JP3709461B2

JP3709461B2 - Packet communication network quality simulation apparatus and method, program, and recording medium

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Publication number: JP3709461B2
Application number: JP2001192901A
Authority: JP
Inventors: 卓巳木村; 聡亀井
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2021-06-26
Also published as: JP2003008649A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信網を実際に使うことなく、パケット通信網の品質劣化を模擬する技術に係わり、特に、パケット通信網におけるパケット遅延やパケット損失ならびに帯域等のパケット通信網の品質劣化の模擬を高精度および効率的に行うのに好適なパケット通信網の品質模擬装置と方法およびプログラムと記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のパケット通信網における品質劣化を模擬する技術を、図９〜図１１を用いて説明する。
【０００３】
図９は、従来のパケット通信網における品質劣化のうちのパケット遅延を模擬する装置の構成例を示すブロック図であり、図１０は、従来のパケット通信網における品質劣化のうちのパケット損失を模擬する装置の構成例を示すブロック図、図１１は、従来のパケット通信網における品質劣化のうちの帯域を模擬する装置の構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図９に示す網品質模擬装置９００においては、動作前に、遅延時間を規定する遅延分布関数９１０を遅延時間計算部９０８に設定しておく。そして、パケットの受信を契機として、受信部９０１において、受信したパケットをメモリ９０３に保存し、遅延時間計算部９０８において、遅延分布関数９１０に基づき、遅延時間を計算する。
【０００５】
ここで、遅延分布関数９１０に従う遅延時間ｘは、この遅延分布関数９１０を「Ｆ（ｘ）」（ただし、ｘ≧０、０≦Ｆ（ｘ）≦１）とすれば、広くプログラミング言語に実装されている「０≦ｙ＜１」の一様乱数により「ｙ」を見出し、これをＦ（ｘ）の逆関数「ｘ＝Ｆ^−１（ｙ）」に代入して、遅延時間ｘを計算することにより得ることができる。
【０００６】
このように、遅延時間計算部９０８で計算した遅延時間を、遅延設定部９１２により、タイマ９１１に設定し、さらに、遅延設定部９１２は、このタイマ９１１からの遅延時間分の時間経過の通知を待つ。
【０００７】
タイマ９１１から、その遅延時間分の時間経過の通知を受けると、遅延設定部９１２は送出部９０２に通知し、この通知を受けた送出部９０２は、メモリ９０３からパケットを取り出して送出する。そして、網品質模擬装置９００は、次のパケット受信を待つ。
【０００８】
次の受信パケットに対する処理を含め、この従来技術では、パケットの遅延時間の系列は、同一の遅延分布関数９１０から独立に生成される。
【０００９】
図１０に示す網品質模擬装置１０００においては、動作前に、パケットの損失確率を規定する損失率１０１０を損失有無計算部１００８に設定しておく。そして、パケットの受信を契機として、受信部１００１において、受信したパケットをメモリ１００３に保存し、損失有無計算部１００８において、損失率１０１０に基づき、そのパケットの損失の有無を計算する。
【００１０】
ここで、損失率１００８に従う損失有無の決定計算は、この損失率をｘとすれば、広くプログラミング言語に実装されている「０≦ｙ＜１」の一様乱数により「ｙ」を見出し、「ｙ＜ｘ」ならば損失有り、「ｙ≧ｘ」ならば損失無しとして行うことができる。
【００１１】
このように、損失有無計算部１００８で計算した損失有無決定に基づき、損失設定部１０１２では、メモリ１００３に格納したパケットに対する送出部１００２の処理動作を制御する。すなわち、損失有無計算部１００８での計算結果が損失有りであれば、損失設定部１０１２は、メモリ１００３からパケットを廃棄し、また、損失無しであれば、送出部１００２により、メモリ１００３からパケットを取り出し送出させる。そして、網品質模擬装置１０００は、次のパケット受信を待つ。
【００１２】
この従来技術においても、次の受信パケットに対する処理を含め、各パケットの損失有無の情報は、同一の損失率１０１０から独立に生成される。
【００１３】
図１１に示す網品質模擬装置１１００においては、動作前に、単位時間あたりの送出パケット量の最大値を規定する帯域値１１１０をパケット間隔計算部１１０８に設定しておく。また、パケット間隔設定部１１０８で利用するタイマ１１１１の値を「０」に、さらに、前パケット長１１１３における直前に処理したパケットの長さを「０」に設定しておく。尚、タイマ１１１１の値は時間経過に伴い自動的に経過時間分だけ増加する。
【００１４】
そして、パケットの受信を契機として、受信部１１０１により、受信したパケットをメモリ１１０３に保存し、また、パケット間隔計算部１１０８により、帯域値１１１０の値（「Ｂ」）と、前パケット長１１１３の値（「Ｍ」）に基づき、そのパケットの前パケットとの間隔ｔを「ｔ＝Ｍ／Ｂ」により計算する。尚、この受信部１１０１で受信しメモリ１１０３に保存したパケットのパケット長を前パケット長１１１３として設定する。
【００１５】
パケット間隔設定部１１１２では、このように、パケット間隔計算部１１０８で計算したパケット間隔ｔとタイマ１１１１の値Ｔを比較し、「Ｔ≧ｔ」になるのを待って、メモリ１００３に格納したパケットに対する送出部１００２の処理動作を制御する。すなわち、「Ｔ≧ｔ」になれば、タイマ１１１１の値（Ｔ）を「０」に設定すると共に、送出部１１０２により、メモリ１１０３からパケットを取り出させ送出させる。そして、網品質模擬装置１１００は、次のパケット受信を待つ。
【００１６】
次の受信パケットに対する処理を含め、この従来技術では、パケットの帯域値の系列は、同一の帯域値１１１０から独立に生成される。
【００１７】
以上のようにして、パケット通信網の品質劣化を模擬することで、パケット通信網を実際に使うことなく、事前にユーザの利用品質を把握することができる。そして、この技術を用いて、例えば、アプリケーション開発者やサービス提供者が、想定されるパケット通信網の品質劣化を模擬することにより、ユーザがそのアプリケーションを使ってパケット通信網を利用する際の品質を事前に把握することができ、アプリケーションの仕様変更やサーバ配置等のサービス提供形態を検討することができる。
【００１８】
近年のアプリケーションは、パケット通信網における定常的な品質劣化に対してパケット送出レートを調整することで、品質劣化を回避するような動作を実装しているが、品質劣化が時間的に急激に変動する場合に適応できるかどうかが問題となっている。すなわち、このようなアプリケーションに対しては、パケット通信網における定常的な品質劣化だけでなく、急激に変動する品質劣化も模擬できることが要求される。
【００１９】
しかし、上述の従来技術は、品質劣化を規定する遅延分布関数や損失率、あるいは帯域値は一度設定すると変更せず、同じ品質劣化を模擬するものであった。これは、パケット通信網を長時間模擬する目的に対して、模擬装置のメモリの制約から、例えば、パケットの遅延時間の系列として任意の系列を保持しておくことが困難なため、同一の遅延分布関数から独立に生成することによる。また、損失や帯域も、任意の系列を保持することはせず、単一のパラメータから系列を生成している。その結果、従来の技術では、急激に変動する品質劣化は模擬できない。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の技術では、模擬できるのは、パケット通信網の定常的な品質劣化だけであり、急激に変動する品質劣化は模擬できない点である。
【００２１】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、パケット遅延やパケット損失ならびに帯域等のパケット通信網における品質劣化の模擬を高精度および効率的に行うことを可能とするパケット通信網の品質模擬装置と方法およびプログラムと記録媒体を提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のパケット通信網の品質模擬装置と方法では、パケット通信網の品質劣化を規定する遅延分布関数や損失率あるいは帯域値を複数持たせ、遅延分布関数や損失率あるいは帯域値を時間的に変化させる。例えば、同じ状態の継続するパケット数を確率的に変化させ、このパケット数の変化に合わせて、複数の遅延分布関数や損失率あるいは帯域値から１つを選択して用いる。このことにより、異なる複数の品質劣化の状態を変化させ、品質劣化の変動を模擬することができる。つまり、遅延時間においては、従来のように同一の遅延分布関数から独立に生成するのとは異なり、確率的に生成したパケット数の値によって、遅延平均や分散の小さい状態から大きい状態に急激に変化することが模擬でき、また、パケット損失においては、従来のように一定のパケット損失確率で劣化を模擬するのではなく、パケット損失確率の少ない状態から大きい状態に急激に変化することが模擬できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
図１は本発明に係わる網品質模擬装置の第１の構成例を示すブロック図、図２は本発明に係わる網品質模擬装置の第２の構成例を示すブロック図、図３は本発明に係わる網品質模擬装置の第３の構成例を示すブロック図、図４は図１から図３のそれぞれにおける網品質模擬装置の利用例を示す説明図であり、図５は図１から図３のそれぞれにおける網品質模擬装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【００２４】
図５において、５１０はＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等からなる表示装置、５２０はキーボードやマウス等からなる入力装置、５３０はＨＤＤ（Hard Disk Drive）等からなる外部記憶装置、５４０はＣＰＵ（Central Processing Unit）５４０ａや主メモリ５４０ｂおよび入出力インタフェース５４０ｃ等を具備してコンピュータ処理を行なう情報処理装置、５５０は本発明に係わるプログラムやデータを記録したＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）もしくはＤＶＤ（Digital Video Disc/Digital Versatile Disc）等からなる光ディスク、５６０は光ディスク５５０に記録されたプログラムおよびデータを読み出すための駆動装置、５７０はＬＡＮ（Local Area Network）カードやモデム等からなる通信装置である。
【００２５】
光ディスク５５０に格納されたプログラムおよびデータを情報処理装置５４０により駆動装置５６０を介して外部記憶装置５３０内にインストールした後、外部記憶装置５３０から主メモリ５４０ｂに読み込みＣＰＵ５４０ａで処理することにより、情報処理装置５４０内に図１〜図３のそれぞれに示す網品質模擬装置１００，２００，３００の各機能が構成される。
【００２６】
これらの図１〜図３のそれぞれに示す網品質模擬装置１００，２００，３００は、例えば、図４に示すようにして利用される。すなわち、実際には、図４（ａ）に示すように、ユーザ端末４１０から入力されたパケットを、そのヘッダ情報に基づきルーティング処理してユーザ端末４３０に向けて出力するパケット通信網４２０の品質劣化を、図４（ｂ）で示すようにして、各網品質模擬装置１００，２００，３００で模擬することで、事前にユーザの利用品質を把握するという利用形態が考えられる。
【００２７】
このように、網品質模擬装置１００，２００，３００を用いて、アプリケーション開発者やサービス提供者が、想定されるパケット通信網の品質劣化を模擬することにより、ユーザがそのアプリケーションを使って通信網を利用する際の品質を事前に把握でき、アプリケーションの仕様変更やサーバ配置等のサービス提供形態を検討することができる。
【００２８】
図１に示す網品質模擬装置１００には、受信部１０１と、送出部１０２、メモリ１０３が設けられ、受信部１０１により、例えば、図４に示すユーザ端末４１０から送られてきたパケットを受信し、この受信部１０１で受信したパケットをメモリ１０３に蓄積し、そして、送出部１０２により、メモリ１０３からパケットを取り出して、例えば、図４におけるユーザ端末４３０に送信する。
【００２９】
そして、本例の網品質模擬装置１００は、この送出部１０２によるパケットの送信を意図的に遅延させて、ユーザ端末４１０とユーザ端末４３０間を接続するパケット通信網の品質劣化のうちの遅延を模擬するために、カウンタ１０４と、パケット数カウント部１０５、継続パケット数計算部１０６、継続パケット数分布関数記憶部（図中「継続パケット数分布関数」と記載）１０７、遅延時間計算部１０８、遅延分布関数選択部１０９、遅延分布関数記憶部（図中「遅延分布関数１，２，・・・」と記載）１１０、タイマ１１１、遅延設定部１１２を具備している。
【００３０】
ここで、遅延時間計算部１０８とタイマ１１１および遅延設定部１１２は、図９で説明した従来の模擬装置における遅延時間計算部９０８とタイマ９１１および遅延設定部９１２のそれぞれと同じ機能を有するものであるが、本例の網品質模擬装置１００では、遅延分布関数記憶部１１０において、遅延分布関数を複数（遅延分布関数１，２，・・・）具備しており、これらの遅延分布関数（遅延分布関数１，２，・・・）から、遅延時間計算部１０８での遅延時間の計算に用いるものを、時間の経過に応じて確率的に変更して選択する。
【００３１】
例えば、遅延平均や分散の小さい遅延分布関数と遅延平均や分散の大きい遅延分布関数とを切り替えて、遅延時間計算部１０８による送信遅延時間の計算を行う。このことにより、パケット通信網における、遅延平均や分散の小さい状態から大きい状態に急激に変化する際の模擬を行うことができる。
【００３２】
本例の網品質模擬装置１００では、遅延時間計算部１０８での遅延時間の計算に用いる遅延分布関数（遅延分布関数１，２，・・・）を選択する機能として、遅延分布関数選択部１０９を設けており、この遅延分布関数選択部１０９では、遅延分布関数記憶部１１０からの遅延分布関数の選択を、乱数を用いて無作為（ランダム）に、あるいは、予め設定登録された順序で行うこともできる。
【００３３】
また、本例の網品質模擬装置１００では、この遅延分布関数選択部１０９による遅延分布関数の選択を行うタイミングを、受信したパケット数に基づき、かつランダムに変化させるために、カウンタ１０４、パケット数カウント部１０５、継続パケット数計算部１０６、継続パケット数分布関数記憶部１０７を用いている。
【００３４】
すなわち、継続パケット数計算部１０６により、継続パケット数分布関数記憶部１０７に予め用意された分布関数（継続パケット数分布関数）に従ってパケット数の閾値を計算し、計算したパケット数閾値を、パケット数カウント部１０５により、カウンタ１０４にセットする。
【００３５】
そして、このパケット数カウント部１０５においては、受信部１０１で受信したパケットの数をカウントして、このカウント数がカウンタ１０４にセットしたパケット数閾値以上になる度に、遅延分布関数選択部１０９による選択動作を起動させる。
【００３６】
尚、この遅延分布関数選択部１０９の選択動作の再起動と共に、パケット数カウント部１０５は、継続パケット数計算部１０６による、分布関数（継続パケット数分布関数）に従ってのパケット数閾値の計算動作も再起動させる。これにより、前回とは異なったパケット数閾値がカウンタ１０４にセットされ、その結果、遅延分布関数選択部１０９の選択動作の開始時間（タイミング）が変化することになる。
【００３７】
また、このパケット数カウント部１０５における動作として、例えば、受信部１０１でパケットを受信する毎に、カウンタ１０４にセットしたパケット数閾値を１減算し、カウンタ１０４にセットしたパケット数閾値が「０」になった時点で、遅延分布関数選択部１０９による選択動作および継続パケット数計算部１０６によるパケット数閾値の計算動作を再起動させることでも良い。
【００３８】
このような、本例の網品質模擬装置１００の動作を、図６を用いて説明する。
【００３９】
図６は、図１における網品質模擬装置の本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートである。
【００４０】
予め、パケットの遅延時間を規定する複数の異なる遅延分布関数を遅延分布関数記憶部１１０において記憶しておくと共に（ステップ６０１）、それらの遅延分布関数のうちの１つに連続して従うパケット数の分布関数（継続パケット数分布関数）を継続パケット数分布関数記憶部１０７において予め記憶しておく（ステップ６０２）。
【００４１】
そして、遅延分布関数選択部１０９において、最初に使う遅延分布関数を遅延分布関数記憶部１１０から選択し、遅延時間計算部１０８に設定しておく（ステップ６０３）。
【００４２】
また、継続パケット数計算部１０６において、最初の分布関数に継続して従うパケット数（閾値）を、継続パケット数分布関数記憶部１０７に記憶された継続パケット数分布関数に従って計算し（ステップ６０４）、計算したパケット数をカウンタ値（閾値）として、パケット数カウント部１０５により、カウンタ１０４に設定する（ステップ６０５）。
【００４３】
そして、パケットの受信を契機として（ステップ６０６）、受信部１０１において、パケットをメモリ１０３に保存し（ステップ６０７）、パケット数カウント部１０５において、カウンタ１０４におけるパケット数を１減算し（ステップ６０８）、遅延時間計算部１０８において、先に設定された遅延分布関数に基づき、遅延時間を計算する（ステップ６０９）。
【００４４】
ここで、遅延分布関数に従う遅延時間ｘは、この遅延分布関数をＦ（ｘ）（ただし、ｘ≧０，０≦Ｆ（ｘ）≦１）とすれば、広くプログラミング言語に実装されている「０≦ｙ＜１」の一様乱数により「ｙ」を見出し、これを遅延分布関数Ｆ（ｘ）の逆関数「ｘ＝Ｆ^−１（ｙ）」に代入して、遅延時間ｘを計算することにより得ることができる。
【００４５】
このようにして、遅延時間計算部１０８で計算した遅延時間を、遅延設定部１１２により、タイマ１１１に設定し（ステップ６１０）、このタイマ１１１において、遅延時間分の時間経過を計る（ステップ６１１）。
【００４６】
タイマ１１１において、設定した遅延時間分の時間が経過すると（ステップ６１２）、遅延時間設定部１１２は送出部１０２に通知し（ステップ６１３）、通知を受けた送出部１０２は、メモリ１０３からパケットを取り出して送出する（ステップ６１４）。
【００４７】
さらに処理が継続であれば（ステップ６１５）、ステップ６０８で１減算されたカウンタ１０４の値を評価し（ステップ６１６）、そのカウンタ１０４の値が「０」でなければ、ステップ６０６の処理に戻り、次のパケットの受信を待ち、また、カウンタ１０４の値が「０」であれば、ステップ６０３の処理に戻り、このステップ６０３における遅延分布関数選択部１０９による次の遅延分布関数の選択および設定と、ステップ６０４，６０５における継続パケット数計算部１０６による次の継続パケット数の算出および設定とを行い、ステップ６０６で次のパケットの受信を待つ。
【００４８】
このように、本例の網品質模擬方法では、パケット通信網の品質劣化のパラメータである遅延分布関数（平均や分散）を、継続パケット数分布関数に基づき確率的に生成したパケット数によって、時間的に変化させるので、パケット通信網を、異なる複数の品質劣化の状態に変化させることができ、従来技術のように品質劣化を規定する遅延分布関数を一度設定すると変更しない従来技術とは異なり、例えば、遅延平均や分散の小さい状態から大きい状態に急激に変化する品質劣化を模擬できる。
【００４９】
次に、図２に示す網品質模擬装置２００について説明する。
【００５０】
図２に示す網品質模擬装置２００には、図１に示す網品質模擬装置１００と同様に、受信部２０１と、送出部２０２、メモリ２０３が設けられ、受信部２０１により、例えば、図４に示すユーザ端末４１０から送られてきたパケットを受信し、この受信部２０１で受信したパケットをメモリ２０３に蓄積し、そして、送出部２０２により、メモリ２０３からパケットを取り出して、例えば、図４におけるユーザ端末４３０に送信する。
【００５１】
そして、本例の網品質模擬装置２００は、この送出部２０２の送信対象のパケットの破棄を意図的に行い、ユーザ端末４１０とユーザ端末４３０間を接続するパケット通信網の品質劣化のうちの損失を模擬するために、カウンタ２０４と、パケット数カウント部２０５、継続パケット数計算部２０６、継続パケット数分布関数記憶部（図中「継続パケット数分布関数」と記載）２０７、損失有無計算部２０８、損失率選択部２０９、損失率記憶部（図中「損失率１，２，・・・」と記載）２１０、損失設定部２１２を具備している。
【００５２】
ここで、損失有無計算部２０８と損失設定部２１２は、図１０で説明した従来の模擬装置における損失有無計算部１００８と損失設定部１０１２のそれぞれと同じ機能を有するものであるが、本例の網品質模擬装置２００では、損失率記憶部２１０において、損失率を複数（損失率１，２，・・・）具備しており、これらの損失率（損失率１，２，・・・）から、損失有無計算部２０８でのパケット破棄・パケット送信の決定に用いるものを、時間の経過に応じて確率的に変更して選択する。
【００５３】
例えば、パケット損失確率の小さい損失率とパケット損失確率の大きい損失率とを切り替えて、損失有無計算部２０８によるパケット破棄・パケット送信の決定を行う。このことにより、パケット通信網における、パケット損失率の少ない状態から大きい状態に急激に変化する際の模擬を行うことができる。
【００５４】
本例の網品質模擬装置２００では、損失率有無計算部２０８でのパケット破棄・パケット送信の決定処理に用いる損失率（損失率１，２，・・・）を選択する機能として、損失率選択部２０９を設けており、この損失率選択部２０９では、損失率記憶部２１０からの損失率の選択を、乱数を用いて無作為（ランダム）に、あるいは、予め設定登録された順序で行うことができる。
【００５５】
また、本例の網品質模擬装置２００では、この損失率選択部２０９による損失率の選択を行うタイミングを、受信したパケット数に基づき、かつランダムに変化させるために、カウンタ２０４、パケット数カウント部２０５、継続パケット数計算部２０６、継続パケット数分布関数記憶部２０７を用いている。
【００５６】
すなわち、継続パケット数計算部２０６により、継続パケット数分布関数記憶部２０７に予め用意された分布関数（継続パケット数分布関数）に従ってパケット数閾値を計算し、計算したパケット数閾値を、パケット数カウント部２０５により、カウンタ２０４にセットする。
【００５７】
そして、このパケット数カウント部２０５において、受信部２０１で受信したパケットの数をカウントし、このカウント数がカウンタ２０４にセットしたパケット数閾値以上になる度に、損失率選択部２０９による選択動作を起動させる。
【００５８】
尚、この損失率選択部２０９の選択動作の再起動と共に、パケット数カウント部２０５は、継続パケット数計算部２０６による、分布関数（継続パケット数分布関数）に従ってのパケット数閾値の計算動作も再起動させる。これにより、前回とは異なったパケット数閾値がカウンタ２０４にセットされ、その結果、損失率選択部２０９の選択動作のタイミングが時間的に変化することになる。
【００５９】
また、このパケット数カウント部２０５における動作として、例えば、受信部２０１でパケットを受信する毎に、カウンタ２０４にセットしたパケット数閾値を１減算し、カウンタ２０４にセットしたパケット数閾値が「０」になった時点で、損失率選択部２０９による選択動作および継続パケット数計算部２０６によるパケット数閾値の計算動作を起動させることでも良い。
【００６０】
このような、本例の網品質模擬装置２００の動作を、図７を用いて説明する。
【００６１】
図７は、図２における網品質模擬装置の本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートである。
【００６２】
予め、パケットの損失を規定する複数の異なる損失率を損失率記憶部２１０において記憶しておくと共に（ステップ７０１）、それらの損失率のうちの１つに連続して従うパケット数の分布関数（継続パケット数分布関数）を継続パケット数分布関数記憶部２０７において予め記憶しておく（ステップ７０２）。
【００６３】
そして、損失率選択部２０９において、最初に使う損失率を損失率記憶部２１０から選択し、損失有無計算部２０８に設定しておく（ステップ７０３）。
【００６４】
また、継続パケット数計算部２０６において、最初の分布関数に継続して従うパケット数（閾値）を、継続パケット数分布関数記憶部２０７に記憶された継続パケット数分布関数に従って計算し（ステップ７０４）、計算したパケット数をカウンタ値（閾値）として、パケット数カウント部２０５により、カウンタ２０４に設定する（ステップ７０５）。
【００６５】
そして、パケットの受信を契機として（ステップ７０６）、受信部２０１において、パケットをメモリ２０３に保存し（ステップ７０７）、パケット数カウント部２０５において、カウンタ２０４におけるパケット数を１減算し（ステップ７０８）、損失有無計算部２０８において、先に設定された損失率に基づき、パケット損失有無（パケット破棄するかパケット送信するか）を判定する（ステップ７０９）。
【００６６】
ここで、損失率に従う損失有無の判定は、この損失率をｘとすれば、広くプログラミング言語に実装されている「０≦ｙ＜１」の一様乱数により「ｙ」を見出し、「ｙ＜ｘ」であれば損失有り、「ｙ≧ｘ」であれば損失無しとすることにより行う。
【００６７】
この損失有無計算部２０８での計算結果が損失有であれば（ステップ７１０）、損失設定部２１２により、メモリ２０３からパケットを破棄し（ステップ７１１）、また、損失有無計算部２０８での計算結果が損失無しであれば、送出部２０２により、メモリ２０３からパケットを取り出して送出する（ステップ７１２）。
【００６８】
さらに処理が継続であれば（ステップ７１３）、ステップ７０８で１減算されたカウンタ２０４の値を評価し（ステップ７１４）、そのカウンタ２０４の値が「０」でなければ、ステップ７０６の処理に戻り、次のパケットの受信を待ち、また、カウンタ２０４の値が「０」であれば、ステップ７０３の処理に戻り、このステップ７０３における損失率選択部２０９による次の損失率の選択および設定と、ステップ７０４，７０５における継続パケット数計算部２０６による次の継続パケット数の算出および設定とを行い、ステップ７０６で次のパケットの受信を待つ。
【００６９】
このように、本例の網品質模擬方法では、パケット通信網の品質の劣化のパラメータである損失率を、継続パケット数分布関数に基づき確率的に生成したパケット数によって、時間的に変化させるので、パケット通信網を、異なる複数の品質劣化の状態に変化させることができ、従来技術のように品質劣化を規定する損失率を一度設定すると変更しない従来技術とは異なり、例えば、パケット損失確率の小さい状態から大きい状態に急激に変化する品質劣化を模擬できる。
【００７０】
次に、図３に示す網品質模擬装置３００について説明する。
【００７１】
図３に示す網品質模擬装置３００には、図１，２に示す網品質模擬装置１００，２００と同様に、受信部３０１と、送出部３０２、メモリ３０３が設けられ、受信部３０１により、例えば、図４に示すユーザ端末４１０から送られてきたパケットを受信し、この受信部３０１で受信したパケットをメモリ３０３に蓄積し、そして、送出部３０２により、メモリ３０３からパケットを取り出して、例えば、図４におけるユーザ端末４３０に送信する。
【００７２】
そして、本例の網品質模擬装置３００は、この送出部３０２からのパケット送信間隔を意図的に変更し、ユーザ端末４１０とユーザ端末４３０間を接続するパケット通信網の品質劣化のうちの帯域を模擬するために、カウンタ３０４と、パケット数カウント部３０５、継続パケット数計算部３０６、継続パケット数分布関数記憶部（図中「継続パケット数分布関数」と記載）３０７、パケット間隔計算部３０８、帯域値選択部３０９、帯域値記憶部（図中「帯域値１，２，・・・」と記載）３１０、タイマ３１１、パケット間隔設定部３１２、および、前パケット長記憶部（図中、「前パケット値」と記載）３１３を具備している。
【００７３】
ここで、パケット間隔計算部３０８とタイマ３１１、パケット間隔定部２１２および前パケット長記憶部３１３は、図１１で説明した従来の模擬装置におけるパケット間隔計算部１１０８とタイマ１１１１、パケット間隔定部１１１２および前パケット長記憶部１１１３のそれぞれと同じ機能を有するものであるが、本例の網品質模擬装置３００では、帯域値記憶部３１０において、単位時間当たりの送出パケット量の最大値を規定する帯域値を複数（帯域値１，２，・・・）具備しており、これらの帯域値（帯域値１，２，・・・）から、パケット間隔計算部３０８でのパケット送出間隔の計算に用いるものを、時間の経過に応じて確率的に変更して選択する。
【００７４】
すなわち、本例の網品質模擬装置３００では、パケット間隔計算部３０８でのパケット送信間隔の計算に用いる帯域値（帯域値１，２，・・・）を選択する機能として、帯域値選択部３０９を設けており、この損失率選択部３０９では、帯域値記憶部３１０からの帯域値の選択を、乱数を用いて無作為（ランダム）に、あるいは、予め設定登録された順序で行う。
【００７５】
また、本例の網品質模擬装置３００では、この帯域値選択部３０９による帯域値の選択を行うタイミングを、受信したパケット数に基づき、かつランダムに変化させるために、制御するために、カウンタ３０４、パケット数カウント部３０５、継続パケット数計算部３０６、継続パケット数分布関数記憶部３０７を用いている。
【００７６】
すなわち、継続パケット数計算部３０６により、継続パケット数分布関数記憶部３０７に予め用意された分布関数（継続パケット数分布関数）に従ってパケット数閾値を計算し、計算したパケット数閾値を、パケット数カウント部３０５により、カウンタ３０４にセットする。
【００７７】
そして、このパケット数カウント部３０５において、受信部３０１で受信したパケットの数をカウントして、このカウント数がカウンタ３０４にセットしたパケット数閾値以上になる度に、帯域値選択部３０９による選択動作を再起動させる。
【００７８】
尚、この帯域値選択部３０９の選択動作の再起動と共に、パケット数カウント部３０５は、継続パケット数計算部３０６による、分布関数（継続パケット数分布関数）に従ってのパケット数閾値の計算動作も再起動させる。これにより、前回とは異なったパケット数閾値がカウンタ３０４にセットされ、その結果、帯域値選択部３０９の選択動作のタイミングが時間的に変化することになる。
【００７９】
また、このパケット数カウント部３０５における動作として、例えば、受信部３０１でパケットを受信する毎に、カウンタ３０４にセットしたパケット数閾値を１減算し、カウンタ３０４にセットしたパケット数閾値が「０」になった時点で、帯域値選択部３０９による選択動作および継続パケット数計算部３０６によるパケット数閾値の計算動作を再起動させることでも良い。
【００８０】
このような、本例の網品質模擬装置３００の動作を、図８を用いて説明する。
【００８１】
図８は、図３における網品質模擬装置の本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートである。
【００８２】
予め、単位時間当たりの送出パケット量の最大値を規定する複数の異なる帯域値を帯域値記憶部３１０において記憶しておくと共に（ステップ８０１）、それらの帯域値のうちの１つに連続して従うパケット数の分布関数（継続パケット数分布関数）を継続パケット数分布関数記憶部３０７において予め記憶しておく（ステップ８０２）。
【００８３】
そして、帯域値選択部３０９において、最初に使う帯域値を帯域値記憶部３１０から選択し、パケット間隔計算部３０８に設定しておく（ステップ８０３）。また、このパケット間隔計算部３０８で用いる前パケット長記憶部３１３における前パケット長と、パケット間隔設定部３１２で利用するタイマ３１１の値のそれぞれを「０」に設定しておく（ステップ８０４）。尚、このタイマ３１１の値は、時間経過に伴い自動的に経過時間分だけ増加する。
【００８４】
さらに、継続パケット数計算部３０６において、最初の分布関数に継続して従うパケット数（閾値）を、継続パケット数分布関数記憶部３０７に記憶された継続パケット数分布関数に従って計算し（ステップ８０５）、計算したパケット数をカウンタ値（閾値）として、パケット数カウント部３０５により、カウンタ３０４に設定する（ステップ８０６）。
【００８５】
そして、パケットの受信を契機として（ステップ８０７）、受信部３０１において、パケットをメモリ３０３に保存し（ステップ８０８）、パケット数カウント部３０５において、カウンタ３０４におけるパケット数を１減算し（ステップ８０９）、パケット間隔計算部３０８において、先に設定された帯域値（「Ｂ」）と前パケット長（「Ｍ」）に基づき、そのパケットの前パケットとの間隔（パケット間隔ｔ）を、「ｔ＝Ｍ／Ｂ」により計算する（ステップ８１０）。尚、メモリ３０３に保存したパケットのパケット長を、後述するように、先のステップ８０４を継続して繰り返す際に、処理前パケット長として、前パケット長記憶部３１３に、初期値の「０」に替えて設定する。
【００８６】
そして、パケット間隔設定部３１２において、このようにしてパケット間隔計算部３０８で計算したパケット間隔（ｔ）と、タイマ３１１の値（Ｔ）とを比較し、「Ｔ≧ｔ」になるのを待ち（ステップ８１１）、「Ｔ≧ｔ」になれば、タイマ３１１の値を「０」に設定し（ステップ８１２）、送出部３０２に通知する（ステップ８１３）。
【００８７】
このパケット間隔設定部３１２からの通知を受けた送出部３０２は、メモリ３０３からパケットを取り出して送出する（ステップ８１４）。
【００８８】
さらに処理が継続であれば（ステップ８１５）、ステップ８０９で１減算されたカウンタ３０４の値を評価し（ステップ８１６）、そのカウンタ３０４の値が「０」でなければ、ステップ８０７の処理に戻り、次のパケットの受信を待ち、また、カウンタ３０４の値が「０」であれば、ステップ８０３の処理に戻り、このステップ８０３における帯域値選択部３０９による次の帯域値の選択・設定と、次のステップ８０４における前パケット長記憶部３１３への設定（ここでは、メモリ３０３に保存したパケットのパケット長を設定する）およびタイマ３１１の「０」再設定、ならびに、ステップ８０５，８０６における設定継続パケット数計算部３０６による次の継続パケット数の算出および設定とを行い、ステップ８０７で次のパケットの受信を待つ。
【００８９】
このように、本例の網品質模擬方法では、パケット通信網の品質の劣化のパラメータである帯域値を、継続パケット数分布関数に基づき確率的に生成したパケット数によって、時間的に変化させるので、パケット通信網を、異なる複数の品質劣化の状態に変化させての模擬を行うことができる。
【００９０】
以上、図１〜図８を用いて説明したように、本例の網品質模擬装置（パケット通信網の品質模擬装置）と方法では、パケット通信網の品質劣化の変動を模擬できるように、品質劣化を規定する遅延分布関数や損失率、帯域値のそれぞれを複数もたせ、１つを選択して模擬に用いる。そして、選択したパラメータでの模擬の継続期間を、パケットの受信数に基づき制限する。さらに、この制限に用いるパケット受信数も、分布関数に基づき確率的に変化させる。
【００９１】
すなわち、パケット通信網におけるパケットの品質劣化のうちの遅延を模擬する際には、パケットの遅延時間を規定する複数の異なる分布関数と、それらの遅延分布関数のうちの１つに連続して従うパケット数を規定する分布関数（継続パケット数分布関数）とを持ち、通過するパケットに対して、継続パケット数分布関数に従うパケット数毎に、採用する遅延分布関数を変えながら、採用された遅延時間分布に従う遅延時間をそのパケットに付加する。
【００９２】
また、パケット通信網におけるパケットの品質劣化のうちの損失を模擬する際には、パケットの損失を規定する複数の異なる損失率と、それらの損失率のうちの１つに連続して従うパケット数を規定する分布関数（継続パケット数分布関数）とを持ち、通過するパケットに対して、継続パケット数分布関数に従うパケット数毎に、採用する損失率を変えながら、採用された損失率に従う確率でそのパケット廃棄する。
【００９３】
また、パケット通信網におけるパケットの品質劣化のうちの帯域を模擬する際には、単位時間あたりの送出パケット量の最大値を規定する複数の異なる帯域値と、それらの帯域値のうちの１つに連続して従うパケット数を規定する分布関数（継続パケット数分布関数）とを持ち、通過するパケットに対して、継続パケット数分布関数に従うパケット数毎に、採用する帯域値を変えながら、採用された帯域値に従いパケット間隔を広げる。
【００９４】
これにより、従来技術のように品質劣化を規定する遅延分布関数や損失率および帯域値を一度設定すると変更しない場合とは異なり、時間的に変動する品質劣化を模擬することができる。つまり、遅延分布関数、損失率、帯域などの劣化のパラメータを時間的に（確率的に生成したパケット数によって）変化させることにより、異なる複数の品質劣化の状態に変化できる。
【００９５】
その結果、例えば、遅延時間においては、従来の同一の遅延分布関数から独立に生成するのとは異なり、確率的に生成したパケット数の値によって、遅延平均や分散の小さい状態から大きい状態に急激に変化するパケット通信網の模擬を行うことができ、また、パケット損失においては、従来のように一定のパケット損失確率で劣化を模擬するのではなく、パケット損失確率の少ない状態から大きい状態に急激に変化するパケット通信網の模擬を行うことができる。
【００９６】
尚、本発明は、図１〜図８を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、図１の遅延分布関数選択部１０９、図２の損失率選択部２０９、図３の帯域値選択部３０９の選択動作を規制するための選択条件として、カウンタ１０４，２０４，３０４とパケット数カウント部１０５，２０５，３０５、継続パケット数計算部１０６，２０６，３０６，継続パケット数分布関数記憶部１０７，２０７，３０７による受信パケット数のカウント結果を用いているが、単に、乱数を用いてランダムなタイマ値を設定し、あるいは、所定の順序で登録されたタイマ値を順次に設定し、このタイマ値が「０」になる度に、各選択部を起動すると共に、タイマ値を再設定することでも良い。
【００９７】
また、本例では、網品質模擬装置のハードウェア構成として図５のコンピュータ構成例を示したが、キーボードや光ディスクの駆動装置の無いコンピュータ構成としても良い。また、本例では、光ディスクを記録媒体として用いているが、ＦＤ（Flexible Disk）等を記録媒体として用いることでも良い。また、プログラムのインストールに関しても、通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウンロードしてインストールすることでも良い。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、パケット遅延やパケット損失ならびに帯域等のパケット通信網における品質劣化の模擬を行う際、定常的な品質劣化だけでなく、急激に変動する品質劣化も模擬でき、パケット通信網における品質劣化の模擬を高精度および効率的に行うことが可能となり、アプリケーション開発者やサービス提供者は、提供するアプリケーションでパケット通信網を利用する際の品質の事前チェックを詳細にでき、アプリケーションの仕様変更やサーバ配置等のサービス提供形態の検討を高信頼に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる網品質模擬装置の第１の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係わる網品質模擬装置の第２の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明に係わる網品質模擬装置の第３の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１から図３のそれぞれにおける網品質模擬装置の利用例を示す説明図である。
【図５】図１から図３のそれぞれにおける網品質模擬装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図６】図１における網品質模擬装置の本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートである。
【図７】図２における網品質模擬装置の本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートである。
【図８】図３における網品質模擬装置の本発明に係わる処理動作例を示すフローチャートである。
【図９】従来のパケット通信網における品質劣化のうちのパケット遅延を模擬する装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】従来のパケット通信網における品質劣化のうちのパケット損失を模擬する装置の構成例を示すブロック図である。
【図１１】従来のパケット通信網における品質劣化のうちの帯域を模擬する装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００：網品質模擬装置、１０１，２０１，３０１：受信部、１０２，２０２，３０２：送出部、１０３，２０３，３０３：メモリ、１０４，２０４，３０４：カウンタ、１０５，２０５，３０５：パケット数カウント部、１０６，２０６，３０６：継続パケット数計算部、１０７，２０７，３０７：継続パケット数分布関数記憶部（「継続パケット数分布関数」）、１０８：遅延時間計算部、１０９：遅延分布関数選択部、１１０：遅延分布関数記憶部（「遅延分布関数１，２，・・・」）、１１１，３１１：タイマ、１１２：遅延設定部、２０８：損失有無計算部、２０９：損失率選択部、２１０：損失率記憶部（「損率率１，２，・・・」）、２１２：損失設定部、３０８：パケット間隔計算部、３０９：帯域値選択部、３１０：帯域値記憶部（「帯域値１，２，・・・」）、３１２：パケット間隔設定部、３１３：前パケット長記憶部、４１０，４３０：ユーザ端末、４２０：パケット通信網、５１０：表示装置、５２０：入力装置、５３０：外部記憶装置、５４０：情報処理装置、５４０ａ：ＣＰＵ、５４０ｂ：主メモリ、５４０ｃ：入出力インタフェース、５５０：光ディスク、５６０：駆動装置、５７０：通信装置、９００，１０００，１１００：網品質模擬装置、９０１，１００１，１１０１：受信部、９０２，１００２，１１０２：送出部、９０３，１００３，１１０３：メモリ、９０８：遅延時間計算部、９１０：遅延分布関数、９１１：タイマ、９１２：遅延設定部、１００８：損失有無計算部、１０１０：損失率、１０１２：損失設定部、１１０８：パケット間隔計算部、１１１０：帯域値、１１１１：タイマ、１１１２：パケット間隔設定部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for simulating quality deterioration of a packet communication network without actually using the packet communication network, and in particular, simulation of quality deterioration of the packet communication network such as packet delay, packet loss and bandwidth in the packet communication network. The present invention relates to a packet communication network quality simulation apparatus and method, a program, and a recording medium, which are suitable for carrying out the process with high accuracy and efficiency.
[0002]
[Prior art]
A technique for simulating quality degradation in a conventional packet communication network will be described with reference to FIGS.
[0003]
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of a device that simulates packet delays in quality degradation in a conventional packet communication network, and FIG. 10 simulates packet loss in quality degradation in a conventional packet communication network. FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a device that simulates a band of quality degradation in a conventional packet communication network.
[0004]
In the network quality simulation apparatus 900 shown in FIG. 9, a delay distribution function 910 that defines a delay time is set in the delay time calculation unit 908 before the operation. Then, triggered by the reception of the packet, the reception unit 901 stores the received packet in the memory 903, and the delay time calculation unit 908 calculates the delay time based on the delay distribution function 910.
[0005]
Here, the delay time x according to the delay distribution function 910 is widely implemented in programming languages if the delay distribution function 910 is “F (x)” (where x ≧ 0, 0 ≦ F (x) ≦ 1). “Y” is found by the uniform random number of “0 ≦ y <1”, and the inverse function “x = F” of F (x) is found. ^-1 Substituting into (y) ", the delay time x can be calculated.
[0006]
In this way, the delay time calculated by the delay time calculation unit 908 is set in the timer 911 by the delay setting unit 912, and the delay setting unit 912 notifies the time lapse notification from the timer 911. wait.
[0007]
When the notification of the elapsed time corresponding to the delay time is received from the timer 911, the delay setting unit 912 notifies the sending unit 902, and the sending unit 902 that has received this notification extracts the packet from the memory 903 and sends it out. Then, the network quality simulation device 900 waits for reception of the next packet.
[0008]
In this prior art, including processing for the next received packet, the sequence of packet delay times is generated independently from the same delay distribution function 910.
[0009]
In network quality simulation apparatus 1000 shown in FIG. 10, loss rate 1010 that defines the packet loss probability is set in loss presence / absence calculation unit 1008 before operation. Then, with the reception of the packet as a trigger, the receiving unit 1001 stores the received packet in the memory 1003, and the loss presence / absence calculation unit 1008 calculates the presence / absence of loss of the packet based on the loss rate 1010.
[0010]
Here, in the calculation for determining the presence or absence of loss according to the loss rate 1008, if this loss rate is x, “y” is found by a uniform random number “0 ≦ y <1” widely implemented in programming languages. If y <x ”, there is a loss, and if“ y ≧ x ”, it can be assumed that there is no loss.
[0011]
Thus, based on the loss presence / absence determination calculated by the loss presence / absence calculation unit 1008, the loss setting unit 1012 controls the processing operation of the transmission unit 1002 for the packet stored in the memory 1003. That is, if the loss calculation result in the loss presence / absence calculation unit 1008 is lossy, the loss setting unit 1012 discards the packet from the memory 1003, and if there is no loss, the transmission unit 1002 sends the packet from the memory 1003 to the lossy. Take out and send. Then, the network quality simulation apparatus 1000 waits for reception of the next packet.
[0012]
Also in this conventional technique, information on the presence / absence of loss of each packet including processing for the next received packet is generated independently from the same loss rate 1010.
[0013]
In the network quality simulation apparatus 1100 shown in FIG. 11, a band value 1110 that defines the maximum value of the amount of transmitted packets per unit time is set in the packet interval calculation unit 1108 before operation. Further, the value of the timer 1111 used in the packet interval setting unit 1108 is set to “0”, and the length of the packet processed immediately before the previous packet length 1113 is set to “0”. Note that the value of the timer 1111 automatically increases by the elapsed time as time passes.
[0014]
Then, triggered by the reception of the packet, the reception unit 1101 stores the received packet in the memory 1103, and the packet interval calculation unit 1108 stores the value of the bandwidth value 1110 (“B”) and the previous packet length 1113. Based on the value (“M”), the interval t between the previous packet and the packet is calculated by “t = M / B”. The packet length of the packet received by the receiving unit 1101 and stored in the memory 1103 is set as the previous packet length 1113.
[0015]
In this way, the packet interval setting unit 1112 compares the packet interval t calculated by the packet interval calculation unit 1108 with the value T of the timer 1111, waits for “T ≧ t”, and stores the packet stored in the memory 1003. The processing operation of the sending unit 1002 is controlled. That is, if “T ≧ t”, the value (T) of the timer 1111 is set to “0”, and the transmission unit 1102 extracts the packet from the memory 1103 and transmits it. Then, the network quality simulation apparatus 1100 waits for reception of the next packet.
[0016]
In this prior art, including processing for the next received packet, the sequence of packet bandwidth values is generated independently from the same bandwidth value 1110.
[0017]
As described above, by simulating the deterioration of the quality of the packet communication network, it is possible to grasp the user's quality of use in advance without actually using the packet communication network. Using this technology, for example, an application developer or service provider simulates the assumed quality degradation of the packet communication network, so that the quality when the user uses the packet communication network using the application Can be grasped in advance, and service provision forms such as application specification changes and server arrangements can be considered.
[0018]
Recent applications have implemented an operation to avoid quality degradation by adjusting the packet transmission rate for steady quality degradation in packet communication networks, but the quality degradation fluctuates rapidly over time. Whether it can be adapted to the problem is a problem. That is, for such an application, it is required that not only steady quality degradation in a packet communication network but also quality degradation that fluctuates rapidly can be simulated.
[0019]
However, the above-described conventional technology simulates the same quality degradation without changing the delay distribution function, loss rate, or band value that defines quality degradation once set. This is because, for the purpose of simulating a packet communication network for a long time, it is difficult to maintain an arbitrary sequence as a sequence of packet delay times due to memory limitations of the simulator, for example. By generating independently from the distribution function. In addition, the loss and the band are not held as an arbitrary sequence, but are generated from a single parameter. As a result, the conventional technology cannot simulate the rapidly changing quality degradation.
[0020]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved is that the conventional technology can only simulate the steady quality degradation of the packet communication network, and cannot simulate the rapidly varying quality degradation.
[0021]
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art, and to improve the quality of the packet communication network that can simulate the quality degradation in the packet communication network such as packet delay, packet loss and bandwidth with high accuracy and efficiency. It is to provide a simulation apparatus and method, a program, and a recording medium.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the packet communication network quality simulation apparatus and method of the present invention have a plurality of delay distribution functions, loss rates, or bandwidth values that specify packet communication network quality degradation, and delay distribution functions and loss rates. Alternatively, the band value is changed with time. For example, the number of continuing packets in the same state is changed stochastically, and one of a plurality of delay distribution functions, loss rates, or band values is selected and used in accordance with the change in the number of packets. As a result, a plurality of different quality deterioration states can be changed to simulate quality deterioration fluctuations. In other words, in the delay time, unlike the conventional case where the delay distribution function is generated independently from the same delay distribution function, the delay average and the variance are rapidly increased from a small state to a large state depending on the value of the number of packets generated stochastically. It is possible to simulate the change, and in packet loss, it is possible to simulate a rapid change from a low packet loss probability to a large state, instead of simulating deterioration with a constant packet loss probability as in the past. .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a block diagram showing a first configuration example of a network quality simulation apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second configuration example of a network quality simulation apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a third configuration example of the network quality simulation apparatus, FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of use of the network quality simulation apparatus in each of FIGS. 1 to 3, and FIG. 5 is a diagram of FIGS. It is a block diagram which shows the hardware structural example of the network quality simulation apparatus in each.
[0024]
In FIG. 5, 510 is a display device such as a CRT (Cathode Ray Tube) or LCD (Liquid Crystal Display), 520 is an input device such as a keyboard or mouse, and 530 is an external storage device such as an HDD (Hard Disk Drive). An information processing apparatus 540 includes a CPU (Central Processing Unit) 540a, a main memory 540b, an input / output interface 540c, and the like, and performs computer processing. 550 is a CD-ROM (Compact Disc) in which programs and data according to the present invention are recorded. -An optical disc composed of a read only memory (DVD) or a DVD (Digital Video Disc / Digital Versatile Disc), 560 is a drive device for reading a program and data recorded on the optical disc 550, 570 is a LAN (Local Area Network) card or modem And the like.
[0025]
After the program and data stored in the optical disc 550 are installed in the external storage device 530 by the information processing device 540 via the drive device 560, they are read from the external storage device 530 into the main memory 540b and processed by the CPU 540a. In the apparatus 540, the functions of the network quality simulation apparatuses 100, 200, and 300 shown in FIGS.
[0026]
The network quality simulators 100, 200, and 300 shown in FIGS. 1 to 3 are used, for example, as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4 (a), the quality degradation of the packet communication network 420 in which packets input from the user terminal 410 are routed based on the header information and output to the user terminal 430. As shown in FIG. 4B, a usage form in which the user's usage quality is grasped in advance by simulating the network quality simulation devices 100, 200, and 300 is conceivable.
[0027]
In this way, application developers and service providers use the network quality simulators 100, 200, and 300 to simulate possible quality degradation of the packet communication network, so that the user can use the application to communicate with the communication network. It is possible to grasp in advance the quality when using the service, and to consider service provision forms such as application specification changes and server placement.
[0028]
The network quality simulation apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a receiving unit 101, a sending unit 102, and a memory 103. The receiving unit 101 receives, for example, a packet sent from the user terminal 410 shown in FIG. The packet received by the receiving unit 101 is stored in the memory 103, and the sending unit 102 extracts the packet from the memory 103 and transmits it to the user terminal 430 in FIG. 4, for example.
[0029]
Then, the network quality simulation device 100 of this example intentionally delays the transmission of the packet by the transmission unit 102, and delays the quality deterioration of the packet communication network connecting the user terminal 410 and the user terminal 430. In order to simulate, a counter 104, a packet number counting unit 105, a continuous packet number calculating unit 106, a continuous packet number distribution function storage unit (described as “continuous packet number distribution function” in the figure) 107, a delay time calculating unit 108, A delay distribution function selection unit 109, a delay distribution function storage unit (described as “delay distribution functions 1, 2,...” In the figure) 110, a timer 111, and a delay setting unit 112 are provided.
[0030]
Here, the delay time calculation unit 108, the timer 111, and the delay setting unit 112 have the same functions as the delay time calculation unit 908, the timer 911, and the delay setting unit 912 in the conventional simulation apparatus described in FIG. In the network quality simulation apparatus 100 of this example, the delay distribution function storage unit 110 includes a plurality of delay distribution functions (delay distribution functions 1, 2,...). From the distribution functions 1, 2,..., A function to be used for calculating the delay time in the delay time calculation unit 108 is selected by changing probabilistically according to the passage of time.
[0031]
For example, the delay time calculation unit 108 calculates a transmission delay time by switching between a delay distribution function having a small delay average and dispersion and a delay distribution function having a large delay average and dispersion. This makes it possible to simulate when the packet communication network suddenly changes from a state with a small delay average or variance to a large state.
[0032]
In the network quality simulation apparatus 100 of this example, a delay distribution function selection unit 109 is used as a function for selecting a delay distribution function (delay distribution function 1, 2,...) Used for delay time calculation in the delay time calculation unit 108. The delay distribution function selection unit 109 selects a delay distribution function from the delay distribution function storage unit 110 randomly (randomly) using a random number or in a preset and registered order. You can also.
[0033]
Further, in the network quality simulation apparatus 100 of this example, the counter 104, the number of packets is selected in order to change the timing of selecting the delay distribution function by the delay distribution function selection unit 109 based on the number of received packets and at random. A count unit 105, a continuous packet number calculation unit 106, and a continuous packet number distribution function storage unit 107 are used.
[0034]
That is, the continuation packet number calculation unit 106 calculates a threshold for the number of packets according to a distribution function (continuation packet number distribution function) prepared in advance in the continuation packet number distribution function storage unit 107, and the calculated packet number threshold is set to the number of packets. The counter 105 sets the counter 104.
[0035]
Then, in the packet number counting unit 105, the number of packets received by the receiving unit 101 is counted, and every time the counted number becomes equal to or larger than the packet number threshold set in the counter 104, the delay distribution function selecting unit 109 Activate the selection action.
[0036]
As the selection operation of the delay distribution function selection unit 109 is restarted, the packet number counting unit 105 also calculates the packet number threshold value according to the distribution function (continuous packet number distribution function) by the continuous packet number calculation unit 106. Reboot. As a result, a packet number threshold different from the previous one is set in the counter 104, and as a result, the start time (timing) of the selection operation of the delay distribution function selection unit 109 changes.
[0037]
Further, as an operation in the packet number counting unit 105, for example, every time the receiving unit 101 receives a packet, the packet number threshold set in the counter 104 is decremented by 1, and the packet number threshold set in the counter 104 is “0”. At this point, the selection operation by the delay distribution function selection unit 109 and the packet number threshold calculation operation by the continued packet number calculation unit 106 may be restarted.
[0038]
The operation of the network quality simulation apparatus 100 of this example will be described with reference to FIG.
[0039]
FIG. 6 is a flowchart showing an example of the processing operation according to the present invention of the network quality simulation apparatus in FIG.
[0040]
A plurality of different delay distribution functions that define packet delay times are stored in advance in the delay distribution function storage unit 110 (step 601), and the number of packets that successively follow one of these delay distribution functions Is stored in advance in the continuous packet number distribution function storage unit 107 (step 602).
[0041]
Then, the delay distribution function selection unit 109 selects the delay distribution function to be used first from the delay distribution function storage unit 110 and sets it in the delay time calculation unit 108 (step 603).
[0042]
Further, the continuation packet number calculation unit 106 calculates the number of packets (threshold value) continuously following the first distribution function according to the continuation packet number distribution function stored in the continuation packet number distribution function storage unit 107 (step 604). The calculated packet number is set as a counter value (threshold value) in the counter 104 by the packet number counting unit 105 (step 605).
[0043]
Then, when the packet is received (step 606), the reception unit 101 stores the packet in the memory 103 (step 607), and the packet number counting unit 105 subtracts 1 from the number of packets in the counter 104 (step 608). The delay time calculation unit 108 calculates the delay time based on the delay distribution function set in advance (step 609).
[0044]
Here, the delay time x according to the delay distribution function is widely implemented in programming languages if this delay distribution function is F (x) (where x ≧ 0, 0 ≦ F (x) ≦ 1). “Y” is found by a uniform random number of 0 ≦ y <1, and this is obtained as an inverse function “x = F of the delay distribution function F (x). ^-1 Substituting into (y) ", the delay time x can be calculated.
[0045]
In this way, the delay time calculated by the delay time calculation unit 108 is set in the timer 111 by the delay setting unit 112 (step 610), and the timer 111 measures the elapsed time for the delay time (step 611). .
[0046]
When a time corresponding to the set delay time elapses in the timer 111 (step 612), the delay time setting unit 112 notifies the sending unit 102 (step 613), and the sending unit 102 that receives the notification sends a packet from the memory 103. It is taken out and sent (step 614).
[0047]
If the process continues (step 615), the value of the counter 104 decremented by 1 in step 608 is evaluated (step 616). If the value of the counter 104 is not “0”, the process returns to step 606. Waiting for the reception of the next packet, and if the value of the counter 104 is “0”, the processing returns to step 603 and the delay distribution function selection unit 109 selects and sets the next delay distribution function in step 603. In Steps 604 and 605, the number of continuing packets is calculated and set by the continuing packet number calculation unit 106, and in Step 606, reception of the next packet is awaited.
[0048]
As described above, in the network quality simulation method of this example, the delay distribution function (average or variance), which is a parameter of quality degradation of the packet communication network, is calculated by the number of packets generated stochastically based on the continuous packet number distribution function. Unlike the conventional technology that can change the packet communication network to a plurality of different quality degradation states, unlike the conventional technology that does not change once the delay distribution function that defines quality degradation is set once, as in the conventional technology, For example, it is possible to simulate quality deterioration that suddenly changes from a state with a small average delay or variance to a large state.
[0049]
Next, the network quality simulation apparatus 200 shown in FIG. 2 will be described.
[0050]
Similar to the network quality simulation apparatus 100 shown in FIG. 1, the network quality simulation apparatus 200 shown in FIG. 2 includes a reception unit 201, a transmission unit 202, and a memory 203. 4 is received, the packet received by the receiving unit 201 is accumulated in the memory 203, and the packet is extracted from the memory 203 by the sending unit 202. For example, the user in FIG. Transmit to terminal 430.
[0051]
Then, the network quality simulation device 200 of this example intentionally discards the packet to be transmitted by the transmission unit 202, and the loss of quality deterioration of the packet communication network connecting the user terminal 410 and the user terminal 430 is lost. Counter 204, packet number counting unit 205, continuing packet number calculating unit 206, continuing packet number distribution function storage unit (described as “continuing packet number distribution function” in the figure) 207, loss presence / absence calculating unit 208 , A loss rate selection unit 209, a loss rate storage unit (described as “loss rate 1, 2,...” In the figure) 210, and a loss setting unit 212.
[0052]
Here, the loss presence / absence calculation unit 208 and the loss setting unit 212 have the same functions as the loss presence / absence calculation unit 1008 and the loss setting unit 1012 in the conventional simulation apparatus described with reference to FIG. In the network quality simulation apparatus 200, the loss rate storage unit 210 includes a plurality of loss rates (loss rates 1, 2,...). From these loss rates (loss rates 1, 2,...) Then, the one used for the determination of packet discard / packet transmission in the loss presence / absence calculation unit 208 is selected by changing probabilistically as time passes.
[0053]
For example, by switching between a loss rate with a low packet loss probability and a loss rate with a high packet loss probability, the loss presence / absence calculation unit 208 determines packet discard / packet transmission. This makes it possible to simulate when the packet communication network suddenly changes from a low packet loss rate state to a large state.
[0054]
In the network quality simulation apparatus 200 of this example, the loss rate selection function is used as a function of selecting the loss rate (loss rate 1, 2,...) Used for the packet discard / packet transmission determination process in the loss rate presence / absence calculation unit 208. The loss rate selection unit 209 performs selection of the loss rate from the loss rate storage unit 210 randomly (randomly) using a random number or in a preset and registered order. Can do.
[0055]
Further, in the network quality simulation apparatus 200 of the present example, a counter 204, a packet number counting unit, and a timing for selecting the loss rate by the loss rate selecting unit 209 are randomly changed based on the number of received packets. 205, a continuation packet number calculation unit 206, and a continuation packet number distribution function storage unit 207 are used.
[0056]
That is, the continuation packet number calculation unit 206 calculates a packet number threshold according to a distribution function (continuation packet number distribution function) prepared in advance in the continuation packet number distribution function storage unit 207, and calculates the calculated packet number threshold to the packet number count. The unit 205 sets the counter 204.
[0057]
Then, in the packet number counting unit 205, the number of packets received by the receiving unit 201 is counted, and each time the counted number becomes equal to or larger than the packet number threshold set in the counter 204, the selection operation by the loss rate selecting unit 209 is performed. Start.
[0058]
As the loss rate selection unit 209 restarts the selection operation, the packet number counting unit 205 also restarts the packet number threshold calculation operation according to the distribution function (continuous packet number distribution function) by the continuous packet number calculation unit 206. Start. As a result, a packet number threshold different from the previous one is set in the counter 204, and as a result, the timing of the selection operation of the loss rate selection unit 209 changes with time.
[0059]
Further, as an operation in the packet number counting unit 205, for example, every time the receiving unit 201 receives a packet, the packet number threshold set in the counter 204 is decremented by 1, and the packet number threshold set in the counter 204 is “0”. At this point, the selection operation by the loss rate selection unit 209 and the calculation operation of the packet number threshold by the continuous packet number calculation unit 206 may be activated.
[0060]
The operation of the network quality simulation apparatus 200 of this example will be described with reference to FIG.
[0061]
FIG. 7 is a flowchart showing a processing operation example according to the present invention of the network quality simulation apparatus in FIG.
[0062]
In advance, a plurality of different loss rates that define packet loss are stored in the loss rate storage unit 210 (step 701), and the distribution function of the number of packets that successively follow one of these loss rates ( (Continuation packet number distribution function) is stored in advance in the continuous packet number distribution function storage unit 207 (step 702).
[0063]
Then, the loss rate selection unit 209 selects the loss rate to be used first from the loss rate storage unit 210 and sets it in the loss presence / absence calculation unit 208 (step 703).
[0064]
Further, the continuation packet number calculation unit 206 calculates the packet number (threshold value) that continuously follows the first distribution function according to the continuation packet number distribution function stored in the continuation packet number distribution function storage unit 207 (step 704). Then, the calculated packet number is set as a counter value (threshold value) in the counter 204 by the packet number counting unit 205 (step 705).
[0065]
Then, when the packet is received (step 706), the receiving unit 201 stores the packet in the memory 203 (step 707), and the packet number counting unit 205 subtracts 1 from the number of packets in the counter 204 (step 708). The loss presence / absence calculation unit 208 determines the presence / absence of packet loss (whether to discard the packet or transmit the packet) based on the previously set loss rate (step 709).
[0066]
Here, the determination of the presence or absence of loss according to the loss rate is made by finding “y” by a uniform random number of “0 ≦ y <1” widely implemented in programming languages, where x is the loss rate, and “y < If “x”, there is a loss. If “y ≧ x”, there is no loss.
[0067]
If the calculation result in the loss presence / absence calculation unit 208 has a loss (step 710), the loss setting unit 212 discards the packet from the memory 203 (step 711), and the calculation result in the loss presence / absence calculation unit 208 If there is no loss, the sending unit 202 takes out the packet from the memory 203 and sends it out (step 712).
[0068]
If the process continues (step 713), the value of the counter 204 subtracted by 1 in step 708 is evaluated (step 714). If the value of the counter 204 is not “0”, the process returns to step 706. , Waiting for reception of the next packet, and if the value of the counter 204 is “0”, the process returns to step 703, and selection and setting of the next loss rate by the loss rate selection unit 209 in step 703, In Steps 704 and 705, the number of continuing packets is calculated and set by the continuing packet number calculation unit 206. In Step 706, reception of the next packet is awaited.
[0069]
As described above, in the network quality simulation method of this example, the loss rate, which is a parameter of quality degradation of the packet communication network, is changed with time according to the number of packets generated stochastically based on the continuous packet number distribution function. The packet communication network can be changed to a plurality of different quality degradation states, and unlike the conventional technology that does not change once the loss rate that defines the quality degradation is set as in the conventional technology, for example, the packet loss probability It is possible to simulate quality deterioration that rapidly changes from a small state to a large state.
[0070]
Next, the network quality simulation apparatus 300 shown in FIG. 3 will be described.
[0071]
Similar to the network quality simulation apparatuses 100 and 200 shown in FIGS. 1 and 2, the network quality simulation apparatus 300 shown in FIG. 3 includes a reception unit 301, a transmission unit 302, and a memory 303. 4, the packet sent from the user terminal 410 shown in FIG. 4 is received, the packet received by the receiving unit 301 is stored in the memory 303, and the packet is taken out from the memory 303 by the sending unit 302, for example, It transmits to the user terminal 430 in FIG.
[0072]
Then, the network quality simulation device 300 of this example intentionally changes the packet transmission interval from the transmission unit 302, and sets the bandwidth of the quality deterioration of the packet communication network connecting the user terminal 410 and the user terminal 430. In order to simulate, a counter 304, a packet number counting unit 305, a continuing packet number calculating unit 306, a continuing packet number distribution function storage unit (described as “continuing packet number distribution function” in the figure) 307, a packet interval calculating unit 308, Band value selection unit 309, band value storage unit (described as “band value 1, 2,...” In the figure) 310, timer 311, packet interval setting unit 312, and previous packet length storage unit (in the figure, “ 313)).
[0073]
Here, the packet interval calculation unit 308, the timer 311, the packet interval determination unit 212, and the previous packet length storage unit 313 are the packet interval calculation unit 1108, the timer 1111, and the packet interval determination unit 1112 in the conventional simulation apparatus described with reference to FIG. The network quality simulator 300 of this example has the same function as each of the previous packet length storage unit 1113. In the network quality simulation apparatus 300 of this example, the bandwidth value storage unit 310 defines the maximum amount of packets to be transmitted per unit time. A plurality of values (band values 1, 2,...) Are used, and these packet values (band values 1, 2,...) Are used to calculate a packet transmission interval in the packet interval calculation unit 308. A thing is selected by changing probabilistically over time.
[0074]
That is, in the network quality simulation apparatus 300 of this example, the band value selection unit 309 has a function of selecting the band values (band values 1, 2,...) Used for the packet transmission interval calculation in the packet interval calculation unit 308. The loss rate selection unit 309 selects a band value from the band value storage unit 310 randomly (randomly) using a random number or in a preset and registered order.
[0075]
Further, in the network quality simulation apparatus 300 of this example, the counter 304 is used to control the band value selection timing by the band value selection unit 309 in order to change it randomly based on the number of received packets. A packet number counting unit 305, a continuation packet number calculation unit 306, and a continuation packet number distribution function storage unit 307 are used.
[0076]
That is, the continuation packet number calculation unit 306 calculates a packet number threshold according to a distribution function (continuation packet number distribution function) prepared in advance in the continuation packet number distribution function storage unit 307, and the calculated packet number threshold is calculated as a packet number count. The counter 305 sets the counter 304.
[0077]
The packet number counting unit 305 counts the number of packets received by the receiving unit 301, and the band value selecting unit 309 performs the selection operation every time the counted number becomes equal to or larger than the packet number threshold set in the counter 304. Restart.
[0078]
As the selection operation of the bandwidth value selection unit 309 is restarted, the packet number counting unit 305 also restarts the packet number threshold calculation operation according to the distribution function (continuous packet number distribution function) by the continuous packet number calculation unit 306. Start. As a result, a packet number threshold different from the previous one is set in the counter 304, and as a result, the timing of the selection operation of the band value selection unit 309 changes with time.
[0079]
As an operation in the packet number counting unit 305, for example, every time the receiving unit 301 receives a packet, the packet number threshold set in the counter 304 is decremented by 1, and the packet number threshold set in the counter 304 is “0”. At this point, the selection operation by the bandwidth value selection unit 309 and the packet number threshold calculation operation by the continued packet number calculation unit 306 may be restarted.
[0080]
The operation of the network quality simulation apparatus 300 of this example will be described with reference to FIG.
[0081]
FIG. 8 is a flowchart showing a processing operation example according to the present invention of the network quality simulation apparatus in FIG.
[0082]
A plurality of different band values that prescribe the maximum value of the amount of packets to be transmitted per unit time are stored in the band value storage unit 310 in advance (step 801), and continuously to one of these band values. The following packet number distribution function (continuous packet number distribution function) is stored in advance in the continuous packet number distribution function storage unit 307 (step 802).
[0083]
Then, the band value selection unit 309 selects the band value to be used first from the band value storage unit 310 and sets it in the packet interval calculation unit 308 (step 803). Further, the previous packet length in the previous packet length storage unit 313 used in the packet interval calculation unit 308 and the value of the timer 311 used in the packet interval setting unit 312 are set to “0” (step 804). Note that the value of the timer 311 automatically increases by the elapsed time as time passes.
[0084]
Further, the continuation packet number calculation unit 306 calculates the number of packets (threshold value) continuously following the first distribution function according to the continuation packet number distribution function stored in the continuation packet number distribution function storage unit 307 (step 805). The calculated packet number is set as a counter value (threshold value) in the counter 304 by the packet number counting unit 305 (step 806).
[0085]
Then, when the packet is received (step 807), the receiving unit 301 stores the packet in the memory 303 (step 808), and the packet number counting unit 305 subtracts 1 from the number of packets in the counter 304 (step 809). Based on the previously set bandwidth value (“B”) and the previous packet length (“M”), the packet interval calculation unit 308 sets the interval (packet interval t) of the packet to “t = M / B "(step 810). As will be described later, when the previous step 804 is continuously repeated, the packet length stored in the memory 303 is stored in the previous packet length storage unit 313 as an initial value “0” as the packet length before processing. Set instead of.
[0086]
Then, the packet interval setting unit 312 compares the packet interval (t) calculated by the packet interval calculation unit 308 with the value (T) of the timer 311 and waits for “T ≧ t”. (Step 811) If “T ≧ t”, the value of the timer 311 is set to “0” (Step 812), and the sending unit 302 is notified (Step 813).
[0087]
Upon receiving the notification from the packet interval setting unit 312, the transmission unit 302 extracts the packet from the memory 303 and transmits it (step 814).
[0088]
If the process continues (step 815), the value of the counter 304 subtracted by 1 in step 809 is evaluated (step 816). If the value of the counter 304 is not “0”, the process returns to step 807. The reception of the next packet is awaited, and if the value of the counter 304 is “0”, the process returns to step 803 to select / set the next band value by the band value selection unit 309 in step 803, In the next step 804, the setting in the previous packet length storage unit 313 (here, the packet length of the packet stored in the memory 303 is set), the timer 311 is reset to “0”, and the setting in steps 805 and 806 is continued. The next packet number is calculated and set by the packet number calculation unit 306, and in step 807, the next packet is calculated. It waits for the reception.
[0089]
As described above, in the network quality simulation method of this example, the bandwidth value, which is a parameter of quality degradation of the packet communication network, is changed with time according to the number of packets generated stochastically based on the continuous packet number distribution function. The simulation can be performed by changing the packet communication network to a plurality of different quality degradation states.
[0090]
As described above with reference to FIGS. 1 to 8, the network quality simulation apparatus (packet communication network quality simulation apparatus) and method according to the present example are configured so that the quality deterioration of the packet communication network can be simulated. A plurality of delay distribution functions, loss rates, and band values that define deterioration are provided, and one is selected and used for simulation. Then, the simulation duration with the selected parameter is limited based on the number of received packets. Further, the number of received packets used for this restriction is also changed stochastically based on the distribution function.
[0091]
That is, when simulating a delay of packet quality degradation in a packet communication network, a plurality of different distribution functions that define the packet delay time and one of those delay distribution functions are continuously followed. A delay function that has a distribution function that defines the number of packets (continuous packet number distribution function), and changes the delay distribution function to be used for each packet number that follows the continuous packet number distribution function. A delay time according to the distribution is added to the packet.
[0092]
Also, when simulating the loss of packet quality deterioration in a packet communication network, a plurality of different loss rates that define packet loss and the number of packets that successively follow one of those loss rates The distribution function (continuous packet number distribution function) that regulates the probability of obeying the adopted loss rate while changing the adopted loss rate for each packet number that follows the continuous packet number distribution function for passing packets Discard the packet.
[0093]
Further, when simulating a band of packet quality degradation in a packet communication network, a plurality of different band values defining the maximum value of the amount of packets to be transmitted per unit time and one of those band values The distribution function (continuous packet number distribution function) that prescribes the number of packets that follow continuously, and adopts while changing the bandwidth value to be adopted for each packet number that follows the continuous packet number distribution function for passing packets Increase the packet interval according to the specified bandwidth value.
[0094]
This makes it possible to simulate temporally varying quality degradation, unlike the case where the delay distribution function, loss rate, and band value that define quality degradation are not set once as in the prior art. That is, by changing deterioration parameters such as the delay distribution function, loss rate, and bandwidth temporally (depending on the number of packets generated stochastically), it is possible to change to a plurality of different quality deterioration states.
[0095]
As a result, for example, in the delay time, unlike the case of generating independently from the same delay distribution function in the past, the value of the number of packets generated stochastically increases from a state with a small delay average or variance to a large state. In addition, packet loss is not simulated with a constant packet loss probability as in the past, but packet loss is rapidly changed from a low packet loss probability to a large state. It is possible to simulate a packet communication network that changes.
[0096]
In addition, this invention is not limited to the example demonstrated using FIGS. 1-8, In the range which does not deviate from the summary, various changes are possible. For example, in this example, the counters 104, 204, and 104 are selected as selection conditions for restricting the selection operation of the delay distribution function selection unit 109 in FIG. 1, the loss rate selection unit 209 in FIG. 2, and the band value selection unit 309 in FIG. 304, the packet number counting units 105, 205, and 305, the continuous packet number calculating units 106, 206, and 306, and the continuous packet number distribution function storage units 107, 207, and 307 are used. A random timer value is set using a random number, or a timer value registered in a predetermined order is set sequentially, and each time the timer value becomes “0”, each selection unit is activated, and the timer It is also possible to reset the value.
[0097]
Further, in this example, the computer configuration example of FIG. 5 is shown as the hardware configuration of the network quality simulation device, but a computer configuration without a keyboard or optical disk drive device may be used. In this example, an optical disk is used as a recording medium, but an FD (Flexible Disk) or the like may be used as a recording medium. As for the program installation, the program may be downloaded and installed via a network via a communication device.
[0098]
【The invention's effect】
According to the present invention, when simulating quality degradation in a packet communication network such as packet delay, packet loss and bandwidth, not only steady quality degradation but also suddenly varying quality degradation can be simulated. It is possible to simulate quality degradation with high accuracy and efficiency, and application developers and service providers can perform detailed quality pre-checks when using a packet communication network in the provided application. It is possible to study the service provision form such as change and server arrangement with high reliability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first configuration example of a network quality simulation apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second configuration example of the network quality simulation apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third configuration example of the network quality simulation apparatus according to the present invention.
4 is an explanatory diagram showing an example of use of the network quality simulation device in each of FIGS. 1 to 3. FIG.
5 is a block diagram showing a hardware configuration example of a network quality simulation apparatus in each of FIGS. 1 to 3. FIG.
6 is a flowchart showing a processing operation example according to the present invention of the network quality simulation apparatus in FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing operation according to the present invention of the network quality simulation apparatus in FIG. 2;
8 is a flowchart showing a processing operation example according to the present invention of the network quality simulation apparatus in FIG. 3;
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration example of an apparatus that simulates packet delay among quality degradations in a conventional packet communication network.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an apparatus that simulates packet loss among quality degradations in a conventional packet communication network.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of an apparatus that simulates a band of quality degradation in a conventional packet communication network.
[Explanation of symbols]
100, 200, 300: Network quality simulator, 101, 201, 301: Receiving unit, 102, 202, 302: Sending unit, 103, 203, 303: Memory, 104, 204, 304: Counter, 105, 205, 305 : Packet number counting unit, 106, 206, 306: continuing packet number calculating unit, 107, 207, 307: continuing packet number distribution function storage unit (“continuing packet number distribution function”), 108: delay time calculating unit, 109: Delay distribution function selection unit, 110: delay distribution function storage unit (“delay distribution function 1, 2,...”), 111, 311: timer, 112: delay setting unit, 208: loss presence / absence calculation unit, 209: loss Rate selection unit, 210: loss rate storage unit (“loss rate rate 1, 2,...”), 212: loss setting unit, 308: packet interval calculation unit, 309: band value selection 310: Band value storage unit (“Band value 1, 2,...”), 312: Packet interval setting unit, 313: Previous packet length storage unit, 410, 430: User terminal, 420: Packet communication network, 510 : Display device, 520: input device, 530: external storage device, 540: information processing device, 540a: CPU, 540b: main memory, 540c: input / output interface, 550: optical disk, 560: drive device, 570: communication device, 900, 1000, 1100: network quality simulator, 901, 1001, 1101: receiving unit, 902, 1002, 1102: transmitting unit, 903, 1003, 1103: memory, 908: delay time calculating unit, 910: delay distribution function, 911: Timer, 912: Delay setting unit, 1008: Loss presence / absence calculation unit, 1010: Loss rate, 1012: Loss setting unit 1108: the packet interval calculating unit, 1110: band value, 1111: timer, 1112: packet interval setting unit.

Claims

An apparatus for simulating packet delay quality in a packet communication network,
Receiving means for receiving packets from the packet communication network ;
Storage means for storing a plurality of different delay distribution functions used for calculating the transmission delay time of the packet received by the receiving means;
Selection means for selecting according to a predetermined selection condition one delay distribution function number from the storage means,
A calculating means for calculating a transmission delay time of the packets based on the delay distribution function selected by said selection means,
Transmission control means for delaying the received packet and transmitting it to the packet communication network corresponding to the transmission delay time calculated by the calculation means;
Counter means for counting the number of packets received by the receiving means;
A packet number calculation means for calculating a threshold value of the number of packets according to a predetermined packet number distribution function;
Means for restarting the counter means, the packet number calculating means, the selecting means, and the calculating means each time the number of packets counted by the counter means is equal to or greater than a threshold value calculated by the packet number calculating means; A packet communication network quality simulation apparatus characterized by comprising:

The program for functioning a computer as each means in the quality simulation apparatus of the packet communication network of Claim 1 .

A computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to function as each means in the quality simulation device for a packet communication network according to claim 1 .

A method for simulating a packet communication network quality simulation device for simulating packet delay quality in a packet communication network ,
A first step of receiving a packet from the packet communication network ;
A second step of storing a plurality of different delay distribution functions for use in calculating a transmission delay time of the packet received in the first step;
A third step of selecting one of the delay distribution functions according to a predetermined selection condition;
A fourth step of calculating a transmission delay time of the packet based on the delay distribution function selected in the third step;
A fifth step of delaying the received packet and transmitting it to the packet communication network in correspondence with the transmission delay time calculated in the fourth step ;
A sixth step of calculating a packet number threshold according to a predetermined distribution function;
A seventh step of counting the number of packets received in the first step;
An eighth step of comparing the number of packets counted in the seventh step with a threshold of the number of packets calculated in the sixth step;
As a result of the comparison in the eighth step, whenever the number of packets counted in the seventh step becomes equal to or greater than the threshold of the number of packets calculated in the sixth step, the packet threshold in the sixth step A ninth step of restarting the calculation of the number of packets in the seventh step, the selection of the delay distribution function in the third step, and the calculation of the transmission delay time in the fourth step; A quality simulation method for a packet communication network, comprising: