JP2006345224A

JP2006345224A - 全二重・半二重不整合検出方法及び，この方法を適用する全二重・半二重不整合検出装置

Info

Publication number: JP2006345224A
Application number: JP2005169008A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nomura; 祐士野村; Takeshi Ake; 武安家
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2025-06-09
Also published as: US8593997B2; US20060280133A1; JP4672448B2

Abstract

【課題】Duplex検出装置と検査対象のホストとの間にDuplex不整合が存在することを、遠隔から発見できる全二重・半二重不整合検出方法及び装置を提供する。
【解決手段】前記不整合検出装置から連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続送信し、分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信し、連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し、分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し、連続送信パターンによる検査メッセージ送信におけるロス率の方が、分割送信パターンによる検査メッセージ送信におけるロス率より大きい場合にネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は，イーサネットワークにおける全二重(Full Duplex)・半二重（Half Duplex）不整合を遠隔から検出する方法に関する。特に，ネットワークに全二重・半二重不整合検出装置を接続し，検出装置と検査対象装置であるホスト（パーソナルコンピュータ, ルータやスイッチなどのネットワーク装置）との間にDuplex不整合が存在することを，遠隔から検知可能とする，全二重・半二重不整合検出方法及び，この方法を適用する全二重・半二重不整合検出装置に関する。

全二重・半二重不整合(Duplex不整合)はイーサネットワークを利用する機器間で自動ネゴシエーションが失敗した場合に発生し，不整合が発生している回線を通過するパケットが壊れ，結果的にパケットロスを引き起こす。不整合が起きても通信は可能であるが，間欠的なパケットロスにより性能が大きく劣化するためにＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol），ＦＴＰ（File Transfer Protocol）など通信量が多いアプリケーションのパフォーマンスに深刻な影響を与える。

ＩＰネットワークでパケットロスを検出する方法として，pingコマンドを用いることが一般的である。しかし,原理上pingコマンドだけではDuplex不整合時でもロスが発生せず，結果的にpingコマンドを利用してDuplex不整合を検出することはできなかった。

このため現在は，ＵＤＰ（User Datagram Protocol）やＴＣＰ（Transmission Control Protocol）の通信においてロスが発生した場合，通信経路上にあるルータ，スイッチ，ホストなど全ての機器のインタフェースのDuplexモード（全二重モードか半二重モード）を調査することでDuplex不整合を確認するのが一般的である。

さらに，従来技術として，Duplex不整合を検出するアプリケーションをクライアントにダウンロードできるサーバをネットワークに設置する。そして，サーバ・クライアント間のＴＣＰシーケンスを解析し，ＴＣＰトラヒックが上り，下り両回線で非対称であることから，Duplex不整合が発生したときにロス率が上下非対称になる。これを検出することで，Duplex不整合を発見することが知られている（非特許文献１）。
Detecting Duplex Mismatch on Ethernet http://www.pam2005.org/PDF/34310138.pdf

しかし, 上記の通信経路上にあるルータ，スイッチ，ホストなど全ての機器のインタフェースのDuplexモード（全二重モードか半二重モード）を調査することでDuplex不整合を確認する従来の方法では，機器のインタフェース状況を調査するために，以下の前提条件をクリアしている必要があった。
１）ネットワーク機器の接続トポロジがわかっている
２）ネットワーク機器のDuplexモードを確認する手段を知識として持っている
３）Duplexモードを確認できる場所に人が移動できる
その上で，実際に人手でDuplexモードの状態をネットワーク機器毎に調査しなければならず，結果的に人的，時間的コストが高いという問題があった。

また，上記の非特許文献１に記載の技術では，Duplex不整合ではない上下回線で非対称のロスが発生する場合と，Duplex不整合の場合との区別が付かず，Duplex不整合と誤判定する可能性がある。また，サーバを用意する方式のため，クライアントがアクセスしなければならず，例えば，１００台のクライアントを検査するには，１００台のクライアントを操作しなければならず，検査コストが高くなるという問題を有している。

したがって，本発明の目的は，上記従来技術における問題を解決するために，Duplex検出装置を用いて，Duplex検出装置と検査対象のホスト（PC, ルータやスイッチなどのネットワーク装置）との間にDuplex不整合が存在することを，遠隔から発見できる全二重・半二重不整合検出方法及び，この方法を適用する全二重・半二重不整合検出装置を提供することにある。

また，パケットロスの原因は様々であり，Duplex不整合によるパケットロスを高い精度で判定することを可能とする全二重・半二重不整合検出方法及び，この方法を適用する全二重・半二重不整合検出装置を提供することにある。

この技術課題を解決するための本発明の第１の側面は，ホストとネットワークを通して接続された全二重・半二重不整合検出装置による全二重・半二重不整合の検出方法であって，前記全二重・半二重不整合検出装置から連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続送信し，分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信し，
前記連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し，前記分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し，前記全二重・半二重不整合検出装置により，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と，前記分割送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と比較し，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率の方が大きい場合に前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する，ことを特徴とする。

また，上記技術課題を解決するための本発明の第２の側面は，ホストとネットワークを通して接続された全二重・半二重不整合検出装置であって，連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続して送信及び，分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信する検査パケット送信部と，前記連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し，前記分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして折り返し送信するホストと，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と，前記分割送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と比較し，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率の方が大きい場合に前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する検出部を有する，ことを特徴とする。

さらに，本発明において，連続分割送信パターンとして前記分割送信パターンによる検査メッセージを短い間隔で送信し，前記連続分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し，前記全二重・半二重不整合検出装置により，前記連続分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と比べて受信数が少なく，前記分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と受信数がほぼ同数であることを判定することにより，検出装置と受信側の前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在することを検出することが可能である。

また，前記連続送信パターン及び分割送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すように構成することが可能である。

また，前記分割連続送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すように構成することが可能である。

さらに，前記検査パケットの送信時間およびまたは送信時刻を前記ネットワークの負荷が一定以上大きくならないように制御するように構成することが可能である。

また，前記検査パケットの送信時間およびまたは送信時刻を前記ネットワークの負荷が一定以上大きくならないように制御するように構成することが可能である。

さらにまた，予め前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストの往復遅延時間を計測し，前記検査パケットを送信する間隔を，前記予め計測した往復遅延時間と同等になるように制御するように構成することが可能である。

さらに，前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストとの間で前記ホストとネットワーク上に複数のノードを有し，前記分割パターン及び連続送信パターンにより送信された検査メッセージの折り返しを，前記ホスト及び前記複数のノードで順次に行い，前記全二重・半二重の不整合の存在位置を判定するように構成することが可能である。

また，前記複数のノードのうち，一のノードに接続された２台の全二重・半二重不整合検出装置により前記全二重・半二重不整合検出を行い，前記検査メッセージの経路を共有する位置で全二重・半二重の不整合の存在が判定されない場合は，前記一のノードと２台の全二重・半二重不整合検出装置のいずれかと結ぶ経路で全二重・半二重の不整合の存在を判定するように構成することが可能である。

本発明の特徴は，以下に図面に従い説明される発明の実施例から更に明らかになる。

本発明により，従来技術では不可能であった，誤判定と判定漏れを防ぎつつ遠隔から全二重・半二重不整合を検出することが本発明の適用により可能になる。また，Duplex検査装置がパケットを送信するものとし,相当数の例えば，１００台のクライアントを検査する場合でも，１台の検査装置からパケットを送信すれば検査できるため，コストを低く抑えることができる。

以下に図に従い，本発明の実施例を説明するが，これに先立って本発明の理解を容易とするべく従来技術について図面により説明をする。

図１は，Duplex不整合によるパケットロスを説明する図である。今，図１において，中継装置であるルータまたはスイッチ装置(以下,単にルータという)１０１がクライアント端末１を収容し，ルータ１０２が，サーバ２を収容しているとする。さらに，ルータ１０１及び１０２は，上下回線により接続されてネットワークを構成している。

図１において，ルータ１０１は全二重に設定され，ルータ１０２が半二重または自動設定に設定されていると想定すると，ルータ１０１とルータ１０２を結ぶ上下回線はDuplex不整合区間となる。したがって，Ａ)に示すように，クライアント端末１からサーバ２に向かう上りフレームａと，検査対象装置であるサーバ２からクライアント端末１に向かう下りフレームｂが発生すると，Ｂ）に示すように，Duplex不整合区間で衝突が生じる。かかる場合は，パケットロスになる。

このため，ＴＣＰやＵＤＰの通信でロスが発生した場合，先に説明したように，通信経路上のルータ等機器が全二重モードか，半二重モードかを調査することで，Duplex不整合を確認するのが一般的である。この場合，以下の条件をクリアすることが必要であった。
（ａ）ネットワーク機器の接続トポロジがわかっている
（ｂ）ネットワーク機器のDuplexモードを確認する手段を知識として持っている
（ｃ）Duplexモードを確認できる場所に人が移動できる
その上で，実際に人手でDuplexモードの状態をネットワーク機器毎に調査しなければならず，結果的に人的，時間的コストが高いという問題があった。

したがって，本発明はかかる不都合を解決する全二重・半二重不整合検出方法および，この方法を適用する全二重・半二重不整合検出装置を提供するものである。

図２は，本発明に従う全二重・半二重不整合検出方法の実施例を説明する図である。図３は，図２に対応する実施例処理フローである。

図２において，Duplex不整合を検出する全二重・半二重不整合検出装置(以下，Duplex検出装置という)１と検査対象装置２との間に，ルータ１０１，１０２，１０３が配置され，ルータ１０２は半二重に設定され，ルータ１０３は全二重に設定されている。したがって，ルータ１０２とルータ１０３の区間でDuplex不整合が起きている。

本実施例では，上記したように，Duplex不整合が起きている区間では，上りと下りのパケットが衝突することでロスが発生することを利用する。このために，Duplex検出装置１はおよそ同量の二種類のパターンの検査メッセージを送出する。すなわち，上り下り回線で衝突するパターン(連続送信パターンＴＭ１)，及び衝突しないパターン(分割送信パターンＴＭ２)で送信し，それぞれロス率を測定する（ステップＳ１，Ｓ３）。

もし，どちらのパターンにおいても送信メッセージ数に比べて受信メッセージ数が少ない場合は，Duplex不整合ではなく回線エラーなど別の原因でロスが発生する。Duplex不整合が原因の場合は連続送信パターンＴＭ１のみロス（＝Ａ）が発生し，分割送信パターンＴＭ２ではロス(＝Ｂ)は発生しないか，極めて低い割合である。

このロス比率を比較し（ステップＳ３），ロス比率の差からDuplex不整合によるロスであることを判断する。

連続送信パターンの場合のロス（＝Ａ）が，分割送信パターンの場合のロス(＝Ｂ)より大きい時（ステップＳ３，Ｙ）に，Duplex不整合が存在すると判定する（ステップＳ４）。そうでなければ（ステップＳ３，Ｎ），Duplex不整合は存在していないと判定する（ステップＳ５）。

すなわち,図２において，Ａ）は，上記連続送信パターンＴＭ１の場合を示す図であり，Duplex検出装置１から連続送信パターンＴＭ１として検出メッセージが連続して送信される(Ｐ１)。さらに，連続する検出メッセージが検査対象装置２に到達すると，即時に折り返される(Ｐ２)。かかる場合，ルータ１０２と１０３間でDuplex不整合が生じているので，この区間で検査メッセージの上りと下りで衝突が起こり，パケットロスＰＬが生じる。

これに対しＢ）は，上記分割送信パターンの場合を示す図であり，検査メッセージが分割送信パターンＴＭ２として複数パケットに分割して送信される(Ｐ１０)。複数パケットに分割された検査メッセージは，検査対象装置２に到達すると，そこで一旦組み立てられて再送信される(Ｐ３)。これにより，上り,下り回線においてDuplex不整合区間にパケットが同時に存在することがなくなる。これにより衝突は生じず，パケットロスが生じない。

具体例で更に説明すると，図２，Ａ）において，例えば同じ３個のＩＰパケットを送受信する検査メッセージでも，１５００バイト（byte）のping(相手先ホストに対して返答要求を送出するプログラム)を３個連続送信(＝４５００byte)する連続送信パターンＴＭ１では，検査対象が１個のpingパケットを受信する毎に応答のpingを折り返す。このため，Duplex不整合区間でパケットが衝突し，パケットロスＰＬが発生する（図１参照）。

一方，図２，Ｂ）における場合は，ＩＰレベルで３パケットにフラグメント（分割）される４５００byteの１個のpingによる分割送信パターンＴＭ２に対し，検査対象装置２で一旦３個のＩＰパケットから１個の検査メッセージに組み立て，３個が正常に受信された場合にのみ，pingの応答として再びＩＰレベルでフラグメントされてDuplex検出装置１に向けて送信される。

したがって，図２，Ｂ）の場合は，上り下りの経路をパケットが同時に通過しないため検査メッセージ同士が衝突することによるパケットロスは原理的に発生しない。

この場合，検査対象装置２はＩＰフラグメンテーションをサポートし，pingに応答する一般的なＩＰホストであればよい。また，検査対装置２がpingプロトコルに似た要求・応答型の特別に規定した検査メッセージをサポートすれば，分割送信パターンにＩＰフラグメンテーションを利用しなくてもよい。

例えば，ＵＤＰ，ＴＣＰ,またはＩＰ以外の特別に規定した検査メッセージを検出装置１で分割して通信フレームとして検査対象装置２に送信する。そして，検査対象装置２は分割された通信フレームを検査メッセージとして再構築し送出する。これにより，再び検出装置１に検査メッセージの応答として届く。したがって,複数の通信フレームに分割された検査メッセージを返送することで全く同じ検査機能が実現できる。

検査メッセージのロス率は，分割送信パターンＴＭ２では複数のパケットにより１つの検査メッセージが構成されるため，１つのパケットがロスしただけで１つの検査メッセージのロスとなる。このため，分割送信パターンＴＭ２の場合のロス率はパケットの送信数と受信数の比率ではなく，検査メッセージの送信数と受信数の比率から求める。

検査メッセージ数は，分割送信パターンＴＭ２と連続送信パターンＴＭ１では異なるが，検査メッセージの総バイト数はほぼ同量となるように設定する。これは，バイトカウントに比例するパケットロスが発生する状態で分割送信と連続送信でパケットロスが確率的に等しく起きるようにするためである。

すなわち，分割送信パターンＴＭ２，連続送信パターンＴＭ１での検査メッセージ数をそれぞれＸ,Ｙとすると，分割送信パターンＴＭ２で検査メッセージがＬｆ[byte]の長さでＮ個のパケットにフラグメントされ，連続送信パターンＴＭ１でＬｓ[byte]の長さの検査メッセージを送信するとして，以下の関係式が成り立つような，Ｘ，Ｙを設定する。
Ｌｆ×Ｎ×Ｘ ≒ Ｌｓ×Ｙ
例えば，Ｌｆ=１５００[byte], Ｎ=１０,Ｌｓ=１５００[byte]である場合，Ｘ=１０, Ｙ=１００等に決めることができる。

検査パケットの送信数は多いほど検査の信頼性が増すが，ネットワークへの負荷が高くなるため，許容されるネットワーク負荷を越えない範囲で検査パケットを送信する。

計測するロス率は，送信検査メッセージ数に対して受信できなかったメッセージ数の割合で求める。例えば，分割送信パターンＴＭ２をＸs個送信して，Ｘr個の検査メッセージを応答として受信した場合，検査メッセージのロス率は(Ｘs-Ｘr)/Ｘsで求められる。

実際のパケットロス率は分割送信パターンＴＭ２の場合はフラグメントされたパケット数Ｎで割った値で推測する。例えば，送信数Ｘs =１０, 受信数Ｘr=９, フラグメントされたパケット数Ｎ=１０の場合，検査メッセージのロス率は１０%であるが，検査メッセージにはそれぞれ１０個のパケットが含まれている。そのうちの1つでもロスすると検査メッセージ全体がロスとなる。そのため，パケットのロス率は最も少ない場合で検査メッセージのうち高々1個のパケットがロスしたと考えると，１/Ｎとなるため，パケットのロス率は１%と推測できる。

具体的にDuplex不整合と判断する基準には，例えば以下のような閾値のどれかを用いる。
１）分割送信パターンＴＭ２のロス率が０%，連続送信パターンＴＭ１のロス率が１%以上である。
２）分割送信パターンＴＭ２のロス率が１%以下，連続送信パターンＴＭ１のロス率が５%以上である。
３）分割送信パターンＴＭ２のロス率よりも連続送信パターンＴＭ１のロス率が高い。

いずれの判断基準を用いるかは誤判定の確率と判定漏れの確率とのトレードオフとなるため，Duplex検出装置を利用する時にどちらを重要と考えるかに依存する。

すなわち，１）の場合が最も誤判定が少ないが，分割送信パターンでロスが発生する場合にはDuplex不整合と判定されない。３）の場合はどちらにロスが発生しても，大小関係のみでDuplex不整合を判定するため，判定漏れは少なくなるが，誤判定の確率は高くなる。２）はそれらの中間である。

例えば，検査パラメータの入力時に「障害を見逃さないことを重視」，「バランスよく判断」，「原因特定の精度を重視」などの選択肢を用意し，それぞれ上記１）,２），３）に対応させて，判断基準を可変にしてもよい。

以上のような判断基準は，いずれも衝突によりロスが発生したことを示すため，結果としてDuplex不整合であることが判定できる。このDuplex不整合の判定は1回だけでなく，複数回実施してもよく，例えば，ａ回実施してｂ回Duplex不整合と判定されれば，確率ｂ/ａでDuplex不整合と判断する，などの判断基準を別に設定することにより検出精度を向上させることが可能である。

また，実施間隔Ｔ[秒]を決め，Ｔ毎に１回ずつ，合計Ｎ回繰り返してもよい。実施回数Ｎは一般に大きければ大きいだけ判定の信頼性が高くなるが，ネットワークの負荷も大きくなるため，単位時間あたり許容される範囲で最大のＮを決めることが現実的である。実施間隔Ｔや回数Ｎは一定量でなくてもよく，ネットワークの負荷状況に応じて動的に変更してもよい。

例えば，ネットワークが混雑していない夜間などの時間帯に実行する場合はＮを１００以上など大きな値に，昼間は１０以下の小さい値にするなど，時間帯やネットワーク利用率，端末の利用率に応じて動的に変更しても良い。ネットワークや端末の利用率はＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）などの管理プロトコルを利用するシステム運用管理装置から取得しても良いし，Duplex不整合検出装置1がネットワーク機器や端末と管理プロトコルを使って直接取得しても良い。

例えば，検査の宛先毎にネットワークの利用率や端末の利用率の観点から適した検査時刻や検査回数，検査間隔をあらかじめ検査パラメータとして与えておき，検出装置１は与えられたスケジュールに基づき，検出を実行することが可能である。

また，検査間隔Ｔと検査回数Ｎの組み合わせを変えて検査を繰り返し，連続送信パターンによってロスが最も発生するＴ,Ｎの組を求めるようなダイナミックにパラメータを変更する検査をすることで，よりDuplex不整合の検出精度を向上させることも考えられる。

本実施例では連続送信パターンと分割送信パターンＴＭ２のロス率の差からDuplex不整合を検出する原理であるため，より連続送信パターンＴＭ１でロスが高いほどDuplex不整合を検出し易くなるためである。

一方，回線のビットエラー，ＮＩＣ(Network Interface Card)やルータの故障などが原因でロスが発生した場合，トータルの通信量とロス数が比例することが多い。また連続送信パターンＴＭ１，および分割送信パターンＴＭ２のいずれもロスが発生しない場合も同様にDuplex不整合は存在しないと推定される。

いずれかのＩＰパケットが１つでもロスすれば，ping自体のロスとなり，大きなロスが発生する。回線ロス割合がα，フラグメント数がＮの場合，１-(１-α)^Nのロス率となる。例えば，ロス割合が２%の場合においても，フラグメント数が１０であれば，検査メッセージ自体のロスの確率は約１８%と高くなる。このことから，回線ロスとの切り分けなどにフラグメントpingのロス率計測は非常に有効となる。

連続送信する検査パケットはできる限りDuplex不整合によるロスが発生しやすいように，Duplex不整合区間で衝突する可能性が高くなり，能力の低いDuplex検出装置１や検査対象装置２でも連続送信しやすい１５００byte程度のパケットを使うのが好ましいが，短いパケットでも連続送信されれば衝突が発生するため長いパケットである必要はない。

また，本実施例ではＩＰネットワークで疎通確認に一般的に利用されるpingパケットを使ったが，それに限らず，それ以外のＩＰパケット，およびＩＰＸ（Internet Protocol eXchange）,ＳＮＡ(Systems Network Architecture)などの非ＩＰパケットを利用するなど，どのようなパケットを利用してもよい。

また，Duplex検出装置１の近くの不整合を検出するためには，検査対象から応答パケットが戻ってくるタイミングでDuplex検出装置１からパケットを送出する必要があり，これを実現するには，およそＲＴＴ(Round Trip Time：往復遅延)間隔をおいてping送信を行う必要がある。ＲＴＴを求めるためには，例えばpingのようなプロトコルを用いれば発側端末（Duplex検出装置１）から着側端末（検査対象装置２）までの往復遅延を求めることができる。

逆に，着側末端近くの不整合を検出するためには，プロービング対象からの応答パケットが折り返したタイミングで，発側からの送出パケットがプロービング対象に到達する必要があり，これを実現するためには，検査メッセージを連送する必要がある。

図４は，本発明方法を適用するDuplex検出装置１の構成例ブロック図である。入力部１０からはカスタイズ可能な検出パラメータを与えることができ，デフォルトで設定してあるパラメータを使うこともできる。

表示部１１には検出結果が検出部１２で判定された検出結果が表示される。

検出部１２は入力部１０からの検査パラメータを元に，検査パケット送信部１３に検査パケットの送信を指示するとともに，送信パケット数と受信パケット数を比較することでロス率を算出し，そのパターンによりDuplex不整合を判断する機能が実現される。

検査パケット送信部１３は検査メッセージおよび検査パケットを生成し，これらを検出部１２から指示された方法でネットワークインタフェース１５を通してネットワーク１００に送出。検査パケット受信部１４は，ネットワークインタフェース１５で受信したパケットのうち，検査に利用したパケットのみを抽出しながら受信し，検出部１２に受信パケットの情報を通知する。

なお，図４に示した検査パラメータ（パケット長，メッセージ長，プロトコル，宛先，検査回数）は一例であって，例えば検査時間間隔，検査パケットを他のパケットと容易に識別するための識別記号ＩＤなど付加情報を入力しても良い。

つぎに，本発明に従う第２の実施例を説明する。図５は，第２の実施例方法を説明する図であり，図６は，図５に対応する処理フローである。この第２の実施例では新たに分割連続送信パターンＴＭ３を加えた，以下の３種類の検査パケットを送受信することによりDuplex不整合を検出する例である。

第３の分割連続送信パターンＴＭ３とは分割される検査メッセージを間隔を空けずに連続して送信するパターンであり，間隔を空けないところが先の実施例における分割送信パターンＴＭ２と異なり，また検査メッセージが分割されることが連続送信パターンＴＭ１と異なる。
１）連続送信パターンＴＭ１
２）分割送信パターンＴＭ２
３）分割連続送信パターンＴＭ３
新たに分割連続送信パターンＴＭ３を加えることにより，例えばＬＡＮ回線に比べて速度の遅いＷＡＮ回線を経由したリモートからのDuplex不整合が発見しやすくなる効果が得られる。

図５におけるネットワークは，ＬＡＮ回線（Ｉ）が１００Ｍbps, ＷＡＮ回線（II）が１０Ｍbpsのネットワークを経由して１００Ｍbps のＬＡＮ回線（III）においてDuplex不整合が存在するネットワーク構成である。ＬＡＮ回線（Ｉ）からDuplex不整合を探索する場合，Ａ）に示す連続送信パターンＴＭ１ではＬＡＮ回線（Ｉ）の１０Ｍbpsを通過するときに検査パケットの間隔が１０倍に延びて，そのまま間隔が広がったままで折り返される。したがって，ＬＡＮ回線（III）では上りと下りのパケットの間隔が広がった状態で通過するため，衝突の確率が大きく下がる。

これを抑制するためには一旦広がったパケットの間隔を再び送信時と同様に狭くすればよく，これを実現する方法として分割連続送信パターンＴＭ３を使う。すなわち，分割連続送信パターンＴＭ３では分割される検査メッセージを連続して送信することで，検査メッセージがDuplex不整合区間（ＬＡＮ回線（III））で衝突する確率を高め，ロス率が高くなる。これにより，連続送信パターンＴＭ１と分割送信パターンＴＭ２でロスが発生しない（またはロス率が極めて低い）場合でも，Duplex不整合を判断することが可能である。

具体例として，Duplex不整合と判断する基準には，例えば以下のような閾値のどれかを用いる。
１）分割送信パターンＴＭ２のロス率が０%，分割連続送信パターンＴＭ３のロス率が１%以上である。
２）分割送信パターンＴＭ２のロス率が１%以下，分割連続送信パターンＴＭ３のロス率が５%以上である。
３）分割送信パターンＴＭ２のロス率よりも分割連続送信パターンＴＭ３のロス率が高い。

上記のいずれの判断基準を用いるかは，第１の実施例と同様であり，誤判定の確率と判定漏れの確率とのトレードオフとなるため，本発明方法を利用する時にどちらを重要と考えるかに依存する。

分割連続送信パターンＴＭ３を利用する場合は，連続送信パターンＴＭ１でロス率が一定の閾値以下，例えば１%以下の場合に，３つ目のパターンとして検査する，というように利用してネットワークの負荷を低減させてもよく，また，常に３つのパターンを利用してもよい。

ここで，検査対象装置２とDuplex検出装置１の経路上の１箇所にDuplex不整合が存在する場合には，更に以下の方法でDuplex不整合の場所を特定することができる。一例として，図７に示すようなネットワークを仮定し，検査対象装置（アドレスＡ）とDuplex検出装置1の通信経路上に，アドレスＢ，Ｃ，Ｄを持つルータ１０１，１０２，１０３が存在するとする。図８は，図7の実施例に対応する検査フローである。

ここでアドレスＢとＣの間( 区間III)でDuplex不整合があるとする。今，Duplex検出装置１が検査対象装置２（アドレスＡ）に対してDuplex不整合の検査を実施し（ステップＳ３１），Duplex不整合を検出したとする（ステップＳ３２，Ｙ）。なお，かかるステップＳ３２で最大ホップ数との間にDuplex不整合がなければ，Duplex検査装置１と検査対象装置間にはduplex 不整合は存在しないと判定できる（ステップＳ３３）。

上記ステップＳ３２でDuplex不整合を検出した場合（ステップＳ３２，Ｙ）は，この時点では検査対象装置２とDuplex検出装置１の経路上のどこかにDuplex不整合があることは発見できるが，場所を特定することができない。

そこで，例えばトレースルート（traceroute）などの経路上のルータを特定する手法を用いるか，あるいは事前に入手したネットワークトポロジおよびルーティング情報から経路上の中継装置を特定する手法を用いて，経路上のスイッチまたはルータＢ，Ｃ，Ｄのアドレスを入手する（ステップＳ３４）。これに基づき，Duplex検出装置１から見てホップ数の多い，もしくはホップ数の少ない中継装置から順にDuplex不整合を検査して行く（ステップＳ３５〜Ｓ３９）。

本実施例ではホップ数の多い方から，つまり，アドレスＢ，Ｃ，Ｄの順にDuplex不整合を検査する。ここで，アドレスＢ宛の検査では不整合が見つかり，アドレスＣ宛の検査では不整合が見つからないことから，アドレスＢ,Ｃの間でDuplex不整合が発生していることが発見できる。

この場合はアドレスＤではDuplex不整合が検出されないことは自明であるため，アドレスＤに対して検査を実施しない。上記実施例で，Duplex不整合検出検査は一回でなくてもよく，複数回繰り返し，その判定結果の最頻値を場所と特定してもよく，ばらつきが大きい場合は場所を特定できないと判定してもよい。

さらに，本発明の別の実施例として，複数のDuplex検出装置を検出に利用する例を説明する。図９に示すように２台のDuplex検出装置１，３がそれぞれ検査対象装置２に対してDuplex不整合の検査を実施した結果，Duplex検出装置１でDuplex不整合を検出し，Duplex検出装置３では不整合を検出しなかったとする。

Duplex検出装置１，３と検査対象装置２の接続関係から，Duplex検出装置１から検査対象装置２への検査メッセージ経路と，Duplex検出装置３から検査対象装置２への検査メッセージ経路は共有されているが，Duplex検出装置３から検査対象装置２への検査ではDuplex不整合が検出されない。このことから，共有している経路ではDuplex不整合が存在しないことが推測される。以上により，Duplex不整合が起きている場所は，Duplex検出装置１とルータ１０１の間であると特定することが可能になる。

なお,Duplex検出装置１，３と検査対象装置２の接続関係は，トレースルート（traceroute）などの既存の経路特定手法により，動的に発見してもよいし，予め与えられても良い。

(付記１)
ホストとネットワークを通して接続された全二重・半二重不整合検出装置による全二重・半二重不整合の検出方法において，
前記全二重・半二重不整合検出装置から連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続送信し，
分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信し，
前記連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し，
前記分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し，
前記全二重・半二重不整合検出装置により，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と，前記分割送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と比較し，
前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率の方が大きい場合に前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する，
ことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記２)
付記１において，
さらに，連続分割送信パターンとして前記分割送信パターンによる検査メッセージを短い間隔で送信し，
前記連続分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し，
前記全二重・半二重不整合検出装置により，前記連続分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と比べて受信数が少なく，前記分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と受信数がほぼ同数であることを判定することにより，検出装置と受信側の前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在することを検出する，
ことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記３)
付記１において，
前記連続送信パターン及び分割送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記４)
付記２において，
前記分割連続送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記５)
付記１において，
前記検査パケットの送信時間およびまたは送信時刻を前記ネットワークの負荷が一定以上大きくならないように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記６)
付記２において，
前記検査パケットの送信時間およびまたは送信時刻を前記ネットワークの負荷が一定以上大きくならないように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記７)
付記１において，
予め前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストの往復遅延時間を計測し，
前記検査パケットを送信する間隔を，前記予め計測した往復遅延時間と同等になるように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記８)
付記２において，
予め前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストの往復遅延時間を計測し，
前記検査パケットを送信する間隔を，前記予め計測した往復遅延時間と同等になるように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記９)
付記１において，
前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストとの間で前記ホストとネットワーク上に複数のノードを有し，
前記分割パターン及び連続送信パターンにより送信された検査メッセージの折り返しを，前記ホスト及び前記複数のノードで順次に行い，前記全二重・半二重の不整合の存在位置を判定することを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記１０)
付記９において，
前記複数のノードのうち，一のノードに接続された２台の全二重・半二重不整合検出装置により前記全二重・半二重不整合検出を行い，前記検査メッセージの経路を共有する位置で全二重・半二重の不整合の存在が判定されない場合は，前記一のノードと２台の全二重・半二重不整合検出装置のいずれかと結ぶ経路で全二重・半二重の不整合の存在を判定することを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。

(付記１１)
ホストとネットワークを通して接続された全二重・半二重不整合検出装置において，
連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続して送信及び，分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信する検査パケット送信部と，
前記連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し，前記分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして折り返し送信するホストと，
前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と，前記分割送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と比較し，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率の方が大きい場合に前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する検出部を
有することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１２)
付記１１において，
さらに検査パケット送信部は，前記連続分割送信パターンとして前記分割送信パターンによる検査メッセージを短い間隔で送信し，
前記検出部は，前記ホスト側から再組み立てして折り返し送信される連続分割送信パターンに基づき，検査メッセージの送信数と比べて受信数が少なく，前記分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と受信数がほぼ同数であることを判定することにより，検出装置と受信側の前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在することを検出する，
ことを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１３)
付記１１において，
前記連続送信パターン及び分割送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すことを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１４)
付記１２において，
前記分割連続送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すことを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１５)
付記１１において，
前記検査パケットの送信時間およびまたは送信時刻を前記ネットワークの負荷が一定以上大きくならないように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１６)
付記１２において，
前記検査パケットの送信時間およびまたは送信時刻を前記ネットワークの負荷が一定以上大きくならないように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１７)
付記１１において，
予め前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストの往復遅延時間を計測し，
前記検査パケットを送信する間隔を，前記予め計測した往復遅延時間と同等になるように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１８)
付記１２において，
予め前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストの往復遅延時間を計測し，
前記検査パケットを送信する間隔を，前記予め計測した往復遅延時間と同等になるように制御することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記１９)
付記１１において，
前記全二重・半二重不整合検出装置と前記ホストとの間で前記ホストとネットワーク上に複数のノードを有し，
前記分割パターン及び連続送信パターンにより送信された検査メッセージの折り返しを，前記ホスト及び前記複数のノードで順次に行い，前記全二重・半二重の不整合の存在位置を判定することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

(付記２０)
付記１９において，
前記複数のノードのうち一のノードに接続された２台の全二重・半二重不整合検出装置により前記全二重・半二重不整合検出を行い，前記検査メッセージの経路を共有する位置で全二重・半二重の不整合の存在が判定されない場合は，前記一のノードと２台の全二重・半二重不整合検出装置のいずれかと結ぶ経路で全二重・半二重の不整合の存在を判定することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。

上記に，本発明の実施例を説明しように，本発明により容易にDuplex不整合を検出することが可能であり，また，Duplex不整合の位置を特定することも可能である。

Duplex不整合によるパケットロスを説明する図である。本発明に従う全二重・半二重不整合検出方法の実施例を説明する図である。図２に対応する実施例処理フローである。本発明方法を適用するDuplex検出装置１の構成例ブロック図である。第２の実施例方法を説明する図である。図５の実施例に対応する処理フローである。 Duplex不整合の場所を特定する実施例を説明するためのネットワークを示す図である。図7の実施例に対応する検査フローである。複数のDuplex検出装置を検出に利用する例を説明する図である。

符号の説明

１全二重・半二重不整合検出装置（Duplex装置）
２検査対象装置
３１０１，１０２，１０３中継装置（ノード）
１０入力部
１１表示部
１２検出部
１３検査パケット送信部
１４検査パケット受信部
１５ネットワークインタフェース

Claims

ホストとネットワークを通して接続された全二重・半二重不整合検出装置による全二重・半二重不整合の検出方法において，
前記全二重・半二重不整合検出装置から連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続送信し，
分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信し，
前記連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し，
前記分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し，
前記全二重・半二重不整合検出装置により，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と，前記分割送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と比較し，
前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率の方が大きい場合に前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する，
ことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。
請求項１において，
さらに，連続分割送信パターンとして前記分割送信パターンによる検査メッセージを短い間隔で送信し，
前記連続分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして前記ホスト側から折り返し送信し，
前記全二重・半二重不整合検出装置により，前記連続分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と比べて受信数が少なく，前記分割送信パターンによる検査メッセージの送信数と受信数がほぼ同数であることを判定することにより，検出装置と受信側の前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在することを検出する，
ことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。
請求項１において，
前記連続送信パターン及び分割送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。
請求項２において，
前記分割連続送信パターンの検査パケットの送信を複数回繰り返すことを特徴とする全二重・半二重不整合の検出方法。
ホストとネットワークを通して接続された全二重・半二重不整合検出装置において，連続送信パターンとして複数個の検査メッセージを短い間隔で連続して送信及び，分割送信パターンとして１つの検査メッセージを複数の通信フレームに分割して送信する検査パケット送信部と，
前記連続送信パターンにより送信された検査メッセージをそのまま前記ホスト側から折り返し送信し，前記分割送信パターンにより送信された検査メッセージを再組み立てして折り返し送信するホストと，
前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と，前記分割送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率と比較し，前記連続送信パターンによる前記検査メッセージ送信におけるロス率の方が大きい場合に前記ネットワーク経路上に全二重・半二重不整合が存在すると判定する検出部を
有することを特徴とする全二重・半二重不整合検出装置。