JP2011211358A - Apparatus for estimating quality degradation spot in network - Google Patents

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Tokuo Tachibana
篤男 立花
Masafumi Watari
雅史 渡里
Shigehiro Ano
茂浩 阿野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a quality degradation spot estimation apparatus for a network which can accurately estimate a quality degradation spot even when accurate communication route information of each path can not be acquired from the network.SOLUTION: A measurement part 101 acquires measured results of a packet loss rate X1 and packet delay variation X2 in each path by instructing respective end nodes. A path classification part 102 classifies respective paths into a plurality of groups including a defective path group and an excellent path group in respect to quality degradation of respective paths. A network division part 103 divides a network to be evaluated into a plurality of candidate spots each of which is a minimum unit capable of estimating quality degradation. An identification part 104 identifies candidate spots on which only excellent paths pass. A totalization part 105 totalizes the number of passages of defective paths for remaining candidates spots excluding the candidate spots on which only the excellent paths pass. An estimation part 106 estimates defective spots out of the candidate spots based on the number of passages of the defective paths.

Description

本発明は、ネットワークの品質劣化箇所を推定する装置に係り、特に、負荷分散や多重化を目的に同一パスに複数の経路が確立されるネットワークの品質劣化箇所推定に好適な品質劣化箇所推定装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for estimating a network quality degradation location, and in particular, a quality degradation location estimation device suitable for network quality degradation location estimation in which a plurality of paths are established on the same path for the purpose of load distribution and multiplexing. About.

ネットワークの品質劣化箇所をリアルタイムに特定する方法として、複数のパス上でエンドツーエンドのパケットロス率やパケット遅延を周期的にアクティブ計測し、計測データ間の相関と経路情報とに基づいて品質劣化箇所を推定する方法が非特許文献1,2に開示されている。   As a method of identifying quality degradation locations in the network in real time, end-to-end packet loss rate and packet delay are periodically measured on multiple paths, and quality degradation is based on the correlation between measured data and path information. Non-Patent Documents 1 and 2 disclose methods for estimating the location.

非特許文献1は、パケットロス率に基づく推定手法であり、計測周期ごとに各パスのパケットロス率を予め設定された閾値と比較してパスの状態を3つに分類(good/bad/medium)し、分類結果をネットワークのトポロジ情報にマッピングさせることによりパケットロスの発生箇所を推定するものである。   Non-Patent Document 1 is an estimation method based on the packet loss rate, and compares the packet loss rate of each path with a preset threshold value for each measurement period to classify the path status into three (good / bad / medium). The packet loss occurrence location is estimated by mapping the classification result to the network topology information.

非特許文献2は、パケット遅延に基づく推定手法であり、各パスをパケット遅延の時系列データの類似性に着目して複数のクラスタ(集合)に分類し、分類結果をネットワークのトポロジ情報にマッピングさせることによりパケット遅延の発生箇所を推定するものである。   Non-Patent Document 2 is an estimation method based on packet delay. Each path is classified into a plurality of clusters (sets) focusing on the similarity of time-series data of packet delay, and the classification result is mapped to network topology information By doing so, the location where the packet delay occurs is estimated.

図11は、非特許文献2による品質劣化箇所の推定方法を模式的に表現した図であり、ここでは、送受信ノードがノードA,Bのペアであるパス1に関して、通信経路がRa→Rf→Re→Rdであり、パケットロス率に基づく品質分類が"bad"であり、パケット遅延に基づく品質分類が「クラスタ1」である計測データが得られている。   FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a method for estimating a quality degradation location according to Non-Patent Document 2. Here, regarding a path 1 in which a transmission / reception node is a pair of nodes A and B, a communication path is Ra → Rf →. Measurement data is obtained in which Re → Rd, the quality classification based on the packet loss rate is “bad”, and the quality classification based on the packet delay is “cluster 1”.

そして、他のパス2−6に関しても、計測データが図示の通りであれば、パケットロス率に基づく分類が"bad"のパスに共通するリンクとしてRf→Reが識別されるものの、その逆向きリンクRe→Rfを含む2つのパス5,6は、パケットロス率に基づく分類が"good"であり、パケット遅延に基づく分類も「クラスタ0」であることから、Rf→Reのリンク品質が劣化しているものと推定される。   As for the other paths 2-6, if the measurement data is as shown in the figure, Rf → Re is identified as a link common to the paths whose classification based on the packet loss rate is “bad”, but in the opposite direction. The two paths 5 and 6 including the link Re → Rf are classified as “good” based on the packet loss rate, and the classification based on the packet delay is also “cluster 0”, so the link quality of Rf → Re is degraded. It is estimated that

A. Tachibana, S. Ano, T. Hasegawa, M. Tsuru, Y. Oie, "Locating Congested Segments over the Internet Based on Multiple End-to-End Path Measurements," IEICE Transactions 89-B(4), pp. 1099-1109 (2006).A. Tachibana, S. Ano, T. Hasegawa, M. Tsuru, Y. Oie, "Locating Congested Segments over the Internet Based on Multiple End-to-End Path Measurements," IEICE Transactions 89-B (4), pp. 1099-1109 (2006). A. Tachibana, S. Ano, T. Hasegawa, M. Tsuru, Y. Oie, "Locating congested segments over the Internet by clustering the delay performance of multiple path," Computer Communications 32, pp. 1642-1654 (2009).A. Tachibana, S. Ano, T. Hasegawa, M. Tsuru, Y. Oie, "Locating congested segments over the Internet by clustering the delay performance of multiple path," Computer Communications 32, pp. 1642-1654 (2009).

上記の各先行技術はいずれも、各パスの通信経路情報をネットワークから収集できることが前提とされていたため、通信経路情報を収集できなければ誤推定する問題がある。特に、近年のように、同一パスに通信経路(の候補)を複数設定し、ロードバランシングの実現や信頼性の向上を図るネットワークでは、各パスの正確な通信経路情報の取得が困難である場合が多い。   Each of the above prior arts is based on the premise that communication path information of each path can be collected from the network. Therefore, there is a problem of erroneous estimation if the communication path information cannot be collected. Especially, in recent years, it is difficult to obtain accurate communication path information for each path in a network where multiple communication paths (candidates) are set on the same path to achieve load balancing and improve reliability. There are many.

図12は、ロードバランシングを採用するネットワークの一例を示した図であり、図示の例では、ノードRaは2つのノードRb,Rfのいずれか一方(または、両方)との間にリンクを自律的に確立するが、ネットワークからは、ノードA,B間にどのような経路が確立されているのかの情報を取得することが困難であるため、ノードA,Bのパスに品質劣化が生じても、その具体的な品質箇所を推定することができない。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a network that employs load balancing. In the illustrated example, the node Ra autonomously links to either one (or both) of the two nodes Rb and Rf. However, since it is difficult to obtain information on what kind of route is established between nodes A and B from the network, even if quality degradation occurs in the paths of nodes A and B The specific quality location cannot be estimated.

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、各パスの正確な通信経路情報をネットワークから取得できない場合でも、品質劣化箇所の正確に推定できるネットワークの品質劣化箇所推定装置を提供することにある。   An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art and provide a network quality degradation location estimation device that can accurately estimate a quality degradation location even when accurate communication path information of each path cannot be obtained from the network. There is.

上記の目的を達成するために、本発明は、エンドノード間に確立されるパスが少なくとも一つの経路候補を含むネットワークの品質劣化箇所推定装置において、パスごとに品質劣化の指標値を計測する計測手段を設けた。この指標値としては、例えばパケットロス率X1やパケット遅延変動X2を利用できる。   In order to achieve the above object, the present invention provides a measurement for measuring an index value of quality degradation for each path in a network quality degradation location estimation apparatus in which a path established between end nodes includes at least one route candidate. Means were provided. As this index value, for example, the packet loss rate X1 and the packet delay variation X2 can be used.

本発明はまた、前記指標値に基づいて、各パスを品質劣化に関して不良パスのグループおよび優良パスのグループを含む複数のグループに分類するパス分類手段と、ネットワークを、その品質劣化を推定可能な最小単位である複数の候補箇所に分割するネットワーク分割手段とを設けた。このネットワーク分割手段は、ネットワークを例えば分岐および合流の無い複数の区間kiおよび各区間kiの分岐、合流点に位置するネットワーク機器njに分割し、各区間kiおよびネットワーク機器njを候補箇所とする。   The present invention is also capable of estimating the quality degradation of the path classification means for classifying each path into a plurality of groups including a group of bad paths and a group of good paths with respect to quality degradation based on the index value. Network dividing means for dividing into a plurality of candidate locations, which is the minimum unit, is provided. This network dividing means divides the network into, for example, a plurality of sections ki having no branching and merging, and a network device nj located at a branching / merging point of each section ki, and each section ki and network device nj are set as candidate locations.

本発明はさらに、優良パスのみが通過する候補箇所を識別する識別手段と、優良パスのみが通過する候補箇所を除いた残りの候補箇所の集合を対象に前記不良パスが通過する回数を集計する集計手段と、候補箇所の中から、前記不良パスが通過する回数に基づいて不良箇所を推定する推定手段とを設けた。   The present invention further adds an identification means for identifying candidate locations through which only the good path passes, and counts the number of times the defective path passes through the set of remaining candidate locations excluding candidate locations through which only the good path passes. Aggregating means and estimating means for estimating a defective portion based on the number of times the defective path passes are provided from the candidate portions.

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)各パスに通信経路の候補が複数存在するネットワークにおいても、各パスの品質が劣化したときに、その劣化箇所を推定できるようになる。
(2)劣化箇所を推定する際に、リンクのみならずネットワーク機器も候補とできるので、劣化箇所をリンクおよびネットワーク機器単位で正確に推定できるようになる。
According to the present invention, the following effects are achieved.
(1) Even in a network in which a plurality of communication path candidates exist in each path, the degradation location can be estimated when the quality of each path is degraded.
(2) When estimating a deteriorated part, not only a link but also a network device can be a candidate, so that the deteriorated part can be accurately estimated for each link and network device.

本発明が評価対象とするネットワークのトポロジ情報の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the topology information of the network which this invention evaluates. ノード間に確立される各パスの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of each path | pass established between nodes. 本発明における品質劣化箇所の推定方法を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the estimation method of the quality degradation location in this invention. ネットワークを、その品質劣化箇所に関して複数の候補箇所に分割する方法を示した図である。It is the figure which showed the method of dividing | segmenting a network into a some candidate location regarding the quality degradation location. パケットロス率X1に基づく不良箇所の推定方法を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing a method for estimating a defective portion based on a packet loss rate X1. 候補箇所の一部を候補箇所の集合から除外する方法の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the method of excluding a part of candidate location from the set of candidate locations. badパスの集計例を示した図である。It is the figure which showed the example of totalization of a bad path | pass. 品質劣化箇所の推定例を示した図である。It is the figure which showed the example of estimation of the quality degradation location. パケット遅延変動X2に基づく劣化箇所の推定方法を示したフローチャートである。5 is a flowchart showing a method for estimating a deterioration location based on packet delay variation X2. 本発明に係る品質劣化箇所推定装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the quality degradation location estimation apparatus which concerns on this invention. 非特許文献2による品質劣化箇所の推定方法を模式的に表現した図である。It is the figure which expressed typically the estimation method of the quality degradation location by a nonpatent literature 2. FIG. ロードバランシングを採用するネットワークの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the network which employ | adopts load balancing.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は、本発明が評価対象とするネットワークのトポロジ情報の一例を示した図であり、品質劣化箇所を推定する品質劣化箇所装置1がルータ等のネットワーク機器(ここでは、Rc)を介してネットワークに接続されている。図2は、各ノード間に確立されるパスの構成を示した図であり、本実施形態では、ノードAからノードBへ至るパス1のように、一つのパスが複数の経路候補L1,L2を含む場合もある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of network topology information to be evaluated by the present invention. A quality degradation location device 1 that estimates a quality degradation location is connected via a network device (in this case, Rc) such as a router. Connected to the network. FIG. 2 is a diagram showing a path configuration established between the nodes. In the present embodiment, one path is a plurality of path candidates L1, L2 like the path 1 from the node A to the node B. May be included.

図3は、本発明の一実施形態に係る品質劣化箇所の推定方法を示したフローチャートであり、主に前記品質劣化箇所装置1および各エンドノードA,B,C…の動作を示している。本実施形態では、品質劣化箇所が以下の5つのステップで推定され、当該推定処理は所定の周期で繰り返し実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for estimating a quality deterioration point according to an embodiment of the present invention, and mainly shows operations of the quality deterioration point device 1 and the end nodes A, B, C. In the present embodiment, the quality degradation point is estimated by the following five steps, and the estimation process is repeatedly executed at a predetermined cycle.

(1)ステップS1:全てのパス上で同時にエンドツーエンドのパケットロス率X1およびパケット遅延変動X2がアクティブ計測される。   (1) Step S1: The end-to-end packet loss rate X1 and the packet delay variation X2 are actively measured simultaneously on all paths.

(2)前記計測結果に基づいて、品質の劣化したパスが存在するか否かを判定し、劣化パスが存在すれば、ステップS3以降へ進んで劣化箇所の推定を進める。   (2) Based on the measurement result, it is determined whether or not there is a path with degraded quality. If there is a degraded path, the process proceeds to step S3 and subsequent steps to estimate the degraded location.

(3)ステップS3:パケットロス率X1およびパケット遅延変動X2の計測結果が解析されて各パスの品質情報が計算(クラスタリング)される。   (3) Step S3: The measurement results of the packet loss rate X1 and the packet delay variation X2 are analyzed, and the quality information of each path is calculated (clustering).

(4)ステップS4:ネットワークが、品質劣化箇所に関して複数の候補箇所(後述する区間kiおよびネットワーク機器nj)に分割される。   (4) Step S4: The network is divided into a plurality of candidate locations (interval ki and network device nj described later) with respect to quality degradation locations.

(5)ステップS5:各パスの品質情報をトポロジ情報にマッピングすることで品質劣化箇所が推定される。
(5) Step S5: A quality degradation point is estimated by mapping the quality information of each path to the topology information.

ステップS1では、パスごとに、独立したランダムな時間間隔でテストパケットが連続的に送受信され、各パスの通信品質を代表する指標として、エンドツーエンドのパケットロス率X1およびパケット遅延変動X2が同時に計測される。このような計測は、各エンドノードが前記品質劣化箇所装置1からの計測要求に応答して計測を実行し、計測結果を前記品質劣化箇所装置1へ提供することにより行われる。前記パケット遅延変動X2は、送信側から受信側にパケットが到着する時間(パケット遅延)から、伝送遅延やルータ等の固定的な処理時間を除いた遅延の変動分で定義されるが、ここでは、パケット遅延−周期内の最小パケット遅延で近似される。   In step S1, for each path, test packets are continuously transmitted and received at independent random time intervals, and the end-to-end packet loss rate X1 and the packet delay variation X2 are simultaneously used as indices representing the communication quality of each path. It is measured. Such measurement is performed by each end node performing measurement in response to a measurement request from the quality degradation location device 1 and providing a measurement result to the quality degradation location device 1. The packet delay variation X2 is defined by a delay variation excluding a fixed processing time such as a transmission delay or a router from a time when a packet arrives from the transmission side to the reception side (packet delay). , Packet delay-approximated by the minimum packet delay within the period.

ステップS2では、前記品質劣化箇所装置1において、前記パケットロス率X1およびパケット遅延変動X2の少なくとも一方が、予め設定された閾値X1ref,Xref2を上回る劣化パスが検出されたか否かが判定される。品質の劣化したパスが検出されればステップ3以降へ進み、品質劣化箇所の推定が行われる。品質の劣化したパスが検出されなければ、該当周期においては品質劣化箇所の推定が行われない。   In step S2, it is determined in the quality degradation location device 1 whether or not a degraded path is detected in which at least one of the packet loss rate X1 and the packet delay variation X2 exceeds preset thresholds X1ref and Xref2. If a path with degraded quality is detected, the process proceeds to step 3 and subsequent steps to estimate the quality degraded location. If a path with degraded quality is not detected, the quality degraded location is not estimated in the corresponding period.

前記ステップ2において、パケットロス率X1が閾値X1refを上回る劣化パスが一つでも検出されていると、ステップS3では、前記品質劣化箇所装置1において、全てのパスのパケットロス率X1が予め設定された2つの閾値X1refl, X1refhと比較され、各パスが3つの状態(good/medium/bad)のいずれかに分類される。   If at least one degraded path with a packet loss rate X1 exceeding the threshold value X1ref is detected in step 2, in step S3, the packet loss rate X1 of all paths is preset in the quality degradation location device 1. Compared with two threshold values X1refl and X1refh, each path is classified into one of three states (good / medium / bad).

本実施形態では、前記閾値X1refとX1reflとが同値であり、X1refl<X1refhとされる。そして、X1≦X1reflの各パスがgoodパスのグループに分類され、X1refl<X1≦X1refhの各パスがmediumパスのグループに分類され、X1refh<X1の各パスがbadパスのグループに分類される。このように、本実施形態において各パスを3状態に分類するのは誤判定を回避するためであり、mediumパスのグループに分類されたパスの情報は以降の品質劣化箇所推定に利用されない。   In the present embodiment, the threshold values X1ref and X1refl are the same value, and X1refl <X1refh. Then, each path of X1 ≦ X1refl is classified into a good path group, each path of X1refl <X1 ≦ X1refh is classified into a medium path group, and each path of X1refh <X1 is classified into a bad path group. As described above, in the present embodiment, each path is classified into three states in order to avoid erroneous determination, and information on paths classified into the medium path group is not used for subsequent quality degradation point estimation.

一方、前記ステップ2において、パケット遅延変動X2が予め設定された閾値X2ref(例えば、10ms)を上回る劣化パスが一つでも検出されていると、ステップS3では、各パスのパケット遅延変動X2の時系列の類似性に基づいて、各パスが複数のクラスタに分類される。   On the other hand, if at least one degraded path in which the packet delay variation X2 exceeds a preset threshold value X2ref (for example, 10 ms) is detected in step 2, in step S3, the packet delay variation X2 Based on the sequence similarity, each path is classified into a plurality of clusters.

このように、本実施形態ではパケットロス率X1によるパスの分類結果として、good/ badのパスの集合(Sgood, Sbad)が得られ、パケット遅延変動X2によるパスの分類結果として、同一の品質劣化を経験したパスの集合(クラスタ)C1, C2, …, Cnおよび品質劣化を経験していないパスの集合C0が得られる。ここで、パケットロス率X1による分類では、各パスはSgood, (Smedium,) Sbadのいずれか一方に分類されるが、パケット遅延変動X2による分類では、同一パスが複数のクラスタに重複して分類される場合もある。   Thus, in this embodiment, a set of good / bad paths (Sgood, Sbad) is obtained as a path classification result based on the packet loss rate X1, and the same quality degradation is obtained as a path classification result based on the packet delay variation X2. A set of paths (clusters) C1, C2,..., Cn and a path set C0 that has not experienced quality degradation are obtained. Here, in the classification based on the packet loss rate X1, each path is classified into one of Sgood and (Smedium,) Sbad, but in the classification based on the packet delay variation X2, the same path is classified into a plurality of clusters. Sometimes it is done.

ステップ4では、前記品質劣化箇所装置1において、図4に一例を示したように、評価対象のネットワークが各パスの分岐・合流点を基準にして、ネットワークの品質劣化を推定可能な最小単位である複数の候補箇所に分割される。本実施形態では、ネットワークが分岐、合流の無い複数の区間ki(ネットワーク機器および当該ネットワーク機器同士を接続するリンクにより構成される)と、各区間kiの分岐、合流点に位置するルータ等のネットワーク機器njとに分割され、前記各区間kiおよび各ネットワーク機器njが品質劣化の候補箇所とされる。なお、本実施形態では区間kiの構成要素が同一であっても、パケットの通過方向が異なれば別区間として扱われる。   In step 4, in the quality degradation location device 1, as shown in an example in FIG. 4, the network to be evaluated is the smallest unit that can estimate the quality degradation of the network on the basis of the branch / junction point of each path. Divided into a plurality of candidate locations. In the present embodiment, the network is divided into a plurality of sections ki (consisting of a network device and a link connecting the network devices), and a network such as a router located at a branch or junction of each section ki. The device is divided into devices nj, and each section ki and each network device nj are set as candidates for quality degradation. In the present embodiment, even if the constituent elements of the section ki are the same, they are treated as different sections if the packet passing directions are different.

図3へ戻り、ステップS5では、前記品質劣化箇所装置1において前記品質劣化の候補箇所ki,njを対象に、パケットロス率X1に基づく不良箇所の推定およびパケット遅延変動X2に基づく不良箇所の推定が行われる。以下、パケットロス率X1に基づく不良箇所の推定方法、およびパケット遅延変動X2に基づく不良箇所の推定方法のそれぞれについて詳細に説明する。   Returning to FIG. 3, in step S <b> 5, in the quality degradation location device 1, for the quality degradation candidate locations ki and nj, estimation of the failure location based on the packet loss rate X <b> 1 and estimation of the failure location based on the packet delay variation X <b> 2. Is done. Hereinafter, each of the method for estimating the defective portion based on the packet loss rate X1 and the method for estimating the defective portion based on the packet delay variation X2 will be described in detail.

[パケットロス率による推定]
図5は、前記パケットロス率X1に基づく不良箇所の推定方法を示したフローチャートであり、主に前記品質劣化箇所装置1の動作を示している。
[Estimation based on packet loss rate]
FIG. 5 is a flowchart showing a method for estimating a defective location based on the packet loss rate X1, and mainly shows the operation of the quality degradation location device 1.

ステップS21では、goodパスの一つが今回の注目goodパスとして選択される。ステップS22では、今回の注目goodパスに関して、その候補経路の全てが共有する箇所が品質劣化の候補箇所の集合から除外される。図6の例では、パス1が2つの経路候補L1,L2を含み、各経路候補L1,L2は送信ノードA→ネットワーク機器Raの区間およびネットワーク機器Rd→受信ノードBの区間を共有するので、当該2つの区間k1,k10が候補箇所の集合から除外される。ただし、区間k1,k10であっても、逆向きの経路(ネットワーク機器Ra→送信ノードAおよび受信ノードB→ネットワーク機器Rd)は扱いが異なるので、候補箇所の集合から除外されることはない。   In step S21, one of the good paths is selected as the current focused good path. In step S22, with respect to the current good path of interest, a portion shared by all of the candidate routes is excluded from the set of quality deterioration candidate portions. In the example of FIG. 6, since path 1 includes two route candidates L1 and L2, each route candidate L1 and L2 shares a section of transmission node A → network equipment Ra and a section of network equipment Rd → receiving node B. The two sections k1 and k10 are excluded from the set of candidate locations. However, even in the sections k1 and k10, the reverse routes (network device Ra → transmission node A and reception node B → network device Rd) are handled differently and are not excluded from the set of candidate locations.

ステップS23では、全てのgoodパスに関して上記の除外処理が完了したか否かが判定される。完了していなければステップS21へ戻り、注目するgoodパスを切り替えながら上記の各処理を全てのgoodパスを対象に繰り返すことで候補箇所が絞り込まれる。   In step S23, it is determined whether or not the above exclusion process has been completed for all good paths. If it is not completed, the process returns to step S21, and candidate portions are narrowed down by repeating the above processes for all good paths while switching the good path of interest.

ステップS24では、品質劣化の候補箇所として残っている全ての箇所(区間kiおよびネットワーク機器nj)を対象に、通過または通過する可能性のあるbadパスの数が集計される。図7は、通過するbadパスの集計例を示した図であり、エンドノードA,Bを送受信ノードとするパス1がbadパスであれば、当該パスの2つの経路候補L1,L2が経由する全ての区間kiおよびネットワーク機器njのカウント値がインクリメント(+1)される。ステップS25では、全てのbadパスについて上記の集計が完了したか否かが判定される。完了していなければステップS24へ戻り、badパスを切り替えながら集計が繰り返される。   In step S24, the number of bad paths that may pass or pass through is counted for all the remaining locations (section ki and network device nj) as candidate locations for quality degradation. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of totaling bad paths that pass through. If path 1 with end nodes A and B as transmission / reception nodes is a bad path, two route candidates L1 and L2 of the path pass. The count values of all the sections ki and the network device nj are incremented (+1). In step S25, it is determined whether or not the above totaling has been completed for all bad paths. If not completed, the process returns to step S24, and the counting is repeated while switching the bad path.

ステップS26では、各候補箇所を通過または通過する可能性のあるbadパス数Nbpathと、badパスの総数(=|Sbad|)との比Tloss(=Nbpath/|Sbad|)が計算され、Tlossが最大となる候補箇所が品質劣化箇所として推定される。図8は、品質劣化箇所の推定例を示した図であり、ここでは、ネットワーク機器Rfから同Reへ向かう区間k6のカウント値が「4」で最大値を示すので、当該区間k6が品質劣化箇所として推定される。   In step S26, the ratio Tloss (= Nbpath / | Sbad |) of the number of bad paths Nbpath that may or may pass through each candidate location and the total number of bad paths (= | Sbad |) is calculated. The largest candidate location is estimated as a quality degradation location. FIG. 8 is a diagram showing an example of estimation of a quality degradation point. Here, since the count value of the section k6 from the network device Rf to the same Re is “4”, the maximum value is shown. Estimated as a point.

[パケット遅延変動による推定方法]
図9は、前記パケット遅延変動X2に基づく劣化箇所の推定方法を示したフローチャートであり、主に前記品質劣化箇所装置1の動作を示している。ここでは、パスの分類結果として得られたクラスタ (C1, C2… CN)ごとに劣化箇所が推定される。
[Estimation method by packet delay variation]
FIG. 9 is a flowchart showing a method for estimating a degradation location based on the packet delay variation X2, and mainly shows the operation of the quality degradation location device 1. Here, the deteriorated part is estimated for each cluster (C1, C2... CN) obtained as a path classification result.

ステップS31では、クラスタCi(C0,C1…Cn)の一つが今回の注目クラスタCtとして選択される。ステップS32では、今回の注目クラスタCtに含まれない全てのパスPjを対象に、各パスの経路候補同士の共有箇所が識別されて候補箇所の集合から除外される。ステップS33では、品質劣化の候補箇所として残っている全ての箇所(区間kiおよび当該区間kiに含まれるネットワーク機器nj)を対象に、今回の注目クラスタCtに含まれるパスが当該箇所を通過する回数が集計される。   In step S31, one of the clusters Ci (C0, C1,... Cn) is selected as the current attention cluster Ct. In step S32, for all the paths Pj that are not included in the current cluster of interest Ct, a shared location between route candidates of each path is identified and excluded from the set of candidate locations. In step S33, the number of times that the path included in the current cluster of interest Ct passes through the relevant part for all the remaining parts (section ki and network device nj included in the relevant part ki) as candidate places for quality degradation. Are counted.

ステップS34では、各候補箇所を通過するパス数 Ncpathと、今回の注目クラスタCtに含まれるパスの総数(=|Ct|)との比 Tdelay_ i(=Ncpath/|Ct|)が計算され、Tdelay_ iが最大となる候補箇所が品質劣化箇所として推定される。なお、前記ステップS31〜34の手順は、前記パケットロス率による推定において、今回の注目クラスタCiに含まれるパスの集合をSbad、それ以外のパスの集合をSgoodとした場合と同様である。   In step S34, a ratio Tdelay_i (= Ncpath / | Ct |) between the number of paths Ncpath passing through each candidate location and the total number of paths included in the current cluster of interest Ct (= | Ct |) is calculated, and Tdelay_ A candidate location where i is maximized is estimated as a quality degradation location. Note that the procedure of steps S31 to S34 is the same as that in the estimation based on the packet loss rate when the set of paths included in the current cluster of interest Ci is Sbad and the set of other paths is Sgood.

ステップS35では、上記の推定手順が全てのクラスタCiに対して完了したか否かが判定される。完了していなければステップS31へ戻り、注目クラスCtを切り替えながら上記の推定手順が他のクラスタ Ck(k=1,2…n, i≠k)に対して繰り返され、クラスタCiごとに品質劣化箇所が推定される。   In step S35, it is determined whether or not the above estimation procedure has been completed for all the clusters Ci. If not completed, the process returns to step S31, and the above estimation procedure is repeated for other clusters Ck (k = 1, 2... N, i ≠ k) while switching the class of interest Ct, and quality degradation is performed for each cluster Ci. The location is estimated.

図10は、前記品質劣化箇所推定装置1の機能ブロック図であり、計測部101は、各エンドノードに指示してパスごとに品質劣化の指標値を計測させ、その計測結果を各エンドノードから取得する。本実施形態では、パケットロス率X1およびパケット遅延変動X2の計測が指示され、その計測結果が取得される。   FIG. 10 is a functional block diagram of the quality degradation location estimation apparatus 1. The measurement unit 101 instructs each end node to measure an index value of quality degradation for each path, and the measurement result is obtained from each end node. get. In the present embodiment, measurement of the packet loss rate X1 and the packet delay variation X2 is instructed, and the measurement results are acquired.

パス分類部102は、前記指標値の計測結果に基づいて、各パスを品質劣化に関して不良パスのグループおよび優良パスのグループを含む複数のグループに分類する。本実施形態では、パケットロス率X1に関しては、各パスがそのパケットロス率に基づいて、不良パスのグループ、優良パスのグループおよびその中間のパスのグループに分類され、中間パスは品質劣化箇所の推定に使用されない。また、パケット遅延変動X2に関しては、各パスがそのパケット遅延変動に基づいて複数のクラスタに分類される。   Based on the measurement result of the index value, the path classifying unit 102 classifies each path into a plurality of groups including a defective path group and a superior path group with respect to quality degradation. In this embodiment, for the packet loss rate X1, each path is classified into a bad path group, a good path group, and an intermediate path group based on the packet loss rate. Not used for estimation. As for the packet delay variation X2, each path is classified into a plurality of clusters based on the packet delay variation.

ネットワーク分割部103は、評価対象のネットワークを、その品質劣化を推定可能な最小単位である複数の候補箇所に分割する。本実施形態では、ネットワークが分岐および合流の無い複数の区間kiおよび各区間kiの分岐、合流点に位置するネットワーク機器njに分割され、各区間kiおよびネットワーク機器njが候補箇所とされる。   The network dividing unit 103 divides the network to be evaluated into a plurality of candidate locations, which are minimum units that can estimate the quality degradation. In the present embodiment, the network is divided into a plurality of sections ki without branching and joining, and network equipment nj located at the branching and joining points of each section ki, and each section ki and network equipment nj are set as candidate locations.

識別部104は、前記優良パスのみが通過する候補箇所を識別する。集計部105は、前記優良パスのみが通過する候補箇所を除いた残りの候補箇所の集合を対象に前記不良パスが通過する回数を集計する。推定部106は、前記候補箇所の中から、前記不良パスが通過する回数に基づいて不良箇所を推定する。本実施形態では、不良パスの通過数が最大の候補箇所が不良箇所と推定される   The identification unit 104 identifies candidate locations through which only the excellent path passes. The totaling unit 105 totalizes the number of times the defective path passes for a set of remaining candidate locations excluding candidate locations through which only the excellent path passes. The estimation unit 106 estimates a defective location from the candidate locations based on the number of times the defective path passes. In the present embodiment, a candidate location with the largest number of passing defective paths is estimated as a defective location.

1…品質劣化箇所推定装置,101…計測部,102…パス分類部,103…ネットワーク分割部,104…識別部,105…集計部,106…推定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Quality degradation location estimation apparatus, 101 ... Measuring part, 102 ... Path classification | category part, 103 ... Network division | segmentation part, 104 ... Identification part, 105 ... Aggregation part, 106 ... Estimation part

Claims (6)

エンドノード間に確立されるパスが少なくとも一つの経路候補を含むネットワークの品質劣化箇所推定装置において、
パスごとに品質劣化の指標値を計測する計測手段と、
前記指標値に基づいて、各パスを品質劣化に関して不良パスのグループおよび優良パスのグループを含む複数のグループに分類するパス分類手段と、
ネットワークを、その品質劣化を推定可能な最小単位である複数の候補箇所に分割するネットワーク分割手段と、
前記優良パスのみが通過する候補箇所を識別する識別手段と、
前記優良パスのみが通過する候補箇所を除いた残りの候補箇所を対象に前記不良パスが通過する回数を集計する集計手段と、
前記候補箇所の中から、前記不良パスが通過する回数に基づいて不良箇所を推定する推定手段とを具備したことを特徴とするネットワークの品質劣化箇所推定装置。
In the quality degradation location estimating apparatus for a network in which a path established between end nodes includes at least one route candidate,
A measuring means for measuring an index value of quality degradation for each pass;
Path classification means for classifying each path into a plurality of groups including a group of defective paths and a group of good paths based on the index value;
A network dividing means for dividing the network into a plurality of candidate locations, which is the smallest unit capable of estimating the quality degradation;
Identifying means for identifying candidate locations through which only the excellent path passes;
A counting means for counting the number of times that the defective path passes for the remaining candidate places excluding the candidate places where only the excellent path passes;
An apparatus for estimating a quality degradation location of a network, comprising: estimation means for estimating a defective location based on the number of times the defective path passes from among the candidate locations.
前記品質劣化の指標値がパケットロス率であることを特徴とする請求項1に記載のネットワークの品質劣化箇所推定装置。   The network quality degradation location estimation apparatus according to claim 1, wherein the quality degradation index value is a packet loss rate. 前記品質劣化の指標値がパケット遅延変動であることを特徴とする請求項1に記載のネットワークの品質劣化箇所推定装置。   The network quality degradation location estimation apparatus according to claim 1, wherein the quality degradation index value is a packet delay variation. 前記分類手段は、各パスをそのパケットロス率に基づいて、不良パスのグループ、優良パスのグループおよびその中間のパスのグループに分類し、中間パスを品質劣化箇所の推定に使用しないことを特徴とする請求項2に記載のネットワークの品質劣化箇所推定装置。   The classifying means classifies each path into a group of bad paths, a group of good paths, and a group of intermediate paths based on the packet loss rate, and the intermediate paths are not used for estimation of quality degradation points. The network quality degradation location estimation apparatus according to claim 2. 前記分類手段は、各パスをそのパケット遅延変動に基づいて複数のクラスタに分類し、
前記識別手段は、クラスタごとに当該クラスタに含まれない各パスの経路候補が共有する候補箇所を識別し、
前記集計手段は、クラスタごとに当該クラスタに含まるパスが各候補箇所を通過する回数を集計することを特徴とする請求項3に記載のネットワークの品質劣化箇所推定装置。
The classifying unit classifies each path into a plurality of clusters based on packet delay variation,
The identifying means identifies candidate locations shared by route candidates for each path not included in the cluster for each cluster,
4. The network quality degradation location estimation apparatus according to claim 3, wherein the aggregation means counts the number of times a path included in the cluster passes through each candidate location for each cluster.
前記ネットワーク分割手段は、ネットワークを分岐および合流の無い複数の区間および各区間の分岐、合流点に位置する複数のネットワーク機器に分割し、前記各区間およびネットワーク機器が候補箇所とされることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のネットワークの品質劣化箇所推定装置。   The network dividing unit divides the network into a plurality of sections without branching and joining, and a plurality of network devices located at the branching and joining points of each section, and each section and network device are set as candidate locations. The network quality degradation location estimation apparatus according to any one of claims 1 to 5.
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