JP3604611B2 - パケット通信品質測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はパケットネットワーク性能の評価に利用する。特に、アドレス系が異なるネットワークにそれぞれ接続されたユーザ端末間を流れるパケットストリームを対象として通信品質を評価する装置に利用する。
【0002】
【従来の技術】
従来よりネットワーク性能のパケットレベルでの測定法に関して次のような二つの手法が知られている。一つ目は、LANアナライザなどのパケット観測手段による抽出データを利用する方法であり、アドレス系が統一された異なるネットワークにそれぞれ接続された異なるユーザ端末間の通信品質をパケットレベルで測定する方法である。
【0003】
それぞれのユーザ端末の近傍にパケット観測手段を設置し、タイムスタンプ付きでパケットのヘッダ情報を抽出し、複数の抽出データを比較し、特定のパケットがネットワークを通過する際の伝送遅延時間および廃棄率に代表されるネットワーク特性を算出する。
【0004】
二つ目は、試験パケットを送出する方法であり、異なるネットワークにそれぞれ接続された異なるユーザ端末間でタイムスタンプおよびシーケンス番号をデータ部に挿入した試験パケットの送受信を行い、この試験パケットの伝送遅延時間および廃棄率等にしたがってネットワーク特性を算出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
一つ目のパケット観測手段による抽出データを利用する方法は、個々のパケットを異なるネットワークで抽出し、そのヘッダ情報に基づき両者を比較することによってネットワーク特性を算出している。例えばIPネットワークの場合には、IPヘッダに記録された(source address, destination address, source port, destination port, ip )がすべて一致することを条件にパケットの比較を行う。
【0006】
この手法は異なるアドレス系を持つ異なるネットワークをまたぐような通信に関しては、途中のNATルータなどのヘッダ変換装置によって比較のためのキーとなるヘッダ情報が書き換えられてしまうために適用不可能である。
【0007】
また、二つ目の試験パケットを用いる方法では、測定ホスト内部での処理によるオーバーヘッドが測定値に入ってくるために精度が低く、パケット観測手段のような専用ハードウェアでの測定に比べて精度の点で劣る。
【0008】
本発明は、このような背景に行われたものであって、異なるアドレス系を有する異なるネットワークをまたぐパケット通信に関しても通常パケットによる抽出データを利用することができるパケット通信品質測定装置を提供することを目的とする。本発明は、ネットワーク性能のパケットレベルでの精密な測定を可能にすることができるパケット通信品質測定装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するめの手段】
本発明は、パケット通信品質測定装置であって、本発明の特徴とするところは、それぞれ異なるアドレス系を有する異なるネットワークにそれぞれ設けられ、当該異なるネットワークにそれぞれ設けられたユーザ端末が送受信するパケットのヘッダ情報にしたがって当該異なるネットワーク間のパケット通信品質を評価する手段を備え、この評価する手段は、前記異なるアドレス系間のアドレス変換テーブルを取得する手段と、このアドレス変換テーブルにしたがって被測定パケットに付与された前記異なるアドレス系を逆変換により統一させる手段とを含むところにある。
【0010】
前記評価する手段は、前記統一させる手段によりアドレス系を統一させた被測定パケットの発信時刻情報および着信時刻情報にしたがって前記異なるネットワーク間のパケット伝送遅延時間およびパケット廃棄率を測定する手段を含むことが望ましい。
【0011】
すなわち、アドレス系が異なる複数のネットワークにそれぞれ設置されたパケットヘッダをタイムスタンプ付きで記録するパケット観測手段の抽出データに対し、複数のネットワークの間にあるヘッダ変換装置からヘッダ変換の規則を記述したアドレス変換テーブルを取得する。
【0012】
この変換規則にしたがい、パケット観測手段の抽出データのアドレス情報を逆変換し、アドレス変換が終了した後に、ヘッダ情報をキーとして同一パケット同士を同定し、タイムスタンプやヘッダ情報を利用して品質情報を算出する。
【0013】
前記被測定パケットは、通常の通信に用いられるパケットであり、複数のパケットを被測定パケットとして用いる手段を備えることが望ましい。これにより、特定の試験パケットを用いた測定と比較して実際のパケット転送に則した測定を行うことができるため、高い測定精度を得ることができる。
【0014】
前記アドレス変換テーブルを取得する手段は、定期的にアドレス変換テーブルを取得する手段を含むことが望ましい。これにより、アドレス変換テーブルが更新された場合でも最新版のアドレス変換テーブルを取得することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のパケット通信品質測定装置の構成を図1および図2を参照して説明する。図1はアドレス系が異なる二つのネットワーク間のパケット通信品質を評価するための構成を示す図である。図2は本発明実施例のパケット通信品質測定装置のブロック構成図である。
【0016】
本発明は、パケット通信品質測定装置であって、本発明の特徴とするところは、図1に示すように、それぞれ異なるアドレス系を有する異なるサブネットAおよびBにそれぞれ設けられ、サブネットAおよびBにそれぞれ設けられたユーザ端末10が送受信するパケットのヘッダ情報にしたがってサブネットAおよびB間のパケット通信品質を評価するパケット通信品質測定装置1である。
【0017】
図1の例では、サブネットAはプライベート空間のアドレス系を有し、グローバル空間のアドレス系を有する外部ネットワーク40とのパケットの送受信に際しては、通信装置30内のアドレス変換装置がアドレス変換テーブル20にしたがってアドレス変換を行う。なお、サブネットBはグローバル空間のアドレス系を有するので、外部ネットワーク40とのパケットの送受信に際してアドレス変換は不要である。図2に示すように、パケット通信品質測定装置1はパケット観測部7により、パケットデータAおよびBを抽出する。
【0018】
ここで、本発明の特徴とするところは、パケット通信品質測定装置1は、前記異なるアドレス系間のアドレス変換テーブル20を取得する変換テーブル取得部2と、このアドレス変換テーブル20にしたがって被測定パケットに付与された前記異なるアドレス系を逆変換により統一させるA地点アドレス変換部3およびB地点アドレス変換部4とを含むところにある。パケットマッチング部5は、アドレスの統一が終わったパケットについて同一パケット同士を同定する。
【0019】
また、パケット通信品質測定装置1は、A地点アドレス変換部3およびB地点アドレス変換部4によりアドレス系が統一され、パケットマッチング部5により同一パケット同士が同定された被測定パケットの発信時刻情報および着信時刻情報にしたがってサブネットAおよびB間のパケット伝送遅延時間およびパケット廃棄率を測定する品質情報算出部6を含む。このときに、本発明では、前記被測定パケットは、通常の通信に用いられるパケットであり、複数のパケットを被測定パケットとして用いる。変換テーブル取得部2は、定期的にアドレス変換テーブル20を取得する。
【0020】
本発明実施例のパケット通信品質測定装置についてさらに詳細に説明する。図1におけるサブネットAおよびBは、ISPが提供するIPネットワークであり、アドレス変換装置を含む通信装置30はダイヤルアップルータであり、端末型ダイヤルアップサービス(ISPからIPアドレスを1つしかもらえないサービス)によってIPネットワークに接続されている。
【0021】
ここで、サブネットAはプライベート空間のアドレス系を有し、アドレスとポート番号を通信装置30に変換してもらうことにより、グローバル空間のアドレス系を有する外部ネットワーク40を介してグローバル空間のアドレス系を有するサブネットBと通信を行っている。
【0022】
それぞれのユーザのLANに接続されたパケット通信品質測定装置1の抽出データは、通信装置30から取得したIPアドレスおよびポート番号の組のアドレス変換テーブル20によってA地点アドレス変換部3およびB地点アドレス変換部4により逆変換される。
【0023】
図1の例では、アドレス変換テーブル20は、サブネットAだけが備えており、パケット通信品質測定装置1では、サブネットAが有するアドレス系にアドレスを統一させる場合には、取得したアドレス変換テーブル20によりA地点アドレス変換部3がサブネットBから抽出したパケットのアドレスを逆変換する。また、サブネットBが有するアドレス系にアドレスを統一させる場合には、取得したアドレス変換テーブル20によりB地点アドレス変換部3がサブネットAから抽出したパケットのアドレスを逆変換する。
【0024】
パケットマッチング部5は、アドレスの統一が終わったパケットについて、2つの抽出データから(IPアドレス:ポート番号:IPID)をキーにすることにより同一パケット同士を同定する。このようにして、同一パケット同士に抽出データが同定された後に、品質情報算出部6は、サブネットAおよびBでそれぞれ付与されたタイムスタンプの差分から片道遅延時間およびIPヘッダにあるIPIDフィールドをもとに片道パケット廃棄率を算出する。
【0025】
以上の動作を具体的に示すために、実際のパケット抽出データの例を図3に示す。サブネットA側はプライべート空間のアドレス系を有し、ユーザ端末10にはプライベートアドレス(192.168.0.200)が振られている。サブネットB側はインターネット上のグローバル空間のアドレス系を有し、ユーザ端末10にはグローバルアドレス(129.60.1.10)が振られている。ISPからは、通信装置30に1つのIPアドレス(131.133.3.3)が与えられており、通信装置30が内部と外部のアドレスおよびポート番号の変換を行うことにより内部のユーザ端末10は外部と通信を行っている。
【0026】
2つの抽出データの比較をおこなうために、パケット通信品質測定装置1の変換テーブル取得部2は、最初に通信装置30からアドレス変換テーブル20を取得し、A地点アドレス変換部3は、プライベートアドレス(192.168.0.200)をグローバルアドレス(131.133.3.3)に変換する。また、内部でのポート番号1583を外部でのポート番号4343に変換する。あるいは、B地点アドレス変換部4がグローバルアドレス(131.133.3.3)をプライベートアドレス(192.168.0.200)に変換し、外部でのポート番号4343を内部でのポート番号1583に変換してもよい。通信装置30でのアドレス変換後もIPヘッダのIPIDは変更されない。こうしてIPパケットの比較に必要な送信アドレス、受信アドレス、送信ポート番号、受信ポート番号、IPIDに関する逆変換が終了し、これをキーとしてパケットマッチング部5は、同一パケット同士の同定を行う。図3は、このIPヘッダのマッチング処理を示したものである。
【0027】
その後、品質情報算出部6は、二ヶ所で付けられたタイムスタンプの差分からネットワークを通過するための片道遅延時間を算出するとともに、サブネットAに存在しサブネットBに存在しないパケット数を計上することによりパケット廃棄率を算出する。
【0028】
図4はアドレス系の統一動作を示す図である。送信アドレス(SRC address)、受信アドレス(DST address)、送信ポート番号(SRC port )、受信ポート番号(DST port)に対するアドレス変換が行われてそれぞれが統一される。IPIDについては変換は必要ない。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なるアドレス系を有する異なるネットワークをまたぐパケット通信に関しても通常パケットによる抽出データを利用することができる。これにより、ネットワーク性能のパケットレベルでの精密な測定を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例のアドレス系が異なる二つのネットワーク間のパケット通信品質を評価するための構成を示す図。
【図2】本発明実施例のパケット通信品質測定装置のブロック構成図。
【図3】実際のパケット抽出データの例を示す図。
【図4】本発明実施例のアドレス系の統一動作を示す図。
【符号の説明】
1 パケット通信品質測定装置
2 変換テーブル取得部
3 A地点アドレス変換部
4 B地点アドレス変換部
5 パケットマッチング部
6 品質情報算出部
7 パケット観測部
10 ユーザ端末
20 アドレス変換テーブル
30 通信装置
40 外部ネットワーク
A、B サブネット
Claims (4)
- それぞれ異なるアドレス系を有する異なるネットワークにそれぞれ設けられ、当該異なるネットワークにそれぞれ設けられたユーザ端末が送受信するパケットのヘッダ情報にしたがって当該異なるネットワーク間のパケット通信品質を評価する手段を備え、
この評価する手段は、前記異なるアドレス系間のアドレス変換テーブルを取得する手段と、このアドレス変換テーブルにしたがって被測定パケットに付与された前記異なるアドレス系を逆変換により統一させる手段と、統一されたアドレス系における送信アドレス、受信アドレス、送信ポート番号および受信ポート番号を比較してパケットの同定を行なうパケットマッチング手段とを含む
ことを特徴とするパケット通信品質測定装置。 - 前記評価する手段は、前記統一させる手段によりアドレス系を統一させた被測定パケットの発信時刻情報および着信時刻情報にしたがって前記異なるネットワーク間のパケット伝送遅延時間およびパケット廃棄率を測定する手段を含む請求項1記載のパケット通信品質評価装置。
- 前記被測定パケットは、通常の通信に用いられるパケットであり、複数のパケットを被測定パケットとして用いる手段を備えた請求項1または2記載のパケット通信品質測定装置。
- 前記アドレス変換テーブルを取得する手段は、定期的にアドレス変換テーブルを取得する手段を含む請求項1記載のパケット通信品質評価装置。
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