JP2008017407A - Network quality measuring instrument and method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a network quality measuring instrument capable of measuring the quality even with a measure of low throughput. <P>SOLUTION: The network quality measuring instrument includes: means 111, 112, 113 for acquiring data from a network; a means 114 for specifying a flow to which the data belong, based on partial fields of the data; means 301b, 302b, 303b for counting a specific event from a transmission order number of the data or from transitions of the transmission order number and an acknowledgement signal number; a means 305b for calculating a detection probability of counted events; and a means 305b for calculating the number of omitted data or a data omission rate that occurs between the measure and a receiving terminal from the counted events and the detection probability. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ネットワークの品質を計測する装置、およびそれに用いる通信品質計測方法に関する。   The present invention relates to an apparatus for measuring network quality and a communication quality measuring method used therefor.

図1は本技術の適用領域を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating an application area of the present technology.

本発明は、ネットワークの品質を測定する装置および方法に関するものである。ここでのネットワークの品質とは、計測装置1aに入力されるデータ、つまり分岐装置4、分岐装置5を通過するデータの品質のことを指し、データの品質とは、「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」、「計測装置間パケットロス」といったものを指す。   The present invention relates to an apparatus and method for measuring network quality. The quality of the network here refers to the quality of the data input to the measuring device 1a, that is, the quality of the data passing through the branching device 4 and the branching device 5, and the quality of the data is “throughput / goodput”, “End-to-End packet loss”, “transmission terminal-measuring device packet loss”, “measuring device-receiving terminal packet loss”, “measuring device packet loss”.

以下では簡単化のために、TCPを用いてネットワークの品質を計測する装置について説明を行う。   In the following, for simplification, an apparatus for measuring network quality using TCP will be described.

TCP通信の品質を測定する技術として、従来、次の方法(山崎康広、下西英之、村瀬勉、”通信ボトルネック診断方式”、2004年電子情報通信学会ソサイエティ大会(BS−3−2)、2004年9月)(非特許文献1)が存在する。   As a technique for measuring the quality of TCP communication, the following method (Yasuhiro Yamazaki, Hideyuki Shimonishi, Tsutomu Murase, “Communication Bottleneck Diagnosis Method”, 2004 Society of Electronics, Information and Communication Engineers Society Conference (BS-3-2), (September 2004) (Non-Patent Document 1) exists.

図2は従来の発明による計測装置1aの構成を示すブロック図を示す。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a measuring apparatus 1a according to the conventional invention.

従来例の計測装置1aは、分岐装置からのデータ入力であるデータ受信部111と、データ受信部112と、入力されたデータを同一フロー毎に識別するフィルタリング部120と、現在のネットワークの状態をチェックしている状態監視部130aと、その中の確認応答信号(ACK)番号の動きを監視するACK番号監視部131aと、ACK番号の重複回数を監視する再送監視部132aと、今まで受信した中で最大のシーケンス番号(SN)を記憶する最大SN監視部133aと、SNの動きを監視するSN監視部134aと、パケットロスとパケットロスの発生箇所の判定を行う品質判定部140aと、その中のパケットがロスを起こしたかどうかを判定するパケットロス判定部141aと、その結果、通常通信と判断された通信量を記憶しておく通常通信142aと、パケットロスと判定された通信量を記憶しておくパケットロス記憶部143aと、パケットロスの中で計測装置1aと通信端末2の間でロスした量を記憶する通信端末2−計測装置1aパケットロス記憶部1431aと、パケットロスの中で計測装置1aと通信端末3の間でロスした量を記憶する通信端末3−計測装置1パケットロス記憶部1432aと、から構成される。   The measuring apparatus 1a of the conventional example includes a data receiving unit 111 that is data input from a branching device, a data receiving unit 112, a filtering unit 120 that identifies input data for each same flow, and a current network state. Checked status monitoring unit 130a, ACK number monitoring unit 131a for monitoring the movement of the acknowledgment signal (ACK) number therein, retransmission monitoring unit 132a for monitoring the number of duplicate ACK numbers, and received so far A maximum SN monitoring unit 133a for storing the maximum sequence number (SN), an SN monitoring unit 134a for monitoring SN movement, a quality determination unit 140a for determining a packet loss and a packet loss occurrence point, A packet loss determination unit 141a for determining whether or not a packet in the packet has lost, and, as a result, communication determined to be normal communication The normal communication 142a for storing the packet, the packet loss storage unit 143a for storing the communication amount determined to be packet loss, and the amount of loss between the measuring apparatus 1a and the communication terminal 2 in the packet loss A communication terminal 2-measuring device 1a packet loss storage unit 1431a, a communication terminal 3-measuring device 1 packet loss storage unit 1432a that stores the amount of loss between the measuring device 1a and the communication terminal 3 in the packet loss, Consists of

本従来例では、ネットワーク上を流れているデータを計測装置1aで取り込むことにより、処理が開始される。分岐装置4から入力されたデータは、データ受信部111で、分岐装置5から入力されたデータは、データ受信部112で、受信する。データ受信部111とデータ受信部112でデータを受け取った後、受信部はそのデータをフィルタリング部120に渡す。フィルタリング部120では、受信データを送受信IPアドレスや送受信TCPポート番号、プロトコル番号などを元に、フローの識別を行い、その結果を状態監視部130aに通知する。状態監視部130aでは、同一フロー毎に、受信データのTCPプロトコルヘッダの、データ順番情報であるSNと、受信端末で受信確認したSNの番号を記載しているACK番号を監視し、ACK番号監視部131aと、再送監視部132aと、最大SN監視部133aと、SN監視部134aとの情報を抽出する。ACK番号監視部131aでは、現在までに計測したACK番号のチェック処理を、再送監視部132aでは、現在計測している最大ACK番号を受信した回数のチェック処理を、最大SN監視部133aでは、パケットロスが発生する直前までの最大SNのチェック処理を、SN監視部134aでは、計測したSNの番号と、同一番号の計測回数のチェック処理を、行う。この状態監視部130aの処理終了後に、品質判定部140aに処理が移る。品質判定部140a内の処理では、はじめにパケットロス判定部141aで、状態監視部130aの状態を見ながら、パケットがロスしたかどうか、ロスが発生している場合にはそのロスの発生箇所、を特定する。この判断結果をもとに、パケットロスが発生していない場合には、通常通信142aに通信量を計上する。パケットロスが発生している場合には、パケットロス記憶部143aにロス量を計上する。さらに、パケットロスの発生箇所の結果をもとに、通信端末2−計測装置1パケットロス記憶部1431aか、あるいは、計測装置1−通信端末3パケットロス記憶部1432aに、パケットロス量を計上する。   In this conventional example, the processing is started by capturing data flowing on the network by the measuring device 1a. Data input from the branch device 4 is received by the data receiving unit 111, and data input from the branch device 5 is received by the data receiving unit 112. After receiving data by the data receiving unit 111 and the data receiving unit 112, the receiving unit passes the data to the filtering unit 120. The filtering unit 120 identifies the flow of the received data based on the transmission / reception IP address, transmission / reception TCP port number, protocol number, and the like, and notifies the state monitoring unit 130a of the result. The state monitoring unit 130a monitors, for each same flow, the SN that is the data order information in the TCP protocol header of the received data and the ACK number that describes the SN number that has been confirmed to be received by the receiving terminal. Information of the unit 131a, the retransmission monitoring unit 132a, the maximum SN monitoring unit 133a, and the SN monitoring unit 134a is extracted. The ACK number monitoring unit 131a checks the ACK number measured so far, the retransmission monitoring unit 132a checks the number of times the currently measured maximum ACK number has been received, and the maximum SN monitoring unit 133a The SN monitoring unit 134a performs a check process of the number of times of measurement with the same number as the measured SN number until the maximum SN check process until a loss occurs. After the processing of the state monitoring unit 130a is completed, the process moves to the quality determination unit 140a. In the processing in the quality determination unit 140a, first, the packet loss determination unit 141a looks at the state of the state monitoring unit 130a to determine whether or not a packet has been lost. Identify. Based on the determination result, if no packet loss has occurred, the communication amount is added to the normal communication 142a. When a packet loss has occurred, the loss amount is recorded in the packet loss storage unit 143a. Further, based on the result of the occurrence location of the packet loss, the amount of packet loss is recorded in the communication terminal 2 -measurement device 1 packet loss storage unit 1431 a or the measurement device 1 -communication terminal 3 packet loss storage unit 1432 a. .

本従来例は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。したがって、HSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   For the sake of simplicity, this conventional example has been described with a device that measures the quality of TCP communication. However, the sequence of data strings is described in the transmission data, and there is a mechanism for retransmission for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols in which retransmission mechanisms such as HSTCP, SCTP, and DCCP exist.

また適用領域としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図1の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。
特開2006−067217号公報 国際公開WO/2006/043624 山崎康広、下西英之、村瀬勉、”通信ボトルネック診断方式”、2004年電子情報通信学会ソサイエティ大会(BS−3−2)、2004年9月 氣賀澤芳弘、川村宣伯、吉村憲子、”TCP転送品質の劣化検出及び劣化区間切分け方法”、2005年電子情報通信学会総合大会(B−11−14)、2005年3月 氣賀澤芳弘、土屋利明、川村宣伯、”IPパケット転送品質の劣化検出及び劣化区間切り分け方法”、2005年電子情報通信学会ソサイエティ大会(B−11−8)、2005年9月 山崎康広、下西英之、村瀬勉、”サンプリング計測でのパケットロス率推定手法の提案”、電子情報通信学会技術研究報告(NS2004−159、TM2004−62)、2004年11月 山崎康広、下西英之、村瀬勉、”高速ネットワークにおけるTCPパケットロス監視技術”、電子情報通信学会技術研究報告(TM2005−11)、2005年5月
As an application area, not only the state of FIG. 1 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format that can acquire data is inserted in the middle between communication terminals, and the network to be measured and traffic are affected. The form shown in FIG. 3 is also possible. The data relay terminal in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal that has been transferred with a changed protocol or that has a load balance function or bandwidth control function.
JP 2006-067217 A International Publication WO / 2006/043624 Yasuhiro Yamazaki, Hideyuki Shimonishi, Tsutomu Murase, “Communication Bottleneck Diagnosis Method”, Society Conference of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers (BS-3-2), September 2004 Yoshihiro Tsurugazawa, Nobuo Kawamura, Noriko Yoshimura, “TCP Transfer Quality Degradation Detection and Degradation Interval Method”, 2005 IEICE General Conference (B-11-14), March 2005 Yoshihiro Tsurugazawa, Toshiaki Tsuchiya, Nobuo Kawamura, “Degradation detection and segmentation of IP packet transfer quality”, 2005 IEICE Society Conference (B-11-8), September 2005 Yasuhiro Yamazaki, Hideyuki Shimonishi, Tsutomu Murase, “Proposal of Packet Loss Rate Estimation Method by Sampling Measurement”, IEICE Technical Report (NS2004-159, TM2004-62), November 2004 Yasuhiro Yamazaki, Hideyuki Shimonishi, Tsutomu Murase, “TCP packet loss monitoring technology in high-speed networks”, IEICE Technical Report (TM2005-11), May 2005

第一の問題点は、前記従来手法ではデータの品質を計測するために、高い処理能力を必要とすることである。   The first problem is that the conventional method requires high processing capability in order to measure the quality of data.

その理由は、前記従来手法では計測対象となるフローのパケットすべてに対して処理を行う必要がある。このため、高速なネットワークでは、演算対象となるパケット数が膨大となり、パケットをすべて取り込むこと自体が難しく、かりにすべてのパケットを取り込むことが出来た場合でも高い演算処理能力が必要となる。   The reason is that the conventional method needs to process all the packets of the flow to be measured. For this reason, in a high-speed network, the number of packets to be calculated becomes enormous, and it is difficult to capture all the packets. Even when all the packets can be captured, a high processing capacity is required.

第二の問題点は、前記従来手法では、計測するフローのパケットをすべて取得できない状況では、品質を正しく計測することが出来ないことである。   The second problem is that the conventional method cannot measure the quality correctly in a situation where all the packets of the flow to be measured cannot be acquired.

その理由は、前記従来手法では、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」、「計測装置間パケットロス」といったパケットロスのカウントをシーケンス番号の連続性をもとに判定しており、シーケンス番号が一つでも欠けていると前記のどれかのパケットロスに分類されるからである。このため、該当フローのパケットを取りこぼし等によりすべて取得できない状況では、パケットロスが発生していなくても前記いずれかのパケットロスと分類され、判定を誤る。このため、品質を正しく計測することが出来ない。   The reason is that in the conventional method, packets such as “End-to-End packet loss”, “Transmission terminal-measuring device packet loss”, “Measuring device-receiving terminal packet loss”, and “Measuring device packet loss” are used. This is because the loss count is determined based on the continuity of sequence numbers, and if any sequence number is missing, it is classified as one of the packet losses. For this reason, in a situation where all the packets of the corresponding flow cannot be acquired due to dropping or the like, even if no packet loss has occurred, the packet is classified as one of the packet losses, and the determination is erroneous. For this reason, quality cannot be measured correctly.

本発明の目的は、以上の問題点を鑑み発案されたものであり、計測器において、「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」、「計測装置間パケットロス」などのネットワーク品質の計測を、フローに属する一部のパケットを元に計測することができる通信品質計測システムを提供することにある。   The object of the present invention has been devised in view of the above problems, and in a measuring instrument, “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “transmission terminal-measuring device packet loss”. To provide a communication quality measurement system capable of measuring network quality such as “packet loss between measuring device and receiving terminal” and “packet loss between measuring devices” based on some packets belonging to the flow. It is in.

これにより、すべてのパケットを必要とすることなく品質計測が可能となるため、処理能力が低い計測器でも品質計測ができるネットワーク品質計測装置及びその方法を提供することにある。   Accordingly, it is possible to provide a network quality measuring apparatus and method capable of measuring quality even with a measuring instrument having low processing capability because quality measurement is possible without requiring all packets.

さらに、フローに属する一部のパケットから品質計測が可能となるために、パケット取りこぼしが発生しても品質計測ができるネットワーク品質計測装置及びその方法を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a network quality measuring apparatus and method capable of measuring quality even when a packet is lost because quality measurement is possible from some packets belonging to a flow.

本発明による計測装置1では、サンプリング部により、間引きしたパケットに対して品質計測を行う。この結果、全パケットに対して計測処理を行う必要がなく、計測器に高い演算能力を必要としなくなる。   In the measuring apparatus 1 according to the present invention, the sampling unit performs quality measurement on the thinned packets. As a result, it is not necessary to perform measurement processing on all packets, and the measuring instrument does not need high calculation capability.

本発明による計測装置1では、サンプリング計測によるネットワークのEnd−to−End通信品質を計測可能とするために、ACK順番判定部201bと、重複ACK判定部202bと、End−to−End情報格納部205bと、スループット計測部204bとEnd−to−Endロス判定部203bと、により、スループットとEnd−to−Endパケットロスの計算を行っている。この結果、サンプリング計測を行う場合においても、正しいEnd−to−End通信品質を計算することができる。   In the measuring apparatus 1 according to the present invention, in order to be able to measure the end-to-end communication quality of the network by sampling measurement, the ACK order determining unit 201b, the duplicate ACK determining unit 202b, and the end-to-end information storage unit The throughput and end-to-end packet loss are calculated by 205b, the throughput measuring unit 204b and the end-to-end loss determining unit 203b. As a result, correct end-to-end communication quality can be calculated even when sampling measurement is performed.

本発明による計測装置1では、サンプリング計測によるネットワークのEnd−to−End通信品質を計測可能とするために、SN順番判定部201cと、SN低下判定部202cと、End−to−End情報格納部205cと、スループット計測部204cとEnd−to−Endロス判定部203cと、により、スループットとEnd−to−Endパケットロスの計算を行っている。この結果、サンプリング計測を行う場合においても、正しいEnd−to−End通信品質を計算することができる。   In the measuring apparatus 1 according to the present invention, in order to be able to measure the end-to-end communication quality of the network by sampling measurement, the SN order determining unit 201c, the SN degradation determining unit 202c, and the end-to-end information storage unit The throughput and the end-to-end packet loss are calculated by 205c, the throughput measuring unit 204c and the end-to-end loss determining unit 203c. As a result, correct end-to-end communication quality can be calculated even when sampling measurement is performed.

本発明による計測装置1では、サンプリング計測によるネットワークの通信品質「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」、を計測可能とするために、SN情報管理部301bと、重複ACK判定部302bと、通過SN記憶部303bと、対象事象数記録部304bと、計測器−受信端末間ロス判定部305bと、送信端末−計測器間ロス判定部306bとから、計算を行っている。この結果、サンプリング計測を行う場合においても、正しい「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を計算することができる。   In the measurement apparatus 1 according to the present invention, the SN information management unit 301b is used to measure the network communication quality “packet loss between the transmission terminal and the measurement apparatus” and “packet loss between the measurement apparatus and the reception terminal” by sampling measurement. And a duplicate ACK determination unit 302b, a passing SN storage unit 303b, a target event number recording unit 304b, a measurement device-receiving terminal loss determination unit 305b, and a transmission terminal-measurement device loss determination unit 306b. It is carried out. As a result, even when sampling measurement is performed, it is possible to calculate the correct “transmission terminal-measuring device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”.

本発明による計測装置1では、サンプリング計測によるネットワークの通信品質「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」、を計測可能とするために、SN情報管理部301cと、再SN確認部302cと、通過SN記憶部303bと、対象事象数記録部304cと、計測器−受信端末間ロス判定部305cと、送信端末−計測器間ロス判定部306bとから、計算を行っている。この結果、サンプリング計測を行う場合においても、正しい「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を計算することができる。   In the measuring apparatus 1 according to the present invention, the SN information management unit 301c is used to measure the network communication quality “packet loss between transmitting terminal and measuring apparatus” and “packet loss between measuring apparatus and receiving terminal” by sampling measurement. Calculation from the re-SN confirmation unit 302c, the passing SN storage unit 303b, the target event number recording unit 304c, the measurement device-receiving terminal loss determination unit 305c, and the transmission terminal-measurement device loss determination unit 306b. It is carried out. As a result, even when sampling measurement is performed, it is possible to calculate the correct “transmission terminal-measuring device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”.

本発明による計測装置1では、サンプリング計測によるネットワークの通信品質「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」、を計測可能とするために、検知確率計算部308dと、採用ロス決定部307dと、パケットロス方向特定部300bと、パケットロス方向特定部300cと、から判定を行っている。この結果、サンプリング計測を行う場合においても、より精度の高いネットワーク通信品質を計測することができる。ここでパケットロス方向とは、計測装置に入力する方向又は計測装置から出力する方向である。   In the measuring apparatus 1 according to the present invention, in order to be able to measure the network communication quality “packet loss between transmitting terminal and measuring apparatus” and “packet loss between measuring apparatus and receiving terminal” by sampling measurement, the detection probability calculating unit 308d. And the adoption loss determination unit 307d, the packet loss direction identification unit 300b, and the packet loss direction identification unit 300c. As a result, even when sampling measurement is performed, it is possible to measure network communication quality with higher accuracy. Here, the packet loss direction is a direction input to the measurement device or a direction output from the measurement device.

本発明による品質計測システムでは、サンプリング計測によるネットワークの通信品質「計測器間パケットロス」を計測可能とするために、計測装置1111や計測装置1112や計測装置111Nなどの複数の計測装置と、その結果を計算する計測サーバ2000と、から判定を行っている。この結果、サンプリング計測を行う場合においても、より精度の高い「計測器間パケットロス」を計測することができる。   In the quality measurement system according to the present invention, in order to enable measurement of network communication quality “inter-measuring packet loss” by sampling measurement, a plurality of measurement devices such as a measurement device 1111, a measurement device 1112, and a measurement device 111N, The determination is made from the measurement server 2000 that calculates the result. As a result, even when performing sampling measurement, it is possible to measure “inter-measuring packet loss” with higher accuracy.

本発明によれば、通信品質計測システムに高い演算能力を必要としなくなる。   According to the present invention, the communication quality measurement system does not require high computing capacity.

この理由は、本発明により、パケット列の一部を取得するだけで通信品質に関する指標を算出できるようになるため、品質計測システムで計算対象とするパケット数を大幅に低減することができるからである。   This is because according to the present invention, it is possible to calculate the communication quality index only by acquiring a part of the packet sequence, so that the number of packets to be calculated in the quality measurement system can be greatly reduced. is there.

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図4は本発明による計測装置1bの第一の実施形態の構成を示すブロック図である。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the measuring apparatus 1b according to the present invention.

第一の実施形態の計測装置1bは、分岐装置からのデータ入力であるデータ受信部111とデータ受信部112と、データ受信部111、112で入力されたパケットをN個に一個の確率でパケット情報を取得するサンプリング処理部113と、取得したパケットの中の情報を用いてフロー分類するフロー識別部114と、その結果を記憶するフロー情報格納部115と、から構成されるデータ前処理部100aと、
フロー情報格納部115から情報を抽出し確認応答信号(ACK)番号の大小を判定するACK順番判定部201bと、フロー情報格納部115から情報を抽出しACK番号の連続度を判定する重複ACK判定部202bと、それらの結果を記憶するEnd−to−End情報格納部205bと、格納情報205bからスループットを計算するスループット判定部204bと、格納情報からEnd−to−Endロス数/率を判定するEnd−to−Endロス判定部203bと、から構成されるEnd−to−End品質推定部200bと、
フロー情報格納部115から通過パケットのシーケンス番号(SN)を抽出するSN情報管理部301bと、その結果を記憶しておく通過SN記憶部303bと、フロー情報格納部115から情報を抽出しACK番号の連続度とSNの関係をチェックする重複ACK判定部302bと、チェック対象の事象が発生した回数を記憶する対象事象記憶部304bと、その情報を元に計測器−受信端末間で発生したパケットロス数/率を計算する計測器−受信端末間ロス判定部305bと、End−to−Endロス情報と計測器−受信端末間ロス情報とから送信端末−計測器間ロス数/率を判定する送信端末−計測器間ロス判定部306bと、から構成されるパケットロス方向特定部300bと、
End−to−End品質推定部200bの結果とパケットロス方向特定部300bの結果を記憶しておく品質結果格納部400と、から構成される。
The measuring device 1b according to the first embodiment has a data reception unit 111 and a data reception unit 112, which are data inputs from the branching device, and packets received by the data reception units 111 and 112 with a probability of 1 in N packets. A data preprocessing unit 100a including a sampling processing unit 113 that acquires information, a flow identification unit 114 that performs flow classification using information in the acquired packet, and a flow information storage unit 115 that stores the result. When,
An ACK order determination unit 201b that extracts information from the flow information storage unit 115 and determines the magnitude of an acknowledgment signal (ACK) number, and a duplicate ACK determination that extracts information from the flow information storage unit 115 and determines the continuity of the ACK number Unit 202b, an end-to-end information storage unit 205b for storing the results, a throughput determination unit 204b for calculating the throughput from the storage information 205b, and determining the number of end-to-end losses / rate from the storage information An end-to-end quality estimation unit 200b including an end-to-end loss determination unit 203b;
An SN information management unit 301b that extracts a sequence number (SN) of a passing packet from the flow information storage unit 115, a passing SN storage unit 303b that stores the result, and an ACK number that extracts information from the flow information storage unit 115 A duplicate ACK determination unit 302b that checks the relationship between the continuity and SN, a target event storage unit 304b that stores the number of times that a check target event has occurred, and a packet that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal based on that information Measuring device-receiving terminal loss determination unit 305b for calculating the number of losses / rate, and determining the number / rate of transmission terminal-measuring device loss from end-to-end loss information and measuring device-receiving terminal loss information. A packet loss direction specifying unit 300b including a transmission terminal-measuring device loss determination unit 306b,
A quality result storage unit 400 that stores the result of the end-to-end quality estimation unit 200b and the result of the packet loss direction identification unit 300b is configured.

本実施形態では、はじめにネットワーク上を流れているパケットを計測装置1bで取り込み、データ前処理部100aに入ることにより処理が開始される。分岐装置4から入力されたデータはデータ受信部111で、分岐装置5から入力されたデータはデータ受信部112で、受信する。データ受信部111とデータ受信部112でデータを受け取った後、受信部はそのデータをサンプリング処理部113へ渡す。サンプリング処理部113ではN個に一個の確率でパケット情報を取得する。このときのサンプリング処理方法としては、乱数を発生させてパケット取得確率(1/N)と比較し、その大小で取捨判定を行うランダムサンプリングや、パケット全体やプロトコル毎やフロー毎にカウンタを一つ保持しておき、そのカウンタ値とサンプリング確率と比較して、取捨判定を行う均等サンプリングや、シーケンス番号や確認応答信号番号等パケットヘッダ情報の一部とサンプリング確率とを比較する方法などが考えられる。サンプリング処理部113で取得パケットを決定した後に、フロー識別部114では、取得パケットの情報の一部、IPアドレスやポート番号やプロトコルIDやVLAN情報やMPLS情報のいずれかひとつ以上の情報、を用いてパケットを分類(フロー識別)し、その結果をフロー情報格納部115に記憶しておく。   In the present embodiment, first, a packet flowing on the network is captured by the measuring device 1b, and the process is started by entering the data preprocessing unit 100a. Data input from the branch device 4 is received by the data receiving unit 111, and data input from the branch device 5 is received by the data receiving unit 112. After receiving data by the data receiving unit 111 and the data receiving unit 112, the receiving unit passes the data to the sampling processing unit 113. The sampling processing unit 113 acquires packet information with a probability of one in N. As a sampling processing method at this time, a random number is generated and compared with a packet acquisition probability (1 / N), and a random sampling is performed to determine whether or not the packet is discarded. One counter is used for each packet, each protocol, and each flow. A method of comparing the sampling value with a part of the packet header information such as a sequence number or an acknowledgment signal number, etc. . After the acquisition packet is determined by the sampling processing unit 113, the flow identification unit 114 uses a part of the information of the acquisition packet, one or more information of IP address, port number, protocol ID, VLAN information, and MPLS information. The packets are classified (flow identification), and the result is stored in the flow information storage unit 115.

ここでデータ前処理部100aは、サンプリング処理部113を行ってからフロー識別部114の処理を行っているが、フロー識別処理部114でフロー識別した後に、サンプリング処理部113で取得パケットを決定してもかまわない。また、データ前処理部でサンプリングした結果は今後End−to−End品質推定部200bとパケットロス方向特定部300bで使用されるが、End−to−End品質推定部200b用にあるサンプリングパタンでパケットを取捨判定し、パケットロス方向特定部300bでは別のサンプリングパタンでパケット取捨判定し、別々にフロー情報格納部115に記憶しておくことも可能である。   Here, the data preprocessing unit 100a performs the processing of the flow identification unit 114 after performing the sampling processing unit 113. After the flow identification processing unit 114 identifies the flow, the sampling processing unit 113 determines an acquisition packet. It doesn't matter. Further, the result of sampling by the data preprocessing unit will be used in the end-to-end quality estimation unit 200b and the packet loss direction specification unit 300b in the future, but the packet has the sampling pattern for the end-to-end quality estimation unit 200b. The packet loss direction specifying unit 300b can also determine whether to discard the packet using another sampling pattern and store it separately in the flow information storage unit 115.

End−to−End品質推定部200bでは、指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にEnd−to−End通信品質解析を行う。ACK順番判定部201bでは、フロー情報格納部115から品質解析対象(指定期間の指定フローに該当するパケット)のACK側パケットを順番に取り出しACK番号の大小判定を行う。ACK番号を順次比較していき、最小ACK番号と最大ACK番号を見つけ、その結果をEnd−to−End情報格納部205bへ記録する。また重複ACK判定部202bでは、事前にACKの重複度(k)を指定し、重複ACK現象が発生する毎に指定していたACK重複度(k)を越えたかどうかをチェックし、超えるとEnd−to−End情報格納部205bの重複ACK総数をカウントアップする(図5参照、図の例では重複度が5となっており、仮にk=2の場合はカウントアップする。k=6の場合にはカウントアップしない)。品質解析対象のパケットすべてに対してACK順番判定部201bでの処理と重複ACK判定部202bの処理が終了すると、スループット判定部204bとEnd−to−Endロス判定部203bの処理を行う。スループット判定部204bでは(1)式のように、ACK番号の差分情報から、期間中の通信量やスループットを求めることができる。また、End−to−Endパケットロスは(2)式のように、サンプリングで観測できる重複ACKがサンプリンしない場合の重複ACKの何割かを計算し、重複ACK総数情報からサンプリングしなかった場合のパケットロス量xを計算する。(2)式については、非特許文献4及び5に詳細な説明がある。計算したスループット判定部204bの結果とEnd−to−Endロス判定部203bの結果は、品質結果格納部400に記録する。 The end-to-end quality estimation unit 200b performs end-to-end communication quality analysis at a specified time range or at certain intervals. The ACK order determination unit 201b sequentially takes out the ACK side packets of the quality analysis target (packets corresponding to the specified flow in the specified period) from the flow information storage unit 115, and determines the size of the ACK number. The ACK numbers are sequentially compared to find the minimum ACK number and the maximum ACK number, and the result is recorded in the end-to-end information storage unit 205b. In addition, the duplicate ACK determination unit 202b designates the ACK duplication degree (k) in advance and checks whether or not the designated ACK duplication degree (k) is exceeded each time the duplicate ACK phenomenon occurs. The total number of duplicate ACKs in the -to-End information storage unit 205b is counted up (see FIG. 5, the degree of duplication is 5 in the example in the figure, and the count is incremented if k = 2. If k = 6) Does not count up). When the processing in the ACK order determination unit 201b and the processing in the duplicate ACK determination unit 202b are completed for all the quality analysis target packets, the throughput determination unit 204b and the end-to-end loss determination unit 203b are processed. Throughput determination unit 204b can determine the communication volume and throughput during the period from the difference information of the ACK number as shown in equation (1). Further, the end-to-end packet loss is calculated by calculating a percentage of the duplicate ACK when the duplicate ACK that can be observed by sampling is not sampled, as shown in the equation (2), and the packet when not sampling from the duplicate ACK total number information. The loss amount x i is calculated. The expression (2) is described in detail in Non-Patent Documents 4 and 5. The calculated result of the throughput determination unit 204b and the result of the end-to-end loss determination unit 203b are recorded in the quality result storage unit 400.

データ通信量=最大ACK番号−最小ACK番号 (1)   Data traffic = Maximum ACK number-Minimum ACK number (1)

Figure 2008017407
Figure 2008017407

(2)式は反復計算により解を得る。ここでsはサンプリング確率、kはACK重複度の閾値(この重複度を越えた重複ACK現象の数をカウントする)、Thはデータ通信量、Aは重複ACK総数、bはTCPのdelay ACKパラメタである。 Equation (2) obtains a solution by iterative calculation. Here, s is a sampling probability, k is a threshold value of ACK duplication degree (counting the number of duplicate ACK phenomena exceeding this duplication degree), Th is data traffic, A k is the total number of duplicate ACKs, and b is a delay ACK of TCP. It is a parameter.

ここでEnd−to−Endパケットロス計算は、サンプリングのもとで観測できた重複ACKの総数とサンプリングしなかった場合に観測できるはずの重複ACKの総数の比(検知確率1)が分かればよいので、必ずしも(2)式のような式を用いて計算する必要はなく、事前にネットワークを調べておき、各サンプリング確率時の検知確率表1(パケットロス率、検知確率1)を調べてデータベース(DB)を作成し、以下の(3)、(4)の計算を何度か繰り返してEnd−to−Endパケットロスを計算してもかまわない。   Here, the end-to-end packet loss calculation only needs to know the ratio of the total number of duplicate ACKs that can be observed under sampling to the total number of duplicate ACKs that should be observable when sampling is not performed (detection probability 1). Therefore, it is not always necessary to calculate using the equation (2), the network is checked in advance, and the detection probability table 1 (packet loss rate, detection probability 1) at each sampling probability is checked to create a database. (DB) may be created, and the following (3) and (4) calculations may be repeated several times to calculate an end-to-end packet loss.

Figure 2008017407
Figure 2008017407

Piをパケットロスと認識し、検知確率表1の該当パケットロス時の検知確率Qiを取得。(4)の計算を行う。   Recognize Pi as packet loss, and obtain detection probability Qi at the time of corresponding packet loss in detection probability table 1. Calculate (4).

Figure 2008017407
Figure 2008017407

(4)の計算で得られた値を再度(3)に代入し、この計算を何度か反復する。   The value obtained by the calculation of (4) is substituted into (3) again, and this calculation is repeated several times.

(2)式や(3)、(4)式のXiの初期値は、一例としてAの値や直前のパケットロス回数などを用いることが考えられるが、適当な値を使用しても解を得ることができる。 (2) and (3), the initial value of Xi in equation (4), it is conceivable to use an A value and packet loss count immediately before the k as an example, also using an appropriate value solutions Can be obtained.

パケットロス方向特定部300bでも、指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にパケットロス方向特定処理を行う。ここで品質解析の開始時刻や終了時刻は、必ずしもEnd−to−End品質推定部200bと完全に一致させなくてもかまわない。SN情報管理部301bはフロー情報格納部115から該当フローのData側パケット取り出し、存在するシーケンス番号を通過SN記憶部303bに格納する。シーケンス番号が低下した場合には通過SN記憶部303bには登録を行わない。重複ACK判定部302bでもフロー情報格納部115から該当フローのACK側パケットを取り出し、重複ACK判定部202bと同様、指定した重複度(k)以上の重複ACK現象が発生しているかどうかをチェックする。重複現象が発生している場合には、通過SN記憶部303bを参照し、重複ACKによって再送が促されている番号をもつシーケンス番号が、表中に存在するかどうかをチェックする(図6参照)。表中に存在する場合、対象事象が存在したと認識し、対象事象数をカウントアップして、対象事象記憶部304bに記憶する。重複ACK判定部では、チェックが終了した(観測を確認したACK番号より小さい)シーケンス番号を、通過SN記憶部303bから削除していく。品質解析対象のパケットすべてに対してSN情報管理部301bでの処理と重複ACK判定部302bの処理が終了すると、計測器−受信端末間ロス判定部305bと送信端末−計測器間ロス判定部306bを行う。計測器−受信端末間ロス判定部305bでは、品質結果格納部400から該当フローのEnd−to−Endパケットロスの値(Pとする)をもらい、(5)式により、計測器−受信端末間ロス回数x0を計算する。   The packet loss direction identification unit 300b also performs packet loss direction identification processing at a specified time range or at certain intervals. Here, the start time and the end time of the quality analysis do not necessarily have to completely coincide with the end-to-end quality estimation unit 200b. The SN information management unit 301b extracts the data-side packet of the corresponding flow from the flow information storage unit 115, and stores the existing sequence number in the passing SN storage unit 303b. When the sequence number decreases, registration is not performed in the passing SN storage unit 303b. The duplicate ACK determination unit 302b also extracts the ACK side packet of the corresponding flow from the flow information storage unit 115, and checks whether a duplicate ACK phenomenon with a specified redundancy (k) or more has occurred, as with the duplicate ACK determination unit 202b. . When the duplicate phenomenon has occurred, the passing SN storage unit 303b is referred to and it is checked whether or not the sequence number having the number that is retransmitted by the duplicate ACK exists in the table (see FIG. 6). ). When it exists in the table, it recognizes that the target event exists, counts up the number of target events, and stores it in the target event storage unit 304b. The duplicate ACK determination unit deletes the sequence number for which the check has been completed (smaller than the ACK number for which the observation has been confirmed) from the passing SN storage unit 303b. When the processing in the SN information management unit 301b and the processing in the duplicate ACK determination unit 302b are completed for all packets subject to quality analysis, the loss determination unit 305b between the measuring instrument and the receiving terminal and the loss determination unit 306b between the transmission terminal and the measuring device I do. In the measuring instrument-receiving terminal loss determination unit 305b, the end-to-end packet loss value (P) of the corresponding flow is obtained from the quality result storage unit 400, and between the measuring instrument-receiving terminal is calculated by the equation (5). Calculate the loss count x0.

Figure 2008017407
Figure 2008017407

ここでBkはカウントした対象事象記憶部304bに記録された対象事象数とする。また、ここでの計測器−受信端末間ロスの値は、サンプリング時に観測できる対象事象の総数が、サンプリングしなかった場合に観測できるはずの対象事象の総数の比(検知確率2)が分かればよいので、事前にネットワークを調べておき、各サンプリング確率時の検知確率表2(パケットロス率、検知確率2)を調べてデータベース(DB)を作成し、End−to−Endパケットロス率を品質結果格納部400から取得後に、検知確率表2を調べて検知確率2を得て、(6)式の計算を行って計測器−受信端末間パケットロスを計算してもかまわない。   Here, Bk is the number of target events recorded in the counted target event storage unit 304b. In addition, the value of the loss between the measuring instrument and the receiving terminal here is obtained if the total number of target events that can be observed at the time of sampling is known as a ratio of the total number of target events that can be observed when the sampling is not performed (detection probability 2). So, check the network in advance, check the detection probability table 2 (packet loss rate, detection probability 2) at each sampling probability, create a database (DB), and compare the end-to-end packet loss rate with quality After obtaining from the result storage unit 400, the detection probability table 2 may be examined to obtain the detection probability 2, and the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal may be calculated by calculating the equation (6).

Figure 2008017407
Figure 2008017407

(6)式により、計測器−受信端末間パケットロスを算出後、End−to−Endパケットロスからその値を引くことにより、送信端末−計測器間パケットロスを算出することができる。   After calculating the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal by the equation (6), the packet loss between the transmitting terminal and the measuring instrument can be calculated by subtracting the value from the end-to-end packet loss.

次に図8、図9、図10を参照して、計測装置1bにおける処理の流れを説明する。   Next, the flow of processing in the measuring device 1b will be described with reference to FIGS.

計測装置1bの全体の流れとしては、データ前処理部100aの処理(図8)を行った後、そこで分類/格納された情報をもとに、End−to−End品質推定部200bの処理(図9)と、パケットロス方向特定部300bの処理(図10)が開始される。   The overall flow of the measuring device 1b is as follows. After the processing of the data preprocessing unit 100a (FIG. 8), the processing of the end-to-end quality estimation unit 200b (based on the information classified / stored there ( 9) and the processing of the packet loss direction specifying unit 300b (FIG. 10) are started.

ここで図8は、データ前処理部100aにおける処理フローの概要を示している。   Here, FIG. 8 shows an outline of a processing flow in the data preprocessing unit 100a.

データ前処理部100aは、データが分岐装置4、あるいは分岐装置5から入力され、データ受信部111、データ受信部112に到着することにより処理が開始される。本処理が処理A−1である。この処理終了後、処理A−2へ移動する。   The data preprocessing unit 100 a starts processing when data is input from the branching device 4 or the branching device 5 and arrives at the data receiving unit 111 and the data receiving unit 112. This process is process A-1. After this process is completed, the process moves to process A-2.

処理A−2は、パケットのサンプリング(間引き)処理である。サンプリング処理部113ではN個に一個の確率でパケット情報を取得する。このときのサンプリング処理方法としては、乱数を発生させてパケット取得確率(1/N)と比較し、その大小で取捨判定を行うランダムサンプリングや、パケット全体やプロトコル毎やフロー毎にカウンタを一つ保持しておき、そのカウンタ値とサンプリング確率と比較して、取捨判定を行う均等サンプリングや、シーケンス番号や確認応答信号番号等パケットヘッダ情報の一部とサンプリング確率とを比較する方法などが考えられる。サンプリング処理終了後、処理A−3へ移動する。   Process A-2 is a packet sampling (thinning-out) process. The sampling processing unit 113 acquires packet information with a probability of one in N. As a sampling processing method at this time, a random number is generated and compared with a packet acquisition probability (1 / N), and a random sampling is performed to determine whether or not the packet is discarded. One counter is used for each packet, each protocol, and each flow. A method of comparing the sampling value with a part of the packet header information such as a sequence number or an acknowledgment signal number, etc. . After the sampling process ends, the process proceeds to process A-3.

処理A−3では、サンプリング処理部113で取得パケットを決定した後に、フロー識別部114では、取得パケットの情報の一部、IPアドレスやポート番号やプロトコルIDやVLAN情報やMPLS情報のいずれかひとつ以上の情報、を用いてパケットを分類(フロー識別)し、その結果をフロー情報格納部115に記憶しておく。   In the processing A-3, after the acquisition packet is determined by the sampling processing unit 113, the flow identification unit 114 selects any one of information of the acquisition packet, IP address, port number, protocol ID, VLAN information, and MPLS information. The packet is classified (flow identification) using the above information, and the result is stored in the flow information storage unit 115.

図9では、End−to−End品質推定部200bにおける処理フローの概要を示している。   FIG. 9 shows an outline of a processing flow in the end-to-end quality estimation unit 200b.

フロー情報格納部115から品質計測対象フローのACK側パケットをEnd−to−End品質推定部200bに取り込むことにより、処理が開始される。本処理が処理B−1である。この処理終了後、処理B−2へ移動する。   Processing is started by fetching the ACK side packet of the quality measurement target flow from the flow information storage unit 115 into the End-to-End quality estimation unit 200b. This process is process B-1. After this process is completed, the process moves to process B-2.

処理B−2は品質計測対象期間中で今まで取り込んだパケットのACK番号をACK順番判定部201bで判定する。過去に最小ACK番号として記憶されていた情報を情報格納部205bから取り出し、現在取り込んだACK番号とを(7)式で比較する。   In the process B-2, the ACK order determination unit 201b determines the ACK number of the packet captured so far during the quality measurement target period. Information stored as a minimum ACK number in the past is extracted from the information storage unit 205b and compared with the currently acquired ACK number using equation (7).

現在取り込んだACK番号<過去に最小ACK番号として記憶されていた情報 (7)
(7)式が真の場合、処理B−3へ移動する。偽の場合、処理B−4へ移動する。
Current ACK number <Information previously stored as the minimum ACK number (7)
If the expression (7) is true, the process proceeds to process B-3. If it is false, the process proceeds to process B-4.

処理B−3では、現在取り込んだACK番号を最小ACK番号と認識し、情報格納部205bへ記憶し、処理B−4へ移動する。   In process B-3, the currently acquired ACK number is recognized as the minimum ACK number, stored in the information storage unit 205b, and the process proceeds to process B-4.

処理B−4では、品質計測対象期間中で今まで取り込んだパケットのACK番号をACK順番判定部201bで判定する。過去に最大ACK番号として記憶されていた情報を情報格納部205bから取り出し、現在取り込んだACK番号とを(8)式で比較する。   In the process B-4, the ACK order determination unit 201b determines the ACK number of the packet captured so far during the quality measurement target period. Information stored as the maximum ACK number in the past is extracted from the information storage unit 205b, and the currently acquired ACK number is compared with equation (8).

現在取り込んだACK番号>過去に最大ACK番号として記憶されていた情報 (8)
(8)式が真の場合、処理B−5へ移動する。偽の場合、処理B−6へ移動する。
Current ACK number> Information previously stored as the maximum ACK number (8)
If the expression (8) is true, the process moves to process B-5. If it is false, the process proceeds to process B-6.

処理B−5では、現在取り込んだACK番号を最大ACK番号と認識し、情報格納部205bへ記憶し、処理B−6へ移動する。   In process B-5, the currently acquired ACK number is recognized as the maximum ACK number, stored in the information storage unit 205b, and the process proceeds to process B-6.

処理B−6では、過去に記憶されていたACK番号と今回取り込んだACK番号を重複ACK判定部202bで比較する。重複ACKの判定は、直前に得られたACK番号と今回の取得したACK番号を比較し、同じ番号であれば、重複度をカウントアップ(+1)する。システムでははじめに重複ACKとして認定する重複度をkとして設定し、kと重複度の比較を行う。”k=重複度”となったとき、処理B−7へ移動し、”k≠重複度”の場合には処理B−8へ移動する。過去に記憶されていたACK番号と今回取り込んだACK番号が一致しなければ、”重複度=0”とする。   In the process B-6, the ACK number stored in the past is compared with the ACK number captured this time by the duplicate ACK determination unit 202b. For the determination of duplicate ACK, the ACK number obtained immediately before is compared with the ACK number acquired this time, and if the number is the same, the degree of duplication is counted up (+1). In the system, first, the degree of duplication recognized as a duplicate ACK is set as k, and k is compared with the degree of duplication. When “k = redundancy”, the process moves to process B-7, and when “k ≠ duplication degree”, the process moves to process B-8. If the ACK number stored in the past does not match the ACK number fetched this time, “duplication degree = 0” is set.

処理B−7では、情報格納部205bに格納されている重複ACK総数をカウントアップ(+1)する。この重複ACK総数は観測期間開始時にクリア(=0)する。重複ACK総数の更新処理後、処理B−8へ移動する。   In the process B-7, the total number of duplicate ACKs stored in the information storage unit 205b is counted up (+1). The total number of duplicate ACKs is cleared (= 0) at the start of the observation period. After updating the total number of duplicate ACKs, the process proceeds to process B-8.

処理B−8では、観測期間対象期間のパケットをすべてACK順番判定部201bと重複ACK判定部202bで読み込んだかどうかを確認する。まだ判定が終わっていないパケットが存在する場合には、次のパケットを読み込み、最大ACK情報や最小ACK情報、重複ACK総数の更新処理を、処理B−1に戻る。すべてのパケットの判定が終わっている場合には、その期間中の品質情報を算出するために、処理B−9へ移動する。   In the process B-8, it is confirmed whether all packets in the observation period target period have been read by the ACK order determination unit 201b and the duplicate ACK determination unit 202b. If there is a packet that has not been determined yet, the next packet is read, and the update process of the maximum ACK information, the minimum ACK information, and the total number of duplicate ACKs is returned to process B-1. If all packets have been determined, the process moves to process B-9 to calculate quality information during that period.

処理B−9では、スループット判定部204bでスループット計算を行う。計算は最大ACK番号と最小ACK番号をもとに、(1)式で求める。スループット算出後、処理B−10へ移動する。   In the process B-9, the throughput determination unit 204b performs a throughput calculation. The calculation is obtained by equation (1) based on the maximum ACK number and the minimum ACK number. After calculating the throughput, the process proceeds to process B-10.

処理B−10では、End−to−Endロス判定部203bでEnd−to−Endパケットロスの計算を行う。計算は観測した重複ACK総数を、検知確率#1(サンプリングのもとで観測できた重複ACKの総数とサンプリングしなかった場合に観測できるはずの重複ACKの総数の比)で除算することにより、計算することができる。この検知確率#1は、(2)式のように統計モデルを仮定して計算でもとめてもかまわないし、(3)(4)式のように過去のネットワークの状況を調べてデータベースを作成しておいて計算する形式でもかまわない。この処理によりEnd−to−End品質推定部200bの処理を終了する。   In the process B-10, the end-to-end packet loss is calculated by the end-to-end loss determination unit 203b. The calculation is by dividing the observed total number of duplicate ACKs by detection probability # 1 (ratio of the total number of duplicate ACKs that could be observed under sampling to the total number of duplicate ACKs that should be observable if not sampled), Can be calculated. This detection probability # 1 can be calculated by assuming a statistical model as shown in equation (2), or by creating a database by examining past network conditions as shown in equations (3) and (4). It may be in the form of calculating in advance. With this process, the process of the end-to-end quality estimation unit 200b is terminated.

図10では、パケットロス方向特定部300bにおける処理フローの概要を示している。   FIG. 10 shows an outline of a processing flow in the packet loss direction specifying unit 300b.

フロー情報格納部115から品質計測対象フローのData側とACK側の両方のパケットをパケットロス方向特定部300bに取り込むことにより、処理が開始される。本処理が処理C−1である。この処理終了後、処理C−2へ移動する。   Processing is started by fetching both the Data side and ACK side packets of the quality measurement target flow from the flow information storage unit 115 into the packet loss direction specifying unit 300b. This process is process C-1. After this process is completed, the process moves to process C-2.

処理C−2では、SN情報管理部301bでシーケンス番号の管理を行う。取得したパケットが該当フローのACK側情報であった場合、何の処理も行わずに処理C−4へ移動する。該当フローのデータ側パケットであった場合、処理C−3へ移動する。   In process C-2, the SN number management unit 301b manages sequence numbers. If the acquired packet is the ACK side information of the corresponding flow, the process moves to process C-4 without performing any process. If the packet is on the data side of the flow, the process moves to process C-3.

処理C−3では、SN情報管理部301bが取得したパケットのシーケンス番号を通過SN記憶部303bへ記録し、処理C−4へ移動する。   In the process C-3, the sequence number of the packet acquired by the SN information management unit 301b is recorded in the passing SN storage unit 303b, and the process proceeds to the process C-4.

処理C−4では、重複ACK判定部302の処理を行う。重複ACKの判定条件は重複ACK判定部202bと同様で、指定した重複度kと実際に重複した値を比較し、”k=重複度”となった場合に重複ACKと認識する。重複ACKを認識した場合は処理C−5へ移動し、重複ACKと認識しなかった場合には、処理C−7へ移動する。ここで重複ACK判定部202bの重複度の閾値(k)と、重複ACK判定部302bの重複度の閾値(k)の値は必ずしも一致しておく必要はない。   In process C-4, the process of the duplicate ACK determination unit 302 is performed. The duplicate ACK determination condition is the same as that for the duplicate ACK determination unit 202b. The designated duplicate k is compared with the actually duplicated value, and when “k = duplicate”, the duplicate ACK is recognized. If a duplicate ACK is recognized, the process proceeds to process C-5. If a duplicate ACK is not recognized, the process proceeds to process C-7. Here, the value of the duplication degree threshold (k) of the duplicate ACK determination unit 202b and the value of the duplication degree threshold (k) of the duplicate ACK determination unit 302b do not necessarily match.

処理C−5では、重複ACK判定部302bが通過SN記憶部303bに記憶されているシーケンス番号を参照し、重複ACKで再送が促されているデータ(ACK番号+1のシーケンス番号をもつデータ)が、過去に通過したかどうかを確認する。過去に通過していなかった場合には処理C−7へ移動し、過去に通過していた場合には処理C−6へ移動する。   In the process C-5, the duplicate ACK determination unit 302b refers to the sequence number stored in the passing SN storage unit 303b, and the data whose retransmission is promoted by the duplicate ACK (data having the sequence number of ACK number + 1) Check if you have passed in the past. If it has not passed in the past, it moves to process C-7, and if it has passed in the past, it moves to process C-6.

処理C−6では、重複ACK判定部302bが、対象事象数記憶部304bに格納されている対象事象数Bkをカウントアップ(+1)する。この対象事象数Bkは観測期間開始時にクリア(=0)する。カウントアップ処理終了後、処理C−7へ移動する。   In the process C-6, the duplicate ACK determination unit 302b counts up (+1) the target event number Bk stored in the target event number storage unit 304b. This target event number Bk is cleared (= 0) at the start of the observation period. After the count-up process ends, the process moves to process C-7.

処理C−7では、観測期間対象期間のパケットをすべてSN情報管理部301bと重複ACK判定部302bで読み込んだかどうかを確認する。まだ判定が終わっていないパケットが存在する場合には、次のパケットを読み込み、SN番号の通過チェックや対象事象のカウントの更新処理を行うため、処理C−1に戻る。すべてのパケットの判定が終わっている場合には、その期間中の品質情報を算出するために、処理C−8へ移動する。   In the process C-7, it is confirmed whether or not all the packets in the observation period target period have been read by the SN information management unit 301b and the duplicate ACK determination unit 302b. If there is a packet that has not been determined yet, the next packet is read, and the process returns to process C-1 to check the passage of the SN number and update the target event count. If all packets have been determined, the process proceeds to process C-8 to calculate quality information during that period.

処理C−8では、計測器−受信端末間ロス判定部305bで、計測器−受信端末間パケットロスを計算する。計測器−受信端末間パケットロス数は、対称事象記録部304bの事象数を検知確率#2(サンプリング時に観測できる対象事象の総数が、サンプリングしなかった場合に観測できるはずの対象事象の総数の比)で除算することにより計算することができる。検知確率#2の計算は、(5)式のように統計モデルを仮定して計算する形式でもかまわないし、(6)式のように過去のネットワーク状況を調べてデータベースを作成しておいて、計算する形式でもかまわない。この処理終了後、処理C−9へ移動する。   In process C-8, the measuring instrument-receiving terminal loss determination unit 305b calculates the measuring instrument-receiving terminal packet loss. The number of packet losses between the measuring instrument and the receiving terminal is the detection probability # 2 (the total number of target events that can be observed when sampling is not performed. It can be calculated by dividing by (ratio). Detection probability # 2 may be calculated by assuming a statistical model as shown in equation (5), or by creating a database by examining past network conditions as shown in equation (6). The calculation format may be used. After this process is completed, the process moves to process C-9.

処理C−9では、送信端末−計測器間ロス判定部306bで、(9)式の計算を行うことにより、送信端末−計測器間パケットロス数を求める。この処理により、パケットロス方向判定部300bの処理を終了する。   In the process C-9, the transmission terminal-measuring device loss determination unit 306b calculates the expression (9) to obtain the number of transmission terminal-measuring device packet losses. With this process, the process of the packet loss direction determination unit 300b is terminated.

(送信端末−計測器間パケットロス)
=(End−to−Endパケットロス)
−(計測器−受信端末間パケットロス) (9)
以上が本発明による第一の実施形態における計測装置1bの処理内容である。
(Packet loss between sending terminal and measuring instrument)
= (End-to-End packet loss)
-(Packet loss between measuring instrument and receiving terminal) (9)
The above is the processing content of the measuring device 1b in the first embodiment according to the present invention.

従来の技術においては、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量と、送信端末−計測器間で発生したパケットロスをカウントするときに、すべてのパケットを観測し、パケットロスが発生(重複ACK発生時)毎に、失われていたパケットが過去に通過したかどうかを確認して、パケットロスが計測器−受信端末間で発生したものか、送信端末−計測器間で発生したものかを判定していた。このため、サンプリングしたパケット群に対してこの計算手法を適用すると、すべての重複ACKを観測することができないために、End−to−Endで発生したパケットロス数を本来の値よりも相当低く見積ることとなる。さらに重複ACK発生時、過去に通過したシーケンス番号を確認し、再送が促されているパケットが失われているとその現象数を計測器−受信端末間で発生パケットロスとしてみなす。これは再送が促されているパケットが、本当にパケットロスで通過しなかったのか、サンプリングにより観測できなかったのかを考慮していないため、計測器−受信端末間パケットロス量と送信端末−計測器間パケットロスが本来と全く異なる分類をされている。   In the conventional technology, when counting the amount of packet loss that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal and the packet loss that occurs between the transmitting terminal and the measuring instrument, all packets are observed and packet loss occurs (duplication Every time an ACK occurs), check whether the lost packet has passed in the past, and whether the packet loss occurred between the measuring instrument and the receiving terminal or whether it occurred between the transmitting terminal and the measuring instrument Was judged. For this reason, when this calculation method is applied to the sampled packet group, all duplicate ACKs cannot be observed, and therefore the number of packet losses generated in End-to-End is estimated to be considerably lower than the original value. It will be. Further, when a duplicate ACK occurs, the sequence number passed in the past is confirmed, and if a packet for which retransmission is promoted is lost, the number of phenomena is regarded as a generated packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal. This is because it does not consider whether the packet that is being retransmitted really did not pass due to packet loss or could not be observed by sampling, so the amount of packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal and the transmitting terminal-measuring instrument The inter-packet loss is classified completely different from the original.

一方、本実施形態では、End−to−Endパケットロスの計測手法として、サンプリング計測で観測した重複ACK現象数から、統計学的手法を用いて、本来のACK重複数を予測して、パケットロスと計上している。このためすべての重複ACKを検知することができなくても、本来の重複ACK数を予測することが可能となる。また同様に、再送が促されているシーケンス番号が過去に通過した量を、サンプリングで観測した値をもとに、統計学的手法を用いて、すべてのパケットを観測した場合の本来の量を予測して、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量としている。このためサンプリングにより、すべてのシーケンス番号を記録していない場合でも、再送が促されているシーケンス番号が過去に通過した量を予測することが可能となる。また同様に、サンプリング時にEnd−to−Endパケットロスの値と、計測器−受信端末間パケットロスの値を予測できるようになることから、送信端末−計測器間パケットロスの値も予測することができる。   On the other hand, in this embodiment, as an end-to-end packet loss measurement method, a statistical method is used to predict the original ACK duplication number from the number of duplicate ACK phenomena observed by sampling measurement, and packet loss is determined. It is recorded. For this reason, even if all duplicate ACKs cannot be detected, the original number of duplicate ACKs can be predicted. Similarly, the original amount when all packets are observed using a statistical method based on the value of the sequence number that has been urged to be retransmitted in the past based on the value observed by sampling. The amount of packet loss generated between the measuring instrument and the receiving terminal is predicted. For this reason, by sampling, even when not all sequence numbers are recorded, it is possible to predict the amount of sequence numbers that have been urged to be retransmitted in the past. Similarly, since the value of the end-to-end packet loss and the value of the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal can be predicted at the time of sampling, the value of the packet loss between the transmitting terminal and the measuring instrument is also predicted. Can do.

これらサンプリング計測手法を使用することで、計測するフローのすべてのパケットをすべて取得できない状況においても、通信品質、「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を正しく計測することができる。また、フローの品質を計測するのに、すべてのパケットに対して処理を行う必要がなくなるため、計測器に高い演算能力を必要としなくなる。   By using these sampling measurement methods, communication quality, “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “transmitting terminal—measurement” even in a situation where not all packets of the flow to be measured can be acquired. It is possible to correctly measure “inter-device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. In addition, since it is not necessary to perform processing on all packets in order to measure the quality of the flow, the measuring instrument does not need high calculation capability.

本実施形態は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。従ってBIC−TCPやFastTCPやHSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   In the present embodiment, for the sake of simplification, the description has been given with the apparatus that measures the quality of TCP communication. However, the order of the data sequence is described in the transmission data, and there is a retransmission mechanism for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols having a retransmission mechanism such as BIC-TCP, FastTCP, HSTCP, SCTP, and DCCP.

また適用領域としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図1の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。   As an application area, not only the state of FIG. 1 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format that can acquire data is inserted in the middle between communication terminals, and the network to be measured and traffic are affected. The form shown in FIG. 3 is also possible. The data relay terminal in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal that has been transferred with a changed protocol or that has a load balance function or bandwidth control function.

図11は本発明による計測装置1cの第二の実施形態の構成を示すブロック図である。   FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the measuring apparatus 1c according to the present invention.

第二の実施形態の計測装置1cは、分岐装置からのデータ入力であるデータ受信部111とデータ受信部112と、データ受信部111、112で入力されたパケットをN個に一個の確率でパケット情報を取得するサンプリング処理部113と、取得したパケットの中の情報を用いてフロー分類するフロー識別部114と、その結果を記憶するフロー情報格納部115と、から構成されるデータ前処理部100aと、
フロー情報格納部115から情報を抽出しシーケンス番号(SN)の大小を判定するSN順番判定部201cと、フロー情報格納部115から情報を抽出し、SN番号が直前よりも小さくなったかどうかを判定するSN低下判定部202cと、それらの結果を記憶するEnd−to−End情報格納部205cと、格納情報205cからスループットを計算するスループット判定部204cと、格納情報からEnd−to−Endロス数/率を判定するEnd−to−Endロス判定部203cと、から構成されるEnd−to−End品質推定部200cと、
フロー情報格納部115から通過パケットのシーケンス番号(SN)を抽出するSN情報管理部301bと、その結果を記憶しておく通過SN記憶部303bと、フロー情報格納部115から情報を抽出しACK番号の連続度とSNの関係をチェックする重複ACK判定部302bと、チェック対象の事象が発生した回数を記憶する対象事象記憶部304bと、その情報を元に計測器−受信端末間で発生したパケットロス数/率を計算する計測器−受信端末間ロス判定部305bと、End−to−Endロス情報と計測器−受信端末間ロス情報とから送信端末−計測器間ロス数/率を判定する送信端末−計測器間ロス判定部306bと、から構成されるパケットロス方向特定部300bと、
End−to−End品質推定部200bの結果とパケットロス方向特定部300bの結果を記憶しておく品質結果格納部400と、から構成される。
The measuring device 1c according to the second embodiment has a probability of one out of every N packets received by the data receiving unit 111, the data receiving unit 112, and the data receiving units 111 and 112, which are data inputs from the branching device. A data preprocessing unit 100a including a sampling processing unit 113 that acquires information, a flow identification unit 114 that performs flow classification using information in the acquired packet, and a flow information storage unit 115 that stores the result. When,
The SN order determination unit 201c that extracts information from the flow information storage unit 115 and determines the size of the sequence number (SN), and the information is extracted from the flow information storage unit 115 to determine whether the SN number has become smaller than before. SN-decision determining section 202c that performs, end-to-end information storage section 205c that stores the results thereof, throughput determination section 204c that calculates throughput from storage information 205c, and the number of end-to-end loss / An End-to-End quality estimation unit 200c configured by an End-to-End loss determination unit 203c that determines a rate;
An SN information management unit 301b that extracts a sequence number (SN) of a passing packet from the flow information storage unit 115, a passing SN storage unit 303b that stores the result, and an ACK number that extracts information from the flow information storage unit 115 A duplicate ACK determination unit 302b that checks the relationship between the continuity and SN, a target event storage unit 304b that stores the number of times that a check target event has occurred, and a packet that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal based on that information Measuring device-receiving terminal loss determination unit 305b for calculating the number of losses / rate, and determining the number / rate of transmission terminal-measuring device loss from end-to-end loss information and measuring device-receiving terminal loss information. A packet loss direction specifying unit 300b including a transmission terminal-measuring device loss determination unit 306b,
A quality result storage unit 400 that stores the result of the end-to-end quality estimation unit 200b and the result of the packet loss direction identification unit 300b is configured.

ここで、データ前処理部100aと、パケットロス方向特定部300bと、品質結果格納部400は、前記第一の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the data preprocessing unit 100a, the packet loss direction specifying unit 300b, and the quality result storage unit 400 perform the same configuration / processing as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.

本実施形態でのEnd−to−End品質推定部200cでは、指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にEnd−to−End通信品質解析を行う。SN順番判定部201cでは、フロー情報格納部115から品質解析対象(指定期間の指定フローに該当するパケット)のData側パケットを順番に取り出しSN番号の大小判定を行う。SN番号を順次比較していき、最小SN番号と最大SN番号を見つけ、その結果をEnd−to−End情報格納部205cへ記録する。またSN低下判定部202cでは、事前にSNの低下度(k)を指定し、今回取得したSNが前回の番号よりも低下すると、今回の取得SNが過去何番目に大きいかの低下度をチェックする(図12参照、図の例では低下度が5となっており、仮にk=2の場合はカウントアップする。K=6の場合にはカウントアップしない)。品質解析対象のパケットすべてに対してSN順番判定部201cでの処理とSN低下判定部202cの処理が終了すると、スループット判定部204cとEnd−to−Endロス判定部203cの処理を行う。スループット判定部204cでは(10)式のように、SN番号の差分情報から、期間中の通信量やスループットを求めることができる。また、End−to−Endパケットロスは(11)式のように、サンプリングで観測できるSN番号の低下現象がサンプリンしない場合のSN番号の低下減少の何割かを計算することで、SN低下総数からサンプリングしなかった場合のパケットロス量を計算する。計算したスループット判定部204cの結果とEnd−to−Endロス判定部203cの結果は、品質結果格納部400に記録する。   The end-to-end quality estimation unit 200c according to the present embodiment performs end-to-end communication quality analysis at a specified time range or every certain interval. The SN order determination unit 201c sequentially takes out the Data side packets of the quality analysis target (packets corresponding to the specified flow in the specified period) from the flow information storage unit 115 and determines the size of the SN number. The SN numbers are sequentially compared to find the minimum SN number and the maximum SN number, and the result is recorded in the end-to-end information storage unit 205c. In addition, in the SN decrease determination unit 202c, the degree of decrease in SN (k) is designated in advance, and when the SN acquired this time is lower than the previous number, the degree of decrease in which the current acquired SN is the largest in the past is checked. (Refer to FIG. 12, in the example in the figure, the degree of decrease is 5, and if k = 2, it counts up. If K = 6, it does not count up). When the processing in the SN order determination unit 201c and the processing in the SN decrease determination unit 202c are finished for all the packets subject to quality analysis, the throughput determination unit 204c and the end-to-end loss determination unit 203c are processed. Throughput determination unit 204c can determine the communication volume and throughput during the period from the difference information of the SN numbers as shown in equation (10). Further, the end-to-end packet loss can be calculated from the SN decrease total number by calculating a percentage of the SN number decrease decrease when the SN number decrease phenomenon that can be observed by sampling is not sampled as shown in the equation (11). The amount of packet loss when not sampled is calculated. The calculated result of the throughput determination unit 204 c and the result of the end-to-end loss determination unit 203 c are recorded in the quality result storage unit 400.

データ通信量=最大SN番号−最小SN番号 (10)   Data traffic = Maximum SN number-Minimum SN number (10)

Figure 2008017407
Figure 2008017407

(11)式は反復計算により解を得る。ここでsはサンプリング確率、kはSN低下の閾値(この低下度を越えたSN低下現象の数をカウントする)、Thはデータ通信量、CはSN低下総数、bはTCPのdelay ACKパラメタである。 Equation (11) obtains a solution by iterative calculation. Here, s is a sampling probability, k is a threshold for SN degradation (counting the number of SN degradation phenomena exceeding this degree of degradation), Th is the amount of data communication, C k is the total SN degradation, and b is a TCP delay ACK parameter. It is.

ここでEnd−to−Endパケットロス計算は、サンプリングのもとで観測できたSN低下現象の総数とサンプリングしなかった場合に観測できるはずのSN低下現象の総数の比(検知確率3)が分かればよいので、必ずしも(11)式のような式を用いて計算する必要はなく、事前にネットワークを調べておき、各サンプリング確率時の検知確率表3(パケットロス率、検知確率3)を調べてデータベース(DB)を作成し、以下の(12)、(13)の計算を何度か繰り返してEnd−to−Endパケットロスを計算してもかまわない。   Here, in the end-to-end packet loss calculation, the ratio (detection probability 3) of the total number of SN lowering phenomena that can be observed under sampling and the total number of SN lowering phenomena that can be observed without sampling is divided. Therefore, it is not always necessary to calculate using the equation (11). The network is examined in advance, and the detection probability table 3 (packet loss rate, detection probability 3) at each sampling probability is checked. The database (DB) may be created, and the following (12) and (13) calculations may be repeated several times to calculate the end-to-end packet loss.

Figure 2008017407
Figure 2008017407

Piをパケットロスと認識し、検知確率表3の該当パケットロス時の検知確率Qiを取得。(13)の計算を行う。   Recognize Pi as packet loss, and obtain detection probability Qi at the time of corresponding packet loss in detection probability table 3. (13) is calculated.

Figure 2008017407
Figure 2008017407

(13)の計算で得られた値を再度(12)に代入し、この計算を何度か反復する。   The value obtained by the calculation in (13) is substituted into (12) again, and this calculation is repeated several times.

(11)式や(12)、(13)式のXiの初期値は、一例としてCkの値や直前のパケットロス回数などを用いることが考えられるが、適当な値を使用しても解を得ることができる。   As an example, the initial value of Xi in equations (11), (12), and (13) may be the value of Ck or the number of previous packet losses, but the solution can be obtained even if an appropriate value is used. Obtainable.

次に計測装置1cにおける処理の流れを説明する。   Next, the flow of processing in the measuring device 1c will be described.

計測装置1cの全体の流れとしては、データ前処理部100a(図8)の処理を行った後、そこで分類/格納された情報をもとに、End−to−End品質推定部200c(図14)と、パケットロス方向特定部300b(図10)の処理が開始される。   The overall flow of the measuring device 1c is as follows. After the processing of the data preprocessing unit 100a (FIG. 8), the end-to-end quality estimation unit 200c (FIG. 14) is performed based on the information classified / stored there. ) And the processing of the packet loss direction specifying unit 300b (FIG. 10) is started.

ここで、データ前処理部100a(図9)と、パケットロス方向特定部300b(図10)の処理は、前記第一の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the processes of the data pre-processing unit 100a (FIG. 9) and the packet loss direction specifying unit 300b (FIG. 10) perform the same configuration / processing as in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

ここで図14は、End−to−End品質推定部200bにおける処理フローの概要を示している。   Here, FIG. 14 shows an outline of a processing flow in the end-to-end quality estimation unit 200b.

フロー情報格納部115から品質計測対象フローのData側パケットをEnd−to−End品質推定部200cに取り込むことにより、処理が開始される。本処理が処理D−1である。この処理終了後、処理D−2へ移動する。   The processing is started by fetching the Data-side packet of the quality measurement target flow from the flow information storage unit 115 into the End-to-End quality estimation unit 200c. This process is process D-1. After this process is completed, the process moves to process D-2.

処理D−2は品質計測対象期間中で今まで取り込んだパケットのシーケンス番号をSN順番判定部201bで判定する。過去に最小SN番号として記憶されていた情報を情報格納部205cから取り出し、現在取り込んだSN番号とを(14)式で比較する。   In the process D-2, the SN order determination unit 201b determines the sequence number of the packet captured so far during the quality measurement target period. Information stored as the minimum SN number in the past is extracted from the information storage unit 205c, and the currently acquired SN number is compared with equation (14).

現在取り込んだSN番号<過去に最小SN番号として記憶されていた情報 (14)
(14)式が真の場合、処理D−3へ移動する。偽の場合、処理D−4へ移動する。
Currently imported SN number <Information previously stored as the minimum SN number (14)
If the expression (14) is true, the process proceeds to process D-3. If it is false, the process proceeds to process D-4.

処理D−3では、現在取り込んだSN番号を最小SN番号と認識し、情報格納部205bへ記憶し、処理D−4へ移動する。   In process D-3, the currently acquired SN number is recognized as the minimum SN number, stored in the information storage unit 205b, and the process proceeds to process D-4.

処理D−4では、品質計測対象期間中で今まで取り込んだパケットのシーケンス番号をSN順番判定部201cで判定する。過去に最大SN番号として記憶されていた情報を情報格納部205cから取り出し、現在取り込んだSN番号とを(15)式で比較する。   In the process D-4, the SN order determination unit 201c determines the sequence number of the packet captured so far during the quality measurement target period. The information stored as the maximum SN number in the past is extracted from the information storage unit 205c, and the currently acquired SN number is compared with the equation (15).

現在取り込んだSN番号>過去に最大SN番号として記憶されていた情報 (15)
(15)式が真の場合、処理D−5へ移動する。偽の場合、処理D−6へ移動する。
SN number currently imported> Information previously stored as the maximum SN number (15)
If the expression (15) is true, the process proceeds to process D-5. In the case of false, it moves to process D-6.

処理D−5では、現在取り込んだSN番号を最大SN番号と認識し、情報格納部205cへ記憶し、処理D−6へ移動する。   In the process D-5, the currently acquired SN number is recognized as the maximum SN number, stored in the information storage unit 205c, and the process proceeds to the process D-6.

処理D−6では、過去に記憶されていたSN番号と今回取り込んだSN番号をSN低下判定部202cで比較する。SN低下の判定は、直前に得られたSN番号と今回の取得したSN番号を比較し、直前に得られたSN番号の方が大きい場合に、今回の取得SNが過去何番目に大きいかの低下度をチェックする。事前に設定しておいてSN低下度の閾値kと、今回の取得SNの低下度を比較し、今回取得の低下度が閾値以上の場合には、SN低下現象が発生したと認識する。SN低下現象が発生した場合には処理D−7へ、SN低下現象が発生していない場合には処理D−8へ移動する。   In the process D-6, the SN number stored in the past and the SN number captured this time are compared by the SN decrease determination unit 202c. The determination of SN decrease is made by comparing the SN number obtained immediately before and the SN number acquired this time, and when the SN number obtained immediately before is larger, what is the largest SN obtained this time? Check the degree of decline. The threshold value k of the SN decrease degree is set in advance and the decrease degree of the current acquired SN is compared. If the decrease degree of the current acquisition is equal to or greater than the threshold value, it is recognized that the SN decrease phenomenon has occurred. When the SN decrease phenomenon occurs, the process proceeds to process D-7. When the SN decrease phenomenon does not occur, the process proceeds to process D-8.

処理D−7では、情報格納部205cに格納されているSN低下総数をカウントアップ(+1)する。このSN低下総数は観測期間開始時にクリア(=0)する。SN低下総数の更新処理後、処理D−8へ移動する。   In the process D-7, the SN decrease total number stored in the information storage unit 205c is counted up (+1). This SN decrease total is cleared (= 0) at the start of the observation period. After the update process of the total number of SN decreases, the process proceeds to process D-8.

処理D−8では、観測期間対象期間のパケットをすべてSN順番判定部201cとSN低下判定部202cで読み込んだかどうかを確認する。まだ判定が終わっていないパケットが存在する場合には、次のパケットを読み込み、最大SN情報や最小SN情報、SN低下総数の更新処理を行うために、処理D−1に戻る。すべてのパケットの判定が終わっている場合には、その期間中の品質情報を算出するために、処理D−9へ移動する。   In the process D-8, it is confirmed whether or not all the packets in the observation period target period have been read by the SN order determination unit 201c and the SN decrease determination unit 202c. If there is a packet that has not been determined yet, the next packet is read, and the process returns to process D-1 in order to update the maximum SN information, the minimum SN information, and the total SN decrease. If all packets have been determined, the process moves to process D-9 to calculate quality information during that period.

処理D−9では、スループット判定部204cでスループット計算を行う。計算は最大SN番号と最小SN番号をもとに、(10)式で求める。スループット算出後、処理D−10へ移動する。   In process D-9, the throughput determining unit 204c performs throughput calculation. The calculation is obtained by equation (10) based on the maximum SN number and the minimum SN number. After calculating the throughput, the process proceeds to process D-10.

処理D−10では、End−to−Endロス判定部203cでEnd−to−Endパケットロスの計算を行う。計算は観測したSN低下総数を、検知確率#3(サンプリングのもとで観測できたSN低下現象の総数とサンプリングしなかった場合に観測できるはずのSN低下現象の総数の比)で除算することにより、計算することができる。この検知確率#3は、(11)式のように統計モデルを仮定して計算でもとめてもかまわないし、(12)、(13)式のように過去のネットワークの状況を調べてデータベースを作成しておいて計算する形式でもかまわない。この処理によりEnd−to−End品質推定部200cの処理を終了する。   In process D-10, the end-to-end packet loss is calculated by the end-to-end loss determination unit 203c. The calculation is to divide the total number of observed SN degradation by detection probability # 3 (the ratio of the total number of SN degradation phenomena that can be observed under sampling to the total number of SN degradation phenomena that should be observable without sampling). Can be calculated. This detection probability # 3 can be calculated by assuming a statistical model as shown in equation (11), or a database is created by examining past network conditions as shown in equations (12) and (13). However, it may be in the form of calculation. With this process, the process of the end-to-end quality estimation unit 200c ends.

以上が本発明による第二の実施形態における計測装置1cの処理内容である。   The above is the processing content of the measuring device 1c in the second embodiment of the present invention.

従来の技術においては、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量と、送信端末−計測器間で発生したパケットロスをカウントするときに、すべてのパケットを観測し、パケットロスが発生(重複ACK発生時)毎に、失われていたパケットが過去に通過したかどうかを確認して、パケットロスが計測器−受信端末間で発生したものか、送信端末−計測器間で発生したものかを判定していた。このため、サンプリングしたパケット群に対してこの計算手法を適用すると、すべての重複ACKを観測することができないために、End−to−Endで発生したパケットロス数を本来の値よりも相当低く見積ることとなる。さらに重複ACK発生時、過去に通過したシーケンス番号を確認し、再送が促されているパケットが失われているとその現象数を計測器−受信端末間で発生パケットロスとしてみなす。これは再送が促されているパケットが、本当にパケットロスで通過しなかったのか、サンプリングにより観測できなかったのかを考慮していないため、計測器−受信端末間パケットロス量と送信端末−計測器間パケットロスが本来と全く異なる分類をされている。   In the conventional technology, when counting the amount of packet loss that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal and the packet loss that occurs between the transmitting terminal and the measuring instrument, all packets are observed and packet loss occurs (duplication Every time an ACK occurs), check whether the lost packet has passed in the past, and whether the packet loss occurred between the measuring instrument and the receiving terminal or whether it occurred between the transmitting terminal and the measuring instrument Was judged. For this reason, when this calculation method is applied to the sampled packet group, all duplicate ACKs cannot be observed, and therefore the number of packet losses generated in End-to-End is estimated to be considerably lower than the original value. It will be. Further, when a duplicate ACK occurs, the sequence number passed in the past is confirmed, and if a packet for which retransmission is promoted is lost, the number of phenomena is regarded as a generated packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal. This is because it does not consider whether the packet that is being retransmitted really did not pass due to packet loss or could not be observed by sampling, so the amount of packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal and the transmitting terminal-measuring instrument The inter-packet loss is classified completely different from the original.

一方、本実施形態では、End−to−Endパケットロスの計測手法として、サンプリング計測で観測したSN低下現象数から、統計学的手法を用いて、本来のSN低下現象数を予測して、パケットロスと計上している。このためすべてのSN低下現象数を検知することができなくても、本来のSN低下現象数を予測することが可能となる。また同様に、再送が促されているシーケンス番号が過去に通過した量を、サンプリングで観測した値をもとに、統計学的手法を用いて、すべてのパケットを観測した場合の本来の量を予測して、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量としている。このためサンプリングにより、すべてのシーケンス番号を記録していない場合でも、再送が促されているシーケンス番号が過去に通過した量を予測することが可能となる。また同様に、サンプリング時にEnd−to−Endパケットロスの値と、計測器−受信端末間パケットロスの値を予測できるようになることから、送信端末−計測器間パケットロスの値も予測することができる。   On the other hand, in this embodiment, as an end-to-end packet loss measurement method, a statistical method is used to predict the original SN decrease phenomenon number from the number of SN decrease phenomena observed by sampling measurement, and the packet Loss is recorded. For this reason, even if it is not possible to detect all the SN lowering phenomenon numbers, it is possible to predict the original SN lowering phenomenon number. Similarly, the original amount when all packets are observed using a statistical method based on the value of the sequence number that has been urged to be retransmitted in the past based on the value observed by sampling. The amount of packet loss generated between the measuring instrument and the receiving terminal is predicted. For this reason, by sampling, even when not all sequence numbers are recorded, it is possible to predict the amount of sequence numbers that have been urged to be retransmitted in the past. Similarly, since the value of the end-to-end packet loss and the value of the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal can be predicted at the time of sampling, the value of the packet loss between the transmitting terminal and the measuring instrument is also predicted. Can do.

これらサンプリング計測手法を使用することで、計測するフローのすべてのパケットをすべて取得できない状況においても、通信品質、「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を正しく計測することができる。また、フローの品質を計測するのに、すべてのパケットに対して処理を行う必要がなくなるため、計測器に高い演算能力を必要としなくなる。   By using these sampling measurement methods, communication quality, “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “transmitting terminal—measurement” even in a situation where not all packets of the flow to be measured can be acquired. It is possible to correctly measure “inter-device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. In addition, since it is not necessary to perform processing on all packets in order to measure the quality of the flow, the measuring instrument does not need high calculation capability.

本実施形態は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。従ってBIC−TCPやFastTCPやHSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   In the present embodiment, for the sake of simplification, the description has been given with the apparatus that measures the quality of TCP communication. However, the order of the data sequence is described in the transmission data, and there is a retransmission mechanism for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols having a retransmission mechanism such as BIC-TCP, FastTCP, HSTCP, SCTP, and DCCP.

また適用領域としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図1の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。   As an application area, not only the state of FIG. 1 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format that can acquire data is inserted in the middle between communication terminals, and the network to be measured and traffic are affected. The form shown in FIG. 3 is also possible. The data relay terminal in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal that has been transferred with a changed protocol or that has a load balance function or bandwidth control function.

図13は本発明におけるネットワークの適用領域を示す。   FIG. 13 shows the application area of the network in the present invention.

また図15は本発明による計測装置1dの第三の実施形態の構成を示すブロック図である。   FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the measuring apparatus 1d according to the present invention.

第三の実施形態における通信端末2bと通信端末3bは、第一の実施形態や第二の実施形態でのデータ送信部21、31とデータ受信部22、32に加え、End−to−End品質計測部23、33とから構成される。   In the communication terminal 2b and the communication terminal 3b in the third embodiment, the end-to-end quality is added to the data transmission units 21 and 31 and the data reception units 22 and 32 in the first embodiment and the second embodiment. It consists of measuring units 23 and 33.

第三の実施形態の計測装置1dは、分岐装置からのデータ入力であるデータ受信部111とデータ受信部112と、データ受信部111、112で入力されたパケットをN個に一個の確率でパケット情報を取得するサンプリング処理部113と、取得したパケットの中の情報を用いてフロー分類するフロー識別部114と、その結果を記憶するフロー情報格納部115と、から構成されるデータ前処理部100aと、
通信端末のEnd−to−End品質計測部22、32から情報を取得し、End−to−Endスループットを取得するスループット判定部204dと、End−to−Endパケットロスを取得するEnd−to−Endパケットロス判定部203dと、から構成されるEnd−to−End品質推定部200dと、
フロー情報格納部115から通過パケットのシーケンス番号(SN)を抽出するSN情報管理部301bと、その結果を記憶しておく通過SN記憶部303bと、フロー情報格納部115から情報を抽出しACK番号の連続度とSNの関係をチェックする重複ACK判定部302bと、チェック対象の事象が発生した回数を記憶する対象事象記憶部304bと、その情報を元に計測器−受信端末間で発生したパケットロス数/率を計算する計測器−受信端末間ロス判定部305bと、End−to−Endロス情報と計測器−受信端末間ロス情報とから送信端末−計測器間ロス数/率を判定する送信端末−計測器間ロス判定部306bと、から構成されるパケットロス方向特定部300bと、
End−to−End品質推定部200dの結果とパケットロス方向特定部300bの結果を記憶しておく品質結果格納部400と、から構成される。
The measuring device 1d according to the third embodiment has a probability of one out of every N packets received by the data receiving unit 111, the data receiving unit 112, and the data receiving units 111 and 112, which are data inputs from the branching device. A data preprocessing unit 100a including a sampling processing unit 113 that acquires information, a flow identification unit 114 that performs flow classification using information in the acquired packet, and a flow information storage unit 115 that stores the result. When,
A throughput determination unit 204d that acquires information from the end-to-end quality measurement units 22 and 32 of the communication terminal and acquires an end-to-end throughput; and an end-to-end packet loss that acquires an end-to-end packet loss An end-to-end quality estimation unit 200d composed of a packet loss determination unit 203d,
An SN information management unit 301b that extracts a sequence number (SN) of a passing packet from the flow information storage unit 115, a passing SN storage unit 303b that stores the result, and an ACK number that extracts information from the flow information storage unit 115 A duplicate ACK determination unit 302b that checks the relationship between the continuity and SN, a target event storage unit 304b that stores the number of times that a check target event has occurred, and a packet that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal based on that information Measuring device-receiving terminal loss determination unit 305b for calculating the number of losses / rate, and determining the number / rate of transmission terminal-measuring device loss from end-to-end loss information and measuring device-receiving terminal loss information. A packet loss direction specifying unit 300b including a transmission terminal-measuring device loss determination unit 306b,
It comprises a quality result storage unit 400 that stores the result of the end-to-end quality estimation unit 200d and the result of the packet loss direction identification unit 300b.

ここで、データ前処理部100aと、パケットロス方向特定部300bと、品質結果格納部400は、前記第一、第二の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the data preprocessing unit 100a, the packet loss direction specifying unit 300b, and the quality result storage unit 400 perform the same configuration / processing as in the first and second embodiments, and thus the description thereof is omitted.

本実施形態での通信端末2bでは、データ送信部21でデータ送信、データ受信部22でデータ受信を行うとともに、End−to−End通信品質計測23で、スループットとEnd−to−Endパケットロスをカウントしておく。ここでEnd端末でのスループットやEnd−to−Endパケットロス、あるいはパケット再送数は、標準的なオペレーティングシステムであれば、多くの場合カウント可能である。オペレーティングシステムで取得できない場合には、標準的な全パケットを観測しての品質計測、該当フローのスループットとEnd−to−Endパケットロス、を算出してもかまわない。スループットとEnd−to−Endパケットロスを計測すると、そのフロー情報とその品質を計測した時刻を刻印し、結果を計測装置1dへ送付する。   In the communication terminal 2b in the present embodiment, the data transmission unit 21 performs data transmission, the data reception unit 22 receives data, and the end-to-end communication quality measurement 23 determines the throughput and the end-to-end packet loss. Keep counting. Here, the throughput at the end terminal, the end-to-end packet loss, or the number of packet retransmissions can be counted in many cases with a standard operating system. If the operating system cannot obtain the quality, the quality measurement by observing all standard packets, the throughput of the corresponding flow, and the end-to-end packet loss may be calculated. When the throughput and the end-to-end packet loss are measured, the flow information and the time when the quality is measured are marked, and the result is sent to the measuring device 1d.

本実施形態での通信端末3bも通信端末2bと同様の働きをするため、説明は省略する。   Since the communication terminal 3b in the present embodiment also functions in the same manner as the communication terminal 2b, description thereof is omitted.

本実施形態でのEnd−to−End品質推定部200dでは、指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にEnd−to−End通信品質解析を行う。スループット判定部204dでは、End−to−End品質計測部23あるいはEnd−to−End品質計測部33で計測したスループット情報を受信し、該当フロー情報の該当時間のデータとして品質結果核の部400に記録する。またEnd−to−Endロス判定部203dでも、End−to−End品質計測部23あるいはEnd−to−End品質計測部33で計測したEnd−to−Endパケットロス情報を受信し、該当フロー情報の該当時間のデータとして品質結果情報400に記録する。   The end-to-end quality estimation unit 200d in the present embodiment performs an end-to-end communication quality analysis at a specified time range or at certain intervals. The throughput determining unit 204d receives the throughput information measured by the end-to-end quality measuring unit 23 or the end-to-end quality measuring unit 33, and sends it to the quality result nucleus unit 400 as data of the corresponding flow information at a corresponding time. Record. Also, the end-to-end loss determination unit 203d receives the end-to-end packet loss information measured by the end-to-end quality measurement unit 23 or the end-to-end quality measurement unit 33, and receives the corresponding flow information. Recorded in the quality result information 400 as data of the corresponding time.

本実施形態ではEnd−to−Endの品質、スループットとEnd−to−Endパケットロスを、通信端末2bや3b内で計測するとしたが、計測器外部でEnd−to−Endの品質、スループットとEnd−to−Endパケットロス、を計測し、その結果を計測装置1dに入力する形式であればよい。計測器外部でEnd−to−Endの品質を計測するというのは、ルータやネットワーク解析装置で計測することを指す。   In the present embodiment, End-to-End quality, throughput and End-to-End packet loss are measured in the communication terminals 2b and 3b. However, End-to-End quality, throughput and End are measured outside the measuring instrument. Any format may be used as long as it measures -to-End packet loss and inputs the result to the measurement apparatus 1d. Measuring the end-to-end quality outside the measuring instrument means measuring with a router or a network analysis device.

次に、計測装置1dにおける処理の流れを説明する。   Next, the flow of processing in the measuring device 1d will be described.

計測装置1dの全体の流れとしては、データ前処理部100aの処理(図8)を行った後、そこで分類/格納された情報をもとに、End−to−End品質推定部200dの処理(図17)と、パケットロス方向特定部300b(の処理図10)が開始される。   The overall flow of the measuring device 1d is as follows. After the processing of the data preprocessing unit 100a (FIG. 8), the processing of the end-to-end quality estimation unit 200d (based on the information classified / stored there ( 17) and the packet loss direction specifying unit 300b (processing diagram 10) are started.

ここで、データ前処理部100a(図8)と、パケットロス方向特定部300b(図10)の処理は、前記第一の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the processing of the data pre-processing unit 100a (FIG. 8) and the packet loss direction specifying unit 300b (FIG. 10) perform the same configuration / processing as in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

ここで図17は、End−to−End品質推定部200dにおける処理フローの概要を示している。   Here, FIG. 17 shows an outline of a processing flow in the end-to-end quality estimation unit 200d.

通信端末2bのEnd−to−End品質測定部23や通信端末3bのEnd−to−End品質測定部33からEnd−to−End品質結果を受信することにより、処理が開始される。   The processing is started by receiving the End-to-End quality result from the End-to-End quality measurement unit 23 of the communication terminal 2b and the End-to-End quality measurement unit 33 of the communication terminal 3b.

処理E−1では、受信情報からEnd−to−Endパケットロス情報を取り出し、該当フロー情報の該当時間のデータとして品質結果情報格納部400に記録する。この処理終了後、処理E−2へ移動する。   In the process E-1, End-to-End packet loss information is extracted from the received information, and is recorded in the quality result information storage unit 400 as data of a corresponding time of the corresponding flow information. After this process is completed, the process moves to process E-2.

処理E−2では、受信情報からEnd−to−Endのスループット情報を取り出し、該当フロー情報の該当時間のデータとして品質結果情報格納部400に記録する。この処理によりEnd−to−End品質推定部200dの処理を終了する。   In the process E-2, end-to-end throughput information is extracted from the received information, and is recorded in the quality result information storage unit 400 as data of a corresponding time of the corresponding flow information. With this process, the process of the end-to-end quality estimation unit 200d is terminated.

上記処理フロー概要は通信端末2bのEnd−to−End品質測定部23や通信端末3bのEnd−to−End品質測定部33から情報を受信する毎に処理を行う。   The processing flow outline is processed every time information is received from the end-to-end quality measurement unit 23 of the communication terminal 2b and the end-to-end quality measurement unit 33 of the communication terminal 3b.

以上が本発明による第三の実施形態における計測装置1dの処理内容である。   The above is the processing content of the measuring device 1d according to the third embodiment of the present invention.

従来の技術においては、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量と、送信端末−計測器間で発生したパケットロスをカウントするときに、すべてのパケットを観測し、パケットロスが発生(重複ACK発生時)毎に、失われていたパケットが過去に通過したかどうかを確認して、パケットロスが計測器−受信端末間で発生したものか、送信端末−計測器間で発生したものかを判定していた。このため、サンプリングしたパケット群に対してこの計算手法を適用すると、すべての重複ACKを観測することができないために、End−to−Endで発生したパケットロス数を本来の値よりも相当低く見積ることとなる。さらに重複ACK発生時、過去に通過したシーケンス番号を確認し、再送が促されているパケットが失われているとその現象数を計測器−受信端末間で発生パケットロスとしてみなす。これは再送が促されているパケットが、本当にパケットロスで通過しなかったのか、サンプリングにより観測できなかったのかを考慮していないため、計測器−受信端末間パケットロス量と送信端末−計測器間パケットロスが本来と全く異なる分類をされている。   In the conventional technology, when counting the amount of packet loss that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal and the packet loss that occurs between the transmitting terminal and the measuring instrument, all packets are observed and packet loss occurs (duplication Every time an ACK occurs), check whether the lost packet has passed in the past, and whether the packet loss occurred between the measuring instrument and the receiving terminal or whether it occurred between the transmitting terminal and the measuring instrument Was judged. For this reason, when this calculation method is applied to the sampled packet group, all duplicate ACKs cannot be observed, and therefore the number of packet losses generated in End-to-End is estimated to be considerably lower than the original value. It will be. Further, when a duplicate ACK occurs, the sequence number passed in the past is confirmed, and if a packet for which retransmission is promoted is lost, the number of phenomena is regarded as a generated packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal. This is because it does not consider whether the packet that is being retransmitted really did not pass due to packet loss or could not be observed by sampling, so the amount of packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal and the transmitting terminal-measuring instrument The inter-packet loss is classified completely different from the original.

一方、本実施形態では、End−to−End通信品質を通信端末で計測を行っている。通信端末はパケットが集約される前の段階であるため、個々の端末ではEnd−to−End通信品質を計測するために必要なCPUやメモリ、バス帯域などの処理能力を低く抑えることができる。End−to−End通信品質はネットワークのどこで計測してもほぼ同じ値を得ることができるので、この処理を計測装置1d以外の端末で行うことによって、計測装置1dの処理負荷を軽減することができる。また、再送が促されているシーケンス番号が過去に通過した量を、サンプリングで観測した値をもとに、統計学的手法を用いて、すべてのパケットを観測した場合の本来の量を予測して、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量としている。このためサンプリングにより、すべてのシーケンス番号を記録していない場合でも、再送が促されているシーケンス番号が過去に通過した量を予測することが可能となる。また同様に、サンプリング時にEnd−to−Endパケットロスの値と、計測器−受信端末間パケットロスの値を予測できるようになることから、送信端末−計測器間パケットロスの値も予測することができる。   On the other hand, in this embodiment, the end-to-end communication quality is measured by the communication terminal. Since the communication terminal is in a stage before the packets are aggregated, the processing capability such as CPU, memory, and bus bandwidth necessary for measuring the end-to-end communication quality can be kept low in each terminal. Since the end-to-end communication quality can be obtained at almost the same value regardless of where it is measured in the network, the processing load on the measuring device 1d can be reduced by performing this processing at a terminal other than the measuring device 1d. it can. In addition, based on the value of the sequence number that has been urged to be retransmitted in the past, based on the value observed by sampling, the statistical amount is used to predict the original amount when all packets are observed. The amount of packet loss generated between the measuring instrument and the receiving terminal. For this reason, by sampling, even when not all sequence numbers are recorded, it is possible to predict the amount of sequence numbers that have been urged to be retransmitted in the past. Similarly, since the value of the end-to-end packet loss and the value of the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal can be predicted at the time of sampling, the value of the packet loss between the transmitting terminal and the measuring instrument is also predicted. Can do.

これらサンプリング計測手法を使用することで、計測するフローのすべてのパケットをすべて取得できない状況においても、通信品質、「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を正しく計測することができる。また、これらのフローの品質を計測するのに、ネットワークのどこで計測しても同じ値を得られる品質は計測装置以外の場所で計測し、この場所でしか計測できない品質を計測装置で計測し、計測場所を分離することにより、計測装置での処理負荷を軽減することができる。またこの計測装置では、すべてのパケットに対して処理を行う必要がなくなるため、計測器に高い演算能力を必要としなくなる。   By using these sampling measurement methods, communication quality, “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “transmitting terminal—measurement” even in a situation where not all packets of the flow to be measured can be acquired. It is possible to correctly measure “inter-device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. In order to measure the quality of these flows, the quality that can be obtained anywhere in the network is measured at a place other than the measuring device, and the quality that can only be measured at this place is measured by the measuring device. By separating the measurement locations, the processing load on the measurement device can be reduced. In addition, in this measuring device, it is not necessary to perform processing on all packets, so that the measuring instrument does not need high calculation capability.

本実施形態は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。従ってBIC−TCPやFastTCPやHSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   In the present embodiment, for the sake of simplification, the description has been given with the apparatus that measures the quality of TCP communication. However, the order of the data sequence is described in the transmission data, and there is a retransmission mechanism for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols having a retransmission mechanism such as BIC-TCP, FastTCP, HSTCP, SCTP, and DCCP.

また適用領域としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図13の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。 図18は本発明による計測装置1eの第四の実施形態の構成を示すブロック図である。   As an application area, not only the state of FIG. 13 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format capable of acquiring data is inserted in the middle between communication terminals to affect the network to be measured and traffic. The form shown in FIG. 3 is also possible. The data relay terminal in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal that has been transferred with a changed protocol or that has a load balance function or bandwidth control function. FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the measuring apparatus 1e according to the present invention.

第四の実施形態の計測装置1eは、分岐装置からのデータ入力であるデータ受信部111とデータ受信部112と、データ受信部111、112で入力されたパケットをN個に一個の確率でパケット情報を取得するサンプリング処理部113と、取得したパケットの中の情報を用いてフロー分類するフロー識別部114と、その結果を記憶するフロー情報格納部115と、から構成されるデータ前処理部100aと、
End−to−End品質計測を行うためのEnd−to−End品質推定部200eと、
フロー情報格納部115から通過パケットのシーケンス番号(SN)を抽出するSN情報管理部301cと、その結果を記憶しておく通過SN記憶部303cと、フロー情報格納部115から情報を抽出し、通過パケットのシーケンス番号が過去に計測装置1eを通過した経験があるかどうかをチェックする再SN確認部302cと、チェック対象の事象(再SN現象)が発生した回数を記憶する対象事象記憶部304cと、その情報を元に計測器−受信端末間で発生したパケットロス数/率を計算する計測器−受信端末間ロス判定部305cと、End−to−Endロス情報と計測器−受信端末間ロス情報とから送信端末−計測器間ロス数/率を判定する送信端末−計測器間ロス判定部306bと、から構成されるパケットロス方向特定部300cと、
End−to−End品質推定部200eの結果とパケットロス方向特定部300cの結果を記憶しておく品質結果格納部400と、から構成される。
The measuring device 1e according to the fourth embodiment has a probability of one out of every N packets received by the data receiving unit 111, the data receiving unit 112, and the data receiving units 111 and 112, which are data inputs from the branching device. A data preprocessing unit 100a including a sampling processing unit 113 that acquires information, a flow identification unit 114 that performs flow classification using information in the acquired packet, and a flow information storage unit 115 that stores the result. When,
An end-to-end quality estimation unit 200e for performing end-to-end quality measurement;
An SN information management unit 301c that extracts a sequence number (SN) of a passing packet from the flow information storage unit 115, a passing SN storage unit 303c that stores the result, and information that is extracted from the flow information storage unit 115 A re-SN confirmation unit 302c for checking whether or not the packet sequence number has passed through the measuring device 1e in the past, and a target event storage unit 304c for storing the number of times an event to be checked (re-SN phenomenon) has occurred. A loss determination unit 305c between the measuring device and the receiving terminal that calculates the number / rate of packet loss generated between the measuring device and the receiving terminal based on the information; End-to-End loss information and loss between the measuring device and the receiving terminal A packet loss direction specification composed of a transmission terminal-measuring device loss determination unit 306b that determines the number / rate of transmission terminal-measuring device loss / rate based on information. And 300c,
A quality result storage unit 400 that stores the result of the end-to-end quality estimation unit 200e and the result of the packet loss direction identification unit 300c is configured.

ここで、データ前処理部100aと、品質結果格納部400は、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the data preprocessing unit 100a and the quality result storage unit 400 perform the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments, and thus the description thereof is omitted.

ここでのEnd−to−End品質推定部200eは、End−to−End品質が計算できる方式であればどのような方式でもかまわない。例えば、前記第一の実施形態(End−to−End品質推定部200a)か、前記第二の実施形態(End−to−End品質推定部200b)か、前記第三の実施形態(End−to−End品質推定部200c)のいずれか一つや、あるいはこれらを同時に複数計算してその結果のいずれか一つを採用する方法などが考えられる。その採用方法の一例は、各方式での計測対象を観測できる確率(検知確率)が高いものを採用したりする方法が考えられる。End−to−End品質推定部200aやEnd−to−End品質推定部200bやEnd−to−End品質推定部200cは、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   The end-to-end quality estimation unit 200e here may be any method as long as the end-to-end quality can be calculated. For example, the first embodiment (End-to-End quality estimation unit 200a), the second embodiment (End-to-End quality estimation unit 200b), the third embodiment (End-to -Any end quality estimation unit 200c), or a method of calculating a plurality of these simultaneously and adopting any one of the results may be considered. As an example of the adoption method, a method of adopting a method having a high probability (detection probability) of observing a measurement object in each method is conceivable. The end-to-end quality estimation unit 200a, the end-to-end quality estimation unit 200b, and the end-to-end quality estimation unit 200c perform the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments. Since it does, description is abbreviate | omitted.

本実施形態でのパケットロス方向特定部300cでは、指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にパケットロス方向特定処理を行う。ここで品質解析の開始時刻や終了時刻は、必ずしもEnd−to−End品質推定部200eと完全に一致させなくてもかまわない。SN情報管理部301cはフロー情報格納部115から該当フローのData側パケット取り出し、存在するシーケンス番号を通過SN記憶部303cに格納する。このとき、各シーケンス番号とそれが何回目の通過かも記録しておく。再SN確認部302cでは通過SN記憶部303bから通過回数が二度以上となっているシーケンス番号を見つけ、その個数を対象事象数記録部304cへ記録する。品質解析対象のパケットすべてに対してSN情報管理部301cでの処理と再SN確認部302cの処理が終了すると、計測器−受信端末間ロス判定部305cでの処理と送信端末−計測器間ロス判定部306bでの処理を行う。計測器−受信端末間ロス判定部305cでは、該当フローの対象事象数記録部304cの情報を取得し、(16)式を計算することにより、計測器−受信端末間ロス回数を計算する。   The packet loss direction specifying unit 300c in the present embodiment performs a packet loss direction specifying process at a specified time range or at certain intervals. Here, the start time and the end time of the quality analysis do not necessarily have to completely coincide with the end-to-end quality estimation unit 200e. The SN information management unit 301c extracts the data-side packet of the corresponding flow from the flow information storage unit 115, and stores the existing sequence number in the passing SN storage unit 303c. At this time, record each sequence number and how many times it passes. The re-SN confirmation unit 302c finds a sequence number in which the number of passages is two or more from the passage SN storage unit 303b, and records the number in the target event number recording unit 304c. When the processing in the SN information management unit 301c and the processing in the re-SN confirmation unit 302c are completed for all packets subject to quality analysis, the processing in the loss determination unit 305c between the measuring instrument and the receiving terminal and the loss between the transmitting terminal and the measuring device Processing in the determination unit 306b is performed. The measuring instrument-receiving terminal loss determination unit 305c obtains the information of the target event number recording unit 304c of the corresponding flow, and calculates the number of losses between the measuring instrument-receiving terminal by calculating equation (16).

Figure 2008017407
Figure 2008017407

ここでDは本実施形態での対象事象数、sはサンプリング確率を指す。これはシーケンス番号が二度以上観測される数を計算している(図19参照)。シーケンス番号が二度観測されるということは、一度目通過のパケットがロスし、なおかつそのロスが計測器−受信端末間で発生したことを意味しており、計測した対象事象と、現在のサンプリング率の元でその数を観測できる確率から、本来の計測器−受信端末間ロスを計算する。 Here, D is the number of target events in the present embodiment, and s is the sampling probability. This calculates the number at which the sequence number is observed more than once (see FIG. 19). The fact that the sequence number is observed twice means that the first-pass packet has been lost and that loss has occurred between the measuring instrument and the receiving terminal. From the probability that the number can be observed under the rate, the original loss between the measuring instrument and the receiving terminal is calculated.

(16)式により、計測器−受信端末間パケットロスを算出後、End−to−Endパケットロスからその値を引くことにより、送信端末−計測器間パケットロスを算出することができる。   After calculating the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal by the equation (16), the packet loss between the transmitting terminal and the measuring instrument can be calculated by subtracting the value from the end-to-end packet loss.

次に図20を参照して、計測装置1eにおける処理の流れを説明する。   Next, with reference to FIG. 20, the flow of processing in the measuring apparatus 1e will be described.

計測装置1eの全体の流れとしては、データ前処理部100aの処理(図8)を行った後、そこで分類/格納された情報をもとに、End−to−End品質推定部200eと、パケットロス方向特定部300bの処理が開始される。   The overall flow of the measuring device 1e is as follows. After the processing of the data preprocessing unit 100a (FIG. 8) is performed, the end-to-end quality estimation unit 200e and the packet are processed based on the information classified / stored there. The process of the loss direction identification unit 300b is started.

ここで、データ前処理部100a(図7)の処理は、前記第一の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the processing of the data preprocessing unit 100a (FIG. 7) performs the same configuration / processing as in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

またEnd−to−End品質推定部200eの処理は、End−to−End品質が計算できる方式であればどのような方式でもかまわない。例えば、前記第一の実施形態(End−to−End品質推定部200a)か、前記第二の実施形態(End−to−End品質推定部200b)か、前記第三の実施形態(End−to−End品質推定部200c)のいずれか一つや、あるいはこれらを同時に複数計算してその結果のいずれか一つを採用する方法などが考えられる。End−to−End品質推定部200aやEnd−to−End品質推定部200bやEnd−to−End品質推定部200cは、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   The processing of the end-to-end quality estimation unit 200e may be any method as long as the end-to-end quality can be calculated. For example, the first embodiment (End-to-End quality estimation unit 200a), the second embodiment (End-to-End quality estimation unit 200b), the third embodiment (End-to -Any end quality estimation unit 200c), or a method of calculating a plurality of these simultaneously and adopting any one of the results may be considered. The end-to-end quality estimation unit 200a, the end-to-end quality estimation unit 200b, and the end-to-end quality estimation unit 200c perform the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments. Since it does, description is abbreviate | omitted.

図20では、パケットロス方向特定部300cにおける処理フローの概要を示している。   FIG. 20 shows an outline of a processing flow in the packet loss direction specifying unit 300c.

フロー情報格納部115から品質計測対象フローのData側のみをパケットロス方向特定部300cに取り込むことにより、処理が開始される。本処理が処理F−1である。この処理終了後、処理F−2へ移動する。   Processing is started by fetching only the Data side of the quality measurement target flow from the flow information storage unit 115 into the packet loss direction specifying unit 300c. This process is process F-1. After this process is completed, the process moves to process F-2.

処理F−2では、SN情報管理部301cでシーケンス番号の管理を行う。取得したパケットが該当フローのACK側情報であった場合、何の処理も行わずに処理F−4へ移動する。該当フローのデータ側パケットであった場合、処理F−3へ移動する。   In the process F-2, the SN information management unit 301c manages sequence numbers. If the acquired packet is the ACK side information of the corresponding flow, the process moves to process F-4 without performing any process. If the packet is on the data side of the flow, the process moves to process F-3.

処理F−3では、SN情報管理部301cが取得したパケットのシーケンス番号を通過SN記憶部303cへ記録する。該当シーケンス番号が過去に通過したことがある場合には何度目の通過かの情報も追記し、処理F−4へ移動する。   In the process F-3, the sequence number of the packet acquired by the SN information management unit 301c is recorded in the passing SN storage unit 303c. If the corresponding sequence number has passed in the past, information on how many times it has passed is additionally written, and the process proceeds to process F-4.

処理F−4では、再SN確認部302cの処理を行う。再SNで確認することは、通過シーケンス番号を順番に確認していく。シーケンス番号の低下が発生しなければ処理F−7へ移動する。シーケンス番号の低下が発生した場合、処理F−5へ移動する。   In process F-4, the process of the re-SN confirmation unit 302c is performed. Confirming with the re-SN confirms the passing sequence numbers in order. If the sequence number does not decrease, the process moves to process F-7. When the sequence number is lowered, the process proceeds to process F-5.

処理F−5では、再SN確認部302cが通過SN管理部303cをチェックして、現在のシーケンス番号が初めての観測されたものか、二度目以降の観測かをチェックする。はじめての観測であった場合は処理F−7へ、二度目以降の通過であった場合には処理F−6へ移動する。   In process F-5, the re-SN confirmation unit 302c checks the passing SN management unit 303c to check whether the current sequence number is observed for the first time or the second time or later. If it is the first observation, the process proceeds to process F-7, and if it is the second and subsequent passes, the process proceeds to process F-6.

処理F−6では、対象事象数記録部304cから現パケットの所属するフローの対象事象数を読み込み、カウントアップし、更新した情報を再び格納する。この処理後、F−7へ移動する。   In process F-6, the target event number of the flow to which the current packet belongs is read from the target event number recording unit 304c, counted up, and the updated information is stored again. After this processing, the process moves to F-7.

処理F−7では、観測期間対象期間のパケットをすべてSN情報管理部301cと再SN確認部303bで読み込んだかどうかを確認する。まだ判定が終わっていないパケットが存在する場合には、次のパケットを読み込み、SN番号の通過チェックや対象事象のカウントの更新処理を行うため、処理F−1に戻る。すべてのパケットの判定が終わっている場合には、その期間中の品質情報を算出するために、処理F−8へ移動する。   In the process F-7, it is confirmed whether or not all the packets in the observation period target period have been read by the SN information management unit 301c and the re-SN confirmation unit 303b. If there is a packet that has not yet been determined, the next packet is read, and the process returns to process F- 1 in order to check the passage of the SN number and update the target event count. If all packets have been determined, the process moves to process F-8 in order to calculate quality information during that period.

処理F−8では、計測器−受信端末間ロス判定部305cで、計測器−受信端末間パケットロスを計算する。計測器−受信端末間パケットロス数は、サンプリング確率からパケットの再送パケット(通常の送信と、そのパケットの再送時の送信)の両方を観測できる確率から計算することができる。その一例の計算方法としては、(16)式のようなものがある。この処理終了後、処理F−9へ移動する。   In process F-8, the measuring instrument-receiving terminal loss determination unit 305c calculates the measuring instrument-receiving terminal packet loss. The number of packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal can be calculated from the probability of observing both the packet retransmission packet (normal transmission and transmission at the time of retransmission of the packet) from the sampling probability. As an example of the calculation method, there is a formula (16). After this process is completed, the process moves to process F-9.

処理F−9では、送信端末−計測器間ロス判定部306bで、(9)式の計算を行うことにより、送信端末−計測器間パケットロス数を求める。この処理により、パケットロス方向判定部300bの処理を終了する。   In the process F-9, the transmission terminal-measuring device loss determination unit 306b calculates the number of packet loss between the transmitting terminal and the measuring device by calculating the equation (9). With this process, the process of the packet loss direction determination unit 300b is terminated.

以上が本発明による第四の実施形態における計測装置1eの処理内容である。   The above is the processing content of the measuring device 1e according to the fourth embodiment of the present invention.

従来の技術においては、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量と、送信端末−計測器間で発生したパケットロスをカウントするときに、すべてのパケットを観測し、パケットロスが発生(重複ACK発生時)毎に、失われていたパケットが過去に通過したかどうかを確認して、パケットロスが計測器−受信端末間で発生したものか、送信端末−計測器間で発生したものかを判定していた。このため、サンプリングしたパケット群に対してこの計算手法を適用すると、すべての重複ACKを観測することができないために、End−to−Endで発生したパケットロス数を本来の値よりも相当低く見積ることとなる。さらに重複ACK発生時、過去に通過したシーケンス番号を確認し、再送が促されているパケットが失われているとその現象数を計測器−受信端末間で発生パケットロスとしてみなす。これは再送が促されているパケットが、本当にパケットロスで通過しなかったのか、サンプリングにより観測できなかったのかを考慮していないため、計測器−受信端末間パケットロス量と送信端末−計測器間パケットロスが本来と全く異なる分類をされている。   In the conventional technology, when counting the amount of packet loss that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal and the packet loss that occurs between the transmitting terminal and the measuring instrument, all packets are observed and packet loss occurs (duplication Every time an ACK occurs), check whether the lost packet has passed in the past, and whether the packet loss occurred between the measuring instrument and the receiving terminal or whether it occurred between the transmitting terminal and the measuring instrument Was judged. For this reason, when this calculation method is applied to the sampled packet group, all duplicate ACKs cannot be observed, and therefore the number of packet losses generated in End-to-End is estimated to be considerably lower than the original value. It will be. Further, when a duplicate ACK occurs, the sequence number passed in the past is confirmed, and if a packet for which retransmission is promoted is lost, the number of phenomena is regarded as a generated packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal. This is because it does not consider whether the packet that is being retransmitted really did not pass due to packet loss or could not be observed by sampling, so the amount of packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal and the transmitting terminal-measuring instrument The inter-packet loss is classified completely different from the original.

一方、本実施形態では、サンプリング計測時に観測した再送現象の数と、観測できる再送現象の確率をもとめることにより、本来発生したであろう再送現象数を計算している。このためサンプリングにより、すべてのシーケンス番号を記録していない場合でも、本来の再送現象数を予測することが可能となる。また同様に、サンプリング時にEnd−to−Endパケットロスの値と、計測器−受信端末間パケットロスの値を予測できるようになることから、送信端末−計測器間パケットロスの値も予測することができる。また本実施形態のEnd−to−End品質推定部200eでかりに実施形態二のEnd−to−End品質推定部200cのようにData側のみでEnd−to−End通信品質を計測する場合、サンプリングしたData側パケットのみですべての通信品質を計測できるようになり、より少数パケットで品質計測が可能となる。   On the other hand, in the present embodiment, by calculating the number of retransmission phenomena observed during sampling measurement and the probability of observable retransmission phenomena, the number of retransmission phenomena that would have occurred originally is calculated. Therefore, by sampling, it is possible to predict the original number of retransmission phenomena even when all sequence numbers are not recorded. Similarly, since the value of the end-to-end packet loss and the value of the packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal can be predicted at the time of sampling, the value of the packet loss between the transmitting terminal and the measuring instrument is also predicted. Can do. Further, the end-to-end quality estimation unit 200e of the present embodiment is sampled when the end-to-end communication quality is measured only on the Data side as in the end-to-end quality estimation unit 200c of the second embodiment. All the communication qualities can be measured with only the Data side packet, and the quality can be measured with a smaller number of packets.

これらサンプリング計測手法を使用することで、計測するフローのすべてのパケットをすべて取得できない状況においても、通信品質、「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を正しく計測することができる。また、フローの品質を計測するのに、すべてのパケットに対して処理を行う必要がなくなるため、計測器に高い演算能力を必要としなくなる。   By using these sampling measurement methods, communication quality, “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “transmitting terminal—measurement” even in a situation where not all packets of the flow to be measured can be acquired. It is possible to correctly measure “inter-device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. In addition, since it is not necessary to perform processing on all packets in order to measure the quality of the flow, the measuring instrument does not need high calculation capability.

本実施形態は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。従ってBIC−TCPやFastTCPやHSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   In the present embodiment, for the sake of simplification, the description has been given with the apparatus that measures the quality of TCP communication. However, the order of the data sequence is described in the transmission data, and there is a retransmission mechanism for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols having a retransmission mechanism such as BIC-TCP, FastTCP, HSTCP, SCTP, and DCCP.

また適用領域としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図1の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末6とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。   As an application area, not only the state of FIG. 1 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format that can acquire data is inserted in the middle between communication terminals, and the network to be measured and traffic are affected. The form shown in FIG. 3 is also possible. The data relay terminal 6 in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal to which a protocol is changed or transferred, or a load balance function or bandwidth control function is added.

図21は本発明による計測装置1fの第五の実施形態の構成を示すブロック図である。   FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the measuring apparatus 1f according to the present invention.

第五の実施形態の計測装置1fは、分岐装置からのデータ入力であるデータ受信部111とデータ受信部112と、データ受信部111、112で入力されたパケットをN個に一個の確率でパケット情報を取得するサンプリング処理部113と、取得したパケットの中の情報を用いてフロー分類するフロー識別部114と、その結果を記憶するフロー情報格納部115と、から構成されるデータ前処理部100aと、
End−to−End品質計測を行うためのEnd−to−End品質推定部200eと、
Data側パケットのみからパケットロス方向を特定するパケットロス方向特定部300cと、Data側パケットとACK側パケットの両方を用いてパケットロス方向を特定するパケットロス方向特定部300bと、前記二つのパケットロス方向特定部の結果のうち、どちらを採用するかを判定する採用ロス決定部307dと、品質結果格納部400からの情報を得て検知確率を計算する検知確率計算部308dとから構成されるパケットロス方向特定部300dと、
End−to−End品質推定部200eの結果とパケットロス方向特定部300dの結果を記憶しておく品質結果格納部400と、から構成される。
The measuring device 1f according to the fifth embodiment includes a data reception unit 111 and a data reception unit 112 that are data inputs from the branching device, and packets that are input by the data reception units 111 and 112 with a probability of 1 in N packets. A data preprocessing unit 100a including a sampling processing unit 113 that acquires information, a flow identification unit 114 that performs flow classification using information in the acquired packet, and a flow information storage unit 115 that stores the result. When,
An end-to-end quality estimation unit 200e for performing end-to-end quality measurement;
A packet loss direction specifying unit 300c that specifies the packet loss direction from only the Data side packet, a packet loss direction specifying unit 300b that specifies the packet loss direction using both the Data side packet and the ACK side packet, and the two packet losses. A packet composed of an adoption loss determination unit 307d that determines which one of the results of the direction identification unit is adopted, and a detection probability calculation unit 308d that obtains information from the quality result storage unit 400 and calculates a detection probability. A loss direction identification unit 300d;
A quality result storage unit 400 that stores the result of the end-to-end quality estimation unit 200e and the result of the packet loss direction specification unit 300d is configured.

ここで、データ前処理部100aと、品質結果格納部400は、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the data preprocessing unit 100a and the quality result storage unit 400 perform the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments, and thus the description thereof is omitted.

ここでのEnd−to−End品質推定部200eは、End−to−End品質が計算できる方式であればどのような方式でもかまわない。例えば、前記第一の実施形態(End−to−End品質推定部200a)か、前記第二の実施形態(End−to−End品質推定部200b)か、前記第三の実施形態(End−to−End品質推定部200c)のいずれか一つや、あるいはこれらを同時に複数計算してその結果のいずれか一つを採用する方法などが考えられる。その採用方法の一例は、各方式での計測対象を観測できる確率(検知確率)が高いもの採用したりする方法が考えられる。End−to−End品質推定部200aやEnd−to−End品質推定部200bやEnd−to−End品質推定部200cは、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   The end-to-end quality estimation unit 200e here may be any method as long as the end-to-end quality can be calculated. For example, the first embodiment (End-to-End quality estimation unit 200a), the second embodiment (End-to-End quality estimation unit 200b), the third embodiment (End-to -Any end quality estimation unit 200c), or a method of calculating a plurality of these simultaneously and adopting any one of the results may be considered. As an example of the adoption method, a method of adopting a method having a high probability (detection probability) of observing a measurement object in each method may be considered. The end-to-end quality estimation unit 200a, the end-to-end quality estimation unit 200b, and the end-to-end quality estimation unit 200c perform the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments. Since it does, description is abbreviate | omitted.

さらにパケットロス方向特定部300bは、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理をおこなうため、パケットロス方向特定部300cは、前記第四の実施形態と同様の構成/処理をおこなうため、説明は省略する。   Further, since the packet loss direction specifying unit 300b performs the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments, the packet loss direction specifying unit 300c has the same configuration / processing as in the fourth embodiment. Since the process is performed, the description is omitted.

本実施形態でのパケットロス方向特定部300dでは、指定された時間範囲や、ある一定間隔毎にパケットロス方向特定処理を行う。ここで品質解析の開始時刻や終了時刻は、必ずしもEnd−to−End品質推定部200eと完全に一致させなくてもかまわない。パケットロス方向特定部300bはフロー情報格納部115から該当フローのACK側パケットとData側パケット取り出し「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」を計算する。同時にパケットロス方向特定部300cもフロー情報格納部115から該当フローのData側パケット取り出し「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」を計算する。次に検知確率計算部308dが、品質結果格納部400から得たEnd−to−Endパケットロスと、設定値であるサンプリング確率から、パケットロス方向特定部300bとパケットロス方向特定部300cの検知確率の計算を行う。パケットロス方向特定部300bの検知確率は、(5)式の分母である。あるいは検知確率表2の現在のEnd−to−Endパケットロス率とペアになっている検知確率の値である。パケットロス方向特定部300cの検知確率は、(16)式の分母である。サンプリング確率の二乗となる。この処理後、採用ロス決定部307dでは、パケットロス方向特定部300bの検知確率とパケットロス方向特定部300cの検知確率を比較して、大きい検知確率を持つ方式で計算した通信品質結果を「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」として採用し、品質結果格納部400へ格納する。   The packet loss direction specifying unit 300d in the present embodiment performs the packet loss direction specifying process at a specified time range or at certain intervals. Here, the start time and the end time of the quality analysis do not necessarily have to completely coincide with the end-to-end quality estimation unit 200e. The packet loss direction identification unit 300b extracts the ACK side packet and the Data side packet of the corresponding flow from the flow information storage unit 115, and calculates “transmission terminal-measuring device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. At the same time, the packet loss direction specifying unit 300c also extracts the data-side packet of the corresponding flow from the flow information storage unit 115 and calculates "packet loss between the transmitting terminal and measuring device" and "packet loss between measuring device and receiving terminal". Next, the detection probability calculation unit 308d determines the detection probabilities of the packet loss direction specification unit 300b and the packet loss direction specification unit 300c from the End-to-End packet loss obtained from the quality result storage unit 400 and the sampling probability that is a set value. Perform the calculation. The detection probability of the packet loss direction specifying unit 300b is the denominator of the equation (5). Alternatively, it is the value of the detection probability paired with the current End-to-End packet loss rate in the detection probability table 2. The detection probability of the packet loss direction specifying unit 300c is the denominator of the equation (16). It is the square of the sampling probability. After this processing, the adopted loss determination unit 307d compares the detection probability of the packet loss direction specifying unit 300b with the detection probability of the packet loss direction specifying unit 300c, and transmits the communication quality result calculated by the method having a large detection probability as “transmission”. The packet loss between the terminal and the measuring device and the packet loss between the measuring device and the receiving terminal are adopted and stored in the quality result storage unit 400.

次に図22を参照して、計測装置1fにおける処理の流れを説明する。   Next, with reference to FIG. 22, the flow of processing in the measuring device 1f will be described.

計測装置1fの全体の流れとしては、データ前処理部100aの処理(図8)を行った後、そこで分類/格納された情報をもとに、End−to−End品質推定部200eと、パケットロス方向特定部300bの処理が開始される。   The overall flow of the measuring device 1f is as follows. After the processing of the data preprocessing unit 100a (FIG. 8) is performed, the end-to-end quality estimation unit 200e The process of the loss direction identification unit 300b is started.

ここで、データ前処理部100aの処理(図8)は、前記第一の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, the processing (FIG. 8) of the data preprocessing unit 100a performs the same configuration / processing as in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

またEnd−to−End品質推定部200eの処理は、End−to−End品質が計算できる方式であればどのような方式でもかまわない。例えば、前記第一の実施形態(End−to−End品質推定部200a)か、前記第二の実施形態(End−to−End品質推定部200b)か、前記第三の実施形態(End−to−End品質推定部200c)のいずれか一つや、あるいはこれらを同時に複数計算してその結果のいずれか一つを採用する方法などが考えられる。End−to−End品質推定部200aやEnd−to−End品質推定部200bやEnd−to−End品質推定部200cは、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   The processing of the end-to-end quality estimation unit 200e may be any method as long as the end-to-end quality can be calculated. For example, the first embodiment (End-to-End quality estimation unit 200a), the second embodiment (End-to-End quality estimation unit 200b), the third embodiment (End-to -Any end quality estimation unit 200c), or a method of calculating a plurality of these simultaneously and adopting any one of the results may be considered. The end-to-end quality estimation unit 200a, the end-to-end quality estimation unit 200b, and the end-to-end quality estimation unit 200c perform the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments. Since it does, description is abbreviate | omitted.

さらにパケットロス方向特定部300bは、前記第一、第二、第三の実施形態と同様の構成/処理をおこなうため、パケットロス方向特定部300cは、前記第四の実施形態と同様の構成/処理をおこなうため、説明は省略する。   Further, since the packet loss direction specifying unit 300b performs the same configuration / processing as in the first, second, and third embodiments, the packet loss direction specifying unit 300c has the same configuration / processing as in the fourth embodiment. Since the process is performed, the description is omitted.

図22では、パケットロス方向特定部300dにおける処理フローの概要を示している。   FIG. 22 shows an outline of a processing flow in the packet loss direction specifying unit 300d.

フロー情報格納部115から品質計測対象フローのData側パケットとACK側パケットをパケットロス方向特定部300bに取り込むことにより、処理が開始される。この処理により、ある計測期間中の「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」を得ることが可能となる。本処理が処理G−1である。この処理終了後、処理G−2へ移動する。   The processing is started by fetching the Data side packet and the ACK side packet of the quality measurement target flow from the flow information storage unit 115 into the packet loss direction specifying unit 300b. With this processing, it is possible to obtain “packet loss between transmitting terminal and measuring device” and “packet loss between measuring device and receiving terminal” during a certain measurement period. This process is process G-1. After this process is completed, the process moves to process G-2.

処理G−2では、フロー情報格納部115から品質計測対象フローのData側パケットをパケットロス方向特定部300cに取り込むことにより、処理が開始される。この処理により、ある計測期間中の「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」を得ることが可能となる。この処理終了後、処理G−3へ移動する。   In the process G-2, the process is started by fetching the Data side packet of the quality measurement target flow from the flow information storage unit 115 into the packet loss direction specifying unit 300c. With this processing, it is possible to obtain “packet loss between transmitting terminal and measuring device” and “packet loss between measuring device and receiving terminal” during a certain measurement period. After this process is completed, the process moves to process G-3.

処理G−3では、検知確率計算部308dに品質結果格納部400からEnd−to−Endパケットロスとサンプリング確率を入力し、パケットロス方向特定部300bの検知確率とパケットロス方向特定部300cの検知確率を計算する。計算処理後、処理G−4へ移動する。   In the process G-3, the end-to-end packet loss and the sampling probability are input from the quality result storage unit 400 to the detection probability calculation unit 308d, and the detection probability of the packet loss direction specification unit 300b and the detection of the packet loss direction specification unit 300c. Calculate the probability. After the calculation process, the process proceeds to process G-4.

処理G−4では、処理G−3で計算した各検知確率を採用ロス決定部307dで比較する。パケットロス方向特定部300bの検知確率の方が大きければ処理G−5へ。パケットロス方向特定部300cの検知確率が大きければ処理G−6へ、移動する。   In process G-4, each detection probability calculated in process G-3 is compared by the adoption loss determination unit 307d. If the detection probability of the packet loss direction identification unit 300b is larger, go to process G-5. If the detection probability of the packet loss direction identification unit 300c is large, the process proceeds to process G-6.

処理G−5では、採用ロス決定部307dがパケットロス方向特定部300bの計算結果を最終的な「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」と判断して、品質結果格納部400へ記録し、今回の観測期間の計測を終了する。   In the process G-5, the adopted loss determination unit 307d determines that the calculation result of the packet loss direction specifying unit 300b is the final “transmission terminal-measuring device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. Then, the result is recorded in the quality result storage unit 400, and measurement of the current observation period is finished.

処理G−6では、採用ロス決定部307dがパケットロス方向特定部300cの計算結果を最終的な「送信端末−計測装置間パケットロス」と「計測装置−受信端末間パケットロス」と判断して、品質結果格納部400へ記録し、今回の観測期間の計測を終了する。   In process G-6, the adopted loss determination unit 307d determines that the calculation result of the packet loss direction identification unit 300c is the final “transmission terminal-measuring device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. Then, the result is recorded in the quality result storage unit 400, and measurement of the current observation period is finished.

以上が本発明による第五の実施形態における計測装置1fの処理内容である。   The above is the processing content of the measuring device 1f according to the fifth embodiment of the present invention.

従来の技術においては、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量と、送信端末−計測器間で発生したパケットロスをカウントするときに、すべてのパケットを観測し、パケットロスが発生(重複ACK発生時)毎に、失われていたパケットが過去に通過したかどうかを確認して、パケットロスが計測器−受信端末間で発生したものか、送信端末−計測器間で発生したものかを判定していた。このため、サンプリングしたパケット群に対してこの計算手法を適用すると、すべての重複ACKを観測することができないために、End−to−Endで発生したパケットロス数を本来の値よりも相当低く見積ることとなる。さらに重複ACK発生時、過去に通過したシーケンス番号を確認し、再送が促されているパケットが失われているとその現象数を計測器−受信端末間で発生パケットロスとしてみなす。これは再送が促されているパケットが、本当にパケットロスで通過しなかったのか、サンプリングにより観測できなかったのかを考慮していないため、計測器−受信端末間パケットロス量と送信端末−計測器間パケットロスが本来と全く異なる分類をされている。   In the conventional technology, when counting the amount of packet loss that occurs between the measuring instrument and the receiving terminal and the packet loss that occurs between the transmitting terminal and the measuring instrument, all packets are observed and packet loss occurs (duplication Every time an ACK occurs), check whether the lost packet has passed in the past, and whether the packet loss occurred between the measuring instrument and the receiving terminal or whether it occurred between the transmitting terminal and the measuring instrument Was judged. For this reason, when this calculation method is applied to the sampled packet group, all duplicate ACKs cannot be observed, and therefore the number of packet losses generated in End-to-End is estimated to be considerably lower than the original value. It will be. Further, when a duplicate ACK occurs, the sequence number passed in the past is confirmed, and if a packet for which retransmission is promoted is lost, the number of phenomena is regarded as a generated packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal. This is because it does not consider whether the packet that is being retransmitted really did not pass due to packet loss or could not be observed by sampling, so the amount of packet loss between the measuring instrument and the receiving terminal and the transmitting terminal-measuring instrument The inter-packet loss is classified completely different from the original.

一方、本実施形態では、サンプリング計測時にも、観測した各事象の検知確率をもとめることにより、本来の通信品質「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を正しく計測することができる。さらに、各品質を複数の方式で計算し、検知確率の高い方式を採用することにより、通信品質の推定結果の精度を向上させることができる。また、フローの品質を計測するのに、すべてのパケットに対して処理を行う必要がなくなるため、計測器に高い演算能力を必要としなくなる。   On the other hand, in the present embodiment, the original communication quality “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “transmitting terminal—measurement” is obtained by obtaining the detection probability of each observed event even during sampling measurement. It is possible to correctly measure “inter-device packet loss” and “measuring device-receiving terminal packet loss”. Furthermore, the accuracy of the estimation result of communication quality can be improved by calculating each quality by a plurality of methods and adopting a method with a high detection probability. In addition, since it is not necessary to perform processing on all packets in order to measure the quality of the flow, the measuring instrument does not need high calculation capability.

本実施形態は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。従ってBIC−TCPやFastTCPやHSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   In the present embodiment, for the sake of simplification, the description has been given with the apparatus that measures the quality of TCP communication. However, the order of the data sequence is described in the transmission data, and there is a retransmission mechanism for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols having a retransmission mechanism such as BIC-TCP, FastTCP, HSTCP, SCTP, and DCCP.

また適用領域としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図1の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末6とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。   As an application area, not only the state of FIG. 1 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format that can acquire data is inserted in the middle between communication terminals, and the network to be measured and traffic are affected. The form shown in FIG. 3 is also possible. The data relay terminal 6 in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal to which a protocol is changed or transferred, or a load balance function or bandwidth control function is added.

第六の実施形態は、ネットワークの通信品質を複数の計測装置で計測し、その結果を収集する計測サーバから構成される。   The sixth embodiment includes a measurement server that measures network communication quality with a plurality of measurement devices and collects the results.

図23の計測装置1111や計測装置1112や計測装置111Nは、それぞれ第一の実施形態から第五の実施形態の計測装置1bから計測装置1fのいずれかの動作を行い、各計測位置での通信品質「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を計測する。ここでの計測装置の動作は前記第一から第五の実施形態のいずれか、あるいはその組合せと同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   The measurement device 1111, the measurement device 1112, and the measurement device 111 </ b> N in FIG. 23 perform any of the operations from the measurement device 1 b to the measurement device 1 f of the first to fifth embodiments, and perform communication at each measurement position. Quality “throughput / goodput”, “end-to-end packet loss”, “packet loss between transmitting terminal and measuring device”, and “packet loss between measuring device and receiving terminal” are measured. The operation of the measuring device here is the same as that of any one of the first to fifth embodiments or a combination thereof, and the description thereof will be omitted.

各計測装置は計測した通信品質に計測期間、時刻、該当フロー情報、計測位置の情報を加えて計測サーバへ送信する。   Each measuring device adds the measurement period, time, relevant flow information, and measurement position information to the measured communication quality, and transmits it to the measurement server.

図24は本発明による第六の実施形態の計測サーバ2000の構成を示すブロック図である。   FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of the measurement server 2000 according to the sixth embodiment of the present invention.

計測サーバ2000は、品質結果分類部2001と、各計測地点ロス記録部2002と、計測期間ロス計算部2003と計測器間ロス記録部2004とから構成される。   The measurement server 2000 includes a quality result classification unit 2001, each measurement point loss recording unit 2002, a measurement period loss calculation unit 2003, and an inter-instrument loss recording unit 2004.

各計測装置から入力された通信品質結果を品質結果分類部2001で受信し、フロー毎、期間、計測地点、時刻の情報ごとに分類し、各計測地点ロス記録部2002へ記録する。計測器間ロス計算部2003では、同一フロー情報の類似時刻の各計測地点での品質を取得し、以下の(17)式か(18)式の計算により、計測装置間パケットロスを算出する。この記録を各計測器間毎に行い、結果を計測器間ロス記録部2004へ記録する。   The communication quality result input from each measurement device is received by the quality result classification unit 2001, classified for each flow, period, measurement point, and time information, and recorded in each measurement point loss recording unit 2002. The inter-instrument loss calculation unit 2003 acquires the quality at each measurement point at the similar time of the same flow information, and calculates the inter-measuring device packet loss by the following equation (17) or (18). This recording is performed for each measuring instrument, and the result is recorded in the inter-measuring loss recording unit 2004.

計測装置A−計測装置B間パケットロス
=|(計測装置Aの「送信端末−計測装置間パケットロス」)
−(計測装置Bの「送信端末−計測装置間パケットロス」)| (17)
計測装置A−計測装置B間パケットロス
=|(計測装置Aの「計測装置−受信端末間パケットロス」)
−(計測装置Bの「計測装置−受信端末間パケットロス」)| (18)
次に図25を参照して、計測サーバ2000における処理の流れを説明する。
Packet loss between measuring device A and measuring device B = | ("Transmission terminal-measuring device packet loss" of measuring device A)
− (“Transmission terminal-measuring device packet loss” of measuring device B) | (17)
Packet loss between measuring device A and measuring device B = | ("Measuring device-receiving terminal packet loss" of measuring device A)
-("Measurement Device-Receiving Terminal Packet Loss" of Measurement Device B) | (18)
Next, the flow of processing in the measurement server 2000 will be described with reference to FIG.

計測システムの全体の流れとしては、各計測装置で通信品質を計測し、その結果が計測サーバ2000に入力されることにより処理が開始される。   As an overall flow of the measurement system, the communication quality is measured by each measurement device, and the result is input to the measurement server 2000, and the process is started.

ここで、各計測装置は前記第一から第五の実施形態のいずれか一つか、その複数の組合せと同様の構成/処理を行うため、説明は省略する。   Here, since each measuring apparatus performs the same configuration / process as any one of the first to fifth embodiments or a combination thereof, description thereof is omitted.

図25では、計測サーバ2000における処理フローの概要を示している。   FIG. 25 shows an outline of a processing flow in the measurement server 2000.

各計測装置で計算した通信品質「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を品質結果分類部2001で受信し、時間や計測間隔、所属フロー毎に分類を行い、その結果を各計測地点ロス記録部2002へ記録する。これが処理H−1となる。この処理後処理H−2へ移動する。   The communication quality “throughput / goodput”, “End-to-End packet loss”, “transmitting terminal-measuring device packet loss”, and “measuring device-receiving terminal packet loss” calculated by each measuring device are classified into quality results. The data is received by the unit 2001, classified by time, measurement interval, and belonging flow, and the result is recorded in each measurement point loss recording unit 2002. This is processing H-1. The process proceeds to post-process H-2.

処理H−2では、計測器間ロス計算部2003で、(17)式や(18)式を用いて、各計測器間パケットロスを算出する。その結果を計測器間ロス記録部2004へ記録する。すべての計測器間で「計測器間パケットロス」を算出すると処理を終了する。   In the process H-2, the inter-instrument loss calculation unit 2003 calculates the inter-instrument packet loss using the equations (17) and (18). The result is recorded in the inter-instrument loss recording unit 2004. When “inter-measuring packet loss” is calculated among all the measuring instruments, the process is terminated.

この一連の処理を各計測装置から通信結果が入力される毎が、蓄積データすべてに対しておこなう。   This series of processing is performed on all accumulated data every time a communication result is input from each measuring device.

以上が本発明による第六の実施形態における計測サーバの処理内容である。   The above is the processing contents of the measurement server in the sixth embodiment of the present invention.

従来の技術においては、計測器−受信端末間で発生したパケットロス量と、送信端末−計測器間で発生したパケットロスをカウントするときに、すべてのパケットを観測する必要があり、計測装置の処理負荷が大きかった。これにより観測ポイントを増やすためには高い処理性能を持つ計測装置が必要となり、観測ポイントを多くとることが難しい。その結果、計測器間パケットロスを細かな粒度で計ることができず、どの区間でパケットロスが発生したかが大まかにしか知ることができない。   In the conventional technology, it is necessary to observe all the packets when counting the amount of packet loss generated between the measuring instrument and the receiving terminal and the packet loss occurring between the transmitting terminal and the measuring instrument. Processing load was heavy. Thus, in order to increase the number of observation points, a measuring device with high processing performance is required, and it is difficult to take many observation points. As a result, the inter-instrument packet loss cannot be measured with a fine granularity, and it is only possible to roughly know in which section the packet loss has occurred.

一方、本実施形態では、サンプリング計測により、通信品質「スループット/グッドプット」、「End−to−Endパケットロス」、「送信端末−計測装置間パケットロス」、「計測装置−受信端末間パケットロス」を正しく計算できるため、一計測装置の処理負荷が従来よりも小さい。その結果、多くの地点を観測ポイントと取ることが可能となり、従来よりも細かな制度でパケットロスが発生した区間を特定することができる。   On the other hand, in this embodiment, the communication quality “throughput / goodput”, “End-to-End packet loss”, “transmission terminal-measuring device packet loss”, “measuring device-receiving terminal packet loss” by sampling measurement. "Can be calculated correctly, the processing load of one measuring device is smaller than before. As a result, it is possible to take many points as observation points, and it is possible to specify a section where packet loss has occurred with a finer system than before.

本実施形態は、簡単化のために、TCP通信の品質を計測する装置で説明を行ったが、送信データ中にデータ列の順番が記載されており、データ欠損に対する再送の仕組みが存在するものに共通の技術である。従ってBIC−TCPやFastTCPやHSTCPやSCTPやDCCPといった再送機構の存在するプロトコル一般を含む。   In the present embodiment, for the sake of simplification, the description has been given with the apparatus that measures the quality of TCP communication. However, the order of the data sequence is described in the transmission data, and there is a retransmission mechanism for data loss. Is a common technology. Therefore, it includes general protocols having a retransmission mechanism such as BIC-TCP, FastTCP, HSTCP, SCTP, and DCCP.

また適用領域としては、ネットワークのパケットをパッシブに取得する方法としては、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与えない図23の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、被計測ネットワークおよびトラヒックに影響を与える図3のような形態でも可能である。図3でのデータ中継端末6とは、レイヤ2でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ3でデータ転送を行うルータ、レイヤ4以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことをさす。   Further, as an application area, as a method of passively acquiring network packets, not only the state of FIG. 23 that does not affect the network to be measured and traffic, but also a format between which data can be acquired, as long as it is in the middle between communication terminals The configuration shown in FIG. 3 is also possible, which is inserted into the network and affects the network to be measured and the traffic. The data relay terminal 6 in FIG. 3 is an Ethernet switch that performs data transfer at Layer 2, a router that performs data transfer at Layer 3, a gateway that performs transfer at Layer 4 or higher, or the like. This refers to a terminal to which a protocol is changed or transferred, or a load balance function or bandwidth control function is added.

本実施形態の第一の効果は、通信品質計測システムに高い演算能力を必要としなくなる。   The first effect of the present embodiment is that the communication quality measurement system does not require high calculation capability.

この理由は、本実施形態により、パケット列の一部を取得するだけで通信品質に関する指標を算出できるようになるため、品質計測システムで計算対象とするパケット数を大幅に低減することができるからである。   The reason for this is that, according to the present embodiment, an index relating to communication quality can be calculated simply by acquiring a part of a packet sequence, so that the number of packets to be calculated in the quality measurement system can be greatly reduced. It is.

本実施形態の第二の効果は、パケットをすべて取得できない状況でも、品質計測システムで精度良く通信品質に関する指標を推定することが可能である。   The second effect of the present embodiment is that the quality measurement system can accurately estimate an index related to communication quality even in a situation where all packets cannot be acquired.

その理由は、本実施形態により、本実施形態により、パケット列の一部を取得するだけで通信品質に関する指標を算出できるようになるからである。   This is because according to the present embodiment, an index relating to communication quality can be calculated only by acquiring a part of the packet sequence.

本実施形態の第三の効果は、パケットロスが発生した区間を、品質計測システムで精度良く判定することが可能である。   The third effect of the present embodiment is that the section in which the packet loss has occurred can be accurately determined by the quality measurement system.

その理由は、本実施形態により、本実施形態により、計測装置一台で必要となる処理能力が低くなるため、ネットワークの多数の場所に計測装置を配備でき、パケットロスが発生した区間をより細かく特定することができるようになるからである。   The reason for this is that, according to this embodiment, the processing capability required by one measuring device is reduced by this embodiment, so that measuring devices can be deployed in many places in the network, and the section where packet loss occurs can be more detailed. It is because it becomes possible to specify.

本技術の適用領域を示す図である。It is a figure which shows the application area | region of this technique. 従来の手法のブロック図である。It is a block diagram of the conventional method. 本技術の第二の方法の適用領域を示す図である。It is a figure which shows the application area | region of the 2nd method of this technique. 第一の実施形態における計測装置でのブロック図である。It is a block diagram with the measuring device in a first embodiment. End−to−End品質推定部200bで観測する事象を示す図である。It is a figure which shows the event observed in the End-to-End quality estimation part 200b. 確認応答信号の重複度と頻度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the duplication degree of confirmation response signal, and frequency. パケットロス方向特定部300bで観測する事象を示す図である。It is a figure which shows the event observed in the packet loss direction specific | specification part 300b. 第一の実施形態における計測装置での前処理部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the pre-processing part in the measuring device in 1st embodiment. 第一の実施形態における計測装置でのEnd−to−End品質計測部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the End-to-End quality measurement part in the measuring device in 1st embodiment. 第一の実施形態における計測装置でのパケットロス方向特定部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the packet loss direction specific | specification part in the measuring device in 1st embodiment. 第二の実施形態における計測装置でのブロック図である。It is a block diagram with the measuring device in a second embodiment. End−to−End品質推定部200cで観測する事象を示す図である。It is a figure which shows the event observed in the End-to-End quality estimation part 200c. 送信順番号の低下数と頻度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the fall number of a transmission order number, and frequency. 第二の実施形態における計測装置でのEnd−to−End品質計測部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the End-to-End quality measurement part in the measuring device in 2nd embodiment. 本技術の第三の方法の適用領域を示す図である。It is a figure which shows the application area | region of the 3rd method of this technique. 第三の実施形態における計測装置でのブロック図である。It is a block diagram with the measuring device in a third embodiment. 第三の実施形態における計測装置でのEnd−to−End品質計測部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the End-to-End quality measurement part in the measuring device in 3rd embodiment. 第四の実施形態における計測装置でのブロック図である。It is a block diagram with the measuring device in a fourth embodiment. パケットロス方向特定部300cで観測する事象を示す図である。It is a figure which shows the event observed in the packet loss direction specific | specification part 300c. 第四の実施形態における計測装置でのパケットロス方向特定部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the packet loss direction specific | specification part in the measuring device in 4th embodiment. 第五の実施形態における計測装置でのブロック図である。It is a block diagram with the measuring device in a fifth embodiment. 第五の実施形態における計測装置でのパケットロス方向特定部での処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the packet loss direction specific | specification part in the measuring device in 5th embodiment. 本技術の第四の方法の適用領域を示す図である。It is a figure showing an application field of the 4th method of this art. 第六の実施形態における計測装置でのブロック図であるIt is a block diagram with the measuring device in a 6th embodiment. 第六の実施形態における計測サーバでの処理フローの概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the processing flow in the measurement server in 6th embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1、1111、1112、111N 計測装置
2a、3a 通信端末
4、5、41、42、4N、51、52、5N 分岐装置
6 データ中継端末
21、32 データ送信部
22、31 データ受信部
23、33 End−to−End品質計測部
2000 計測サーバ
1, 1111, 1112, 111N Measuring device 2a, 3a Communication terminal 4, 5, 41, 42, 4N, 51, 52, 5N Branch device 6 Data relay terminal 21, 32 Data transmitting unit 22, 31 Data receiving unit 23, 33 End-to-End Quality Measurement Unit 2000 Measurement Server

Claims (24)

ネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
データ送信側からデータ受信側に送られる一部の送信データのデータ送信順番番号と、データ受信側からデータ送信側に送られる一部の確認応答信号の受信確認番号を取得し、前期取得された結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップを有することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measurement method for measuring network quality,
Acquired the data transmission sequence number of some transmission data sent from the data transmission side to the data reception side and the reception confirmation number of some acknowledgment signals sent from the data reception side to the data transmission side. Based on the result, the step of calculating at least one of the number of data loss or the data loss rate occurring between the measurement point and the data receiving terminal or the number of data loss or the data loss rate occurring between the data transmitting terminal and the measurement point is performed. A network quality measuring method comprising:
請求項1に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
取得した確認応答番号が事前に指定していた回数以上同じ番号が連続したかを確認するステップと、データ送信順番番号の通過の有無を確認するステップと、前期確認結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップを有することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measuring method for measuring the quality of the network according to claim 1,
Based on the result of the previous period confirmation, the measurement point and the data based on the step of confirming whether the acquired confirmation response number is the same number or more of the number of times specified in advance, the step of confirming whether or not the data transmission order number has passed A network quality characterized by calculating at least one of the number of data loss or data loss rate occurring between the receiving terminals or the number of data loss times or data loss rate occurring between the data transmitting terminal and the measurement point Measurement method.
請求項1又は2に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
データ送信順番番号の通過の有無を確認するステップとして、確認応答信号で再送が指示されている番号に対応するデータ送信順番番号を対象とすることを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measuring method for measuring the quality of a network according to claim 1 or 2,
A network quality measurement method characterized in that, as a step of confirming whether or not a data transmission sequence number has passed, a data transmission sequence number corresponding to a number instructed to be retransmitted by an acknowledgment signal is targeted.
請求項1乃至3の何れか1項に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
取得した確認応答番号が事前に指定していた回数以上連続したかを確認するステップと、データ送信順番番号の通過の有無を確認するステップとから計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップにおいて、
データ損失回数もしくはデータ損失率もしくはグッドプットもしくはサンプリング確率もしくは確認応答番号の重複判定に指定した重複度の何れか一つ以上をパラメタとして用いることを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measuring method for measuring the quality of a network according to any one of claims 1 to 3,
The number of data loss that occurred between the measurement point and the data receiving terminal from the step of confirming whether the acquired confirmation response number continues more than the number of times specified in advance and the step of confirming whether the data transmission sequence number has passed Alternatively, in the step of calculating one or more of the data loss rate or the number of data loss or the data loss rate that occurred between the data transmission terminal and the measurement point,
A network quality measurement method characterized by using one or more of data loss count, data loss rate, goodput, sampling probability, or duplication degree designated for confirmation of duplication of acknowledgment number as a parameter.
ネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
データ送信側からデータ受信側に送られる一部の送信データのデータ送信順番番号を取得し、前期取得した結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップを有することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measurement method for measuring network quality,
Acquire the data transmission sequence number of some transmission data sent from the data transmission side to the data reception side, and based on the results obtained in the previous period, the number of data loss or data loss rate or data that occurred between the measurement point and the data receiving terminal A network quality measurement method comprising a step of calculating at least one of the number of times of data loss and the data loss rate occurring between a transmission terminal and a measurement point.
請求項1乃至5の何れか1項に記載のネットワーク品質を計測する方法であって、
カウントした事象の検知確率を計算する手段により計算される検知確率が、
次の式で求められることを特徴とするネットワーク品質計測方法。
Figure 2008017407

ここでsは、データ観察確率であるサンプリング確率、Thは送信端末と受信端末の間で発生したデータ通信数、Pは送信端末と受信端末の間で発生したデータ欠損数、kは送信順番番号の確認条件である確認応答信号番号が連続する回数、bは定数。
A method for measuring network quality according to any one of claims 1 to 5,
The detection probability calculated by the means for calculating the detection probability of the counted event is
A network quality measurement method characterized by the following equation.
Figure 2008017407

Here, s is a sampling probability which is a data observation probability, Th is the number of data communications generated between the transmitting terminal and the receiving terminal, P is a number of data loss occurring between the transmitting terminal and the receiving terminal, and k is a transmission order number. The number of consecutive acknowledgment signal numbers, which is the confirmation condition, and b is a constant.
請求項5に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
取得した送信順番番号の中で、指定した任意の数以上送信順番番号がおなじであった回数を数えるステップと、前期計測回数に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップを有することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measuring method for measuring the quality of a network according to claim 5,
In the acquired transmission sequence number, the step of counting the number of times the specified transmission sequence number is the same or more than the specified number, and the number of data loss or data that occurred between the measurement point and the data receiving terminal based on the previous measurement count A network quality measurement method comprising a step of calculating at least one of a loss rate or the number of times of data loss occurring between a data transmission terminal and a measurement point or a data loss rate.
請求項5又は7に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
取得した送信順番番号の中で、指定した任意の数以上送信順番番号がおなじであった回数から、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップにおいて、
サンプリング確率を用いることを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measuring method for measuring the quality of a network according to claim 5 or 7,
The number of data loss or data loss rate between the measurement point and the data receiving terminal or the data transmission terminal and the measurement point In the step of calculating one or more of the number of data loss or the data loss rate that occurred between
A network quality measurement method using sampling probability.
請求項1乃至8の何れか1項に記載のネットワーク品質を計測する方法であって、カウントした指定した任意の数以上送信順番番号がおなじであった回数、あるいは再送が指示されているシーケンス番号の通過した回数から、
計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するために使用する検知確率を、
パケットロス率、あるいはサンプリング確率、あるいはその両方の組合せと、検知確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、検索することにより、取得することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
The method for measuring network quality according to any one of claims 1 to 8, wherein the number of times that the transmission order number is equal to or more than the specified number that has been counted, or a sequence number that is instructed to be retransmitted. From the number of passes
Detection probability used to calculate one or more of the number of data loss or data loss rate that occurred between the measurement point and the data receiving terminal or the number of data loss or data loss rate that occurred between the data transmission terminal and the measurement point The
A network quality measurement method characterized in that a packet loss rate, a sampling probability, or a combination of both and a detection probability are acquired by searching from a database stored in association with each other.
ネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測方法であって、
データ送信側からデータ受信側に送られる一部の送信データのデータ送信順番番号と、データ受信側からデータ送信側に送られる一部の確認応答信号の受信確認番号を取得し、前期取得された結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するステップを複数有することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A network quality measurement method for measuring network quality,
Acquired the data transmission order number of some transmission data sent from the data transmission side to the data reception side and the reception confirmation number of some acknowledgment signals sent from the data reception side to the data transmission side. Based on the result, the step of calculating at least one of the number of data loss or the data loss rate occurring between the measurement point and the data receiving terminal or the number of data loss or the data loss rate occurring between the data transmitting terminal and the measurement point is performed. A network quality measuring method characterized by comprising a plurality.
請求項10に記載のネットワーク品質を計測する方法であって、
複数計算した検知確率のうちで検知確率が最も高い手段を採用することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A method for measuring network quality according to claim 10, comprising:
A network quality measurement method characterized by adopting a means having the highest detection probability among a plurality of calculated detection probabilities.
請求項1乃至11の何れか1項に記載のネットワーク品質を計測する方法であって、
ネットワーク中にネットワーク品質を計測する観測地点を複数設置することにより、各地点で計算した計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を収集することにより、各計測地点間のデータ損失数もしくはデータ損失率を計算するステップを有することを特徴とするネットワーク品質計測方法。
A method for measuring network quality according to any one of claims 1 to 11,
By installing multiple observation points that measure network quality in the network, the number of data loss or data loss rate that occurred between the measurement point calculated at each point and the data receiving terminal or the data transmission terminal and the measurement point occurred A network quality measurement method comprising a step of calculating the number of data loss or the data loss rate between each measurement point by collecting at least one of the number of data loss and the data loss rate.
ネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
データ送信側からデータ受信側に送られる一部の送信データのデータ送信順番番号と、データ受信側からデータ送信側に送られる一部の確認応答信号の受信確認番号を取得し、前期取得された結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段を有することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring network quality,
Acquired the data transmission sequence number of some transmission data sent from the data transmission side to the data reception side and the reception confirmation number of some acknowledgment signals sent from the data reception side to the data transmission side. Based on the result, means for calculating at least one of the number of data loss or data loss rate occurring between the measurement point and the data receiving terminal or the number of data loss times or data loss rate occurring between the data transmitting terminal and the measurement point. A network quality measuring device comprising:
請求項13に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
取得した確認応答番号が事前に指定していた回数以上同じ番号が連続したかを確認する手段と、データ送信順番番号の通過の有無を確認する手段と、前期確認結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段を有することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring the quality of a network according to claim 13,
A means for confirming whether or not the same number of confirmation response numbers acquired continues for the number of times specified in advance, a means for confirming whether or not the data transmission sequence number has passed, and a measurement point and data based on the previous confirmation result Network quality characterized by having means for calculating at least one of the number of data loss or data loss rate occurring between the receiving terminals or the number of data loss times or data loss rate occurring between the data transmitting terminal and the measurement point Measuring device.
請求項13又は14に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
データ送信順番番号の通過の有無を確認する手段として、確認応答信号で再送が指示されている番号に対応するデータ送信順番番号を対象とすることを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring the quality of a network according to claim 13 or 14,
A network quality measuring apparatus characterized in that, as means for confirming whether or not a data transmission order number has passed, a data transmission order number corresponding to a number for which retransmission is instructed by an acknowledgment signal is targeted.
請求項13乃至15の何れか1項に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
取得した確認応答番号が事前に指定していた回数以上連続したかを確認する手段と、データ送信順番番号の通過の有無を確認する手段とから計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段において、
データ損失回数もしくはデータ損失率もしくはグッドプットもしくはサンプリング確率もしくは確認応答番号の重複判定に指定した重複度の何れか一つ以上をパラメタとして用いることを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring the quality of a network according to any one of claims 13 to 15,
The number of data loss that occurred between the measurement point and the data receiving terminal from the means to check whether the acquired acknowledgment number has continued more than the number of times specified in advance and the means to check whether the data transmission sequence number has passed or not Alternatively, in the means for calculating at least one of the data loss rate or the number of data loss times or data loss rate that occurred between the data transmission terminal and the measurement point,
A network quality measuring apparatus using one or more of data loss count, data loss rate, goodput, sampling probability, or duplication degree specified for confirmation of duplication of acknowledgment number as a parameter.
ネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
データ送信側からデータ受信側に送られる一部の送信データのデータ送信順番番号を取得し、前期取得した結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段を有することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring network quality,
Acquire the data transmission sequence number of some transmission data sent from the data transmission side to the data reception side, and based on the results obtained in the previous period, the number of data loss or data loss rate or data that occurred between the measurement point and the data receiving terminal A network quality measuring apparatus comprising means for calculating at least one of the number of data loss and the data loss rate occurring between a transmitting terminal and a measuring point.
請求項13乃至17の何れか1項に記載のネットワーク品質を計測する装置であって、
カウントした事象の検知確率を計算する手段により計算される検知確率が、
次の式で求められることを特徴とするネットワーク品質計測装置。
Figure 2008017407

ここでsは、データ観察確率であるサンプリング確率、Thは送信端末と受信端末の間で発生したデータ通信数、Pは送信端末と受信端末の間で発生したデータ欠損数、kは送信順番番号の確認条件である確認応答信号番号が連続する回数、bは定数。
An apparatus for measuring network quality according to any one of claims 13 to 17,
The detection probability calculated by the means for calculating the detection probability of the counted event is
A network quality measuring device characterized by the following equation.
Figure 2008017407

Here, s is a sampling probability which is a data observation probability, Th is the number of data communications generated between the transmitting terminal and the receiving terminal, P is a number of data loss occurring between the transmitting terminal and the receiving terminal, and k is a transmission order number. The number of consecutive acknowledgment signal numbers, which is the confirmation condition, and b is a constant.
請求項17に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
取得した送信順番番号の中で、指定した任意の数以上送信順番番号がおなじであった回数を数える手段と、前期計測回数に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段を有することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring the quality of a network according to claim 17,
In the acquired transmission order number, the number of times the transmission order number is the same as the specified number or more and the number of data loss or data that occurred between the measurement point and the data receiving terminal based on the previous measurement count A network quality measuring device comprising means for calculating one or more of a loss rate or the number of data loss times or data loss rates occurring between a data transmission terminal and a measurement point.
請求項17又は19に記載のネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
取得した送信順番番号の中で、指定した任意の数以上送信順番番号がおなじであった回数から、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段において、
サンプリング確率を用いることを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring the quality of a network according to claim 17 or 19,
The number of data loss or data loss rate between the measurement point and the data receiving terminal or the data transmission terminal and the measurement point In the means of calculating one or more of the number of data loss or the data loss rate that occurred between
A network quality measuring apparatus using a sampling probability.
請求項13乃至20の何れか1項に記載のネットワーク品質を計測する装置であって、カウントした指定した任意の数以上送信順番番号がおなじであった回数、あるいは再送が指示されているシーケンス番号の通過した回数から、
計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算するために使用する検知確率を、
パケットロス率、あるいはサンプリング確率、あるいはその両方の組合せと、検知確率とが対応付けられて記憶されたデータベースから、検索することにより、取得することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
The apparatus for measuring network quality according to any one of claims 13 to 20, wherein the number of times that the transmission order number is equal to or more than the specified specified number counted or the sequence number for which retransmission is instructed From the number of passes
Detection probability used to calculate one or more of the number of data loss or data loss rate that occurred between the measurement point and the data receiving terminal or the number of data loss or data loss rate that occurred between the data transmission terminal and the measurement point The
A network quality measuring apparatus, wherein a packet loss rate, a sampling probability, or a combination of both are obtained by searching from a database stored in association with a detection probability.
ネットワークの品質を計測するためのネットワーク品質計測装置であって、
データ送信側からデータ受信側に送られる一部の送信データのデータ送信順番番号と、データ受信側からデータ送信側に送られる一部の確認応答信号の受信確認番号を取得し、前期取得された結果に基づき、計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を計算する手段を複数有することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
A network quality measuring device for measuring network quality,
Acquired the data transmission sequence number of some transmission data sent from the data transmission side to the data reception side and the reception confirmation number of some acknowledgment signals sent from the data reception side to the data transmission side. Based on the result, means for calculating at least one of the number of data loss or data loss rate occurring between the measurement point and the data receiving terminal or the number of data loss times or data loss rate occurring between the data transmitting terminal and the measurement point. A network quality measuring device having a plurality of network quality measuring devices.
請求項22に記載のネットワーク品質を計測する装置であって、
複数計算した検知確率のうちで検知確率が最も高い手段を採用することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
An apparatus for measuring network quality according to claim 22,
A network quality measuring apparatus characterized by adopting a means having the highest detection probability among a plurality of calculated detection probabilities.
請求項13乃至23の何れか1項に記載のネットワーク品質を計測する装置であって、
ネットワーク中にネットワーク品質を計測する観測地点を複数設置することにより、各地点で計算した計測地点とデータ受信端末間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率もしくはデータ送信端末と計測地点間で発生したデータ損失回数もしくはデータ損失率のいずれか一つ以上を収集することにより、各計測地点間のデータ損失数もしくはデータ損失率を計算する手段を有することを特徴とするネットワーク品質計測装置。
An apparatus for measuring network quality according to any one of claims 13 to 23, comprising:
By installing multiple observation points that measure network quality in the network, the number of data loss or data loss rate that occurred between the measurement point calculated at each point and the data receiving terminal or the data transmission terminal and the measurement point occurred A network quality measuring apparatus comprising means for calculating the number of data loss or the data loss rate between each measurement point by collecting at least one of the number of data loss and the data loss rate.
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