the start to the end of communication between transmission and reception terminals);
End-to-end NW quality is estimated by operating the counter corresponding to the section to which the corresponding packet belongs, among the counters installed for each sequence section that divides the space consisting of sequence numbers by estimating the location where packet loss and delay occur NW quality estimation means for estimating
A single-point observation type quality deterioration isolation device, comprising: deterioration point determination means for determining whether a deterioration point is a reception side or a transmission side using the observation point as a base point using the counter information after the operation.
TCPプロトコルを利用した場合、パケットロスの発生箇所を判定する際に、受信側から同じシーケンス番号を持つACKが閾値以上の回数送出されたことを以って前記フロー上にパケットロスが発生したものとし、
保持データ内における最大ウィンドウサイズの範囲を捜索し、この捜索範囲内の該当するパケットの有無を判定し、ロス箇所に該当するカウンタ値を増加させる仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項2に記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The NW quality estimation means is
When the TCP protocol is used, a packet loss has occurred on the flow because an ACK having the same sequence number has been sent more than a threshold number from the receiving side when determining where the packet loss has occurred. age,
The range of the maximum window size in the retained data is searched, the presence / absence of a corresponding packet in the search range is determined, and the counter value corresponding to the loss location is increased. A single point observation type quality degradation isolation device.
TCPプロトコルを利用した場合、ユーザ側の遅延の発生箇所を判定する際に、前記観測点を最初に通過したTCP送信パケットを基点とし、
最初に送信パケットに該当するACKパケットが当該観測点を通過した時間をACK応答時間とし、このACK応答時間が事前に設定した時間閾値以上か否かを判定し、閾値以上であれば該当するカウンタを増加させる仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項2に記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The NW quality estimation means is
When using the TCP protocol, when determining the occurrence of the delay on the user side, the TCP transmission packet that first passed through the observation point as a base point,
The time when the ACK packet corresponding to the transmission packet first passes through the observation point is set as the ACK response time, and it is determined whether or not the ACK response time is equal to or greater than a preset time threshold. The single-point observation type quality deterioration isolating device according to claim 2, wherein the single point observation type quality deterioration isolating device has a mechanism for increasing the frequency.
NW−NW間,NW−User間などの測定器設置パターンに応じた判定閾値を保持し、通信監視時のACK応答時間の平均値を元に、対応する設置パターンの判定閾値を利用する仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項4に記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The NW quality estimation means is
A mechanism that holds determination thresholds according to measuring instrument installation patterns such as between NW-NW and between NW-User, and uses the determination threshold of the corresponding installation pattern based on the average value of ACK response times during communication monitoring. The single-point observation type quality deterioration isolating device according to claim 4.
前記カウンタ情報と事前に設定した判定閾値とを比較し、TCPプロトコルのユーザへの受信方向のトラフィックのパケットロス発生箇所が観測点を基準として送信側にあるか受信側にあるかを判定する仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項3に記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The deterioration point determination means is
A mechanism for comparing the counter information with a preset determination threshold and determining whether a packet loss occurrence location of traffic in the reception direction to a TCP protocol user is on the transmission side or the reception side based on the observation point The single-point observation type quality deterioration classification device according to claim 3, wherein:
前記カウンタ情報と事前に設定した判定閾値とを比較し、TCPプロトコルの送受信トラフィックにおいて、受信側に遅延が発生しているか否かを判定する仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項4に記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The deterioration point determination means is
5. The system according to claim 4, wherein the counter information is compared with a preset determination threshold value to determine whether or not a delay occurs on the receiving side in TCP protocol transmission / reception traffic. Single point observation type quality degradation isolation device.
前記カウンタ情報を利用して、同一フローに対するパケットロス,遅延,遅延ゆらぎ等の複数の品質劣化要因の発生箇所を同時に判定する仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項3または4記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The deterioration point determination means is
5. The one-point observation type according to claim 3, wherein the counter information is used to simultaneously determine occurrence locations of a plurality of quality degradation factors such as packet loss, delay, delay fluctuation, and the like for the same flow. Quality degradation isolation device.
前記劣化箇所判定手段が、
再送パケット判定により判定された再送パケット数と正常到着パケット数を利用し、受信側へのトラフィックのパケットロスが前記観測点を基準として上流側にあるか下流側にあるかを判定する仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項2に記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 When using the RTP protocol:
The deterioration point determination means is
Using the number of retransmitted packets determined by retransmission packet determination and the number of normally arriving packets, it has a mechanism to determine whether the packet loss of traffic to the receiving side is upstream or downstream with respect to the observation point The single-point observation type quality deterioration isolating device according to claim 2.
ユーザへの受信方向のトラフィックのみでなく、ユーザからの送信方向のトラフィックにおいても劣化箇所判定可能な仕組みを持つ
ことを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載の一点観測型の品質劣化切り分け装置。 The NW quality estimation means and the deterioration point determination means are
The single-point observation type quality deterioration according to any one of claims 2 to 9, characterized in that a deterioration location can be determined not only in the reception direction traffic to the user but also in the transmission direction traffic from the user. Carving device.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010001795A1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 日本電気株式会社 | Quality degradation position estimating apparatus, method and communication network system |
JP2011182212A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Hitachi Ltd | Communication control apparatus and communication quality measuring method |
JP2013150291A (en) * | 2011-12-22 | 2013-08-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device, method, and program for measuring the number of packet loss |
US8611206B2 (en) | 2010-04-02 | 2013-12-17 | Fujitsu Limited | Failure-section determining device and failure-section determining method |
JP2014216991A (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | 株式会社日立製作所 | Analysis server and analysis method |
JP2016174272A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 日本電気株式会社 | Unsatisfaction cause estimation device, system, method, and content presenting terminal |
WO2024024212A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 株式会社 東芝 | Transmission/reception device and control system |
-
2005
- 2005-03-04 JP JP2005060231A patent/JP4311675B2/en active Active
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010001795A1 (en) * | 2008-07-01 | 2010-01-07 | 日本電気株式会社 | Quality degradation position estimating apparatus, method and communication network system |
JPWO2010001795A1 (en) * | 2008-07-01 | 2011-12-22 | 日本電気株式会社 | Quality degradation point estimation apparatus, method, and communication network system |
JP5131608B2 (en) * | 2008-07-01 | 2013-01-30 | 日本電気株式会社 | Quality degradation point estimation apparatus, method, and communication network system |
JP2011182212A (en) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Hitachi Ltd | Communication control apparatus and communication quality measuring method |
US8693359B2 (en) | 2010-03-02 | 2014-04-08 | Hitachi, Ltd. | Communication control device and communication quality measurement method |
US8611206B2 (en) | 2010-04-02 | 2013-12-17 | Fujitsu Limited | Failure-section determining device and failure-section determining method |
JP2013150291A (en) * | 2011-12-22 | 2013-08-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device, method, and program for measuring the number of packet loss |
JP2014216991A (en) * | 2013-04-30 | 2014-11-17 | 株式会社日立製作所 | Analysis server and analysis method |
JP2016174272A (en) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | 日本電気株式会社 | Unsatisfaction cause estimation device, system, method, and content presenting terminal |
WO2024024212A1 (en) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 株式会社 東芝 | Transmission/reception device and control system |
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