JP2014123811A - ネットワーク分析方法、情報処理装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】遅延が発生している無線区間を効率的に特定できる。
【解決手段】有線ネットワーク５と、有線ネットワーク５に接続されたアクセスポイント３および通信装置２と、アクセスポイント３を介して通信装置２との間でパケットを送受信する無線通信装置４とを含むシステムにおいてネットワーク分析を行う。ネットワーク分析方法は、有線ネットワーク５からパケットを受信し、受信したパケットの集合の中から、通信装置２により送信された連続する複数のパケットと連続する複数のパケットに対して無線通信装置４により送信された受信応答パケットとを抽出する。連続する複数のパケットの時間間隔と複数の受信応答パケットの時間間隔とに基づいて、無線通信装置４とアクセスポイント３との間の無線通信で遅延が発生していることを判定する。
【選択図】図１

Description

本発明はネットワーク分析方法、情報処理装置およびプログラムに関する。

現在、通信ネットワークを介した通信が行われている。通信ネットワークは、有線区間や無線区間を含み得る。例えば、インターネットの標準プロトコルとしてＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol／Internet Protocol）がある。通信ネットワーク上では、ＴＣＰ／ＩＰを用いてパケット化したデータの送受信が広く行われている。

ところで、サービス事業者などが通信ネットワーク上のデータ通信品質の管理を行うことがある。そこで、通信ネットワークに対し、データ通信品質の管理を行う方法が考えられている。例えば、受信パケットの連続性と到着間隔とを観測し、高速・低速何れかの区間でパケット廃棄が発生したかを特定する提案がある。また、例えば無線区間におけるパケットの送達確認情報から、遅延時間の変動特性データを生成する提案がある。

特開２００６−１３８０９号公報 特開２０１０−１５４２０１号公報

通信ネットワーク内において、無線区間における通信遅延を検出したいということがある。そのために、無線区間ごとに監視装置を設置して、無線区間ごとの通信を個別に監視することが考えられる。しかし、通信ネットワーク内の無線区間は、例えば、無線端末と無線基地局とを繋ぐユーザ側のネットワーク末端に多く存在している。このため、無線区間ごとに監視装置を設置すると、監視装置の設置数が増大し得るという問題がある。

また、全ての無線基地局に監視装置を設置できるとは限らない。例えば、監視装置の設置が困難な場所に無線基地局が存在することもある。この場合、限られた場所に設置された監視装置を用いて情報収集することも考え得る。しかし、限られた無線区間について収集された情報のみでは、それ以外の無線区間の通信の監視や分析を行うことが難しい。

一側面によれば、本発明は、遅延が発生している無線区間を効率的に特定できるネットワーク分析方法、情報処理装置およびプログラムを提供することを目的とする。

一実施態様によれば、有線ネットワークと、有線ネットワークに接続されたアクセスポイントおよび通信装置と、アクセスポイントを介して通信装置との間でパケットを送受信する無線通信装置と、を含むシステムにおいて、有線ネットワークに接続された情報処理装置が実行するネットワーク分析方法が提供される。このネットワーク分析方法では、コンピュータが、有線ネットワークからパケットを受信し、受信したパケットの集合の中から、通信装置により送信された連続する複数のパケットと連続する複数のパケットに対して無線通信装置により送信された確認応答パケットとを抽出し、当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、無線通信装置とアクセスポイントとの間の無線通信で遅延が発生していることを判定する。

また、一実施態様によれば、有線ネットワークと、有線ネットワークに接続されたアクセスポイントおよび通信装置と、アクセスポイントを介して通信装置との間でパケットを送受信する無線通信装置と、を含むシステムにおいて、有線ネットワークに接続される情報処理装置が提供される。この情報処理装置は、受信部と制御部とを有する。受信部は、有線ネットワークからパケットを受信する。制御部は、受信したパケットの集合の中から、通信装置により送信された連続する複数のパケットと連続する複数のパケットに対して無線通信装置により送信された確認応答パケットとを抽出し、当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、無線通信装置とアクセスポイントとの間の無線通信で遅延が発生していることを判定する。

また、一実施態様によれば、有線ネットワークと、有線ネットワークに接続されたアクセスポイントおよび通信装置と、アクセスポイントを介して通信装置との間でパケットを送受信する無線通信装置と、を含むシステムにおいて、有線ネットワークに接続されたコンピュータによって実行されるプログラムが提供される。このプログラムは、コンピュータに、有線ネットワークからパケットを受信し、受信したパケットの集合の中から、通信装置により送信された連続する複数のパケットと連続する複数のパケットに対して無線通信装置により送信された確認応答パケットとを抽出し、当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、無線通信装置とアクセスポイントとの間の無線通信で遅延が発生していることを判定する、処理を実行させる。

一実施態様によれば、遅延が発生している無線区間を効率的に特定できる。

第１の実施の形態の通信システムを示す図である。 第２の実施の形態の通信システムを示す図である。 第２の実施の形態のハードウェア例を示す図である。 第２の実施の形態のソフトウェア例を示す図である。 第２の実施の形態のＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態のサーバ要因によるＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態のＲＴＴによるＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態のパケットロスによるＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態のパケット再送によるＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態のDelayed ACKの例を示す図である。 第２の実施の形態のDelayed ACKによるＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態のDelayed ACKの検出動作の例を示す図である。 第２の実施の形態の無線端末要因のＡＣＫ遅延の例を示す図である。 第２の実施の形態の連続ＤＡＴＡパケットに対するＡＣＫ間隔を示す図である。 第２の実施の形態のＡＣＫパケット受信間隔を示す図である。 第２の実施の形態の全体動作を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の判定方法（その１）を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の判定方法（その２）を示すフローチャートである。 第２の実施の形態の全体動作の他の例を示すフローチャートである。 第２の実施の形態のＤＡＴＡパケットの例を示す図である。 第２の実施の形態のＡＣＫパケットの例を示す図である。 第２の実施の形態の遅延解析結果を示す図である。

以下、本実施の形態を図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の通信システムを示す図である。第１の実施の形態の通信システムは、情報処理装置１、通信装置２、アクセスポイント３、無線通信装置４および有線ネットワーク５を含む。情報処理装置１、通信装置２およびアクセスポイント３は有線ネットワーク５に接続されている。通信装置２は有線ネットワーク５およびアクセスポイント３を介して無線通信装置４と通信する。ここで、通信装置２とアクセスポイント３の間の有線ネットワーク５を介した区間は有線で通信する有線区間である。アクセスポイント３と無線通信装置４との間の区間は無線で通信する無線区間である。

ここで、通信装置２はコンピュータなどの情報処理装置でもよい。アクセスポイント３は、無線通信を中継可能な中継装置や無線基地局などでもよい。
情報処理装置１は、受信部１ａおよび制御部１ｂを有する。受信部１ａは、有線ネットワーク５からパケットを受信する。例えば、有線ネットワーク５で送受信されるパケットを中継する中継装置が、当該パケットを複製して情報処理装置１へも転送する。受信部１ａは、当該複製されたパケットを受信する。この方法は、ポートミラーリング（port mirroring）と呼ばれることがある。受信部１ａは、収集したパケットを情報処理装置１が備える記憶部（図１では図示を省略）に格納してもよい。あるいはＴＡＰ装置で信号を分岐して取り出す方法を用いてもよい。

制御部１ｂは、受信したパケットの集合の中から、通信装置２により送信された連続する複数のパケットと連続する複数のパケットに対して無線通信装置４により送信された確認応答パケットとを抽出する。制御部１ｂは、連続する複数のパケットの時間間隔（受信間隔）と複数の確認応答パケットの時間間隔（受信間隔）とに基づいて、無線通信装置４とアクセスポイント３との間の無線通信で遅延が発生していることを判定する。

ここで、通信装置２により送信された連続する複数のパケットとは、例えば、通信装置２が無線通信装置４に対して連続して送信したパケットである。例えば、ＴＣＰ／ＩＰでは、このような連続する複数のパケットを、各パケットに含まれる送信元／宛先ＩＰ（Internet Protocol）アドレスやシーケンス番号などによって識別できる。以下では、通信装置２により送信された連続する複数のパケットを指して、連続パケットと称することがある。

制御部１ｂは、複数の確認応答パケットのうち再送により遅延した確認応答パケットの組を抽出し、当該組に含まれる確認応答パケットの時間間隔の周期性に基づいて、無線通信で遅延が発生していることを判定してもよい。より具体的には、分析対象の当該確認応答パケットの受信タイミングが無線区間の通信規格に特徴的な周期に一致する、あるいは、所定の精度で一致する場合に、無線通信で遅延が発生していると判定する。再送周期は、無線通信の規格に応じて定められていることが一般的だからである。

制御部１ｂは、通信装置２により送信された連続パケットの時間間隔と連続パケットに応じて無線通信装置４により送信された複数の確認応答パケットの受信間隔とに基づいて、無線通信の遅延の分析対象とする確認応答パケット（遅延候補）を絞り込んでもよい。

より具体的には、次のような２通りの絞り込み方法が考えられる。第１の方法では、連続パケットの時間間隔が第１の閾値以下であり、かつ、対応する複数の確認応答パケットの時間間隔が第２の閾値以上である確認応答パケットの組を無線通信の遅延の分析対象とする。一方、それ以外の確認応答パケットの組を無線通信の遅延の分析対象としない。

連続パケットの時間間隔が比較的大きい場合、無線区間の遅延以外の原因で遅延が発生している可能性があるからである。当該遅延の原因としては、例えば、サーバの負荷が高いことによる遅延、ＲＴＴ（Round Trip Time）によるＡＣＫ待ちなどが考えられる。時間間隔が比較的大きな連続パケットに対応する確認応答パケットを分析対象外とすることで、このような要因による遅延を取り除く。

なお、第１，第２の閾値は通信環境に合わせて予め定められる。例えば、通信装置２が送信する連続パケットの通信状況を実測して連続パケットと識別できる時間間隔の上限を第１の閾値に決定することが考えられる。同様に、無線通信装置４が送信する確認応答パケットの通信状況を実測して遅延していないと判断できる時間間隔の上限を第２の閾値に決定することが考えられる。

第２の方法では、連続する複数のパケットの時間間隔と対応する複数の確認応答パケットの時間間隔との差が第３の閾値以上である確認応答パケットの組を無線通信の遅延の分析対象とする。一方、当該差が第３の閾値よりも小さい確認応答パケットの組を無線通信の遅延の分析対象としない。この方法を採る理由も、第１の方法の理由と同じである。なお、第３の閾値も、第１，第２の閾値と同様に、通信環境に合わせて予め定められる。

制御部１ｂは、第１，第２の方法の何れかを用いることで、無線区間での遅延の以外の遅延要因によるノイズを除去することができ、分析の精度を向上できる。
情報処理装置１によれば、受信部１ａにより、有線ネットワーク５からパケットが受信される。制御部１ｂにより、受信したパケットの集合の中から、通信装置２により送信された連続する複数のパケットと当該連続する複数のパケットに対して無線通信装置４により送信された確認応答パケットとが抽出される。制御部１ｂにより、当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、無線通信装置４とアクセスポイント３との間の無線通信で遅延が発生していることが判定される。

これにより、無線区間を直接監視せずに、伝送遅延が無線区間で発生していることを特定することができる。このように無線区間ではなく、有線区間に監視装置を置くことにより、パケットのキャプチャを集約して行えるため、無線区間ごとにキャプチャを行わなくてもよい。よって、無線区間が複数存在していても、パケットのキャプチャを容易に行える。また、キャプチャを集約して行えるので、監視を行う装置の集約が可能となる。すなわち、無線区間ごとに監視を行う装置を設置しなくてもよい。よって、監視を行う装置の数を減らすことができる。このようにして、遅延が発生している無線区間を効率的に特定することが可能となる。

［第２の実施の形態］
図２は、第２の実施の形態の通信システムを示す図である。第２の実施の形態の通信システムは、ネットワーク監視装置１００、サーバ２００および無線端末３００を含む。サーバ２００と無線端末３００とは、ネットワーク１０、中継装置２０および無線基地局３０を介して通信する。ネットワーク監視装置１００は、ネットワーク１０と中継装置２０との間の有線の伝送路Ｌに接続されている。伝送路Ｌは、ネットワーク１０に含まれてもよい。

ネットワーク１０、中継装置２０および無線基地局３０の区間は有線で通信が行われる有線区間である。無線基地局３０および無線端末３００の区間は、無線で通信が行われる無線区間である。無線端末３００は、無線基地局３０をアクセスポイントとして、サーバ２００と通信できる。

ネットワーク監視装置１００は、サーバ２００と無線端末３００との間の通信を監視するコンピュータである。サーバ２００は、無線端末３００に対して所定のサービスを提供するサーバコンピュータである。無線端末３００は、サーバ２００と通信して、サーバ２００が提供するサービスを利用するためのクライアント端末である。無線端末３００は、携帯電話機やスマートデバイスなどの電子装置でもよいし、クライアントコンピュータでもよい。

例えば、無線端末３００はサーバ２００からデータのダウンロードを行える。その場合、ダウンロードされるデータは、サーバ２００、中継装置２０および無線基地局３０の順に通過して、無線端末３００で受信される。

また、例えば、ＴＣＰによる通信では、送信側からデータが送信されると、受信側ではデータ確認応答としてＡＣＫ（Acknowledgement）パケットを返信する。したがって、第２の実施の形態の通信システムの場合、無線端末３００がデータをダウンロードして該データが無線端末３００で受信されると、無線端末３００は、ＡＣＫパケットを送信元（サーバ２００）へ送信する。

このＡＣＫパケットは、無線基地局３０および中継装置２０の順に通過してサーバ２００で受信され、サーバ２００は、該データが無線端末３００に到達したことを確認する。
一方、ネットワーク監視装置１００は、中継装置２０とサーバ２００間の伝送路Ｌを流れるトラフィックからパケットキャプチャを行って、有線伝送路区間を介したネットワーク監視および分析を行う。パケットキャプチャとは、伝送路を流れるトラフィックからパケットを取得することである。

図３は、第２の実施の形態のハードウェア例を示す図である。ネットワーク監視装置１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１０３、画像信号処理部１０４、入力信号処理部１０５、ディスクドライブ１０６およびＮＩＣ（Network Interface Card）１０７を有する。各ユニットがネットワーク監視装置１００のバスに接続されている。

ＣＰＵ１０１は、ネットワーク監視装置１００の情報処理を制御するプロセッサである。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１０３に記憶されているプログラムやデータの少なくとも一部を読み出し、ＲＡＭ１０２に展開してプログラムを実行する。なお、ネットワーク監視装置１００に複数のプロセッサを設けて、プログラムを分散して実行させてもよい。

ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムや処理に用いるデータを一時的に記憶する揮発性メモリである。なお、ネットワーク監視装置１００は、ＲＡＭ以外の種類のメモリを備えてもよく、複数個のメモリを備えていてもよい。

ＨＤＤ１０３は、ＯＳプログラムやアプリケーションプログラムなどのプログラムおよびデータを記憶する不揮発性の記憶装置である。ＨＤＤ１０３は、ＣＰＵ１０１の命令に従って、内蔵の磁気ディスクに対してデータの読み書きを行う。なお、ネットワーク監視装置１００は、ＨＤＤ以外の種類の不揮発性の記憶装置（例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）など）を備えてもよく、複数の記憶装置を備えていてもよい。

画像信号処理部１０４は、ＣＰＵ１０１の命令に従って、ネットワーク監視装置１００に接続されたディスプレイ１１に画像を出力する。ディスプレイ１１としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイを用いることができる。

入力信号処理部１０５は、ネットワーク監視装置１００に接続された入力デバイス１２から入力信号を取得し、ＣＰＵ１０１に出力する。入力デバイス１２としては、例えば、マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイス、キーボードなどを用いることができる。

ディスクドライブ１０６は、記録媒体１３に記録されたプログラムやデータを読み取る駆動装置である。記録媒体１３として、例えば、フレキシブルディスク（ＦＤ：Flexible Disk）やＨＤＤなどの磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの光ディスク、光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto-Optical disk）を使用できる。ディスクドライブ１０６は、例えば、ＣＰＵ１０１の命令に従って、記録媒体１３から読み取ったプログラムやデータをＲＡＭ１０２またはＨＤＤ１０３に格納する。

ＮＩＣ１０７は、伝送路Ｌの通信を中継するスイッチ装置１４に接続する。ＮＩＣ１０７は、スイッチ装置１４を介して、他のコンピュータまたは通信機器との間でデータの送受信を行う。また、ＮＩＣ１０７は、スイッチ装置１４が複製した、伝送路Ｌ上で伝送されるパケットを受信する。

図４は、第２の実施の形態のソフトウェア例を示す図である。図４に示す各ユニットは、例えば、ＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０２に記憶されたプログラムを実行することで実現できる。ネットワーク監視装置１００は、記憶部１１０、受信部１２０および制御部１３０を有する。

記憶部１１０は、受信部１２０が受信したパケットを記憶する。
受信部１２０は、スイッチ装置１４が複製して送信するパケットを受信し、記憶部１１０に格納する。当該パケットは、サーバ２００と無線端末３００との間で送受信されるデータを含む。

制御部１３０は、記憶部１１０に記憶されたパケットの集合に基づいて、無線区間における通信遅延の有無を判定する。制御部１３０は、例えば、ネットワークの管理者により入力デバイス１２を用いた所定の操作がなされることで、ネットワーク分析の開始の指示を受け付ける。すると、制御部１３０は、当該指示に応じて無線区間における通信遅延の有無を判定する。制御部１３０は、当該分析の結果を示す画面をディスプレイ１１に表示させてもよい。

次にＡＣＫパケットの受信間隔の情報から、無線区間で遅延が生じている可能性があることを検出するための動作について説明する。
図５は、第２の実施の形態のＡＣＫ遅延の例を示す図である。図５では、無線区間で発生した通信障害により、ＡＣＫパケットの到着が遅延する状態を示している。なお、図５中のＡＰ（Access Point）は無線基地局３００を表し、Ｐｒｏｂｅはネットワーク監視装置１００を表す（以下、同様）。以下、図５に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ１ａ〕無線端末４００は、サーバ２００から送信されたパケットの応答として、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ向けて送信する。また、ネットワーク監視装置１００は、伝送路Ｌ上のトラフィックからパケットキャプチャを行って、ＡＣＫパケット＃１の自装置（ネットワーク監視装置１００）に対する到着時間ｔ１を検出する。

〔Ｓ１ｂ〕無線端末４００は、サーバ２００から送信されたパケットの応答として、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ向けて送信する。また、ネットワーク監視装置１００は、伝送路Ｌ上のトラフィックからパケットキャプチャを行って、ＡＣＫパケット＃２の自装置に対する到着時間ｔ２を検出する。

〔Ｓ１ｃ〕ネットワーク監視装置１００は、ＡＣＫパケット＃１の到着時間ｔ１と、ＡＣＫパケット＃２の到着時間ｔ２との時間差である受信間隔Ｔ０を認識する。
〔Ｓ１ｄ〕無線端末４００は、サーバ２００から送信されたパケットの応答として、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ向けて送信する。また、ネットワーク監視装置１００は、伝送路Ｌ上のトラフィックからパケットキャプチャを行って、ＡＣＫパケット＃３の自装置に対する到着時間ｔ３を検出する。

〔Ｓ１ｅ〕ネットワーク監視装置１００は、ＡＣＫパケット＃２の到着時間ｔ２と、ＡＣＫパケット＃３の到着時間ｔ３との時間差である受信間隔Ｔ０を認識する。
〔Ｓ２ａ〕無線端末４００は、ＡＣＫパケット＃４を送信するが、無線伝送路上でパケットロスが生じたとする。

〔Ｓ２ｂ〕無線端末４００は、ＡＣＫパケット＃４の再送を行うが、再びロスしたとする。
〔Ｓ３ａ〕無線端末４００は、ＡＣＫパケット＃４の２回目の再送を行い、ＡＣＫパケット＃４はサーバ２００に到達したとする。また、ネットワーク監視装置１００は、伝送路Ｌ上のトラフィックからパケットキャプチャを行って、ＡＣＫパケット＃４の自装置に対する到着時間ｔ４を検出する。

〔Ｓ３ｂ〕ネットワーク監視装置１００は、ＡＣＫパケット＃３の到着時間ｔ３と、ＡＣＫパケット＃４の到着時間ｔ４との時間差である受信間隔Ｔ１を認識する。
ここで、ステップＳ１ａ〜Ｓ１ｅのように、通信が正常に行われている場合、ＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔と、ＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔とは共に等しく、互いに受信間隔Ｔ０である。

これに対し、ステップＳ２ａ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ａのように、無線区間で通信障害が発生してＡＣＫパケット＃４が再送された場合は、ＡＣＫパケット＃４の到着時間が遅くなる。このため、ＡＣＫパケット＃３、＃４による受信間隔Ｔ１は、受信間隔Ｔ０よりも大きくなる。

このように、無線区間で例えば、通信障害が発生して、ＡＣＫパケットのロスおよびＡＣＫパケットの再送が行われたりすると、ＡＣＫパケットの受信間隔が通信正常時の受信間隔と比べて大きくなる。

したがって、ネットワーク監視装置１００では、ＡＣＫパケットの受信間隔を、ＡＣＫパケットが流れる有線伝送路、例えば、伝送路Ｌなどの有線区間上で監視することで、無線区間に対して遅延が生じている可能性があることを認識することができる。なお、ＡＰから無線端末へのデータパケットのロスの場合も、同様である。また、データパケットが無線基地局より返信されたときにロスして再送される場合も同様である。さらに、無線区間でのロス以外に、ビット誤り（データの一部が壊れるなど）の場合にも再送が行われ、同様の動作となる。

上記のシーケンスを一般化して記述する。無線端末４００から無線基地局３０を介してサーバ２００へＡＣＫパケットが送信され、ネットワーク監視装置１００でＡＣＫパケットの受信間隔が測定される。

このとき、ＡＣＫパケット＃１、＃２の受信間隔、ＡＣＫパケット＃２、＃３の受信間隔、・・・、ＡＣＫパケット＃（ｎ）、＃（ｎ＋１）の受信間隔が互いに等しく受信間隔＝Ｔ０であったとする（ｎ＝１、２、３、・・・）。また、ＡＣＫパケット＃（ｎ＋１）、＃（ｎ＋２）の受信間隔が到達間隔Ｔ１であり、Ｔ０＜Ｔ１であったとする。

ＡＣＫパケットの受信間隔に対し、同一値の受信間隔が連続している場合に、あるＡＣＫパケットを取得して、受信間隔がこれまでの値と比べて大きい値になっている。このような状態になったときは、無線端末３００と無線基地局３０との間の無線区間において、何らかの通信障害があり、遅延が発生している可能性があると認識できる。

次にＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する場合であっても、無線区間で遅延が発生していない現象について説明する。上記では、ＡＣＫパケットの受信間隔の情報から、無線区間で遅延が生じている“可能性”を認識できるとした。

これは、あるＡＣＫパケットの受信間隔が、他のＡＣＫパケットの受信間隔よりも大きくなる場合であっても、無線区間の遅延を原因としない現象もあるからである。すなわち、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長しても、その原因が全て無線区間で遅延が発生しているものではない。

したがって、無線区間で遅延が発生するといった現象以外にも、あるＡＣＫパケットの受信間隔が、他のＡＣＫパケットの受信間隔と比べて伸長する現象がありえるので、遅延が無線区間で発生していると特定するためには、これらの現象は除外することになる。

無線区間での遅延以外に、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する現象としては、主に、サーバ側の原因、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちの原因、ＴＣＰレベルの原因、無線端末側の原因の４つがある。以下それぞれについて説明する。

最初に、サーバ側の原因によってＡＣＫパケットの到着が遅延することについて説明する。
図６は、第２の実施の形態のサーバ要因によるＡＣＫ遅延の例を示す図である。以下、図６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ１１ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ１１ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ１２ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ１２ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ１３ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ１３ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ１４ａ〕サーバ２００上で例えば、パケット送信の処理に遅延が生じ、本来送信すべき時刻から時間ＤＬ１遅れてパケットを無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ１４ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃４をサーバ２００へ送信する。

ここで、ステップＳ１１ａ〜Ｓ１３ｂのように、サーバ２００側でパケット送信処理に遅延がない場合、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔と、ＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔とは共に等しく、互いに受信間隔Ｔ０である。

これに対し、ステップＳ１４ａ、１４ｂのように、サーバ２００側でパケット送信処理に遅延が発生すると、ＡＣＫパケット＃４の到着が遅延して、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃３、＃４による受信間隔Ｔ１は、これまでの受信間隔Ｔ０よりも大きくなる（Ｔ０＜Ｔ１）。

このように、サーバ２００側の原因（例えば、サーバ２００内のパケット送信処理の遅延）によっても、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する。
次にＲＴＴによるＡＣＫ待ちの原因によってＡＣＫパケットの到着が遅延することについて説明する。ＲＴＴとは、パケットを発してから応答が返って来るまでの時間のことであり、ネットワークの応答速度の指標となる。また、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちとは、ＡＣＫパケットの応答速度に遅延が生じて、本来受信すべき時間でＡＣＫパケットを受信できずに待ち時間が発生することである。

図７は、第２の実施の形態のＲＴＴによるＡＣＫ遅延の例を示す図である。以下、図７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
〔Ｓ２１ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。

〔Ｓ２１ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ送信する。
〔Ｓ２２ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。

〔Ｓ２２ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ送信する。
〔Ｓ２３ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。

〔Ｓ２３ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ送信する。このとき、ＲＴＴのＡＣＫ待ちが生じて、サーバ２００では、本来受信すべき時刻から時間ＤＬ２ａ遅れてＡＣＫパケット＃３を受信したとする。

〔Ｓ２４ａ〕サーバ２００は、本来送信すべき時刻から時間ＤＬ２後にパケットを無線端末３００へ送信する。
ここで、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちがない場合は、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔は、受信間隔Ｔ０である。

これに対し、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちが発生すると、ＡＣＫパケット＃３の到着が遅延して、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔Ｔ１は、受信間隔Ｔ０よりも大きくなる（Ｔ０＜Ｔ１）。このように、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちの原因によっても、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する。

次にＴＣＰレベルの原因によってＡＣＫパケットの到着が遅延することについて説明する。サーバ２００から送信されるパケットが遅延する場合としては、例えば、ＴＣＰレベルのパケットロスおよびパケット再送がある。また、無線端末３００から送信されるＡＣＫパケットが遅延する場合として、例えば、Delayed ACKがある。

最初にパケットロスの場合について説明する。
図８は、第２の実施の形態のパケットロスによるＡＣＫ遅延の例を示す図である。以下、図８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ３１ａ〕サーバ２００は、パケットｐ１（シーケンス番号＝１００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ３１ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ１を受信すると、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ３２ａ〕サーバ２００は、パケットｐ２（シーケンス番号＝２００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ３２ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ２を受信すると、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ３３ａ〕サーバ２００は、パケットｐ３（シーケンス番号＝３００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ３３ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ３を受信すると、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ送信する。

なお、ここまでのシーケンスでは通信が正常に行われているため、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔と、ＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔とは共に等しく、互いに受信間隔Ｔ０である。

〔Ｓ３４〕サーバ２００は、パケットｐ４（シーケンス番号＝４００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ向けて送信するが、サーバ２００とネットワーク監視装置１００との間の有線ネットワーク上でロスしたとする。

〔Ｓ３５ａ〕サーバ２００は、パケットｐ５（シーケンス番号＝５００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ３５ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ５を受信すると、ＡＣＫパケット＃５をサーバ２００へ送信する。

ここで、ネットワーク監視装置１００は、シーケンス番号＝４００のパケットｐ４を受信せずに、シーケンス番号＝５００のパケットｐ４を受信することにより、パケットｐ４がロスしたことを検出する。ネットワーク監視装置１００では、期待する値よりも大きなシーケンス番号のパケットを受信したら、パケットロスが発生したことを検出することができる。

パケットロスが発生すると、ＡＣＫパケット＃３、＃５による受信間隔Ｔ１は、これまでの受信間隔Ｔ０よりも大きくなる。このように、ＴＣＰレベルの原因の１つであるパケットロスの発生によっても、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する。

次にパケット再送の場合について説明する。
図９は、第２の実施の形態のパケット再送によるＡＣＫ遅延の例を示す図である。以下、図９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ４１ａ〕サーバ２００は、パケットｐ１（シーケンス番号＝１００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ４１ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ１を受信すると、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ４２ａ〕サーバ２００は、パケットｐ２（シーケンス番号＝２００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ４２ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ２を受信すると、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ４３ａ〕サーバ２００は、パケットｐ３（シーケンス番号＝３００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ送信する。
〔Ｓ４３ｂ〕無線端末３００は、パケットｐ３を受信すると、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ送信する。

なお、ここまでのシーケンスでは通信が正常に行われているため、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔と、ＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔とは共に等しく、互いに受信間隔Ｔ０である。

〔Ｓ４４〕サーバ２００は、パケットｐ４（シーケンス番号＝４００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ向けて送信するが、ネットワーク監視装置１００とアクセスポイント２２との間の有線ネットワーク上でロスしたとする。

〔Ｓ４６〕サーバ２００は、ＡＣＫパケット＃４が返って来ないのでタイムアウトによりパケットｐ４（シーケンス番号＝５００、データサイズ＝１００）を無線端末３００へ再送する。

なお、ネットワーク監視装置１００は、同じシーケンス番号のパケット（この例ではパケットｐ４）を受信したら、パケット再送が発生したことを検出する。または、ネットワーク監視装置１００では、期待する値よりも大きなシーケンス番号が付されているＡＣＫパケットを受信しても、パケット再送が発生したと検出する。

このように、パケット再送が発生するような状態では、ＡＣＫパケット＃３、＃４による受信間隔Ｔ１は、受信間隔Ｔ０よりも大きくなる。したがって、ＴＣＰレベルの原因の１つであるパケット再送の発生によっても、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する。

次にDelayed ACKの場合について説明する。まず、Delayed ACKの定義について説明する。受信側において、データを受信してＡＣＫパケットを即時に返信すると、受信側は、データを受け取った直後なので、小さいウィンドウサイズを返す可能性が高くなる（ウィンドウサイズは、ＡＣＫパケットのヘッダに記載される）。これを防ぐための仕組みがDelayed ACKである。

なお、ウィンドウサイズとは、ＡＣＫを待たずに一度に受信できるデータのサイズのことであり、送信側は、受信側から通知されるウィンドウサイズにしたがって、送信データのサイズを調整する。

ここで、受信側では、データの受信直後は、バッファ容量の空きが少ない場合があるので、データ受信直後にＡＣＫを返信すると、送信側に対する送信データのサイズ（ウィンドウサイズ）として、小さいサイズを通知する可能性がある。

このため、バッファ容量にある程度の空きができるまで一定時間おき、一定時間経過後に所定量の送信データサイズをウィンドウサイズで送信側に通知して、所定量のデータを送信側から出力させるようにする。

図１０は、第２の実施の形態のDelayed ACKの例を示す図である。図１０（Ａ）のシーケンスでは、送信側はデータｄ１を受信側に送信する。受信側は、データｄ１を受信すると一定時間（例えば５００ｍｓ）経過してからＡＣＫパケットを返す。

図１０（Ｂ）のシーケンスでは、送信側はデータｄ１を受信側に送信し、受信側は、データｄ１を受信する。さらに、送信側は、データｄ２を受信側に送信する。受信側では、データｄ２を一定時間（例えば５００ｍｓ）以内に受信すると、直ちにＡＣＫパケットを返す。厳密には図１０（Ａ）の場合も、図１０（Ｂ）の場合もＤｅｌａｙｅｄ ＡＣＫであるが、本発明の遅延計測において影響があるのは図（Ａ）の場合であるので、今後本書類では、図１０（Ａ）の場合をＤｅｌａｙｅｄＡＣＫと呼ぶことにする。

図１１は、第２の実施の形態のDelayed ACKによるＡＣＫ遅延の例を示す図である。データが連続して到着しているときには、データ２つに対してＡＣＫが１つ返信されるものとする。以下、図１１に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ５１ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５１ｂ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５１ｃ〕無線端末３００は、２つのパケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ５２ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５２ｂ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５２ｃ〕無線端末３００は、２つのパケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ５３ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５３ｂ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５３ｃ〕無線端末３００は、２つのパケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ送信する。

なお、ここまでのシーケンスでは通信が正常に行われているため、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔と、ＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔とは共に等しく、互いに受信間隔Ｔ０である。

〔Ｓ５４ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ５４ｂ〕無線端末３００は、次のパケットが到着しないため、一定時間ＤＬ３の経過後にＡＣＫパケット＃４をサーバ２００へ送信する。

上記のようなDelayed ACKにより、ＡＣＫパケット＃４の到着が遅延して、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃３、＃４による受信間隔Ｔ１は、受信間隔Ｔ０よりも大きくなる（Ｔ０＜Ｔ１）。このように、ＴＣＰレベルの原因の１つであるDelayed ACKによっても、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する。

図１２は、第２の実施の形態のDelayed ACKの検出動作の例を示す図である。図１２（Ａ）はデータが連続して到着しているときのDシーケンス、図１２（Ｂ）はデータが遅れて到着したときのシーケンスである。図１２（Ａ）では、２つ目のデータに対して即座にＡＣＫが返信される。図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に対してデータが遅れて到着したときのシーケンスを示している。

図１２（Ａ）では、受信側からＡＣＫパケット＃１が送信側に返信され、その後、送信側では、データｄ２、ｄ３を受信側に送信する。そして、受信側は、ＡＣＫパケット＃２を送信側に返信する。

図１２（Ｂ）では、受信側からＡＣＫパケット＃１が送信側に返信され、その後、送信側では、データｄ２を受信側に送信する。受信側は、次のデータが来ない場合、一定時間経過してからデータｄ２に対するＡＣＫパケット＃２を送信側に返信する。

ネットワーク監視装置１００では、図１２（Ａ）のように、データ２つ分に対するＡＣＫであれば、ＡＣＫ間隔に影響のあるDelayed ACKではないと判断し、図１２（Ｂ）のように、データ１つに対するＡＣＫであればＡＣＫ間隔に影響のあるDelayed ACKと判断する。

次に無線端末側の原因によって生じるＡＣＫパケットの到着が遅延することについて説明する。
図１３は、第２の実施の形態の無線端末要因のＡＣＫ遅延の例を示す図である。以下、図１３に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ６１ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ６１ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃１をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ６２ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ６２ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃２をサーバ２００へ送信する。

〔Ｓ６３ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ６３ｂ〕無線端末３００は、パケットを受信すると、ＡＣＫパケット＃３をサーバ２００へ送信する。

ここまでのシーケンスでは通信が正常に行われているため、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃１、＃２による受信間隔と、ＡＣＫパケット＃２、＃３による受信間隔とは共に等しく、互いに受信間隔Ｔ０である。

〔Ｓ６４ａ〕サーバ２００は、パケットを無線端末３００へ向けて送信する。
〔Ｓ６４ｂ〕無線端末３００上で例えば、ＡＣＫパケット送信の処理に遅延が生じ、本来送信すべき時刻から時間ＤＬ４遅れて、ＡＣＫパケット＃４をサーバ２００へ送信する。

上記のように、無線端末３００側でパケット送信処理に遅延が発生すると、ＡＣＫパケット＃４の到着が遅延して、ネットワーク監視装置１００におけるＡＣＫパケット＃３、＃４による受信間隔Ｔ１は、受信間隔Ｔ０よりも大きくなる（Ｔ０＜Ｔ１）。

このように、無線端末３００側の原因（例えば、無線端末３００内のＡＣＫパケット送信処理の遅延）によっても、ＡＣＫパケットの受信間隔が伸長する。
次に上記の４つの遅延原因を除外して、遅延が無線区間で発生していることを特定するための動作について説明する。遅延原因である、サーバ側の原因、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちの原因およびＴＣＰレベルの原因については、ＡＣＫパケットの受信間隔の分析だけでなく、ＡＣＫパケットの送信の契機となった、サーバ２００から無線端末３００へ送られるＤＡＴＡパケットについても分析する。

具体的には、ネットワーク監視装置１００は、連続３つ以上の通常パケットに対して返信されたＡＣＫパケットを対象にしてパケットキャプチャを行い、測定したＡＣＫパケットの受信間隔に基づき、遅延が無線区間で発生していることを特定する。

ここで、サーバ側の原因、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちの原因およびＴＣＰレベルの原因を除外して、遅延が無線区間で発生していることを特定するための条件としては３つある。
すなわち、「ＤＡＴＡパケットが３つ以上送信されること」、「連続するＤＡＴＡパケットであること」、「ＴＣＰレベルの遅延が発生していないこと」の３つが同時に満たされることである。以下それぞれについて説明する。

（ａ）ＤＡＴＡパケットが３つ以上送信されることについて。
１つのＡＣＫパケットの受信間隔を認識するためには、２つ以上のＡＣＫパケットが返信されることになる。通常は、２つのＤＡＴＡパケットに対して１つのＡＣＫパケットが返信されるので、ＤＡＴＡパケットが３つ以上送信されれば、最低１つのＡＣＫパケットの受信間隔を認識できる。

（ｂ）連続するＤＡＴＡパケットであることについて。
ＤＡＴＡパケットが３つ以上送信される場合であっても、それらのＤＡＴＡパケットに連続性がなければ、サーバ側の原因、ＲＴＴによるＡＣＫ待ちの原因およびＴＣＰレベルの原因を除外することはできないので、連続パケットであることが要される。連続パケットであることの判定は、ＤＡＴＡパケットのデータサイズが一定か不定かによって異なる。

ＤＡＴＡパケットのデータサイズが一定の場合、ＤＡＴＡパケットの送信間隔が閾値以下であるならば、これらのＤＡＴＡパケットは連続性を有しているとする。また、ＤＡＴＡパケットのデータサイズが不定の場合、ＤＡＴＡパケットの送信速度が閾値以上であるならば、これらのＤＡＴＡパケットは連続性を有しているとする。なお、ＤＡＴＡパケットの送信速度は、（ＤＡＴＡパケット送信間隔）÷（ＤＡＴＡパケットデータサイズ）から求まる。

（ｃ）ＴＣＰレベルの遅延が発生していないことについて。
ＴＣＰレベルの遅延が発生する具体的な例としては、ＤＡＴＡパケットがロスした場合、ＤＡＴＡパケットが再送された場合、ＡＣＫパケットのDelayed ACKなどがある。

図１４は、第２の実施の形態の連続ＤＡＴＡパケットに対するＡＣＫ間隔を示す図である。パケット２つに対してＡＣＫが１つ返信される場合を示している。
送信側からは、パケットｐ１−２、ｐ２−１、ｐ２−２、ｐ３−１、ｐ３−２、ｐ４−１、ｐ４−２（全て通常パケットであるとする）が受信側に送信されており、パケットｐ２−２、ｐ３−１、ｐ３−２、ｐ４−１、ｐ４−２が連続性を有しているとする。

ＡＣＫパケット＃１は、パケットｐ１−２に対する確認応答パケットであり、ＡＣＫパケット＃２は、パケットｐ２−２に対する確認応答パケットである。また、ＡＣＫパケット＃３は、パケットｐ３−２に対する確認応答パケットであり、ＡＣＫパケット＃４は、パケットｐ４−２に対する確認応答パケットである。

ここで、パケットｐ２−２、ｐ３−２、ｐ４−２は連続性を有している。したがって、パケットｐ２−２に対して返信されているＡＣＫパケット＃２と、パケットｐ３−２に対して返信されているＡＣＫパケット＃３との間のＡＣＫ受信間隔Ｔ１１と、ＡＣＫパケット＃３と、パケットｐ４−２に対して返信されているＡＣＫパケット＃４との間のＡＣＫ受信間隔Ｔ１２とは分析対象になる。

一方、パケットｐ１−２とパケットｐ２−２は連続していない。したがって、パケットｐ１−２に対して返信されているＡＣＫパケット＃１と、パケットｐ２−２に対して返信されているＡＣＫパケット＃２との間のＡＣＫ受信間隔Ｔ１０は分析対象にはならない。

次に無線端末３００側の再送周期について説明する。無線端末３００における無線通信では、無線回線種別によっては、再送が行われる場合、Ｌ２（Layer 2）レベルでの再送が一定周期で行われる。

したがって、ネットワーク監視装置１００において、無線通信上での再送周期とは一致しない周期でＡＣＫパケットを受信した場合は、無線端末３００側で送信処理が遅延としていると認識する。すなわち、無線端末側の原因による遅延が発生している可能性があると判断する。

一方、ネットワーク監視装置１００において、無線通信上での再送周期と略一致する周期でＡＣＫパケットを受信した場合は、図２に示したような無線区間でのロスなどが無線区間で生じ、無線端末３００が再送していると認識する。

すなわち、ネットワーク監視装置１００が、無線通信上でのパケット再送周期と略一致する周期で、ＡＣＫパケットを受信した場合は、遅延が無線区間で発生しているものと特定する。

図１５は、第２の実施の形態のＡＣＫパケット受信間隔を示す図である。横軸はネットワーク監視装置１００で受信されるＡＣＫパケットの受信間隔（秒）であり、縦軸はＡＣＫパケットの到着順序である。

図１５では、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）の無線再送周期の例を示している。ＨＳＤＰＡの再送周期は、通常１０ｍｓである。よって、無線区間で再送が起こった場合、ＡＣＫパケット受信間隔は１０ｍｓ置きとなるが、実際は数ｍｓのゆらぎがある。

したがって、例えば、±２ｍｓのゆらぎがあるとすれば、ネットワーク監視装置１００が１０ｍｓ×Ｎ±２ｍｓの範囲で（Ｎ＝１、２、３、・・・）、ＡＣＫパケットを受信すれば、再送周期に乗ってＡＣＫパケットが送信されていると認識できる。

すなわち、ネットワーク監視装置１００が１０ｍｓ×Ｎ±２ｍｓの範囲で（Ｎ＝１、２、３、・・・）、ＡＣＫパケットを受信すれば、無線区間で再送が発生しており、遅延が無線区間で生じていると特定できる。また、１０ｍｓ×Ｎ±２ｍｓの範囲からずれて受信する場合は、無線端末側の原因により遅延発生している可能性があると判断する。

次にネットワーク監視装置１００の全体動作（ネットワーク分析方法）についてフローチャートを用いて説明する。
図１６は、第２の実施の形態の全体動作を示すフローチャートである。以下、図１６に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ１０１〕ネットワーク監視装置１００の受信部１２０は、パケットを受信する。
〔Ｓ１０２〕ネットワーク監視装置１００の制御部１３０は、受信したパケットがＴＣＰパケットか否かを判定する。ＴＣＰパケットである場合はステップＳ１０３へ行き、ＴＣＰパケットでない場合はステップＳ１０１へ戻る。

〔Ｓ１０３〕制御部１３０は、パケットをコネクションごとに分類する。なお、以下の各ステップは、コネクションごとに行われる。ここで、コネクションは、各パケットに含まれる送信元／宛先ＩＰアドレスおよび送信元／宛先ポート番号の組合せによって識別できる。

〔Ｓ１０４〕制御部１３０は、ＴＣＰレベルの原因によって遅延が発生する場合のＡＣＫパケットは分析対象外とする。
具体的には、制御部１３０は、期待する値よりも大きなシーケンス番号のＤＡＴＡパケットを受信したら、パケットロスが発生したと検出するので、期待する値よりも大きなシーケンス番号のＤＡＴＡパケットに対して返信されたＡＣＫパケットについては、分析対象から除外する。

例えば、上記の図８において、ネットワーク監視装置１００は、期待するシーケンス番号＝４００に対して、シーケンス番号＝５００のパケットｐ５を受信している。したがって、パケットｐ５に対して返信されたＡＣＫパケット＃５は、通常パケットに対する返信でないと判断し、分析対象から除外する。

また、制御部１３０は、同じシーケンス番号のＤＡＴＡパケットを受信したら、パケット再送が発生したことを検出するので、同じシーケンス番号のＤＡＴＡパケットに対して返信されたＡＣＫパケットについては、分析対象から除外する。

例えば、上記の図９において、ネットワーク監視装置１００は、シーケンス番号＝４００のパケットｐ４を２回受信している。したがって、ステップＳ４５で受信したパケットｐ４は、通常パケットに対する返信ではないと判断し、ｐ４に対するＡＣＫパケット＃４は、分析対象から除外する。

さらにまた、制御部１３０は、Delayed ACKによって遅延したＡＣＫパケットは、分析対象から除外する。Delayed ACKによって遅延したＡＣＫパケットか否かの判断については、図１２で上述したので説明は省略する。

〔Ｓ１０５〕制御部１３０は、パケットの受信時刻を抽出する。
〔Ｓ１０６〕制御部１３０は、連続ＤＡＴＡパケットに対して返信されたＡＣＫパケットの受信間隔が大きいものを選択する。

〔Ｓ１０７〕制御部１３０は、選択したものの中で、ＡＣＫパケットの受信間隔が無線再送周期と一致していれば、無線区間での遅延発生と特定する。
次に上記のステップＳ１０６の判定方法について詳しく説明する。ステップＳ１０６の判定方法としては２つの方法がある。

図１７は、第２の実施の形態の判定方法（その１）を示すフローチャートである。以下、図１７に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
〔Ｓ１１１〕制御部１３０は、ＤＡＴＡパケット送信間隔が、閾値Ａ（第１の閾値）よりも小さいものを記録する。

〔Ｓ１１２〕制御部１３０は、ＡＣＫパケット受信間隔が閾値Ｂ（第２の閾値）よりも大きいものを記録する。
〔Ｓ１１３〕制御部１３０は、ＡＣＫパケット受信間隔が閾値Ｂより大きいもののうち、それらＡＣＫパケットに対応するＤＡＴＡパケットの送信間隔が閾値Ａより小さい場合は、ＤＡＴＡパケット送信間隔に比べてＡＣＫパケットの受信間隔が大きくなったと認識する。

〔Ｓ１１４〕制御部１３０は、ＡＣＫパケットの受信間隔が大きくなったと判定した際の該当ＡＣＫパケットが伝送された無線区間で遅延が発生していると特定する。
ここで、サーバ２００が原因によるＡＣＫパケットの到着遅延およびＲＴＴのＡＣＫ待ちによるＡＣＫパケットの到着遅延では共に、図６、図７で上述したように、サーバ２００側でのパケット送信間隔が大きくなる。

したがって、第１の判定方法のように、所定値以下のパケット送信間隔に対するＡＣＫパケット受信間隔を分析することにより、サーバ２００が原因によるＡＣＫパケットの到着遅延およびＲＴＴのＡＣＫ待ちによるＡＣＫパケットの到着遅延の各場合について除外できる。なお、ステップＳ１１１，Ｓ１１２では受信間隔および送信間隔の判定を、閾値Ａ，Ｂ以上とするようにＡ，Ｂを決めることもできる。また、ステップＳ１１３では、ＡＣＫ受信間隔が閾値Ｂ以上で、対応するＤＡＴＡパケットの送信間隔が閾値Ａ以下の場合にＤＡＴＡパケット送信間隔に比べてＡＣＫパケットの受信間隔が大きくなったと認識するようにしてもよい。

図１８は、第２の実施の形態の判定方法（その２）を示すフローチャートである。以下、図１８に示す処理をステップ番号に沿って説明する。
〔Ｓ１２１〕制御部１３０は、ＤＡＴＡパケット受信間隔を記録する。

〔Ｓ１２２〕制御部１３０は、ＡＣＫパケット受信間隔を記録する。
〔Ｓ１２３〕制御部１３０は、ＡＣＫパケット受信間隔から、それらＡＣＫパケットに対応するＤＡＴＡパケットの受信間隔を減算し、減算結果が閾値Ｃ（第３の閾値）より大きい場合は、ＤＡＴＡパケット受信間隔に比べてＡＣＫパケットの受信間隔が大きくなったと認識する。なお、（閾値Ｃ）＝（閾値Ｂ）−（閾値Ａ）である。

〔Ｓ１２４〕制御部１３０は、ＡＣＫパケットの受信間隔が大きくなったと判定した際の該当ＡＣＫパケットが伝送された無線区間で遅延が発生していると特定する。
第２の判定方法によっても、所定値以下のＤＡＴＡパケット受信間隔に対するＡＣＫパケット受信間隔を分析することにより、サーバ２００が原因によるＡＣＫパケットの到着遅延およびＲＴＴのＡＣＫ待ちによるＡＣＫパケットの到着遅延の各場合について除外できる。

なお、上記の閾値Ａ、Ｂまたは閾値Ｃは、あらかじめ決めておく静的決定の場合と、分析中に決める動的決定の場合がある。また、ステップＳ１２３では減算結果が、閾値Ｃ以上の場合に、ＤＡＴＡパケット受信間隔に比べてＡＣＫパケットの受信間隔が大きくなったと認識するように閾値Ｃを決めてもよい。

以下、閾値の動的決定を行う場合の全体フローについて説明する（静的決定の場合は、単に、固定の閾値をあらかじめ決めて置く処理を、例えば、図１６のステップＳ１０１の前段で行えばよいだけなので、全体フローの説明は省略する）。

図１９は、第２の実施の形態の全体動作の他の例を示すフローチャートである。閾値の動的決定を行う場合の全体フローを示している。以下、図１９に示す処理をステップ番号に沿って説明する。

〔Ｓ１３１〕受信部１２０は、パケットを受信する。
〔Ｓ１３２〕制御部１３０は、受信したパケットがＴＣＰパケットか否かを判定する。ＴＣＰパケットである場合はステップＳ１３３へ行き、ＴＣＰパケットでない場合はステップＳ１３１へ戻る。

〔Ｓ１３３〕制御部１３０は、パケットをセッションごとに分類する。なお、以下の各ステップは、セッションごとに行われる。
〔Ｓ１３４〕制御部１３０は、ＴＣＰレベルの原因によって遅延が発生する場合のＡＣＫパケットは分析対象外とする。

〔Ｓ１３５〕制御部１３０は、ＡＣＫパケットの受信時刻を抽出する。
〔Ｓ１３６〕制御部１３０は、ＤＡＴＡパケットの受信間隔を取得する。
〔Ｓ１３７〕制御部１３０は、セッションの先頭からｎ（ｎは１以上の整数）個のパケット送信間隔を取得したらステップＳ１３８へ行き、ｎ個未満ならステップＳ１３１へ戻る。

〔Ｓ１３８〕制御部１３０は、閾値Ａ、Ｂまたは閾値Ｃを決定する（閾値決定の具体例については後述する）。
〔Ｓ１３９〕制御部１３０は、連続ＤＡＴＡパケットに対して返信されたＡＣＫパケットの受信間隔が大きいものを選択する。

〔Ｓ１４０〕制御部１３０は、選択したものの中で、ＡＣＫパケットの受信間隔が無線再送周期と一致していれば、無線区間での遅延発生と特定する。
次に閾値の決め方について説明する。まず、閾値を静的に決定する場合について説明する。閾値Ａについては、パケット送信側のネットワーク（図２のネットワーク１０）の帯域（速度）に基づいて決定する。

例えば、１００Ｍｂｐｓの帯域のネットワークから、１５００バイトのパケットデータが連続して送信されるのであれば、最小のパケット送信間隔は、１２０μｓとなる（∵速度＝データサイズ÷送信間隔）。また、マージンを持たせるために、最小の送信間隔を整数倍しておく（整数倍の値は任意）。

したがって、ネットワーク帯域が１００Ｍｂｐｓであり、整数倍を４倍とするならば、１００Ｍｂｐｓ→１２０μｓ×４＝４８０μｓとなり、パケット送信間隔に対する閾値Ａは、４８０μｓと決めておくことになる。

一方、閾値Ｂについても、閾値Ａの決め方と同様な考え方で、ＡＣＫパケット送信側のネットワークの帯域（速度）に基づいて決定する。
例えば、ＡＣＫパケット送信側のネットワークの帯域が１Ｍｂｐｓであり、１５００バイトのＡＣＫパケットデータが連続して送信されるのであれば、最小のＡＣＫパケット受信間隔は、１２ｍｓとなる。また、マージンを持たせるために、最小の受信間隔を整数倍しておく（整数倍の値は任意）。

したがって、ネットワーク帯域が１Ｍｂｐｓであり、整数倍を４倍とするならば、１Ｍｂｐｓ→１２ｍｓ×４＝４８ｍｓとなり、ＡＣＫパケット受信間隔に対する閾値Ｂは、４８ｍｓと決めておくことになる。

次に閾値を動的に決定する場合について説明する。閾値Ａについては、セッションの先頭からｎ番目までに取得したｎ個のパケット送信間隔の中の最小値を整数倍した値を閾値とする（ｎまたは整数倍の値は分析精度に応じて適宜調整する）。例えば、セッションの先頭から取得した１０個のパケット送信間隔の中の最小値を４倍した値を閾値Ａとする。

一方、閾値Ｂについては、閾値Ａの決め方と同様な考え方で、セッションの先頭からｎ番目までに取得したｎ個のＡＣＫパケット受信間隔の中の最小値を整数倍した値を閾値とする。

例えば、セッションの先頭から取得した１０個のＡＣＫパケット受信間隔の中の最小値を４倍した値を閾値Ｂとする。なお、閾値Ｃについては、静的または動的いずれに対しても（閾値Ｃ）＝（閾値Ｂ）−（閾値Ａ）で求める。

次に閾値Ａの動的決定について具体例を示して説明する。
図２０は、第２の実施の形態のＤＡＴＡパケットの例を示す図である。パケット一覧テーブルＴａ１は、ネットワーク監視装置１００で取得した、サーバ２００から送信されたパケットデータに関する各種属性を登録したテーブルである。

パケット一覧テーブルＴａ１は、Ｎｏ．、ＴＩＭＥ、ＤＥＬＴＡ、ＳＡ（Source Address）、ＳＰ（Source Port）、ＤＡ（Destination Address）、ＤＰ（Destination Port）、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＳＩＺＥ、ＳＥＱ（SEQuence）の属性項目を含む。

ＴＩＭＥは、パケットデータ受信時刻であり、年月日時分秒に加えて１μｓ単位まで記録される。ＤＥＬＴＡは、１つ前に送信したパケットデータとの受信時間間隔である。
ＳＡは、送信元ＩＰアドレス（サーバ２００のＩＰアドレス“１１．２２．１１１．２２２”）である。ＳＰは送信元ポート番号（８０）である。ＤＡは、宛先ＩＰアドレス（無線端末３００のＩＰアドレス“１１．２２．２２２．１１１”）である。ＤＰは宛先ポート番号（３９９１６）である。

Ｐｒｏｔｏｃｏｌは、使用する通信プロトコルの名称（図ではＴＣＰ）、ＳＩＺＥは、パケットデータサイズ（バイト）である。ＳＥＱは、パケットデータに付加されるＴＣＰのシーケンス番号である。

ここで、ＴＣＰによる通信開始時には、サーバ２００と無線端末３００との間で３ＷＡＹハンドシェイクが行われて、サーバ２００と無線端末３００との間でコネクションが確立する。

３ＷＡＹハンドシェイクとして具体的には（ａ１：無線端末３００からサーバ２００へ接続要求の送信）→（ｂ１：サーバ２００から無線端末３００へ確認応答の送信）→（ａ２：無線端末３００からサーバ２００へ確認応答の送信）が行われてコネクションが確立する。

さらに（ａ３：無線端末３００からサーバ２００へＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）リクエストの送信）→（ｂ２：サーバ２００から無線端末３００へＨＴＴＰレスポンスの送信）が行われた後、サーバ２００から無線端末３００へ実パケットを送信することになる。

パケット一覧テーブルＴａ１のＮｏ．＝１６のパケット送信は、上記の（ｂ１：サーバ２００から無線端末３００へ確認応答の送信）に該当し、Ｎｏ．＝１９のパケット送信は、上記の（ｂ２：サーバ２００から無線端末３００へＨＴＴＰレスポンスの送信）に該当する。したがって、Ｎｏ．＝２０以降から実パケットがサーバ２００から無線端末３００へ送信される。

ここで、閾値Ａの動的決定は、セッションの先頭からｎ番目までに取得したｎ個のパケット送信間隔の中の最小値を整数倍した値である。したがって、ｎ＝１０とすれば、この例において、セッション先頭から１０番目までに取得した１０個のパケット送信間隔は、No.＝21、23、24、26、27、29、30、32、33、35に示されるパケット送信間隔となる（図中の太線枠内）。これらパケット送信間隔の中の最小値は、No.＝24の１００μｓなので、整数倍として４倍するとすれば、閾値Ａは４００μｓとなる。

次に閾値Ｂの動的決定について具体例を示して説明する。
図２１は、第２の実施の形態のＡＣＫパケットの例を示す図である。ＡＣＫパケット一覧テーブルＴａ２は、ネットワーク監視装置１００で取得したＡＣＫパケットに関する各種属性を登録したテーブルである。

ＡＣＫパケット一覧テーブルＴａ２は、Ｎｏ．、ＴＩＭＥ、ＤＥＬＴＡ、ＳＡ、ＳＰ、ＤＡ、ＤＰ、Ｐｒｏｔｏｃｏｌ、ＳＩＺＥ、ＳＥＱの属性項目を含む。
ＴＩＭＥは、ＡＣＫパケット受信時刻であり、年月日時分秒に加えて１μｓ単位まで記録される。ＤＥＬＴＡは、１つ前に受信したＡＣＫパケットとの受信時間間隔である。

ＳＡは、送信元ＩＰアドレス（無線端末３００のＩＰアドレス“１１．２２．２２２．１１１”）である。ＳＰは送信元ポート番号（３９９１６）である。ＤＡは、宛先ＩＰアドレス（サーバ２００のＩＰアドレス“１１．２２．１１１．２２２”）である。ＤＰは宛先ポート番号（８０）である。

Ｐｒｏｔｏｃｏｌは、使用する通信プロトコルの名称（図ではＴＣＰ）、ＳＩＺＥは、ＡＣＫパケットサイズ（バイト）である。ＳＥＱは、ＡＣＫパケットに付加されるＴＣＰのシーケンス番号である。

ここで、ＡＣＫパケット一覧テーブルＴａ２のＮｏ．＝１５のパケット受信は、上述の３ＷＡＹハンドシェイクの（ａ１：無線端末３００からサーバ２００へ接続要求の送信）に該当し、Ｎｏ．＝１７のパケット受信は、（ａ２：無線端末３００からサーバ２００へ確認応答の送信）に該当し、Ｎｏ．＝１８のパケット受信は、（ａ３：無線端末３００からサーバ２００へＨＴＴＰリクエストの送信）に該当する。

ここで、閾値Ｂの動的決定は、セッションの先頭からｎ番目までに取得したｎ個のＡＣＫパケット受信間隔の中の最小値を整数倍した値である。したがって、ｎ＝１０とすれば、この例において、セッション先頭から１０番目までに取得した１０個のＡＣＫパケット受信間隔は、No.＝22、25、28、31、34、37、40、43、46、49に示されるＡＣＫパケット受信間隔となる（図中の太線枠内）。

これらＡＣＫパケット受信間隔の中の最小値は、No.＝34の９３３５μｓなので、整数倍として４倍するとすれば３７３４０μｓとなるので、閾値Ｂはおよそ３７ｍｓとなる。
次に伝送中に生じる全体の遅延の中で、無線区間が原因で生じる遅延が占める割合について説明する。

図２２は、第２の実施の形態の遅延解析結果を示す図である。縦軸はコネクション番号、横軸はコネクション開始から終了までの各遅延原因が占める割合を示している。
実線の矢印Ａ１が占める遅延は、無線区間で生じる遅延である。矢印Ａ２（破線）および矢印Ａ３（点線）が占める遅延は、無線区間で生じる遅延以外の遅延である（例えば、サーバ２００側の処理遅れ、無線端末３００側で処理遅れなど）。

図２２に示すように、どのコネクションにおいても無線区間で生じる遅延が存在している。本技術では、現在生じている遅延が無線区間で生じているものか否かを効率よく的確に判断できる。これにより、遅延原因を特定した後の、遅延原因を解消するための制御を早期に実行することが可能になる。

以上説明したように、ネットワーク監視装置１００によれば、無線区間ではなく、有線区間に監視装置を置くことにより、キャプチャが容易になる。また、無線端末の近くではなく、コア網にネットワーク監視装置を置くことにより、ネットワーク監視装置の集約が可能となり、ネットワーク監視装置の数を減らすことが可能になる。このようにして、遅延が発生している無線区間を効率的に特定することが可能となる。

なお、第１，第２の実施の形態の情報処理は、コンピュータが備えるＣＰＵなどのプロセッサがプログラムを実行することで実現できる。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体（例えば、記録媒体１３）に記録できる。

プログラムを流通させる場合、例えば、当該プログラムを記録した可搬記録媒体が提供される。また、プログラムを他のコンピュータの記憶装置に格納しておき、ネットワーク経由でプログラムを配布することもできる。コンピュータは、例えば、可搬記録媒体に記録されたプログラムまたは他のコンピュータから受信したプログラムを、記憶装置に格納し、当該記憶装置からプログラムを読み込んで実行する。ただし、可搬記録媒体から読み込んだプログラムを直接実行してもよく、他のコンピュータからネットワークを介して受信したプログラムを直接実行してもよい。

また、上記の処理機能の少なくとも一部を、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）などの電子回路で実現することもできる。

１ 情報処理装置
１ａ 受信部
１ｂ 制御部
２ 通信装置
３ アクセスポイント
４ 無線通信装置
５ 有線ネットワーク

Claims (7)

1. 有線ネットワークと、前記有線ネットワークに接続されたアクセスポイントおよび通信装置と、前記アクセスポイントを介して前記通信装置との間でパケットを送受信する無線通信装置と、を含むシステムにおいて、前記有線ネットワークに接続された情報処理装置が実行するネットワーク分析方法であって、
   前記有線ネットワークからパケットを受信し、受信したパケットの集合の中から、前記通信装置により送信された連続する複数のパケットと当該連続する複数のパケットに対して前記無線通信装置により送信された確認応答パケットとを抽出し、
   当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、前記無線通信装置と前記アクセスポイントとの間の無線通信で遅延が発生していることを判定する、ネットワーク分析方法。
2. 前記通信装置により送信された連続する複数のパケットの時間間隔と、連続する複数のパケットに対して前記無線通信装置により送信された複数の受信応答パケットの受信間隔とに基づいて、前記無線通信の遅延の分析対象とする受信応答パケットを絞り込む、請求項１記載のネットワーク分析方法。
3. 連続する複数のパケットの時間間隔が第１の閾値以下であり、かつ、対応する複数の受信応答パケットの時間間隔が第２の閾値以上である受信応答パケットの組を前記無線通信の遅延の分析対象とし、それ以外の受信応答パケットの組を前記無線通信の遅延の分析対象としない、請求項２記載のネットワーク分析方法。
4. 連続する複数のパケットの時間間隔と、対応する複数の受信応答パケットの時間間隔との差が第３の閾値以上である受信応答パケットの組を前記無線通信の遅延の分析対象とし、前記差が第３の閾値よりも小さい受信応答パケットの組を前記無線通信の遅延の分析対象としない、請求項２記載のネットワーク分析方法。
5. 複数の受信応答パケットのうち再送された受信応答パケットの組を抽出し、当該組に含まれる受信応答パケットの時間間隔の周期性に基づいて、前記無線通信で遅延が発生していることを判定する、請求項１乃至４の何れか一項に記載のネットワーク分析方法。
6. 有線ネットワークと、前記有線ネットワークに接続されたアクセスポイントおよび通信装置と、前記アクセスポイントを介して前記通信装置との間でパケットを送受信する無線通信装置と、を含むシステムにおいて、前記有線ネットワークに接続される情報処理装置であって、
   前記有線ネットワークからパケットを受信する受信部と、
   受信した前記パケットの集合の中から、前記通信装置により送信された連続する複数のパケットと当該連続する複数のパケットに対して前記無線通信装置により送信された確認応答パケットとを抽出し、当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、前記無線通信装置と前記アクセスポイントとの間の無線通信で遅延が発生していることを判定する制御部と、を有する情報処理装置。
7. 有線ネットワークと、前記有線ネットワークに接続されたアクセスポイントおよび通信装置と、前記アクセスポイントを介して前記通信装置との間でパケットを送受信する無線通信装置と、を含むシステムにおいて、前記有線ネットワークに接続されたコンピュータに、
   前記有線ネットワークからパケットを受信し、受信したパケットの集合の中から、前記通信装置により送信された連続する複数のパケットと当該連続する複数のパケットに対して前記無線通信装置により送信された確認応答パケットとを抽出し、
   当該連続する複数のパケットの時間間隔と複数の確認応答パケットの時間間隔とに基づいて、前記無線通信装置と前記アクセスポイントとの間の無線通信で遅延が発生していることを判定する、処理を実行させるプログラム。

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