JP2009303089A - 遅延時間計測装置、遅延時間計測プログラム、および遅延時間計測方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】送信元装置2から宛先装置3に送られるデータパケットのシーケンス番号、データ長、および受信時刻が記憶手段1bに格納される。また、宛先装置3から送信元装置2に返されるACKパケットのACK番号と受信時刻とが記憶手段1bに格納される。その後、計算手段1cにより、ACKを待たずに送信された連続するデータパケットにおける2番目のデータパケットのシーケンス番号にデータ長を加算した値がACK番号となるACKパケットが、記憶手段1bから検出される。そして、計算手段1cにより、連続する2番目のデータパケットの受信時刻と検出されたACKパケットの受信時刻とから往復遅延時間が計算される。
【選択図】図1
Description
・データを2回受信するまで確認応答をしない(第1のパターン)。
・そうでない場合は確認応答を最大で0.5秒間遅延させる(第2のパターン)。
遅延時間計測装置は、データ解析手段、記憶手段、および計算手段を有する。データ解析手段は、送信元装置から宛先装置に送られるデータパケットをキャプチャして、キャプチャしたデータパケットのシーケンス番号とデータ長とを取得し、受信時刻を付加して記憶手段に格納すると共に、宛先装置から送信元装置に返されるACKパケットをキャプチャして、キャプチャしたACKパケットからACK番号を取得し、受信時刻を付加して記憶手段に格納する。計算手段は、ACKパケットを待たずに送信された2つの連続するデータパケットを記憶手段から取得し、連続するデータパケットにおける2番目のデータパケットのシーケンス番号にデータ長を加算した値がACK番号となるACKパケットを記憶手段から取得し、連続する2番目のデータパケットの受信時刻と取得されたACKパケットの受信時刻とから往復遅延時間を計算する。
図1は、実施の形態の概要を示す図である。遅延時間計測装置1は、送信元装置2によるデータ送信から、宛先装置3からの確認応答があるまでの往復遅延時間を計測するものである。遅延時間計測装置1は、データ解析手段1a、記憶手段1b、および計算手段1cを有している。
図2は、ACK応答タイミングの第1のパターンを示す図である。第1のパターンは、宛先装置3のデータを2回受信したときに、ACKを送信する場合である。図2の例では、送信元装置2から2つのデータパケット5a,5bが宛先装置3に送信されている。宛先装置3では、データパケット5aに対するACKは送信せず、データパケット5bに対するACKパケット5cを送信元装置2に送信する。
シーケンス番号は、送信するデータパケットに付与されるユニークな番号である。データ長は、送信するデータのサイズ(例えば、バイト単位)である。シーケンス番号はコネクション確立時に初期値が割り当てられ、コネクション確立中にデータパケットを送信するごとに値が更新される。シーケンス番号の更新は、送信したデータのデータ長に相当する値を加算することで行われる。
図3は、ACK応答タイミングの第2のパターンを示す図である。第2のパターンは、“Delayed ACK”を応答する場合である。図3の例では、送信元装置2から1つのデータパケット6aが宛先装置3に送信されているが、そのデータパケット6aに続くデータ送信が行われていない。宛先装置3では、データパケット6aに対するACKは送信せず後続のパケットを待つが、所定の時間待ってもパケットが到着しない場合、データパケット6aに対するACKパケット6bを送信元装置2に送信する。このACKパケット6bによる確認応答は、Delayed ACKである。
第1の実施の形態では、ネットワークから分岐させた信号(あるいはパケット)のモニタリングを行うモニタ装置に、遅延時間計測機能を実装するものとする。すなわち、伝送路からパケットのコピーを転送する機器を用いれば、遅延時間計測装置1はその機器経由でパケットを取得できる。ネットワーク上を伝送するパケットのコピーを生成するための機器としては、ポートミラーリング機能を有するスイッチングハブやネットワークタップがある。
次に、モニタ装置100の有する機能を具体的に説明する。
パケットキャプチャ部110は、ネットワークタップ30から取得した信号からパケットを取得する。そのために、パケットキャプチャ部110は、入力部111とパケット情報取得部112とを有している。入力部111は、送信されたデータパケット、あるいは返信されたACKパケットを取り込む。パケット情報取得部112は、パケットからIPヘッダとTCPヘッダ(以下、IPヘッダとTCPヘッダとを纏めてヘッダ情報と呼ぶ)を取り出し、キャプチャした時間(タイムスタンプ)を付けてRTT計測部120へ渡す。
RTT計測値DB126は、RTT計測値を格納する。例えば、HDD103の記憶領域の一部がRTT計測値DB126として使用される。
複数のデータパケットの欄には、同一セッションにおいて対応する送信元IPアドレスから送信されたデータパケットそれぞれに関する情報が設定される。該当セッションで検出されたデータパケットの順に、検出されたデータパケットに関する情報が、第1のデータパケット情報(DP1)、第2のデータパケット情報(DP2)、・・・として設定される。設定されるデータパケットの情報は、受信時刻(Time)、シーケンス番号(Seq)、およびデータ長(Len)である。
図9は、RTT計測値DBのデータ構造例を示す図である。RTT計測値DB126には、TCP統計テーブル126aが格納されている。TCP統計テーブル126aには、TCPセッションID、送信元ホストIPアドレス、RTT計測値の積算値を表すRTT総和、RTT二乗和、RTT計測回数の欄が設けられている。
送信元IPアドレスの欄には、対応するセッションの内で検出されたパケットの送信元のIPアドレスが設定される。
図13は、RTT計測処理の手順を示すフローチャートである。まず、データ処理部121とACK処理部123は、それぞれ新たなパケットを受信したか否かを判断する(ステップS1)、パケットを受信していなければ、パケットの受信を待つ(ステップS1を繰り返す)。パケットを受信した場合(ステップS1でYESの場合)、データ処理部121とACK処理部123はそれぞれ、受信したTCP/IPパケットの送信元IPアドレス、送信元ポート番号、宛先IPアドレス、宛先ポート番号の組からTCPセッションIDを作成する(ステップS2)。TCP/IPのセッションにおいては、同一セッションであっても、IPアドレスとポート番号の組が送信元の場合もあり、宛先の場合もある。そのため、送信元と宛先とに対するIPアドレスとポート番号との組みが入れ替わっても、これらを同一とみなす必要がある。本実施形態では、TCPセッションIDは受信したTCP/IPパケットが同一のセッション(コネクション)に属するか判定するために用いる識別子で、送信元と宛先とのそれぞれのIPアドレスとポート番号とが逆転しても同一のセッションと判断できる値である。
ACK処理部123は受信しパケットと同じTCPセッションIDが設定され、受信したパケットの宛先IPアドレス(DA)が送信元IPアドレス(SA)として設定されたレコードを、TCPセッションテーブル124aから抽出する。そして、ACK処理部123は、シーケンス番号(Seq)にデータ長(Len)を加算した値が、受信したパケットのACK番号(ACK)に一致するデータパケット情報(DP)があるか否か(DA=SAかつACK=Seq+Len)を判断する(ステップS8)。
ACK処理部123は、ステップS11S12,S14の処理後に、受信しパケットと同じTCPセッションIDが設定され、受信したパケットの宛先IPアドレス(DA)が送信元IPアドレス(SA)として設定されたレコードの前回ACKを、受信したパケットのACK番号を更新する(ステップS15)。その後、処理がステップS1に進められる。
図14は、第1のパターンと第2のパターンとのACKが混在する場合のシーケンス図である。図14の例では、宛先ホスト22からACKパケット51(ACK番号「200」を受け取った送信元ホスト21が、データパケット52(シーケンス番号「200」、データ長「10」)を宛先ホスト22に送信している。宛先ホスト22では、データパケット52に応答してACKパケット53(ACK番号「210」)を送信元ホスト21に送信している。
第2の実施の形態は、ネットワークタップを使用せずに、モニタ装置を送信元ホストと宛先ホストとの間に配置したものである。
なお、上記の第1、第2の実施の形態では、送信元ホスト21から宛先装置22に送られるデータパケットをキャプチャしているが、キャプチャするのではなく、パケットの各種情報を一旦ファイルなどの形式でデータ記録装置に記録しておくこともできる。この場合、モニタ装置100は、パケットの各種情報を記憶データ記憶装置からデータ読み取り、RTTを計測することができる。
1a データ解析手段
1b 記憶手段
1c 計算手段
2 送信元装置
3 宛先装置
4 ネットワーク
Claims (7)
- データ送信から確認応答があるまでの往復遅延時間を計測する遅延時間計測装置であって、
送信元装置から宛先装置に送られるデータパケットをキャプチャして、キャプチャした前記データパケットのシーケンス番号とデータ長とを取得し、受信時刻を付加して記憶手段に格納すると共に、前記宛先装置から前記送信元装置に返されるACKパケットをキャプチャして、キャプチャした前記ACKパケットからACK番号を取得し、受信時刻を付加して前記記憶手段に格納するデータ解析手段と、
前記ACKパケットを待たずに送信された2つの連続する前記データパケットを前記記憶手段から取得し、連続する前記データパケットにおける2番目のデータパケットの前記シーケンス番号に前記データ長を加算した値がACK番号となる前記ACKパケットを前記記憶手段から取得し、連続する前記2番目のデータパケットの受信時刻と取得された前記ACKパケットの受信時刻とから前記往復遅延時間を計算する計算手段と、
を有する遅延時間計測装置。 - 前記計算手段は、2番目のデータパケットの受信時刻と、前記2番目のデータパケットの前記シーケンス番号に前記データ長を加算した値がACK番号となる前記ACKパケットの受信時刻との差を前記往復遅延時間とする請求項1記載の遅延時間計測装置。
- 前記計算手段は、2つの前記データパケットのうち、1番目のデータパケットのシーケンス番号に前記1番目のデータパケットのデータ長を加算した値が前記2番目のデータパケットのシーケンス番号であり、かつ前記1番目のデータパケットに対する前記ACKパケットが存在しない場合、2つの前記データパケットを連続するデータパケットと判断する請求項1記載の遅延時間計測装置。
- 前記データ解析手段は、前記送信元装置と前記宛先装置との間の通信経路上から分岐された信号を取得し、前記データパケットをキャプチャする請求項1記載の遅延時間計測装置。
- 前記データ解析手段において、前記送信元装置から前記宛先装置に送られるデータパケットをキャプチャするのではなく、データパケットの各種情報を一旦記録したファイル、あるいはデータ記憶装置からデータを入力する方式とした請求項1記載の遅延時間計測装置。
- データ送信から確認応答があるまでの往復遅延時間を計測する処理をコンピュータに実行させるための遅延時間計測プログラムであって、
前記コンピュータを、
送信元装置から宛先装置に送られるデータパケットをキャプチャして、キャプチャした前記データパケットのシーケンス番号とデータ長とを取得し、受信時刻を付加して記憶手段に格納すると共に、前記宛先装置から前記送信元装置に返されるACKパケットをキャプチャして、キャプチャした前記ACKパケットからACK番号を取得し、受信時刻を付加して前記記憶手段に格納するデータ解析手段、
前記ACKパケットを待たずに送信された2つの連続する前記データパケットを前記記憶手段から取得し、連続する前記データパケットにおける2番目のデータパケットの前記シーケンス番号に前記データ長を加算した値がACK番号となる前記ACKパケットを前記記憶手段から取得し、連続する前記2番目のデータパケットの受信時刻と取得された前記ACKパケットの受信時刻とから前記往復遅延時間を計算する計算手段、
として機能させる遅延時間計測プログラム。 - データ送信から確認応答があるまでの往復遅延時間を計測する処理をコンピュータで行うための遅延時間計測方法であって、
前記コンピュータが、
送信元装置から宛先装置に送られるデータパケットをキャプチャして、キャプチャした前記データパケットのシーケンス番号とデータ長とを取得し、受信時刻を付加して記憶手段に格納すると共に、前記宛先装置から前記送信元装置に返されるACKパケットをキャプチャして、キャプチャした前記ACKパケットからACK番号を取得し、受信時刻を付加して前記記憶手段に格納し、
前記ACKパケットを待たずに送信された2つの連続する前記データパケットを前記記憶手段から取得し、連続する前記データパケットにおける2番目のデータパケットの前記シーケンス番号に前記データ長を加算した値がACK番号となる前記ACKパケットを前記記憶手段から取得し、連続する前記2番目のデータパケットの受信時刻と取得された前記ACKパケットの受信時刻とから前記往復遅延時間を計算する、
ことを特徴とする遅延時間計測方法。
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