JP3753704B2 - Communication quality measuring apparatus and method - Google Patents
Communication quality measuring apparatus and method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3753704B2 JP3753704B2 JP2003125451A JP2003125451A JP3753704B2 JP 3753704 B2 JP3753704 B2 JP 3753704B2 JP 2003125451 A JP2003125451 A JP 2003125451A JP 2003125451 A JP2003125451 A JP 2003125451A JP 3753704 B2 JP3753704 B2 JP 3753704B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated value
- packet
- time
- unit
- header information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信を目的とするネットワーク上を流れるパケットフローに対するトラフィックを測定する技術に関する。特に、短時間間隔でトラフィックを測定し、通信品質を把握する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のパケット通信を対象とした通信品質測定装置では、ネットワークレベルでの通信品質を測定することが目的とされており、回線全体の通信量、プロトコル及び階層別のトラフィック量の長時間的な測定が主な機能として提供されてきた。
【0003】
しかしながら、上記従来の方法では、ネットワークを利用するアプリケーションが生成するパケットフローを特定し、そのパケットフローがネットワーク中で受ける影響を解析し、対応するために必要な通信品質を測定することは不可能であった。
【0004】
すなわち、従来の通信品質測定装置は、トラフィック量の長時間的な測定を目的としているため、トラフィックの時間分解能として1秒以上を対象としていた。そのため、ストリーミングサービスなどの特定のアプリケーションのトラフィック特性を把握することはできなかった。
【0005】
画像や音声のストリーミングサービスがネットワークに要求する帯域は、その符号化手法に依存し、1秒あたりの平均帯域で議論されている。しかし、符号化後の情報をネットワークに送出するソフトウェアは、符号化処理とは独立にデータ送信処理を行う。加えて、ソフトウェアの動作周期はそれが実行されるオペレーティングシステムのタスク管理系の時間単位に依存し、一般的に数ミリ秒から数十ミリ秒である。すなわち、ネットワークに送出されるストリーミングデータの品質管理には、従来より、より高い時間分解能でのトラフィック遷移計測が必要になる。
【0006】
【非特許文献1】
Kihong Park, “ON THE EFFECT AND CONTROL OF SELF-SIMILAR NETWORK TRAFFIC: S SIMULATION PERSPECTIVE”, Proceedings of the 1997 Winter Simulation Conference, pp.989-996
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、高い時間分解能でのトラフィック量の測定を可能とする技術を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この目的は、測定装置に、逐次入力されるパケットに対し、予め定めたヘッダ情報を有するパケットのパケット長を積算し、積算値を蓄積部に蓄積する積算部と、予め指定された時間間隔で前記蓄積部から積算値を読み出し、出力する積算値読み出し部とを備えることにより解決する。
【0009】
本発明によれば、積算値を蓄積し、それを所定の時間間隔で読み出すこととしたので、読み出す時間間隔を短くする(1秒以下)ことにより、高い時間分解能でのトラフィック量の測定を実時間で行うことが可能となる。一方、従来技術では、大量のパケットデータを測定装置内に蓄積して処理するので、高い時間分解能でのトラフィック量の測定を実時間で行うことはできない。
【0010】
また、前記時間間隔で前記蓄積部から積算値を読み出す度に該蓄積部に蓄積されている値を初期化することにより、差分演算が不要となり高速な処理が可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態として、パケットフローの単位時間当たりのトラフィック量を1秒以下の時間間隔で測定することを可能とする通信品質測定装置について説明する。この通信品質測定装置について説明するにあたり、まず、測定の時間間隔を1秒以下、より具体的には10μ秒以上で1秒以下とする理由について詳しく説明する。
【0012】
動画、音声の実時間転送を行うアプリケーションは、秒単位の時間で処理のタイムアウトが判断される一般的なアプリケーションとは異なり、1秒以下の時間制約を必要とする。
【0013】
動画の実時間転送を一例として説明すると、例えばTVのNTSC信号では、1秒間に約30枚の画面を送り、表示することになる。そのため、1画面に許される転送時間は30ミリ秒以下となり、かつ30ミリ秒毎に規則正しく画面を受信できなければ、アプリケーションは正しく動画表示を行うことができない。30ミリ秒間隔で送られてくる画面情報を搭載したパケット群を測定するには、少なくとも1ミリ秒単位の時間精度が必要となる。今後、登場する、より高速なネットワーク回線を考慮すると、更に詳細な時間間隔での測定が必要となる。
【0014】
更に、アプリケーションを開発する場面では、開発したアプリケーションが使用するネットワーク帯域を把握する必要がある。高速化が著しいMPUの普及により、アプリケーション開発者が予期しないバースト的なパケット送出を行うアプリケーションになる可能性が高くなっている。
【0015】
ネットワークの許容を越えるバースト的なパケット群に含まれる一部のパケットはネットワークを構成するノード装置のバッファに入りきれず、パケットロスとなる。この時、アプリケーションの動作環境であるOSの機能として再送が行われるが、再度バーストとなった場合、同様の現象を繰り返し、アプリケーションの実時間性を確保するのに必要な制約を超えてしまう結果となる。
【0016】
これらを防止するため、アプリケーション開発側で詳細な時間間隔でパケット群を測定し、ネットワーク透過性の高いアプリケーション設計を行うことは今後、必須となる。
【0017】
従来の測定方法は、ネットワークトラフィックの長時間的な振る舞いの監視を目的としており、1秒単位以上での測定を行う。上述の通り、これではアプリケーションに固有なパケットフローのバースト特性を把握することは不可能である。
【0018】
ここで、従来のトラフィックモニタ装置の全通信データ取り込み機能を使用して、全通信データを取り込み、取り込み後の全通信データに対して後処理を施すという方法も考えられる。
【0019】
このような方法を実施するための従来のトラフィックモニタ装置を使用した仮想的な装置の構成を図1に示す。
【0020】
この装置は、従来のトラフィックモニタ装置1と高時間分解能表示を行うための処理部2とパケットを蓄積するための二次記憶装置3とからなる。従来のトラフィックモニタ装置1では、回線インタフェース部11、書き込み部12を介して回線内のパケットを高速一次記憶部13に一旦蓄積した後、そのパケットを、読み出し部14、二次記憶インタフェース15を介して二次記憶装置3に出力する。その後、処理部2は、オフライン処理として、二次記憶装置3に蓄積したパケットを読み出して解析し、表示部23にトラフィック遷移を表示する。
【0021】
このような構成では、一度に観測できる時間は、使用する従来のトラフィックモニタ装置1の一次記憶部13の容量に依存し、例えば、1Gbpsに近い使用率の回線の場合、その時間は数秒に満たない。また、記憶した全パケット情報を、複数の記憶装置間で受け渡しをするため、実時間での連続計測を行うことはできない。
【0022】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【0023】
図2は、本発明の実施の形態における通信品質測定装置の概要構成を示す図である。この通信品質測定装置は、ネットワーク上を流れる多数のパケットフローから特定のパケットフローを抽出する選択抽出機構31と、抽出したパケットのパケット長の値を積算するパケット長積算機構32と、パケット長積算機構で得られたパケット長の積算値を予め指定された時間間隔で定期的に読み出し、その積算値を表示又は蓄積する積算値定期読み出し機構33と、表示機構34と、蓄積部35とを有している。この通信品質測定装置の動作は次の通りである。
【0024】
選択抽出機構31により選択されたパケットは、複製されてパケット長積算機構32へ入力される。パケット長積算機構32では、入力されたパケットのヘッダに応じたカウンタを使用して、それぞれのパケット毎のパケット長を積算し、パケット長積算機構内のメモリに積算値を蓄積する。ここまでの処理は、パケットの到着に応じて随時実行される。すなわち、選択抽出機構31、パケット長積算機構32はパケットの到着に同期して逐次処理を行っている。
【0025】
積算値定期読み出し機構33の動作を図3を用いて説明する。初期化(ステップS1)の後、時間割り込み待ち状態となる(ステップS2)。そして、一定時間(1m秒)毎の時間割り込みを受けて、パケット長積算機構内のメモリに蓄積された積算値を定期的に読み出し、積算値定期読み出し機構内の主メモリに転送し、あわせて、積算値を蓄積するパケット長積算機構内のメモリの値を初期化(0にする)する(ステップS2)。そして、積算値定期読み出し機構33は、読み出した積算値を主メモリから表示機構34に送出するとともに、蓄積部35にファイルとして蓄積する(ステップS4)。表示機構34では、例えば、特定の種類のパケットについて、時間を横軸、積算値を縦軸としたトラフィックの遷移を表示する。また、積算値に対しバースト特性評価を行う易くするための加工を施し、加工後のデータを表示することも可能である。
【0026】
また、積算値を表示機構34に表示もしくは蓄積部35に蓄積する代わりに、図4に示すように、ネットワーク40を介して遠隔の監視装置などに送信し、そこで表示を行うようにしてもよい。
【0027】
すなわち、図4に示す構成は、表示機構34、蓄積部35に代えて、ネットワーク送出機構41を有している。そして、ネットワーク40を介して、ネットワーク受信機構42と表示機構43が接続される。
【0028】
図5のフローに示すように、この構成では、積算値読み出し機構33は、読み出した積算値をネットワーク送出機構41を介してネットワーク40に送出する(ステップS14)。受信側では、表示データ待ち状態で待ち続け、ネットワーク受信機構42が積算値を受信したこと(ステップS15)を契機に、表示機構43に積算値を表示する(ステップS16)。なお、積算値に対しバースト特性評価を行う易くするための加工を施し、加工後のデータをネットワークを介して送信することも可能である。
【0029】
本実施の形態の通信品質測定装置は、より詳細には図6に示す機能構成を有している。図6に示す回線インタフェース51、ヘッダ情報抽出部52、パケット情報探索部53が図2の選択抽出機構31に対応し、積算機構54及びカウンタ部56がパケット長積算機構32に対応し、定時間間隔読み出し部55が積算値読み出し機構33に対応する。図6に示す構成の動作は次の通りである。
【0030】
回線インタフェース51を介して入力されたパケットは、ヘッダ情報抽出部52に入力され、そこでヘッダ情報が抽出される。そして、パケット情報検索部53は、そのヘッダ情報を用いてそのヘッダ情報に対応するカウンタ部56のカウンタの識別子を検索する。識別子の検索に成功した場合、ヘッダ情報抽出部52は、パケット長と識別子を積算機構54に渡し、積算機構54は、識別子に対応したカウンタを用いてパケット長を積算する。ここまでの処理は、パケット到着に応じて随時実行する。
【0031】
カウンタ部56の情報は定時間間隔読み出し部55で定期的に読み出され、読み出し毎にカウンタはリセットされる。読み出す間隔は、これまでにも説明したように、アプリケーションの振る舞いを観測可能な時間(最小1m秒)である。そして、読み出したカウンタ値が表示/蓄積処理部57を介して表示部58に表示され、計測結果蓄積部59に蓄積される。
【0032】
次に、本発明の通信品質測定装置を用いて通信品質を測定する方法の例について説明する。
【0033】
図7は、本発明の通信品質測定装置60を用いて通信品質を測定する場合の構成例を示す図である。この構成では、通信品質測定装置60が、データ送出サーバ61から送出された直後のパケットフローf1と、ネットワーク62を経由した後のデータ受信クライアント63直前のパケットフローf2を測定し、測定結果を比較する。ネットワークの入り口と出口との間でバースト特性の差を測定し、評価することにより、データ送出サーバ61から送出されたパケットフローのバースト特性が、ネットワーク62内の転送によりどのような影響を受けるかを観測することができる。なお、データ送出サーバ61直後のパケットフローf1は測定対象外のパケットフローが存在しない理想状態のネットワークを前提としたアプリケーションに固有なパケットフローと考えることができる。
【0034】
この際、データ送出サーバ61のアプリケーションは、バースト転送部分の識別に必要なタグ情報を個々のパケットに付加してネットワーク62へ出力する。また、アプリケーションに影響しないレベルで測定用パケットを同時にネットワークへ出力することも可能である。
【0035】
上記のバースト特性の変化は、時間を横軸、積算値を縦軸としたトラフィックの遷移表示を、ネットワークの入り口と出口とで比較することで観測することが可能である。
【0036】
また、上記のバースト特性は、積算値定期読み出し機構から定期的に読み出されるパケット長の積算値から、パケットのバースト転送部分のスループット(単位時間当たりの通信量の平均値)及びバースト転送が現れる間隔であるバースト間時間を求めることにより得ることも可能である。
【0037】
図8は、あるパケットフローのネットワーク経由前後の状態を示す図である。各バースト転送部分に含まれるパケットには識別のためのタグ情報が含まれ、これを元にバースト転送部分を識別する。また、バースト転送部分を識別する別の方法として、単位時間当たりの通信量に関する閾値を設け、閾値以上の通信量が所定時間連続した時にバースト転送部分であると識別するようにしても良い。
【0038】
図9は、パケットのバースト転送部分のスループット及びバースト転送が現れる間隔であるバースト間時間を用いる場合の評価方法の一例を示すものである。図8に示した各バースト転送部分についてのスループット(単位時間当たりの通信量の平均値)を縦軸、バースト間時間を横軸として2次元の平面にプロットし、特性図(評価平面)を得る。このような評価平面をネットワークの入口及び出口について求めることで、ネットワークがアプリケーションに与える特性を測定することが可能になる。
【0039】
さて、上記のような、ネットワーク経由前と経由後のトラフィック特性の比較をしてネットワークの評価をする場合には、通信品質測定装置を図10に示すような構成とすることができる。すなわち、図2の構成に、参照データ比較機構71と参照データ蓄積部72を設けた構成とする。参照データ蓄積部72は、測定対象外のパケットフローが存在しない理想状態のネットワークを前提としたアプリケーションに固有なパケットフローのバースト特性を参照データとして予め蓄積する。この参照データは、例えば、図7の構成におけるパケットフローf1を測定することにより得ることができる。
【0040】
参照データ比較機構71は、積算値定期読み出し機構33により得られたパケットフローのバースト特性と参照データ蓄積部72に蓄積された参照データとを比較し、その差異を解析する。この場合、表示機構34は、積算値定期読み出し機構33の出力及び参照データ比較機構71の出力を表示することができる。比較に用いるバースト特性は、トラフィック量の時間遷移でもよいし、図9に示すような方法により求めたものでもよい。
【0041】
次に、本発明の通信品質測定装置について、図11を参照して、ハードウェアの実装に近いより詳細な構成を以下に説明する。なお、以下、参照データ比較機構及び表示機構を有する場合の構成について説明する。
【0042】
図11に示すように、この通信品質測定装置は、入力側の回線インタフェース81、出力側の回線インタフェース82、複製器83、選択パケット長抽出器84、積算値蓄積メモリ85、積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86、加算器87、初期化値レジスタ88、調停回路89、インタフェース回路90、MPU91、主メモリ92、二次記憶装置93、実時間割り込み発生装置94、表示装置95を有している。なお、回線インタフェース81,82、複製器83及び選択パケット長抽出器84が例えば図10で示した選択抽出機構31に対応し、積算値蓄積メモリ85、積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86、加算器87、初期化値レジスタ88及び調停回路89がパケット長積算機構32に対応し、主メモリ92もしくは二次記憶装置93が参照データ蓄積部72に対応し、また、MPU91、主メモリ92、実時間割り込み発生装置94、主メモリ92に格納されたプログラムが積算値定期読み出し機構33及び参照データ比較機構71に対応し、また、表示装置95が表示機構34に対応する。次に、図11に示す各部の機能について説明する。
【0043】
複製器83はパケットの複製を行う。選択パケット長抽出器84は複製されたパケットから特定のパケットを抽出し、そのパケット長を算出する。積算値蓄積メモリ85は、パケットのヘッダ情報に応じたアドレスにパケット長の積算値を格納して保管する。積算値メモリアドレス検索テーブル86は、パケットのヘッダ情報から積算値蓄積メモリ85に蓄積される積算値が格納されたアドレスを検索し、選択パケット長抽出器84へ返す。
【0044】
加算器87は選択パケット長抽出器84で抽出したパケットのパケット長を、積算値蓄積メモリ85に蓄積された、これまでの積算値に加算処理する。初期化値レジスタ88は積算値蓄積メモリ85を初期化する場合に使用する初期値を格納する。調停回路89は積算値蓄積メモリ85へのアクセスを調停する。
【0045】
なお、図11中、96は複製器83で複製されたパケット流、97は抽出されたパケット長、98は積算値メモリアドレス検索テーブル86より得られる積算値蓄積メモリ85のアドレス、99はMPU91が処理を実施するのに必須な、インタフェース回路90、MPU91、主メモリ92、二次記憶装置93、実時間割り込み発生回路94及び表示装置95を接続するバスである。
【0046】
次に、前記各構成要素の詳細とともに本装置の動作について説明する
回線インタフェース81は回線(ネットワーク)との接続を行い、回線を物理的な信号として伝えられるパケットを論理的に処理可能な信号に変換し、複製器83に転送する。複製器83は、パケット信号を完全な形態で複製し、一方を回線インタフェース82へ、他方を選択パケット長抽出器84へ出力する。回線インタフェース82は、複製器83より受け取ったパケット信号を回線インタフェース81とは逆の処理を行い、回線へ出力する。
【0047】
複製器83で複製されたパケット(96)は、選択パケット長抽出器84に渡される。
【0048】
図12を参照して選択パケット長抽出器84の動作を説明する。
【0049】
選択パケット長抽出器84は、パケット到着待ちの状態から(ステップS21)、パケットが到着すると、パケット96のヘッダ情報を抽出する(ステップS22)。具体的には、アプリケーションが行う一連の通信(パケットフロー)を特定するために、宛先IPアドレス、送信元IPアドレス、プロトコルタイプ(TCP/UDPの種別)、TCPもしくはUDPの宛先ポート番号及び送信元ポート番号を抽出する。この一連のヘッダ情報をフローIDと呼ぶ。
【0050】
選択パケット長抽出器84は、パケット長を算出するとともに、抽出したフローIDを使用して、積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86に積算値蓄積メモリ15のアドレスを要求する(ステップS23)。
【0051】
選択パケット長抽出器84は、前述した検索に成功した場合(アドレス0以外が帰ってくる)(ステップS24のYES)、パケット長97、積算値蓄積メモリ85のアドレス98を加算器87に出力する(ステップS25)。検索に失敗した場合(アドレス0が帰ってくる)(ステップS24ののNO)、該当パケットを破棄し(ステップS26)、複製器83からのパケット(96)を待つ動作に戻る。
【0052】
図13は積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86の一例を示す図である。図中、101はフローIDフィールド、102は積算値蓄積メモリアドレスフィールド、103はフローIDの入力、104は積算値蓄積メモリ85におけるアドレスである。
【0053】
積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86では、選択パケット長抽出器84で得たフローID103に基づき、フローIDフィールド101の検索が行われる。フローID103と同一のフローIDがフローIDフィールド101に存在した場合、該当する積算値蓄積メモリアドレスフィールド102に登録されたアドレスを積算値蓄積メモリ85のアドレス104として出力する。存在しなかった場合、特殊なアドレス値(0番地)を積算値蓄積メモリ85のアドレス104として出力する。フローIDフィールド101及び積算値蓄積メモリアドレスフィールド102の登録内容はMPU91によりインタフェース回路90を介して随時変更可能である。
【0054】
図11において、加算器87は、選択パケット長抽出器84から転送された積算値蓄積メモリ85のアドレス98を元に、積算値蓄積メモリ85から当該アドレスに格納されたデータを読み出す。
【0055】
図14は積算値蓄積メモリ85の一例を示すもので、一般的なメモリと同一構成である。図中、201はアドレスフィールド、202はデータフィールド(ここでのデータは積算値)、203はアドレスの入力、204はデータの入出力を示している。
【0056】
アドレスは連続した整数で規定された値であり、データは任意のデータである。読み出し動作の場合、入力203に該当するアドレス201に対応するフィールド202に格納されたデータを204として出力する。書き込み動作の場合、入力203に該当するアドレス201に対応するフィールド202にデータ204を格納する。
【0057】
加算器87は、積算値蓄積メモリ85に格納されたデータを読み出し、それに前述したパケット長97の値を加算し、再度、積算値蓄積メモリ85へ格納する。この時、読み出し及び書き込みで使用するアドレスは、選択パケット長抽出器84から与えられたものである。
【0058】
初期化値レジスタ88は、積算値蓄積メモリ85のフィールド202を初期化する際に使用する初期値を蓄積するレジスタであり、「0」を設定する。初期化のタイミングについては後述する。
【0059】
調停回路89は、加算器87及びインタフェース回路90それぞれの積算値蓄積メモリ85へのアクセスを調停する。また、積算値蓄積メモリ85の初期化時には指定アドレスへ初期化値レジスタ88に蓄積された値を格納する。
【0060】
ここまでの処理は、積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86に登録されたパケットの到着に応じて実行される。これにより、随時、積算値蓄積メモリ85のデータフィールドに格納された値に、到着したパケットのパケット長が積算されてゆく。
【0061】
インタフェース回路90は、積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86及び調停回路89へのアクセスを実現するものであり、主メモリ92に格納され、MPU91により処理されるプログラムからの積算値蓄積メモリ85及び積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86へのアクセスを仲介する。
【0062】
図15を用いて、以降の処理について説明する。なお、これから説明する処理は主メモリ22に格納されるプログラムの命令に従って実行される処理である。
【0063】
初期化時、プログラムは、測定対象のパケットのヘッダ情報を積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86に登録し、次に、積算値蓄積メモリ85の全てのデータフィールドを初期化値レジスタ88の値とする処理を行い、また、一定時間間隔の積算値蓄積メモリ85の読み出しを実現するために、実時間割り込み発生装置94に一定時間間隔でMPU91に割り込みを発生する設定を行う(ステップS31)。
【0064】
プログラムは、実時間割り込み発生装置94がMPU91へ割り込み信号を発生するまで待つ(ステップS32)。実時間割り込み発生装置94が割り込み信号を発生した時点で、プログラムは待ち状態から、積算値蓄積メモリ85のデータフィールドを読み出す動作に移る。
【0065】
この時、積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル86に登録された全ての積算値蓄積メモリアドレスフィールド102に該当するアドレス(201、104)からデータフィールド202の値を読み出し、主メモリ92内の指定領域に格納する(ステップS33)。また、読み出したフィールドは順次、初期化値レジスタ88の値を書き込み、初期化する(ステップS34)。主メモリ92に格納されたデータの中で、プログラムで表示対象に定義されたものは、表示装置95に転送して表示を行う(ステップS35)。
【0066】
ここまでの処理を繰り返し行うことで、実時間割り込み発生装置94に登録された一定時間内の特定のアプリケーションに基づくパケットフローの総パケット長を定期的に得ることが可能になる。時間軸を横軸、積算値蓄積メモリ85の読み出し値を縦軸にしたグラフにプロットすることで、前記パケットフローの単位時間当たりの通信量の遷移を得ることができる。
更に、実時間割り込み発生装置84が発生する積算値蓄積メモリ85の読み出しを行うための時間間隔より更に大きな時間間隔で図8、図9で説明した比較処理を行う。すなわち、ステップS36にて時間判断を行い、評価指定時間が経過した場合に、比較処理を行う(ステップS37)。
【0067】
比較処理では、パケットのバースト転送部分のスループット(単位時間当たりの通信量の平均値)及びバースト間時間を求め、各バースト転送部分についてのスループットを縦軸、バースト間時間を横軸として2次元の平面にプロットし、図9に示すようなネットワーク経由後の特性図(評価平面)を作成し、また、図8でいうネットワーク経由前のアプリケーション理想動作時の前記同様なパケットフローのバースト特性を二次記憶装置23に参照データとして予め格納しておき、その各バースト転送部分についてのスループットを縦軸、バースト間時間を横軸として2次元の平面にプロットし、同様なネットワーク経由前の特性図(評価平面)を作成する。これらをそのまま表示装置95に表示してもよいし、これらの差分を表示してもよい。このようにして、ネットワークの品質を測定する。
【0068】
また、時間を横軸、積算値を縦軸としたトラフィックの遷移の参照データを用意しておき、これと、時間を横軸、積算値を縦軸としたトラフィックの遷移の測定結果を比較してもよい。
【0069】
この場合の参照データと測定データとの比較について更に詳細に説明する。
【0070】
参照データとは、例えば、実時間性を有する動画、音声等をネットワーク配信するアプリケーションにみられる一定周期でのパケットのバースト転送パターンである。一般的なTV信号であるNTSC信号による動画を配信するアプリケーションを例にとると、1画面単位で送信処理を行う場合、約33ミリ秒毎に1画面ずつ送信することになる。1画面のデータ量が1MByteとすると、約33ミリ秒毎に1MByteのバーストが発生する。ネットワーク回線の容量が1Gbpsであり、アプリケーションを実行するコンピュータが1Gbpsの送信性能を有する場合、8ミリ秒間に亘る1Gbps回線のフルレートのバーストが30ミリ秒毎に発生する。この繰り返しが前記アプリケーションの場合の参照データである。参照データは、アプリケーションにより異なるが、ネットワーク回線の容量を一定とした場合、特有の繰り返しパターンとなる。
【0071】
ネットワークを介して前記アプリケーションによる繰り返し性のあるバーストパターンを配信した場合、ネットワークを構成する回線、ノード装置のバッファ状態などにより、ネットワークを介していない理想状態と比較して、バースト間隔、バースト連続時間が変化する。これが測定データである。
【0072】
参照データと測定データを比較するという意味は、2つの繰り返しパターンの差分を作成することを意味する。例えば、差分の時間変化を示すグラフを作成し、表示する。差分が大きければ、ネットワークによるバースト特性への影響が大きいことを示し、差分が小さければ影響が小さいことを示す。
【0073】
また、参照データとして、測定対象外のパケットフローが存在しない理想状態のネットワークを前提とした、アプリケーションに固有なパケットフローのバーストパターン(特性)でなく、市販のジェネレータで生成した特定のパケットフローのバーストパターンを用いても良い。この際、ジェネレータで生成した参照データと実際の測定データとを比較することにより、アプリケーションに固有なパケットフローがネットワーク内で受ける影響を間接的に測定することができる。なお、測定した結果を不揮発性の記憶手段に複製記録することにより、事後解析を可能にするよう構成することも可能である。
【0074】
次に、本発明における通信品質測定装置を使用したトラフィック測定の例について、従来装置との違いを含めて説明する。
【0075】
トラフィック特性の異なるMPEG2のストリーミングシステム(装置Aと装置B)が送出するパケットのトラフィック遷移の測定結果の例を図16、図17に示す。図16は、従来の装置により測定された結果であり、図17は、本発明の通信品質測定装置により測定された結果である。
【0076】
図16では、装置Aと装置Bとのトラフィック遷移に差はほとんど見られない。一方、図17では、装置Aは最大10Mbpsで安定して遷移するトラフィックを生成しているのに対し、装置Bは、30Mbpsを超えるバーストを20ミリ秒周期で生成していることが分かる。すなわち、従来の装置では、測定の時間間隔が長いため、装置Bが生成するトラフィックのように短時間間隔のバーストを観測することができない。一方、本発明の装置は、短時間間隔でトラフィックを把握することができるので、20ミリ秒周期のバーストを観測することができる。
【0077】
また、図18は、本発明の通信品質測定装置を用いて、ストリーミング配信アプリケーションの配信調整を行った例を示す図である。すなわち、調整前は、ストリーミング配信アプリケーションは図18の「配信不可能トラフィック遷移」に示すように、800Mbpsを超えるバーストを繰り返すトラフィック特性を有しており、このトラフィックをネットワークを介して送信したところ、パケット損失が認められた。そこで、配信調整を行って、図18の「配信可能トラフィック遷移」に示すトラフィックを送出させるようにしたところ、ネットワークを介してもパケット損失は発生せず、配信に成功した。このような調整は、短時間間隔でトラフィックを計測できる本発明の通信品質装置により可能となる。
【0078】
なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。
【0079】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高時間分解能のトラフィック測定をリアルタイムに実行することができる。また、ネットワークに接続されたサーバ及びクライアントで実行される特定のアプリケーションに由来する一連のパケットフローがネットワーク内で受ける影響を詳細に測定することが可能となり、ストリーミングサービスの品質管理や、上記のような配信調整を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のトラフィックモニタ装置を使用した仮想的な装置の構成図である。
【図2】本発明の実施の形態における通信品質測定装置の概要構成を示す図である。
【図3】図2に示す通信品質測定装置における積算値定期読み出し機構の動作を説明するための図である。
【図4】本発明の実施の形態における通信品質測定装置の概要構成を示す図であり、ネットワークへ測定データを送出する場合の構成を示す図である。
【図5】図4に示す通信品質測定装置における積算値定期読み出し機構の動作を説明するための図である。
【図6】本発明の実施の形態における通信品質測定装置の機能構成を示す図である。
【図7】ネットワーク内の転送がアプリケーション固有のパケットフローのバースト特性に与える影響を測定する方法を説明するための図である。
【図8】あるパケットフローのネットワーク経由前後の状態を示す図である。
【図9】評価方法の一例を説明するための図である。
【図10】本発明の実施の形態における通信品質測定装置の概要構成を示す図であり、参照データ比較機構を有する場合の構成を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態における通信品質測定装置の詳細構成を示す図である。
【図12】選択パケット長抽出器84の動作を説明するための図である。
【図13】積算値蓄積メモリアドレス検索テーブルの一例を示す図である。
【図14】積算値蓄積メモリの一例を示す図である。
【図15】主メモリに格納されるプログラムに対応する処理の流れを示す図である。
【図16】従来の装置により測定されたトラフィック遷移の例を示す図である。
【図17】本発明の装置により測定されたトラフィック遷移の例を示す図である。
【図18】本発明の通信品質測定装置を用いて、ストリーミング配信アプリケーションの配信調整を行った例を示す図である。
【符号の説明】
1 従来のトラフィックモニタ装置
2 高時間分解能表示を行うための処理部
3 二次記憶装置
11 回線インタフェース部
12 書き込み部
13 高速一次記憶部
14 読み出し部
15、21 二次記憶インタフェース
22 トラフィック遷移表示処理部
23 表示部
31 選択抽出機構
32 パケット長積算機構
33 積算値定期読み出し機構
34、43 表示機構
35 蓄積部
41 ネットワーク送出機構
42 ネットワーク受信機構
51 回線インタフェース
52 ヘッダ情報抽出部
53 パケット情報探索部
54 積算機構
55 定時間間隔読み出し部
56 カウンタ部
57 表示/蓄積処理部
58 表示部
59 計測結果蓄積部
60 通信品質測定装置
61 データ送出サーバ
63 データ受信クライアント、
71 参照データ比較機構
72 参照データ蓄積機構
81 入力側の回線インタフェース
82 出力側の回線インタフェース
83 複製器
84 選択パケット長抽出器
85 積算値蓄積メモリ
86 積算値蓄積メモリアドレス検索テーブル
87 加算器
88 初期化値レジスタ
89 調停回路
90 インタフェース回路
91 MPU
92 主メモリ
93 二次記憶装置
94 実時間割り込み発生装置
95 表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for measuring traffic for a packet flow flowing on a network for packet communication. In particular, the present invention relates to a technique for measuring traffic at short time intervals and grasping communication quality.
[0002]
[Prior art]
The conventional communication quality measuring device for packet communication is intended to measure the communication quality at the network level, and it can measure the traffic volume of the entire line, the protocol, and the traffic volume by layer for a long time. Has been provided as the main function.
[0003]
However, with the conventional method described above, it is impossible to identify the packet flow generated by an application that uses the network, analyze the effect of the packet flow on the network, and measure the communication quality required to cope with it. Met.
[0004]
That is, since the conventional communication quality measuring device is intended for long-term measurement of traffic volume, the time resolution of traffic is targeted for 1 second or more. For this reason, it was impossible to grasp the traffic characteristics of a specific application such as a streaming service.
[0005]
The bandwidth required for a network by an image or audio streaming service depends on the coding method, and is discussed in terms of an average bandwidth per second. However, software that transmits the encoded information to the network performs a data transmission process independently of the encoding process. In addition, the operation cycle of software depends on the time unit of the task management system of the operating system in which it is executed, and is generally several milliseconds to several tens of milliseconds. In other words, traffic transition measurement with higher time resolution is required for quality control of streaming data sent to the network.
[0006]
[Non-Patent Document 1]
Kihong Park, “ON THE EFFECT AND CONTROL OF SELF-SIMILAR NETWORK TRAFFIC: S SIMULATION PERSPECTIVE”, Proceedings of the 1997 Winter Simulation Conference, pp.989-996
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to provide a technology that enables measurement of traffic volume with high temporal resolution.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The purpose of this is to integrate the packet length of packets having predetermined header information with respect to the packets that are sequentially input to the measuring device, and to accumulate the accumulated value in the accumulating unit, at a predetermined time interval. The problem is solved by providing an integrated value reading unit that reads and outputs the integrated value from the storage unit.
[0009]
According to the present invention, since the integrated value is accumulated and read out at a predetermined time interval, the traffic amount can be measured with high time resolution by shortening the reading time interval (1 second or less). It can be done in time. On the other hand, in the prior art, a large amount of packet data is stored and processed in the measurement apparatus, and therefore, it is not possible to measure the traffic volume with high time resolution in real time.
[0010]
Further, by initializing the value stored in the storage unit every time the integrated value is read from the storage unit at the time interval, the difference calculation is not required, and high-speed processing is possible.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As an embodiment of the present invention, a communication quality measuring apparatus capable of measuring a traffic amount per unit time of a packet flow at a time interval of 1 second or less will be described. In describing this communication quality measuring apparatus, first, the reason for setting the measurement time interval to 1 second or less, more specifically, 10 μsec or more and 1 second or less will be described in detail.
[0012]
An application that performs real-time transfer of moving images and audio requires a time constraint of 1 second or less, unlike a general application in which processing timeout is determined in seconds.
[0013]
An example of real-time transfer of a moving image is as follows. For example, in the NTSC signal of a TV, about 30 screens are sent and displayed per second. Therefore, the transfer time allowed for one screen is 30 milliseconds or less, and if the screen cannot be received regularly every 30 milliseconds, the application cannot display a moving image correctly. In order to measure a group of packets loaded with screen information sent at intervals of 30 milliseconds, time accuracy of at least 1 millisecond is required. In the future, in consideration of higher-speed network lines that will appear in the future, measurements at more detailed time intervals will be required.
[0014]
Furthermore, when developing an application, it is necessary to grasp the network bandwidth used by the developed application. Due to the widespread use of MPU, which has been markedly accelerated, there is a high possibility that the application developer will perform an unexpected burst-like packet transmission.
[0015]
Some packets included in the bursty packet group exceeding the network allowance cannot fit into the buffer of the node device constituting the network, resulting in packet loss. At this time, resending is performed as a function of the OS that is the operating environment of the application. However, when the burst occurs again, the same phenomenon is repeated, and the result of exceeding the restrictions necessary to ensure the real-time property of the application It becomes.
[0016]
In order to prevent these problems, it will be essential in the future to design applications with high network transparency by measuring packet groups at detailed time intervals on the application development side.
[0017]
The conventional measurement method is aimed at monitoring long-term behavior of network traffic, and performs measurement in units of one second or more. As described above, it is impossible to grasp the burst characteristics of the packet flow specific to the application.
[0018]
Here, a method of capturing all communication data using the all communication data capturing function of the conventional traffic monitoring apparatus and performing post-processing on all the communication data after capturing is also conceivable.
[0019]
FIG. 1 shows the configuration of a virtual device using a conventional traffic monitoring device for carrying out such a method.
[0020]
This device comprises a conventional
[0021]
In such a configuration, the time that can be observed at one time depends on the capacity of the
[0022]
Embodiments of the present invention will be described below.
[0023]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the communication quality measuring apparatus according to the embodiment of the present invention. This communication quality measuring apparatus includes a
[0024]
The packet selected by the selection /
[0025]
The operation of the integrated value
[0026]
Further, instead of displaying the integrated value on the
[0027]
That is, the configuration shown in FIG. 4 has a
[0028]
As shown in the flow of FIG. 5, in this configuration, the integrated
[0029]
More specifically, the communication quality measuring apparatus according to the present embodiment has the functional configuration shown in FIG. The
[0030]
The packet input via the
[0031]
The information in the
[0032]
Next, an example of a method for measuring communication quality using the communication quality measuring apparatus of the present invention will be described.
[0033]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example when measuring communication quality using the communication
[0034]
At this time, the application of the data transmission server 61 adds tag information necessary for identifying the burst transfer portion to each packet and outputs it to the
[0035]
The change of the burst characteristics can be observed by comparing the traffic transition display with time on the horizontal axis and integrated value on the vertical axis at the entrance and exit of the network.
[0036]
In addition, the burst characteristics described above are based on the integrated value of the packet length periodically read from the integrated value periodic reading mechanism, the throughput of the packet burst transfer portion (the average value of the communication amount per unit time), and the interval at which the burst transfer appears. It is also possible to obtain by calculating the time between bursts.
[0037]
FIG. 8 is a diagram illustrating a state before and after a certain packet flow passes through the network. The packet included in each burst transfer portion includes tag information for identification, and the burst transfer portion is identified based on this tag information. As another method for identifying the burst transfer portion, a threshold value related to the communication amount per unit time may be provided, and the burst transfer portion may be identified when the communication amount equal to or greater than the threshold value continues for a predetermined time.
[0038]
FIG. 9 shows an example of the evaluation method in the case of using the throughput of the burst transfer portion of the packet and the time between bursts, which is the interval at which the burst transfer appears. The throughput (average value of communication amount per unit time) for each burst transfer portion shown in FIG. 8 is plotted on a two-dimensional plane with the vertical axis and the time between bursts on the horizontal axis to obtain a characteristic diagram (evaluation plane). . By obtaining such an evaluation plane for the entrance and exit of the network, it is possible to measure the characteristics that the network gives to the application.
[0039]
When the network is evaluated by comparing the traffic characteristics before and after passing through the network as described above, the communication quality measuring apparatus can be configured as shown in FIG. That is, the reference
[0040]
The reference
[0041]
Next, a detailed configuration of the communication quality measuring apparatus according to the present invention that is close to the hardware implementation will be described below with reference to FIG. Hereinafter, a configuration in the case of having a reference data comparison mechanism and a display mechanism will be described.
[0042]
As shown in FIG. 11, this communication quality measuring apparatus includes an input-
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
In FIG. 11, 96 is a packet stream duplicated by the
[0046]
Next, the operation of this apparatus will be described together with the details of each of the above components.
The
[0047]
The packet (96) duplicated by the
[0048]
The operation of the selected
[0049]
The selected
[0050]
The selected
[0051]
The selected
[0052]
FIG. 13 is a diagram showing an example of the integrated value storage memory address search table 86. In the figure, 101 is a flow ID field, 102 is an integrated value storage memory address field, 103 is an input of a flow ID, and 104 is an address in the integrated
[0053]
In the integrated value accumulation memory address search table 86, the
[0054]
In FIG. 11, the
[0055]
FIG. 14 shows an example of the integrated
[0056]
The address is a value defined by continuous integers, and the data is arbitrary data. In the case of a read operation, the data stored in the
[0057]
The
[0058]
The initialization value register 88 is a register that accumulates an initial value used when initializing the
[0059]
The
[0060]
The processing so far is executed in response to arrival of a packet registered in the integrated value accumulation memory address search table 86. As a result, the packet length of the arrived packet is integrated with the value stored in the data field of the integrated
[0061]
The
[0062]
The subsequent processing will be described with reference to FIG. The process described below is a process executed in accordance with a program instruction stored in the
[0063]
At initialization, the program registers the header information of the packet to be measured in the integrated value storage memory address search table 86, and then sets all the data fields of the integrated
[0064]
The program waits until the real time interrupt
[0065]
At this time, the value of the
[0066]
By repeating the processing so far, it becomes possible to periodically obtain the total packet length of the packet flow based on a specific application registered in the real-time interrupt
Further, the comparison processing described with reference to FIGS. 8 and 9 is performed at a time interval larger than the time interval for reading the integrated
[0067]
In the comparison process, the throughput of the packet burst transfer part (the average value of the amount of communication per unit time) and the time between bursts are obtained, and the throughput for each burst transfer part is plotted on the vertical axis and the time between bursts on the horizontal axis. Plot on the plane, create a characteristic diagram (evaluation plane) after passing through the network as shown in FIG. 9, and show the burst characteristics of the same packet flow at the time of application ideal operation before passing through the network as shown in FIG. The data is stored in advance in the
[0068]
In addition, traffic transition reference data is prepared with time on the horizontal axis and integrated value on the vertical axis, and this is compared with traffic transition measurement results with time on the horizontal axis and integrated value on the vertical axis. May be.
[0069]
The comparison between the reference data and the measurement data in this case will be described in more detail.
[0070]
The reference data is, for example, a packet burst transfer pattern with a constant period, which is found in an application that delivers real-time moving images, sounds, and the like over a network. Taking an application that distributes a moving image based on an NTSC signal, which is a general TV signal, as an example, when transmission processing is performed in units of one screen, one screen is transmitted every about 33 milliseconds. Assuming that the data amount of one screen is 1 MByte, a burst of 1 MByte occurs about every 33 milliseconds. When the capacity of the network line is 1 Gbps and the computer executing the application has a transmission performance of 1 Gbps, a full-rate burst of the 1 Gbps line over 8 milliseconds occurs every 30 milliseconds. This repetition is reference data in the case of the application. Although the reference data varies depending on the application, the reference data has a specific repetition pattern when the capacity of the network line is constant.
[0071]
When a burst pattern with repeatability by the application is distributed via the network, the burst interval and burst continuous time are compared with the ideal state not via the network due to the lines constituting the network and the buffer status of the node equipment. Changes. This is measurement data.
[0072]
The meaning of comparing reference data and measurement data means creating a difference between two repeated patterns. For example, a graph showing the time change of the difference is created and displayed. If the difference is large, it indicates that the influence on the burst characteristics by the network is large, and if the difference is small, it indicates that the influence is small.
[0073]
In addition, as reference data, it is not an application-specific packet flow burst pattern (characteristic), assuming a network in an ideal state where there is no packet flow that is not subject to measurement, but a specific packet flow generated by a commercially available generator. A burst pattern may be used. At this time, by comparing the reference data generated by the generator with the actual measurement data, it is possible to indirectly measure the influence of the packet flow specific to the application in the network. In addition, it is also possible to configure such that post-analysis can be performed by copying and recording the measurement result in a nonvolatile storage means.
[0074]
Next, an example of traffic measurement using the communication quality measurement device according to the present invention will be described including the difference from the conventional device.
[0075]
Examples of measurement results of traffic transitions of packets transmitted by MPEG2 streaming systems (device A and device B) having different traffic characteristics are shown in FIGS. FIG. 16 shows the result measured by the conventional apparatus, and FIG. 17 shows the result measured by the communication quality measuring apparatus of the present invention.
[0076]
In FIG. 16, there is almost no difference in the traffic transition between the devices A and B. On the other hand, in FIG. 17, it can be seen that apparatus A generates traffic that stably transitions at a maximum of 10 Mbps, while apparatus B generates a burst exceeding 30 Mbps in a cycle of 20 milliseconds. That is, in the conventional apparatus, since the measurement time interval is long, bursts at short intervals cannot be observed like the traffic generated by the apparatus B. On the other hand, since the apparatus of the present invention can grasp traffic at short time intervals, it can observe bursts with a period of 20 milliseconds.
[0077]
FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which the distribution adjustment of the streaming distribution application is performed using the communication quality measurement apparatus of the present invention. That is, before adjustment, the streaming distribution application has a traffic characteristic that repeats a burst exceeding 800 Mbps, as shown in “Transition of undeliverable traffic” in FIG. 18, and when this traffic is transmitted through the network, Packet loss was observed. Therefore, distribution adjustment was performed to send the traffic shown in “Distributable traffic transition” in FIG. 18. As a result, no packet loss occurred through the network, and the distribution was successful. Such adjustment is made possible by the communication quality apparatus of the present invention that can measure traffic at short time intervals.
[0078]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims.
[0079]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, traffic measurement with high time resolution can be performed in real time. In addition, it is possible to measure in detail the impact of a series of packet flows originating from a specific application executed on a server and a client connected to the network in the network. It is possible to make a proper distribution adjustment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a virtual device using a conventional traffic monitoring device.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a communication quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for explaining the operation of an integrated value periodic readout mechanism in the communication quality measuring apparatus shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a communication quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a configuration when measurement data is transmitted to a network.
5 is a diagram for explaining the operation of an integrated value periodic readout mechanism in the communication quality measuring apparatus shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a diagram showing a functional configuration of a communication quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of measuring the effect of transfer in a network on burst characteristics of an application-specific packet flow.
FIG. 8 is a diagram showing a state of a packet flow before and after passing through a network.
FIG. 9 is a diagram for explaining an example of an evaluation method.
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a communication quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a configuration when a reference data comparison mechanism is provided.
FIG. 11 is a diagram showing a detailed configuration of a communication quality measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a diagram for explaining the operation of a selected
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an integrated value storage memory address search table.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an integrated value accumulation memory.
FIG. 15 is a diagram showing a flow of processing corresponding to a program stored in a main memory.
FIG. 16 is a diagram showing an example of traffic transition measured by a conventional apparatus.
FIG. 17 is a diagram showing an example of traffic transition measured by the apparatus of the present invention.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example in which distribution adjustment of a streaming distribution application is performed using the communication quality measurement apparatus of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Conventional traffic monitoring device
2 Processing unit for high time resolution display
3 Secondary storage device
11 Line interface section
12 Writing part
13 High-speed primary storage
14 Reading section
15, 21 Secondary storage interface
22 Traffic transition display processing section
23 Display
31 Selective extraction mechanism
32 Packet length integration mechanism
33 Integrated value periodic readout mechanism
34, 43 Display mechanism
35 Accumulator
41 Network transmission mechanism
42 Network reception mechanism
51 Line interface
52 Header information extractor
53 Packet information search unit
54 Integration mechanism
55 Fixed time interval readout
56 Counter section
57 Display / accumulation processor
58 display
59 Measurement result storage
60 Communication quality measuring device
61 Data transmission server
63 Data receiving client,
71 Reference data comparison mechanism
72 Reference data storage mechanism
81 Line interface on input side
82 Line interface on output side
83 Replicator
84 Select packet length extractor
85 Integrated value storage memory
86 Integrated value storage memory address search table
87 Adder
88 Initialization value register
89 Arbitration circuit
90 Interface circuit
91 MPU
92 Main memory
93 Secondary storage
94 Real-time interrupt generator
95 Display device
Claims (16)
逐次入力されるパケットに対し、予め定めたヘッダ情報を有するパケットのパケット長を積算する積算部と、
該積算値を蓄積する蓄積部と、
予め指定された時間間隔で前記蓄積部から積算値を読み出し、出力する積算値読み出し部とを有し、
前記測定装置は、前記時間間隔で割り込み信号を発生する実時間割り込み部を有し、該実時間割り込み部が割り込み信号を発生した時点で、前記蓄積部から積算値を読み出し、該積算値から、単位時間当たりの通信量を求め、予め定めた閾値以上となる通信量が予め定めた時間以上連続する場合に、その時間の通信部分をパケットのバースト転送部分であると判定し、当該バースト転送部分の単位時間当たりの通信量の平均値及びバースト転送が現れる間隔であるバースト間時間を求めてパケットフローのバースト特性を算出し、
前記蓄積部は、積算値が読み出される度に蓄積されている値を初期化することを特徴とする測定装置。A measurement device for measuring the amount of traffic of packet data flowing on a network,
An accumulating unit that accumulates packet lengths of packets having predetermined header information with respect to sequentially input packets;
An accumulator for accumulating the integrated value;
An integrated value reading unit that reads and outputs the integrated value from the storage unit at a predetermined time interval;
The measuring device has a real-time interrupt unit that generates an interrupt signal at the time interval, and when the real-time interrupt unit generates an interrupt signal, reads the integrated value from the storage unit, from the integrated value , The communication amount per unit time is obtained, and when the communication amount that is equal to or greater than a predetermined threshold value continues for a predetermined time or more, it is determined that the communication portion at that time is the burst transfer portion of the packet, and the burst transfer portion Calculate the burst characteristics of the packet flow by calculating the average value of traffic per unit time and the time between bursts, which is the interval at which burst transfer appears,
The storage unit initializes the accumulated value every time the integrated value is read.
入力されたパケットのヘッダ情報を抽出し、該ヘッダ情報に対応する前記蓄積部のアドレスを、ヘッダ情報とアドレスとを対応付けて記録したテーブルから取得し、その取得したアドレスに前記積算値を格納する請求項1又は2に記載の測定装置。The integrating unit is
The header information of the input packet is extracted, the address of the storage unit corresponding to the header information is acquired from a table in which the header information and the address are recorded in association with each other, and the integrated value is stored in the acquired address The measuring device according to claim 1 or 2.
前記選択パケット長抽出器は、入力されたパケットのヘッダ情報を抽出し、該パケット長を算出するとともに、抽出したヘッダ情報を用いて前記積算値メモリアドレス検索テーブルを検索し、当該積算値メモリアドレス検索テーブルから前記ヘッダ情報に対応するアドレスを習得し、
前記加算器は、前記蓄積部における前記ヘッダ情報に対応するアドレスに格納された積算値を取得し、前記パケット長を当該積算値に加算し、加産後の積算値を前記蓄積部における前記アドレスに格納する
請求項1又は2に記載の測定装置。The integrating unit includes a selected packet length extractor, an integrated value memory address search table in which packet header information and an address of a storage unit are recorded in association with each other, and an adder,
The selected packet length extractor extracts header information of an input packet, calculates the packet length, searches the integrated value memory address search table using the extracted header information, and calculates the integrated value memory address Learn the address corresponding to the header information from the search table,
The adder acquires an integrated value stored at an address corresponding to the header information in the storage unit, adds the packet length to the integrated value, and adds the integrated value after delivery to the address in the storage unit The measuring device according to claim 1 or 2.
当該測定装置による測定結果との比較の対象となる基準データを予め蓄積しておく基準データ蓄積部と、
前記測定結果と基準データとを比較する基準データ比較部とを更に有する請求項1ないし6のうちいずれか1項に記載の測定装置。The measuring device is
A reference data accumulating unit for accumulating reference data to be compared with the measurement result by the measuring device in advance;
The measurement apparatus according to claim 1, further comprising a reference data comparison unit that compares the measurement result with reference data.
逐次入力されるパケットに対し、予め定めたヘッダ情報を有するパケットのパケット長を積算し、積算値を蓄積部に蓄積する積算ステップと、
予め指定された時間間隔で前記蓄積部から積算値を読み出し、出力するステップとを有し、
前記測定装置は、前記時間間隔で割り込み信号を発生する実時間割り込み部を有し、該実時間割り込み部が割り込み信号を発生した時点で、前記蓄積部から積算値を読み出し、該積算値から、単位時間当たりの通信量を求め、予め定めた閾値以上となる通信量が予め定めた時間以上連続する場合に、その時間の通信部分をパケットのバースト転送部分であると判定し、当該バースト転送部分の単位時間当たりの通信量の平均値及びバースト転送が現れる間隔であるバースト間時間を求めてパケットフローのバースト特性を算出するステップを有し、
前記蓄積部は、積算値が読み出される度に蓄積されている値を初期化することを特徴とする測定方法。A measurement method in a measurement device for measuring the amount of traffic of packet data flowing on a network,
An integration step of integrating the packet length of the packet having predetermined header information with respect to the sequentially input packets and storing the integrated value in the storage unit;
A step of reading and outputting the integrated value from the storage unit at a time interval specified in advance,
The measuring device has a real-time interrupt unit that generates an interrupt signal at the time interval, and when the real-time interrupt unit generates an interrupt signal, reads the integrated value from the storage unit, from the integrated value , The communication amount per unit time is obtained, and when the communication amount that is equal to or greater than a predetermined threshold value continues for a predetermined time or more, it is determined that the communication portion at that time is the burst transfer portion of the packet, and the burst transfer portion A step of calculating a burst characteristic of a packet flow by calculating an average value of communication amount per unit time and an interburst time which is an interval at which burst transfer appears,
The accumulating unit initializes the accumulated value every time the integrated value is read out.
入力されたパケットのヘッダ情報を抽出し、該ヘッダ情報に対応する前記蓄積部のアドレスを、ヘッダ情報とアドレスとを対応付けて記録したテーブルから取得し、その取得したアドレスに前記積算値を格納する請求項9又は10に記載の測定方法。In the step of accumulating the integrated value in the accumulating unit,
The header information of the input packet is extracted, the address of the storage unit corresponding to the header information is acquired from a table in which the header information and the address are recorded in association with each other, and the integrated value is stored in the acquired address The measuring method according to claim 9 or 10 .
前記積算部は、選択パケット長抽出器と、パケットのヘッダ情報と蓄積部のアドレスとを対応付けて記録した積算値メモリアドレス検索テーブルと、加算器とを有し、
前記選択パケット長抽出器は、入力されたパケットのヘッダ情報を抽出し、該パケット長を算出するとともに、抽出したヘッダ情報を用いて前記積算値メモリアドレス検索テーブルを検索し、当該積算値メモリアドレス検索テーブルから前記ヘッダ情報に対応するアドレスを習得し、
前記加算器は、前記蓄積部における前記ヘッダ情報に対応するアドレスに格納された積算値を取得し、前記パケット長を当該積算値に加算し、加産後の積算値を前記蓄積部における前記アドレスに格納する
請求項9又は10に記載の測定方法。The measuring device has an integration unit that executes the integration step,
The integrating unit includes a selected packet length extractor, an integrated value memory address search table in which packet header information and an address of a storage unit are recorded in association with each other, and an adder,
The selected packet length extractor extracts header information of an input packet, calculates the packet length, searches the integrated value memory address search table using the extracted header information, and calculates the integrated value memory address Learn the address corresponding to the header information from the search table,
The adder acquires an integrated value stored at an address corresponding to the header information in the storage unit, adds the packet length to the integrated value, and adds the integrated value after delivery to the address in the storage unit The measuring method according to claim 9 or 10 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003125451A JP3753704B2 (en) | 2002-04-30 | 2003-04-30 | Communication quality measuring apparatus and method |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002128916 | 2002-04-30 | ||
JP2003125451A JP3753704B2 (en) | 2002-04-30 | 2003-04-30 | Communication quality measuring apparatus and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004032714A JP2004032714A (en) | 2004-01-29 |
JP3753704B2 true JP3753704B2 (en) | 2006-03-08 |
Family
ID=31189999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003125451A Expired - Lifetime JP3753704B2 (en) | 2002-04-30 | 2003-04-30 | Communication quality measuring apparatus and method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3753704B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006303703A (en) * | 2005-04-18 | 2006-11-02 | Mitsubishi Electric Corp | Network relaying apparatus |
CN107566206B (en) * | 2017-08-04 | 2020-09-04 | 华为技术有限公司 | Flow measuring method, equipment and system |
-
2003
- 2003-04-30 JP JP2003125451A patent/JP3753704B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004032714A (en) | 2004-01-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7330434B2 (en) | Traffic quality measurement apparatus and method | |
US6173325B1 (en) | Method computer program product, and system for assessing the performance of a packet schedule | |
US11350150B2 (en) | Method for estimation of quality of experience (QoE) metrics for video streaming using passive measurements | |
JP4685672B2 (en) | Available bandwidth estimation | |
Sommers et al. | Accurate and efficient SLA compliance monitoring | |
EP2288086B1 (en) | Network monitoring device, bus system monitoring device, method and program | |
CN106656679B (en) | Availability bandwidth measurement method | |
CN104115448A (en) | Method and apparatus for monitoring transmission characteristics in a network | |
JP2003529242A (en) | In-band method and apparatus for reporting operational statistics channels for ports of a fiber channel switch | |
CN101534222A (en) | End-to-end network delay jitter measuring method, device and system thereof | |
CN109428784A (en) | Network detection method and device, computer storage medium and equipment | |
Sommers et al. | Multiobjective monitoring for SLA compliance | |
Jin et al. | Efficient gigabit ethernet switch models for large-scale simulation | |
JP3753704B2 (en) | Communication quality measuring apparatus and method | |
Zangrilli et al. | Comparing passive network monitoring of grid application traffic with active probes | |
JP3831944B2 (en) | Network quality evaluation equipment | |
JP2003283564A (en) | Ip traffic generating apparatus, method therefor, traffic generation program, and recording medium | |
US5778172A (en) | Enhanced real-time topology analysis system or high speed networks | |
CN112583658A (en) | Available bandwidth measuring method, storage medium and equipment | |
JP2003110620A (en) | Method and system for measuring delay in packet communication network, and gateway apparatus | |
Ozturk et al. | DIChirp: Direct injection bandwidth estimation | |
CN116582507B (en) | Network micro burst flow detection method based on programmable switch and related equipment | |
Kaj et al. | Stochastic equilibrium modeling of the TCP dynamics in various AQM environments | |
Simon et al. | A flexible tomography approach for queueing delay distribution inference in communication networks | |
CN115664494A (en) | Communication network simulation method and device, electronic equipment and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050406 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050816 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051014 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20051028 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051122 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051213 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3753704 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091222 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101222 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111222 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121222 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131222 Year of fee payment: 8 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |