JP4677923B2 - Communication quality measurement method and system - Google Patents
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Description
本発明は、通信ネットワークの品質を計測するシステムに関し、特に、ルータ間のリンクの品質を計測するシステムに関する。 The present invention relates to a system for measuring the quality of a communication network, and more particularly to a system for measuring the quality of a link between routers.
近年、ネットワークのIP(Internet Protocol)化が急速に進展している。それに伴って、各種アプリケーションの通信がIPネットワークを通じて行われるようになっている。そして、様々なアプリケーションを扱うネットワークには高い通信品質を維持することが望まれる。 In recent years, network IP (Internet Protocol) has been rapidly developed. Along with this, communication of various applications is performed through the IP network. And it is desired for the network which handles various applications to maintain high communication quality.
ネットワークの通信品質を高く維持するには、ネットワーク内の各リンクの品質を計測する手段が望まれる。例えば、ある特定のアプリケーションによる通信に障害が発生したとき、あるいはその品質が低下したとき、通信品質の維持のために問題の早急な解決が望まれる。そのためには問題の原因となっている事象がどのリンクで発生しているかを検出する必要がある。 In order to maintain the communication quality of the network high, a means for measuring the quality of each link in the network is desired. For example, when a failure occurs in communication by a specific application, or when the quality of the communication deteriorates, an immediate solution to the problem is desired to maintain the communication quality. For this purpose, it is necessary to detect on which link the event causing the problem occurs.
しかしながら、一般的に、IPネットワークではリンク毎の通信品質を計測する機能は提供されない。リンクの生死を確認するだけであれば、ルータにより提供される機能でリンク状態を調べることにより行うことができる。しかし、遅延の増加やパケットロス率の上昇などに代表される通信品質の劣化によって特定のアプリケーションの通信に不具合が生じても、従来のIPネットワークでは、その原因の追求が困難とされてきた。 However, generally, an IP network does not provide a function for measuring communication quality for each link. If it is only necessary to check whether the link is alive or dead, it can be done by checking the link status with the function provided by the router. However, even if a communication failure of a specific application occurs due to deterioration in communication quality represented by an increase in delay or an increase in packet loss rate, it has been difficult to pursue the cause in the conventional IP network.
また、最近では、特定のアプリケーションに対して特定の通信品質を提供するために、QoS(Quality of Service)機能を備えたルータがある。この様なルータによりQoS制御が行われると、同じリンク上で通信をしているアプリケーション間であっても通信品質に差が生じることがある。この場合、従来のIPネットワークでは、アプリケーションを区別した原因の追求が困難であった。 Recently, there is a router having a QoS (Quality of Service) function in order to provide a specific communication quality for a specific application. When QoS control is performed by such a router, a difference in communication quality may occur even between applications communicating on the same link. In this case, in the conventional IP network, it is difficult to pursue the cause of distinguishing applications.
このような状況に対して従来のIPネットワークにおいてリンク毎の通信品質を計測する技術が全く無い訳ではなかった。 In such a situation, a conventional IP network does not have a technique for measuring communication quality for each link.
リンク毎の通信品質を計測する第1の従来技術としてトレースルート計測がある。トレースルート計測は、ある端末間のパス上に、パケット生存時間(TTL;Time To Live)の異なるパケットを送ってその応答を確認することで、送信端末とパス上の各ルータとの間の通信品質を求めるというものである。所望のルータにてTTL time exceedエラーが発生するようにTTLの値を選択したパケットを送信端末から送信すると、そのルータから送信端末にTTL time exceedエラーを示すICMPパケットが返送されてくる。送信端末は、ICMPパケットを監視することで、送信端末からそのルータまでの往復経路の通信品質を計測することができる。 There is a trace route measurement as a first conventional technique for measuring communication quality for each link. Trace route measurement is a communication between a sending terminal and each router on the path by sending a packet with a different packet lifetime (TTL) on a path between certain terminals and checking the response. It is to seek quality. When a packet having a TTL value selected so that a TTL time exceeded error occurs in a desired router is transmitted from the transmitting terminal, an ICMP packet indicating the TTL time exceeded error is returned from the router to the transmitting terminal. The transmission terminal can measure the communication quality of the round trip route from the transmission terminal to the router by monitoring the ICMP packet.
各リンクの通信品質を求めるために、例えば、送信端末とN番目のルータの間の通信品質と、通信端末とN+1番目のルータの間の通信品質との差分を求める。この差分はN番目のルータとN+1番目のルータとの間のリンクの通信品質を表している。差分の計測を順次行なっていけば、各リンクの通信品質を得ることができる。 In order to obtain the communication quality of each link, for example, the difference between the communication quality between the transmitting terminal and the Nth router and the communication quality between the communication terminal and the (N + 1) th router is obtained. This difference represents the communication quality of the link between the Nth router and the N + 1th router. If the difference is measured sequentially, the communication quality of each link can be obtained.
リンク毎の通信品質を計測する第2の従来技術として非特許文献1にて開示されたものがある。非特許文献1には、ネットワークに接続した複数の端末間の遅延をそれぞれ計測し、この計測結果と端末間のリンクの接続情報とを用いて各リンクの通信品質を算出する方法が開示されている。ただし、このような方法は、どのような計測結果が得られるか分からないIPネットワーク一般に広く用いることはできない。非特許文献1にも、特定の計測において品質指標の値が“0”となった場合に限ってリンク毎の通信品質を算出できると述べられている。 Non-Patent Document 1 discloses a second conventional technique for measuring communication quality for each link. Non-Patent Document 1 discloses a method of measuring delays between a plurality of terminals connected to a network and calculating communication quality of each link using the measurement result and link connection information between terminals. Yes. However, such a method cannot be widely used in general for IP networks that do not know what measurement results can be obtained. Non-Patent Document 1 also states that communication quality for each link can be calculated only when the value of the quality index is “0” in a specific measurement.
また、特定のアプリケーションの通信品質を計測する従来技術として、特許文献1に開示されたものがある。特許文献1の記載によれば、通信品質の計測に用いるパケットとして、計測対象となるアプリケーションが用いるのと同じパケットを計測に用いる。そのため、ルータにおいてアプリケーション毎に異なる品質が設定されていたとしても、計測パケットのヘッダ情報をアプリケーションによるパケットに合わせることでルータにおいて同様に扱われ、計測対象のアプリケーションについての品質を計測することができる。
上述した従来技術には以下に示すような課題がある。 The conventional techniques described above have the following problems.
リンク毎の通信品質を計測する第1の従来技術では片道の品質計測が行なえなかった。一般的に、経路上で問題の生じているリンクを特定するためには、各リンクの片道の通信品質を計測することが好ましい。しかし、この第1の従来技術では、送信端末と各ルータとの間の往復の通信品質を計測し、その計測結果から通信品質を算出するので、各リンクの往復の通信品質は得られるが、片道の通信品質は得られなかった。例えば、ある端末からある端末に片方向の通信を行っている状態で通信経路に品質劣化が生じたとき、リンク毎の通信品質を計測することが考えられる。しかし、そのとき逆方向の通信経路にも品質の劣化が生じていれば、品質の劣化したリンクを特定することができない。 One-way quality measurement cannot be performed with the first conventional technique for measuring communication quality for each link. In general, in order to identify a link having a problem on a route, it is preferable to measure the communication quality of one way of each link. However, in this first prior art, since the round trip communication quality between the transmission terminal and each router is measured and the communication quality is calculated from the measurement result, the round trip communication quality of each link can be obtained. One-way communication quality was not obtained. For example, when quality degradation occurs in a communication path in a state where one-way communication is performed from a certain terminal to a certain terminal, it is conceivable to measure the communication quality for each link. However, if quality degradation also occurs in the reverse communication path at that time, a link with degraded quality cannot be specified.
また、リンク毎の通信品質を計測する第2の従来技術では、多数の計測端末が必要とされるという問題があった。また、計測誤差が大きいという問題もあった。この第2の従来技術では、ルータ間の品質を直接計測するのではなく多数の端末間の計測結果から各ルータ間の品質を代数的に演算して求めている。そのため、特定のリンクの品質を得るために、その経路で通信を行なっていないものも含めて多数の端末で品質を計測する必要があった。更に、この第2の従来技術では、いずれかの計測結果が“0”でなければならないという制約があり適用が容易でなかった。 Further, the second conventional technique for measuring communication quality for each link has a problem that a large number of measurement terminals are required. There is also a problem that the measurement error is large. In the second prior art, the quality between routers is not obtained by directly measuring the quality between routers but algebraically calculating the quality between routers from the measurement results between a large number of terminals. Therefore, in order to obtain the quality of a specific link, it is necessary to measure the quality at a large number of terminals including those not performing communication on the route. Furthermore, this second prior art is not easy to apply due to the restriction that any measurement result must be "0".
また、リンク毎の通信品質を計測する第1の従来技術あるいは第2の従来技術と組み合わせて、特許文献1に開示された技術を用い、特定のアプリケーションの通信品質を計測しようとする場合、上述した第1の従来技術および第2の従来技術の問題がそのまま残る。また、第1の従来技術と組み合わせた場合、さらに、計測対象となるアプリケーションが用いるのと同じパケットを計測に用いることが困難であるという問題もあった。 In addition, when the technique disclosed in Patent Document 1 is used in combination with the first conventional technique or the second conventional technique for measuring communication quality for each link, the communication quality of a specific application is described above. The problems of the first prior art and the second prior art remain as they are. In addition, when combined with the first prior art, there is another problem that it is difficult to use the same packet for measurement as that used by the application to be measured.
第1の従来技術では、ルータから送信端末へ向かう復路にICMPパケットと呼ばれる特殊形式のパケットが用いられる。往路の計測パケットをアプリケーションに合わせたとしても、復路の計測パケットはICMPパケットになってしまう。その結果、往復を通して、アプリケーションと同じ状況での通信品質をすることができない。 In the first prior art, a special format packet called an ICMP packet is used on the return path from the router to the transmitting terminal. Even if the forward measurement packet is matched with the application, the return measurement packet is an ICMP packet. As a result, communication quality in the same situation as the application cannot be achieved through the round trip.
本発明の第1の目的は、通信ネットワークにおける各リンクの片道の通信品質を容易に計測することのできる通信品質計測システムおよび方法を提供することである。 A first object of the present invention is to provide a communication quality measuring system and method capable of easily measuring the one-way communication quality of each link in a communication network.
本発明の第2の目的は、そのような計測において、特定のアプリケーションによる通信の品質を計測することのできる通信品質計測システムおよび方法を提供することである。 The second object of the present invention is to provide a communication quality measurement system and method capable of measuring the quality of communication by a specific application in such measurement.
上記目的を達成するために、本発明の通信品質計測システムは、
複数のリンクを含む通信ネットワークの通信品質を計測する通信品質計測システムであって、
前記通信ネットワークのリンクを含む複数の経路における通信品質の品質指標値を計測する計測部と、
前記計測部で計測した複数の前記品質指標値の中から最小値を選択し、前記最小値の計測された経路の品質指標値を、所定の計算条件に従って、該経路に含まれるリンクに分配して該リンクの品質指標値を算出し、前記最小値の計測された前記経路に含まれる前記リンクの、算出された前記品質指標値と、前記最小値の計測された以外の経路の品質指標値とを用いて、前記通信ネットワークに含まれる他のリンクの品質指標値を算出する片道リンク計算部を有している。
In order to achieve the above object, the communication quality measurement system of the present invention provides:
A communication quality measurement system for measuring communication quality of a communication network including a plurality of links,
A measuring unit for measuring a quality index value of communication quality in a plurality of routes including the link of the communication network;
The minimum value is selected from the plurality of quality index values measured by the measurement unit, and the quality index value of the path where the minimum value is measured is distributed to the links included in the path according to a predetermined calculation condition. And calculating the quality index value of the link, the calculated quality index value of the link included in the path where the minimum value is measured, and the quality index value of the path other than the path where the minimum value is measured And a one-way link calculation unit for calculating quality index values of other links included in the communication network.
本発明によれば、リンクを含む複数の経路の品質指標値を計測し、その計測結果から、品質指標値が最小であったものを基準として各リンクの片道の品質指標値を算出するので、通信ネットワークにおける各リンクの片道の品質指標値を容易に求めることができる。 According to the present invention, the quality index value of a plurality of routes including the link is measured, and from the measurement result, the one-way quality index value of each link is calculated on the basis of the one having the smallest quality index value. One-way quality index value of each link in the communication network can be easily obtained.
本発明の一態様によれば、通信ネットワークのリンクを含む複数の経路の品質指標値を計測するとき、特定のアプリケーションの通信に用いられる通信パケットと少なくとも一部の内容またはサイズを一致させた計測パケットを送信する。 According to an aspect of the present invention, when measuring quality index values of a plurality of routes including a link of a communication network, measurement is performed by matching at least a part of content or size with a communication packet used for communication of a specific application. Send the packet.
これによれば、経路の品質指標値を計測するのに用いる計測パケットのヘッダ情報およびパケット長を特定のアプリケーションに合わせるので、特定のアプリケーションによる通信の品質を計測することができる。 According to this, since the header information and the packet length of the measurement packet used for measuring the quality index value of the route are matched with the specific application, the communication quality by the specific application can be measured.
本発明によれば、通信ネットワークにおける各リンクの片道の通信品質を容易に求めることができる。 According to the present invention, the one-way communication quality of each link in a communication network can be easily obtained.
本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態による計測システムの構成を示すブロック図である。図1を参照すると、第1の実施形態の計測システムは、送信端末11と受信端末12を有している。送信端末11と受信端末12の間には、リンク21、ルータ22、およびリンク23が存在する。本実施形態では、このリンク21、ルータ22、およびリンク23からなる経路の各リンクの通信品質を計測する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a measurement system according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, the measurement system according to the first embodiment includes a
送信端末11は、計測パケット送信部13、計測パケット受信部14、片道遅延計測部15、往復遅延計測部16、および片道リンク遅延計算部17を有している。
The
計測パケット送信部13は、計測パケットをリンク21に送信する。計測パケットは、品質計測の対象となるアプリケーションによる通信で用いられるパケットに合わせたヘッダ内容およびパケット長を有する。また、ここでは通信品質の一例として遅延を計測する。
The
また、送信端末11から送信する計測パケットには、送信端末11から受信端末12への片道経路の通信品質を計測するためのものと、送信端末11と任意のルータ(ここではルータ22)の間の往復経路の通信品質を計測するためのものとがある。計測パケット送信部13は、往復経路の通信品質を計測するための計測パケットのTTLを所望の値に設定することができる。これにより、所望のルータにおいてTTL time exceedエラーを発生させることができる。
The measurement packet transmitted from the
片道遅延の計測方法は、一例として、送信端末11が、送信時刻を付加した計測パケットを送信し、受信端末12が、計測パケットの受信時刻と、その計測パケットに付加されている送信時刻との差から片道遅延を算出する。往復遅延の計測方法は、一例として、送信端末11が、計測パケットの送信時刻を記憶しておき、それに対応するTTL time exceedエラーを示すICMPパケットの受信時刻と、記憶しておいた送信時刻との差から往復遅延を算出する。
As an example of the one-way delay measurement method, the
計測パケット受信部14は、受信端末12からの計測パケットを受信し、その計測パケットから送信時刻の情報を抽出する。そして、計測パケット受信部14は、その送信時刻と、その計測パケットを受信した受信時刻とを片道遅延計測部15に通知する。
The measurement
また、計測パケット受信部14は、ルータ22からのTTL time exceedエラーを通知するICMPパケットを受信し、その受信時刻を往復遅延計測部16に通知する。
Further, the measurement
片道遅延計測部15は、計測パケット受信部14から通知された、計測パケットの送信時刻と受信時刻の差を、受信端末12から送信端末11までの片道遅延として算出し、片道リンク遅延計算部17に通知する。
The one-way
また、片道遅延計測部15は、送信端末11から受信端末12までの片道遅延を計測するための計測パケットの送信を計測パケット送信部13に指示する。
The one-way
往復遅延計測部16は、任意のルータ(ここではルータ22)を指定して、そのルータまでの往復遅延を計測するための計測パケットの送信を計測パケット送信部13に指示する。その際、往復遅延計測部16は、計測パケットに付加するTTLの値を指定する。また、往復遅延計測部16は、計測パケットの送信時刻を記憶する。
The round trip
そして、往復遅延計測部16は、ICMPパケットの受信時刻を計測パケット受信部14から通知されると、その受信時刻と、記憶しておいた送信時刻とから往復遅延を算出し、片道リンク遅延計算部17に通知する。これにより、送信端末11とルータ22の間の往復遅延が求まる。
Then, when the reception time of the ICMP packet is notified from the measurement
片道リンク遅延計算部17は、片道遅延計測部15から通知された、受信端末12から送信端末11までの片道遅延の情報と、往復遅延計測部16から通知された往復遅延の情報と、受信端末12から通知された、送信端末11から受信端末12までの片道遅延の情報とから各リンクの片道の遅延を計算する。その際、片道リンク遅延計算部17は、送信端末11と受信端末12の間の往復遅延として、送信端末11の片道遅延計測部15から通知された、受信端末12から送信端末11までの片道遅延と、送信端末12の片道遅延計測部20から通知された、送信端末11から受信端末12までの片道遅延との和を用いる。この片道リンクの遅延を計算する方法については後述する。
The one-way link
一方、受信端末12は、計測パケット受信部18、計測パケット送信部19、および片道遅延計測部20を有している。
On the other hand, the receiving
計測パケット受信部18は、送信端末11からの計測パケットを受信し、その計測パケットから送信時刻の情報を抽出する。そして、計測パケット受信部18は、その送信時刻と、その計測パケットを受信した受信時刻とを片道遅延計測部20に通知する。
The measurement
計測パケット送信部19は、計測パケットをリンク23に送信する。計測パケットは、ルータがエラーメッセージの通知に用いるパケットに合わせたヘッダ内容およびパケット長を有する。例えば、この計測パケットは、TTL time exceedエラーを示すICMPパケットと同様の(すなわちICMPパケットとヘッダ内容やパケット長が一致した)パケットとすればよい。
The
また、受信端末12から送信する計測パケットは、受信端末12から送信端末11への片道経路の通信品質を計測するためのものである。
The measurement packet transmitted from the receiving
片道遅延の計測方法は、一例として、受信端末12が、送信時刻を付加した計測パケットを送信し、送信端末11が、計測パケットの受信時刻と、その計測パケットに付加されている送信時刻との差から片道遅延を算出する。
As an example, the one-way delay measurement method is such that the
片道遅延計測部20は、計測パケット受信部18から通知された、計測パケットの送信時刻と受信時刻の差を、送信端末11から受信端末12までの片道遅延として算出し、送信端末11の片道リンク遅延計算部17に通知する。
The one-way
また、片道遅延計測部20は、受信端末12から送信端末11までの片道遅延を計測するための計測パケットの送信を計測パケット送信部19に指示する。
In addition, the one-way
送信端末11の片道リンク遅延計算部17における各リンクの片道の遅延を求める方法について説明する。ここでは、送信端末11から受信端末12までの片道遅延をD1とし、受信端末12から送信端末11までの片道遅延をD2とする。また、送信端末11からルータ22の間の往復遅延をD3とする。
A method of obtaining the one-way delay of each link in the one-way link
片道リンク遅延計算部17は、送信端末11と受信端末12の間の往復遅延から、送信端末11とルータ22の間の往復遅延(D3)を減算して、ルータ22と受信端末12の間の往復遅延を求める。このルータ22と受信端末12の間の往復遅延をD4とする。なお、ここでは、片道リンク遅延計算部17がD4を算出することとしたが、他の例として受信端末12が送信端末11の往復遅延計測部16に相当する構成を備え、そこで計測することとしてもよい。
The one-way link
片道リンク遅延計算部17は、D1〜D4が揃ったところで、これらの中で最も値の小さいものを選択し、選択毎に異なる計算方法で各片道リンクの遅延を算出する。ただし、一例として、最も値の小さいものが所定の閾値以上であれば、片道リンク遅延が計測不能であるとして処理を終了することとしてもよい。本発明は、最も値の小さい経路がある程度良好な品質状態にあることを前提として各リンクの通信品質を算出するものである。しかし、最も値の小さい経路の遅延が所定の閾値よりも大きいことは、その経路上に輻輳などの遅延を生じる要因があり、この前提条件が満たされないことを意味する。そのような算出誤差が所望範囲内に入らない場合を除外するという意味がある。また、他の例として、最も値の小さいものが所定の閾値以上であるか否かに関わらず、各片道リンクの遅延を算出する処理を進めることとしてもよい。その場合、例えば、複数回の計測結果の平均をとることで誤差の影響を低減することとしてもよい。
The one-way link
以下、どの経路が最も遅延の値が小さいかにより場合分けして、片道リンクの遅延算出方法を示す。 Hereinafter, a one-way link delay calculation method will be described according to which route has the smallest delay value.
D1が最小であった場合について説明する。この場合、最小であったD1を等分して、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延と、ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延は共にD1/2であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延はD4−D1/2であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延はD3−D1/2であると推定する。
A case where D1 is the minimum will be described. In this case, the minimum D1 is equally divided, and the one-way link delay from the transmitting
D2が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22へ片道リンクの遅延はD3−D2/2であり、ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延はD4−D2/2であると推定する。受信端末12からルータへの片道リンクの遅延と、ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延は共にD2/2であると推定する。
A case where D2 is minimum will be described. In this case, the one-way link delay from the transmitting
D3が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延はD3/2であると推定する。ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延はD1−D3/2であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延はD2−D3/2であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延はD3/2であると推定する。
A case where D3 is minimum will be described. In this case, the one-way link delay from the
D4が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延はD1−D4/2であると推定する。ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延はD4/2であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延は、D4/2であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延はD2−D4/2であると推定する。
A case where D4 is minimum will be described. In this case, it is estimated that the delay of the one-way link from the
なお、上述の4つの場合において、計測についての絶対誤差は、それぞれ選択した遅延が最小の経路の遅延値の1/2である。例えば、D1が最小であった場合には絶対誤差はD1/2である。 In the four cases described above, the absolute error in measurement is ½ of the delay value of the path with the smallest selected delay. For example, when D1 is minimum, the absolute error is D1 / 2.
また、上述の例では、4つの場合において最小値の経路を単純に等分して、その経路に含まれる片道リンクの遅延を定めたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。他の例として、遅延が最小の経路に含まれる片道リンクに対して、各片道リンクのホップ数に応じて遅延を分配することとしてもよい。以下、その例について説明する。 In the above example, in the four cases, the path of the minimum value is simply divided and the delay of the one-way link included in the path is determined. However, the present embodiment is not limited to this. As another example, the delay may be distributed according to the number of hops of each one-way link with respect to the one-way link included in the route with the smallest delay. Examples thereof will be described below.
D1が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延は、D1*(送信端末11からルータ22までのホップ数)/(遅延D1の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から受信端末12までの片道リンクの遅延は、D1*(ルータ22から受信端末12までのホップ数)/(遅延D1の経路全体のホップ数)であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延は、D4−D1*(受信端末12からルータ22までのホップ数)/(遅延D1の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延は、D3−D1*(ルータ22から送信端末11までのホップ数)/(遅延D1の経路全体のホップ数)であると推定する。
A case where D1 is the minimum will be described. In this case, it is estimated that the delay of the one-way link from the
D2が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延は、D3−D2*(送信端末11からルータ22までのホップ数)/(遅延D2の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延は、D4−D2*(ルータ22から受信端末12までのホップ数)/(遅延D2の経路全体のホップ数)であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延は、D2*(受信端末12からルータ22までのホップ数)/(遅延D2の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延は、D2*(ルータ22から送信端末11までのホップ数)/(遅延D2の経路全体のホップ数)であると推定する。
A case where D2 is minimum will be described. In this case, it is estimated that the delay of the one-way link from the
D3が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延は、D3*(送信端末11からルータ22までのホップ数)/(遅延D3の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延は、D1−D3*(送信端末11からルータ22までのホップ数)/(遅延D3の経路全体のホップ数)であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延は、D2−D3*(ルータ22から送信端末11までのホップ数)/(遅延D3の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延は、D3*(ルータ22から送信端末11までのホップ数)/(遅延D3の経路全体のホップ数)であると推定する。
A case where D3 is minimum will be described. In this case, the delay of the one-way link from the
D4が最小であった場合について説明する。この場合、送信端末11からルータ22への片道リンクの遅延は、D1−D4*(ルータ22から受信端末12へのホップ数)/(遅延D4の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から受信端末12への片道リンクの遅延は、D4*(ルータ22から受信端末12へのホップ数)/(遅延D4の経路全体のホップ数)であると推定する。また、受信端末12からルータ22への片道リンクの遅延は、D4*(受信端末12からルータ22へのホップ数)/(遅延D4の経路全体のホップ数)であると推定する。ルータ22から送信端末11への片道リンクの遅延は、D2−D4*(受信端末12からルータ22へのホップ数)/(遅延D4の経路全体のホップ数)であると推定する。
A case where D4 is minimum will be described. In this case, it is estimated that the delay of the one-way link from the
図5は、第1の実施形態による計測システムの動作概要を示すフローチャートである。図5を参照すると、本実施形態の計測システムは、まず、送信端末11の片道遅延計測部15および往復遅延計測部16と、受信端末12の片道遅延計測部20とにより片道経路および往復経路の遅延を計測する(ステップ101)。次に、計測システムは、計測した片道遅延と、往復経路の遅延から求まるD1〜D4の中から最小値を選択する(ステップ102)。
FIG. 5 is a flowchart showing an outline of the operation of the measurement system according to the first embodiment. Referring to FIG. 5, the measurement system of the present embodiment first includes a one-way route and a round-trip route by the one-way
そして、計測システムは、選択した最小の遅延値を、その遅延が計測された経路に含まれるリンクに均等に分配する(ステップ102)。そして、最小値を分配することで遅延値の定まったリンクの遅延値を基準として、他のリンクの遅延を算出する(ステップ104)。 Then, the measurement system evenly distributes the selected minimum delay value to the links included in the path where the delay is measured (step 102). Then, by distributing the minimum value, the delay of another link is calculated on the basis of the delay value of the link whose delay value is determined (step 104).
以上、説明したように、本実施形態によれば、送信端末11と受信端末12の間にある、リンク21、23とルータ22で構成された双方向の経路について、送信端末11から受信端末12への片道遅延と、受信端末12から送信端末11への片道遅延と、各リンク21、23の往復遅延とを計測し、その4つの計測結果から、遅延が最小であったものを基準として各リンク21、23の片道の遅延を算出するので、通信ネットワークにおける各リンクの片道の遅延を容易に求めることができる。
As described above, according to the present embodiment, with respect to the bidirectional path formed by the
また、本実施形態によれば、送信端末11から受信端末12への片道遅延と、受信端末12から送信端末11への片道遅延と、各リンク21、23の往復遅延とを計測するのに用いる計測パケットのヘッダ情報およびパケット長を特定のアプリケーションに合わせるので、特定のアプリケーションによる通信の品質を計測することができる。
Further, according to the present embodiment, the one-way delay from the
また、本実施形態によれば、受信端末12から送信端末11に向かう復路については、ICMPパケットとヘッダ内容やパケット長の一致した計測パケットを用いるので、実際の通信に合わせた条件で品質を計測することができる。
Further, according to the present embodiment, for the return path from the receiving
また、本実施形態によれば、4つの計測結果の中の最小値が所定の閾値以上であれば、片道リンクの遅延を算出が不能であると判断するので、誤差の大きな片道リンクの遅延計測を防止することができる。 In addition, according to the present embodiment, if the minimum value among the four measurement results is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the one-way link delay cannot be calculated. Can be prevented.
なお、本実施形態では、通信品質を示す品質指標として遅延を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。パケットロス率、パケットロス数、ジッタなど他の品質指標についても同様にして計測することができる。 In this embodiment, the delay is exemplified as the quality index indicating the communication quality, but the present invention is not limited to this. Other quality indicators such as the packet loss rate, the number of packet loss, and jitter can be measured in the same manner.
また、本実施形態では、計測パケットのヘッダ内容およびパケット長を、品質計測の対象となるアプリケーションによる通信で用いられるパケットに合わせることとしたが、本発明はこれに限定されるものではない。アプリケーションを特定して計測する必要がなければ、ヘッダ内容およびパケット長は任意である。また、アプリケーションのパケットの特徴のうち、ヘッダに含まれるアドレス情報、ポート情報、品質情報、VLAN情報や、ペイロード、パケット長のうち1つ以上を一致させることとしてもよい。 In this embodiment, the header content and the packet length of the measurement packet are matched with the packet used for communication by the application that is the target of quality measurement. However, the present invention is not limited to this. If it is not necessary to specify and measure an application, the header content and the packet length are arbitrary. Of the features of the application packet, one or more of address information, port information, quality information, VLAN information, payload, and packet length included in the header may be matched.
本実施形態では、通信ネットワーク中に1つのルータが配置された構成に対して、そのルータの両側のリンク21、22に送信端末11と受信端末12をそれぞれ接続して各片道リンクの遅延を計測する例を示した。しかし、この計測方法は複数のルータが存在する通信ネットワークに適用することもでき、任意のルータを選択して、そのルータの両側のリンクに送信端末11と受信端末12をそれぞれ接続し、片道リンクの遅延を求めることができる。
In this embodiment, for a configuration in which one router is arranged in a communication network, the
(第2の実施形態)
図2は、第2の実施形態による計測システムの構成を示すブロック図である。図2を参照すると、第2の実施形態の計測システムは、第1の実施形態のものと同様に、送信端末11と受信端末12を有している。ただし、送信端末11と受信端末12の間には、第1の実施形態と異なり、リンク31、ルータ32、リンク33、ルータ34、およびリンク35が存在する。本実施形態では、このリンク31、ルータ32、リンク33、ルータ34、およびリンク35からなる経路の各リンクの通信品質を計測する。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a measurement system according to the second embodiment. Referring to FIG. 2, the measurement system according to the second embodiment includes a
送信端末11は、第1の実施形態のものと同様に、計測パケット送信部13、計測パケット受信部14、片道遅延計測部15、往復遅延計測部16、および片道リンク遅延計算部17を有している。受信端末12も、第1の実施形態のものと同様に、計測パケット受信部18、計測パケット送信部19、および片道遅延計測部20を有している。ただし、第2の実施形態は、第1の実施形態と、上述したように通信品質を計測する対象の経路が異なるので、往復遅延の計測方法と片道リンクの遅延の算出方法が異なる。
The
第2の実施形態では、往復遅延計測部16は、任意のルータ(ここではルータ32、34)を指定して、そのルータまでの往復遅延を計測するための計測パケットの送信を計測パケット送信部13に指示する。その際、往復遅延計測部16は、計測パケットに付加するTTLの値を指定する。また、往復遅延計測部16は、計測パケットの送信時刻を記憶する。
In the second embodiment, the round-trip
また、往復遅延計測部16は、受信端末12を指定して、受信端末12までの往復遅延を計測するための計測パケットの送信を計測パケット送信部13に指示する。ここでは、受信端末12は、ルータと同様にTTLの値を減算し、TTL time exceedエラーが起きれば、それをICMPパケットで送信端末11に通知する機能を有することとする。往復遅延計測部16は、計測パケットに付加するTTLの値を指定する。また、往復遅延計測部16は、計測パケットの送信時刻を記憶する。
The round trip
そして、往復遅延計測部16は、ICMPパケットの受信時刻を計測パケット受信部14から通知されると、その受信時刻と、記憶しておいた送信時刻とから往復遅延を算出し、片道リンク遅延計算部17に通知する。これにより、送信端末11とルータ32の間の往復遅延、送信端末11とルータ34の間の往復遅延、および送信端末11と受信端末12の間の往復遅延が求まる。
Then, when the reception time of the ICMP packet is notified from the measurement
片道リンク遅延計算部17は、片道遅延計測部15から通知された、受信端末12から送信端末11までの片道遅延の情報と、往復遅延計測部16から通知された往復遅延の情報と、受信端末12から通知された、送信端末11から受信端末12までの片道遅延の情報とから各リンクの片道の遅延を計算する。
The one-way link
以下、送信端末11の片道リンク遅延計算部17における各リンクの片道の遅延を求める方法について説明する。ここでは、送信端末11から受信端末12までの片道遅延をD1とし、受信端末12から送信端末11までの片道遅延をD2とする。
Hereinafter, a method for obtaining the one-way delay of each link in the one-way link
片道リンク遅延計算部17は、送信端末11と受信端末12の間の往復遅延から、送信端末11とルータ34の間の往復遅延を減算して、ルータ34と受信端末12の間の往復遅延を求める。そして、このルータ34と受信端末12の間の往復遅延と、送信端末11とルータ32の間の往復遅延との和をD3とする。
The one-way link
片道リンク遅延計算部17は、送信端末11とルータ34の間の往復遅延から、送信端末11とルータ32の間の往復遅延を減算して、ルータ32とルータ34の間の往復遅延を求める。このルータ32とルータ34の間の往復遅延をD4とする。
The one-way link
なお、ここでは、片道リンク遅延計算部17がD3およびD4を算出することとしたが、他の構成も考えられる。他の例として、受信端末12が送信端末11の往復遅延計測部16に相当する構成を備え、そこで計測の一部を行ってもよいことは第1の実施形態と同様である。
Although the one-way link
片道リンク遅延計算部17は、D1〜D4が揃ったところで、これらの中で最も値の小さいものを選択し、選択毎に異なる計算方法で各片道リンクの遅延を算出する。ただし、一例として、最も値の小さいものが所定の閾値以上であれば、片道リンク遅延が計測不能であるとして処理を終了することとしてもよい。本発明は、最も値の小さい経路がある程度良好な品質状態にあることを前提として各リンクの通信品質を算出するものである。しかし、最も値の小さい経路の遅延が所定の閾値よりも大きいことは、その経路上に輻輳などの遅延を生じる要因があり、この前提条件が満たされないことを意味する。そのような算出誤差が所望範囲内に入らない場合を除外するという意味がある。また、他の例として、最も値の小さいものが所定の閾値以上であるか否かに関わらず、各片道リンクの遅延を算出する処理を進めることとしてもよい。その場合、例えば、複数回の計測結果の平均をとることで誤差の影響を低減することとしてもよい。
The one-way link
以下、どの経路が最も遅延の値が小さいかにより場合分けして、片道リンクの遅延算出方法を示す。 Hereinafter, a one-way link delay calculation method will be described according to which route has the smallest delay value.
D1が最小であった場合について説明する。この場合、最小であったD1を3等分して、ルータ32からルータ34への遅延はD1/3であると推定する。また、その逆方向のルータ34からルータ32への遅延はD4−D1/3であると推定する。その他の片道リンクの遅延も同様にして求めることができる。この場合、計測についての絶対誤差はD1/3である。
A case where D1 is the minimum will be described. In this case, the minimum D1 is divided into three equal parts, and the delay from the
D2が最小であった場合について説明する。この場合、最小であったD2を基準としそれを3等分して他の片道リンクの遅延を求めると、ルータ32からルータ34への遅延はD4−D2/3であると推定する。また、ルータ34からルータ32への遅延はD2/3であると推定する。この場合、絶対誤差はD2/3とする。
A case where D2 is minimum will be described. In this case, when the delay of the other one-way link is obtained by dividing the minimum D2 into three equal parts, the delay from the
D3が最小であった場合について説明する。この場合、最小であったD3を4等分して他の片道リンクの遅延を求めると、ルータ32からルータ34への遅延はD1−D3/2であると推定する。また、ルータ34からルータ32への遅延はD2−D3/2であると推定する。この場合、絶対誤差をD3/4である。
A case where D3 is minimum will be described. In this case, when the delay of the other one-way link is obtained by dividing D3, which is the minimum, into four equal parts, the delay from the
D4が最小であった場合について説明する。この場合、最小であったD4を2等分して他の片道リンクの遅延を求めると、ルータ32からルータ34への遅延はD4/2であると推定する。また、ルータ34からルータ32への遅延もD4/2であると推定する。他の片道リンクの遅延については、他の条件や仮定を付加することで求めることができる。この場合、この計測に関わる絶対誤差をD4/2である。
A case where D4 is minimum will be described. In this case, when the delay of the other one-way link is obtained by dividing D4, which was the minimum, into two, the delay from the
なお、上述の例では、4つの場合において最小値の経路を単純に等分して、その経路に含まれる片道リンクの遅延を定めたが、本実施形態はこれに限定されるものではない。他の例として、遅延が最小の経路に含まれる片道リンクに対して、各片道リンクのホップ数に応じて遅延を分配することとしてもよい。以下、その例について説明する。 In the above example, in the four cases, the route of the minimum value is simply divided and the delay of the one-way link included in the route is determined, but the present embodiment is not limited to this. As another example, the delay may be distributed according to the number of hops of each one-way link with respect to the one-way link included in the route with the smallest delay. Examples thereof will be described below.
D1が最小であった場合について説明する。この場合、ルータ32からルータ34への遅延はD1*(ルータ32からルータ34へのホップ数)/(遅延D1の経路全体のホップ数)であると推定する。また、その逆方向のルータ34からルータ32への遅延はD4−D1*(ルータ32からルータ34へのホップ数)/(遅延D1の経路全体のホップ数)であると推定する。この場合、絶対誤差はD1である。
A case where D1 is the minimum will be described. In this case, the delay from the
D2が最小であった場合について説明する。この場合、ルータ32からルータ34への遅延はD4−D2*(ルータ34からルータ32へのホップ数)/(遅延D2の経路全体のホップ数)であると推定する。また、ルータ34からルータ32への遅延はD2*(ルータ34からルータ32へのホップ数)/(遅延D2の経路全体ホップ数)であると推定する。この場合、絶対誤差はD2である。
A case where D2 is minimum will be described. In this case, the delay from the
D3が最小であった場合について説明する。この場合、ルータ32からルータ34への遅延はD1−D3*(送信端末11からルータ32へのホップ数+ルータ34から受信端末12へのホップ数)/(遅延D3の経路全体のホップ数)であると推定する。また、ルータ34からルータ32への遅延はD2−D3*(受信端末12からルータ34へのホップ数+ルータ32から送信端末11へのホップ数)/(遅延D3の経路全体のホップ数)であると推定する。この場合、絶対誤差はD3である。
A case where D3 is minimum will be described. In this case, the delay from the
D4が最小であった場合について説明する。この場合、ルータ32からルータ34への遅延は、D4*(ルータ32からルータ34へのホップ数)/(遅延D4の経路全体のホップ数)であると推定する。また、ルータ34からルータ32への遅延はD4*(ルータ34からルータ32へのホップ数)/(遅延D4の経路全体のホップ数)であると推定する。この場合、絶対誤差はD4である。
A case where D4 is minimum will be described. In this case, the delay from the
なお、本実施形態では、通信ネットワーク中に2つのルータ31、33が配置された構成に対して、そのルータ31、32に送信端末11と受信端末12をそれぞれ接続して各片道リンクの遅延を計測する例を示した。しかし、この計測方法は複数のルータが存在する通信ネットワークに適用することもでき、任意の2つのルータを選択して、そのルータに送信端末11と受信端末12をそれぞれ接続し、片道リンクの遅延を求めることができる。
In this embodiment, in contrast to a configuration in which two
(第3の実施形態)
図3は、第3の実施形態による計測システムの構成を示すブロック図である。図3を参照すると、第3の実施形態の計測システムは、送信端末41と受信端末42を有している。送信端末41と受信端末42の間には、第1の実施形態と同様に、リンク21、ルータ22、およびリンク23が存在する。本実施形態では、このリンク21、ルータ22、およびリンク23からなる経路の各リンクの通信品質を計測する。送信端末41にはユーザ送信端末45が接続され、受信端末42にはユーザ受信端末46が接続されている。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a measurement system according to the third embodiment. Referring to FIG. 3, the measurement system of the third embodiment has a
送信端末41は、計測パケット送信部13、計測パケット受信部14、片道遅延計測部15、往復遅延計測部16、片道リンク遅延計算部17、およびパケットキャプチャ部43を有している。計測パケット送信部13、計測パケット受信部14、片道遅延計測部15、往復遅延計測部16、および片道リンク遅延計算部17は第1の実施形態と同様のものであるが、パケットキャプチャ部43がある点が第1の実施形態と異なる。
The
一方、受信端末12は、計測パケット受信部18、計測パケット送信部19、片道遅延計測部20、およびパケットフィルタ部44を有している。計測パケット受信部18、計測パケット送信部19、および片道遅延計測部20は第1の実施形態と同様であるが、パケットフィルタ部44がある点で第1の実施形態と異なる。
On the other hand, the receiving
ユーザ送信端末45は、ユーザがアプリケーション等を用いてデータ通信を行う端末であり、そのデータ通信における送信側の端末である。ユーザ受信端末46は、ユーザがアプリケーション等を用いてデータ通信を行う端末であり、そのデータ通信における受信側の端末である。図3では、ユーザ送信端末45は送信端末41に直接接続され、ユーザ受信端末46は受信端末42に直接接続されているが、本実施形態は、この構成に限定されるものではない。ユーザ送信端末45とユーザ受信端末46の間の経路に送信端末41と受信端末42が存在すればよい。
The
ユーザ送信端末45からユーザ受信端末46へのデータ通信の経路にはリンク21、ルータ22、およびリンク23が存在する。本実施形態の計測システムは、ユーザ送信端末45からユーザ受信端末46への通信経路の品質を計測する。
A
送信端末41のパケットキャプチャ部43は、ユーザ送信端末45からリンク21に送信された通信パケットを取得してその内容を計測パケット送信部13に通知し、その通信パケットに合わせたヘッダ内容およびパケット長の計測パケットを送信するように指示する。例えば、パケットキャプチャ部43は、ユーザ送信端末45からの通信パケットを取得し、その複製を計測パケット送信部13に送ることとしてもよい。そして、計測パケット送信部13は、パケットキャプチャ部43からの通信パケットの複製のTTLの値を変更して計測パケットとし、リンク21に送信することとしてもよい。
The
受信端末42のパケットフィルタ部44は、リンク23から受信したパケットのうち、計測パケットを廃棄し、ユーザ送信端末45からの通信パケットのみをユーザ受信端末46に送信する。
The packet filter unit 44 of the
本実施形態によれば、送信端末41は、ユーザ送信端末45からの実際の通信パケットを取得し、それに合わせた計測パケットを用いるので、計測対象となるアプリケーションの通信に関する情報を予め送信端末41に設定しておかなくても、そのアプリケーションの通信に動的に整合させた計測パケットを用いて通信品質を計測することができる。
According to the present embodiment, since the
なお、本実施形態では、ユーザ送信端末45からの通信パケットに合わせた計測パケットで片道経路および往復経路の遅延を計測するので、往復経路の遅延の計測において生じたTTL time exceedエラーのICMPパケット(エラーパケット)が送信端末41のパケット受信部14に受信される。そこで、計測パケット受信部14は、通信品質を計測するために生じたエラーパケットを識別し、往復遅延計測部16に通知するとともに、そのエラーパケットを廃棄することとしてもよい。これにより、計測のために生じたエラーパケットがユーザ送信端末45に到達するのを防止することができる。
In this embodiment, since the delay of the one-way route and the round-trip route is measured with the measurement packet that matches the communication packet from the
また、計測パケット送信部13は、パケットキャプチャ部43からの情報を用いて計測パケットを生成するとき、計測パケットの送信元アドレスをユーザ送信端末45ではなく送信端末41とすることとしてもよい。そうすれば、エラーパケットの宛先は送信端末41となり、ユーザ送信端末45に不要なエラーパケットが受信されることがなくなる。
Further, when the measurement
また、本実施形態では、送信端末41が生成して送信した計測パケットがユーザ受信端末46に到達するのを防止するために、受信端末42にパケットフィルタ部44を備える構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
In the present embodiment, the
ユーザ送信端末45からの通信パケットと、それを複製した送信端末41からの計測パケットが、ユーザ受信端末46に到達したとしても、一般的なアプリケーションでは、ユーザ受信端末42にて一方のパケットが廃棄されるので実質的な問題は発生しないと考えられる。そのため、受信端末42を、パケットフィルタ部44を省いた構成としてもよい。
Even if a communication packet from the
(第4の実施形態)
図4は、第4の実施形態による計測システムの構成を示すブロック図である。図4を参照すると、第4の実施形態の計測システムは、送信端末51と受信端末12を有している。受信端末12は、第2の実施形態のものと同様である。送信端末51と受信端末12の間には、第2の実施形態と同様に、リンク31、ルータ32、リンク33、ルータ34、およびリンク35が存在する。本実施形態では、このリンク31、ルータ32、リンク33、ルータ34、およびリンク35からなる経路の各リンクの通信品質を計測する。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a measurement system according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 4, the measurement system according to the fourth embodiment includes a
送信端末51は、計測パケット送信部13、計測パケット受信部14、片道遅延計測部15、往復遅延計測部16、相関計算部53、および片道リンク遅延計算部54を有している。
The
計測パケット送信部13、計測パケット受信部14、片道遅延計測部15、および往復遅延計測部16は、第2の実施形態のものと同様である。第4の実施形態は、相関計算部53を新たに有する点と、片道リンク遅延計算部54が相関計算部53の出力を用いて各リンクの片道の遅延を求める点とが第2の実施形態と異なっている。
The measurement
本実施形態では、第2の実施形態において片道リンク遅延計算部17に通知される情報が相関計算部53にも通知される。すなわち、片道遅延計測部15からの、受信端末12から送信端末11までの片道遅延の情報と、往復遅延計測部16からの往復遅延の情報と、受信端末12からの、送信端末11から受信端末12までの片道遅延の情報とは相関計算部53にも通知される。
In this embodiment, the information notified to the one-way link
相関計算部53は、第2の実施形態の片道リンク遅延計算部17と同様にしてD1〜D4を決定し、それらの中で1つ以上のリンクを共有する経路の遅延の計測値同士の時間変化に対する相関係数を求める。
The
この例では、D1とD3は、送信端末51からルータ32への片道リンクを共有する。D1とD4は、ルータ32からルータ34への片道リンクを共有する。D2とD3は、受信端末12からルータ34への片道リンクと、ルータ32からルータ34への片道リンクを共有する。D2とD4は、ルータ34からルータ32への片道リンクを共有する。
In this example, D1 and D3 share a one-way link from the
ここで、D1とD3の時間変化に対する相関係数をρD1D3とし、D1とD4の時間変化に対する相関係数をρD1D4とし、D2とD3の時間変化に対する相関係数をρD2D3とし、D2とD4の時間変化に対する相関係数をρD2D4とする。 Here, the correlation coefficient with respect to time change of D1 and D3 and [rho D1D3, a correlation coefficient with respect to time change of D1 and D4 and [rho D1D4, a correlation coefficient with respect to time change of the D2 and D3 and [rho D2D3, and D2 The correlation coefficient with respect to the time change of D4 is represented by ρ D2D4 .
ここでは、D1〜D4は定期的に計測されるが、一例として、システムの状態の細かな時間変化に対応するため、一定時間内の移動平均を用いて計測毎の相関係数を更新するものとする。 Here, D1 to D4 are periodically measured, but as an example, the correlation coefficient for each measurement is updated by using a moving average within a certain time in order to cope with a fine time change of the system state. And
計測DXと計測DYの間の相関係数ρXYの算出方法について説明する。ここではi回目の計測の移動平均の相関係数を求める例を示す。 A method for calculating the correlation coefficient ρ XY between the measurement D X and the measurement D Y will be described. Here, an example is shown in which the correlation coefficient of the moving average of the i-th measurement is obtained.
まず、i回目の計測値DX_iの移動平均DX_i avgを式(1)のように求め、i回目の計測値DY_iの移動平均DY_i avgを式(2)のように求める。 First, the moving average D X — i avg of the i-th measured value D X — i is obtained as shown in Equation (1), and the moving average D Y — i avg of the i-th measured value D Y — i is calculated using Equation (2). )
また、それぞれの標準偏差σX_i、σX_iを式(3)、(4)のように移動平均DX_i avg、DY_i avgを用いて求める。 Further, the respective standard deviations σ X — i and σ X — i are obtained using moving averages D X — i avg and D Y — i avg as in equations (3) and (4).
相関計算部53は、上述したように求めた相関係数ρD1D3、ρD1D4、ρD2D3、ρD2D4を片道リンク遅延計算部54に通知する。この時間変化に対する相関係数は、時間の経過に対する計測値の変化の傾向が互いに似ている度合いを示している。
片道リンク遅延計算部54は、片道遅延計測部15から通知された、受信端末12から送信端末11までの片道遅延の情報と、往復遅延計測部16から通知された往復遅延の情報と、受信端末12から通知された、送信端末11から受信端末12までの片道遅延の情報と、相関計算部53から通知された相関係数ρD1D3、ρD1D4、ρD2D3、ρD2D4を用いて各リンクの片道の遅延を計算する。
The one-way link
以下、送信端末11の片道リンク遅延計算部17における各リンクの片道の遅延を求める方法について説明する。
Hereinafter, a method for obtaining the one-way delay of each link in the one-way link
片道リンク遅延計算部54は、第2の実施形態と同様にしてD1〜D4を決定する。そして、片道リンク遅延計算部54は、D1〜D4が揃ったところで、これらの中で最も値の小さいものを選択し、選択毎に異なる計算方法で各片道リンクの遅延を算出する。ただし、一例として、最も値の小さいものが所定の閾値以上であれば、片道リンク遅延が計測不能であるとして処理を終了することとしてもよい。本発明は、最も値の小さい経路がある程度良好な品質状態にあることを前提として各リンクの通信品質を算出するものである。しかし、最も値の小さい経路の遅延が所定の閾値よりも大きいことは、その経路上に輻輳などの遅延を生じる要因があり、この前提条件が満たされないことを意味する。そのような算出誤差が所望範囲内に入らない場合を除外するという意味がある。また、他の例として、最も値の小さいものが所定の閾値以上であるか否かに関わらず、各片道リンクの遅延を算出する処理を進めることとしてもよい。その場合、例えば、複数回の計測結果の平均をとることで誤差の影響を低減することとしてもよい。
The one-way link
以下、どの経路が最も遅延の値が小さいかにより場合分けして、片道リンクの遅延算出方法を示す。 Hereinafter, a one-way link delay calculation method will be described according to which route has the smallest delay value.
D1が最小であった場合について説明する。この場合、ρD1D3>ρD1D4であれば、遅延D1の経路と遅延D3の経路の似ている度合いが、遅延D1の経路と遅延D4の経路の似ている度合いよりも高いといえる。したがって、遅延D1の経路のうち、遅延D3の経路と共有している部分が、遅延D3の経路と共有している部分よりも遅延に与える影響が大きいと推定できる。この推定に基づいて各リンクの片道の遅延を近似的に求めると、ルータ32からルータ34への片道リンクの遅延は0であると推定する。また、逆に、ρD1D3<ρD1D4であれば、ルータ32からルータ34への片道リンクの遅延はD1であると推定する。その他の片道リンクの遅延も同様にして求めることができる。
A case where D1 is the minimum will be described. In this case, if ρ D1D3 > ρ D1D4, it can be said that the degree of similarity between the path of delay D1 and the path of delay D3 is higher than the degree of similarity between the path of delay D1 and the path of delay D4. Accordingly, it can be estimated that the portion of the delay D1 path shared with the delay D3 path has a larger influence on the delay than the portion shared with the delay D3 path. If the one-way delay of each link is approximately obtained based on this estimation, it is estimated that the one-way link delay from the
D2が最小であった場合について説明する。この場合、ρD2D3>ρD2D4であれば、ルータ32からルータ34への片道リンクの遅延はD4であると推定する。また、ρD2D3<ρD2D4であれば、D4−D2であると推定する。
A case where D2 is minimum will be described. In this case, if ρ D2D3> ρ D2D4, delay one-way link from
D3が最小であった場合について説明する。この場合、ρD1D3>ρD2D3であれば、ルータ32からルータ34への遅延はD1−D3であり、ρD1D3<ρD2D3であれば、ルータ32からルータ34への片道リンクの遅延はD1であると推定する。
A case where D3 is minimum will be described. In this case, if ρ D1D3> ρ D2D3, delay from
D4が最小であった場合について説明する。この場合、ρD1D4>ρD2D4であれば、ルータ32からルータ34への片道リンクの遅延はD4であると推定する。また、ρD1D4<ρD2D4であれば、ルータ32からルータ34への片道リンクの遅延は0であると推定する。
A case where D4 is minimum will be described. In this case, if ρ D1D4 > ρ D2D4 , it is estimated that the delay of the one-way link from the
本実施形態では、一部のリンクを共有する経路の計測値間の相関を求め、最も相関の高い組み合わせにて共有されたリンクに輻輳が発生しているものと推定している。そして、近似的に、計測値である遅延を、その輻輳しているリンクに全て割り当てることでリンクの遅延を算出している。ただし、本発明は、全ての遅延を1つのリンクに割り当てる方法に限定されるものではない。他の例として、相関の高さに比例して、遅延を各リンクに割り当てることとしてもよい。 In the present embodiment, the correlation between the measured values of the routes sharing some links is obtained, and it is estimated that the link shared by the combination having the highest correlation is congested. Approximately, the delay of the link is calculated by assigning all the measured delays to the congested link. However, the present invention is not limited to the method of assigning all delays to one link. As another example, a delay may be assigned to each link in proportion to the level of correlation.
11、41、51 送信端末
12、42 受信端末
13 計測パケット送信部
14 計測パケット受信部
15 片道遅延計測部
16 往復遅延計測部
17 片道リンク遅延計算部
18 計測パケット受信部
19 計測パケット送信部
20 片道遅延計測部
21、23、31、33、35 リンク
22、32、34 ルータ
43 パケットキャプチャ部
44 パケットフィルタ部
45 ユーザ送信端末
46 ユーザ受信端末
53 相関計算部
54 片道リンク遅延計算部
101〜104 ステップ
11, 41, 51 Transmitting
Claims (25)
前記通信ネットワークのリンクを含む複数の経路における通信品質の品質指標値を計測し、
計測した複数の前記品質指標値の中から最小値を選択し、
前記最小値の計測された経路の品質指標値を、所定の計算条件に従って、該経路に含まれるリンクに分配して該リンクの品質指標値を算出し、
前記最小値の計測された前記経路に含まれる前記リンクの、算出された前記品質指標値と、前記最小値の計測された以外の経路の品質指標値とを用いて、前記通信ネットワークに含まれる他のリンクの品質指標値を算出する、通信品質計測方法。 A communication quality measurement method for measuring communication quality of a communication network including a plurality of links,
Measuring quality index values of communication quality in a plurality of routes including the link of the communication network;
Select the minimum value from the measured quality index values,
The quality index value of the measured path of the minimum value is distributed to the links included in the path according to a predetermined calculation condition to calculate the quality index value of the link,
Included in the communication network using the calculated quality index value of the link included in the path where the minimum value is measured and the quality index value of a path other than the path where the minimum value is measured. A communication quality measurement method for calculating quality index values of other links.
前記第1のリンクの往路リンクと前記第2のリンクの往路リンクとを含む片道往路と、
前記第2のリンクの復路リンクと前記第1のリンクの復路リンクとを含む片道復路と、
前記第1のリンクの往路リンクおよび復路リンクを含む第1の往復経路と、
前記第2のリンクの往路リンクおよび復路リンクを含む第2の往復経路との品質指標値を計測する、
請求項1から5のいずれか1項に記載の通信品質計測方法。 The communication network has a configuration in which a node is connected to a first link, and a second link is connected to the node.
A one-way outbound path including an outbound link of the first link and an outbound link of the second link;
A one-way return path including a return link of the second link and a return link of the first link;
A first round-trip path including a forward link and a return link of the first link;
Measuring a quality index value with the second round trip path including the forward link and the return link of the second link;
The communication quality measuring method according to any one of claims 1 to 5.
特定のアプリケーションを用いたユーザ端末から送信された通信パケットを取得し、
該通信パケットと、少なくとも一部の内容またはサイズを一致させた計測パケットを用いる、請求項9に記載の通信品質計測方法。 When measuring quality index values of a plurality of routes including the link of the communication network,
Get a communication packet sent from a user terminal using a specific application,
The communication quality measurement method according to claim 9, wherein a measurement packet in which at least a part of contents or size is matched with the communication packet is used.
前記通信ネットワークのリンクを含む複数の経路における通信品質の品質指標値を計測する計測部と、
前記計測部で計測した複数の前記品質指標値の中から最小値を選択し、前記最小値の計測された経路の品質指標値を、所定の計算条件に従って、該経路に含まれるリンクに分配して該リンクの品質指標値を算出し、前記最小値の計測された前記経路に含まれる前記リンクの、算出された前記品質指標値と、前記最小値の計測された以外の経路の品質指標値とを用いて、前記通信ネットワークに含まれる他のリンクの品質指標値を算出する片道リンク計算部と、を有する通信品質計測システム。 A communication quality measurement system for measuring communication quality of a communication network including a plurality of links,
A measuring unit for measuring a quality index value of communication quality in a plurality of routes including the link of the communication network;
The minimum value is selected from the plurality of quality index values measured by the measurement unit, and the quality index value of the path where the minimum value is measured is distributed to the links included in the path according to a predetermined calculation condition. And calculating the quality index value of the link, the calculated quality index value of the link included in the path where the minimum value is measured, and the quality index value of the path other than the path where the minimum value is measured And a one-way link calculation unit that calculates a quality index value of another link included in the communication network.
前記第1のリンクの往路リンクと前記第2のリンクの往路リンクとを含む片道往路と、
前記第2のリンクの復路リンクと前記第1のリンクの復路リンクとを含む片道復路と、
前記第1のリンクの往路リンクおよび復路リンクを含む第1の往復経路と、
前記第2のリンクの往路リンクおよび復路リンクを含む第2の往復経路との品質指標値を計測する、
請求項13から17のいずれか1項に記載の通信品質計測システム。 The communication network has a configuration in which a node is connected to a first link, and a second link is connected to the node.
A one-way outbound path including an outbound link of the first link and an outbound link of the second link;
A one-way return path including a return link of the second link and a return link of the first link;
A first round-trip path including a forward link and a return link of the first link;
Measuring a quality index value with the second round trip path including the forward link and the return link of the second link;
The communication quality measurement system according to any one of claims 13 to 17.
片道リンク計算部は、2つの前記計測装置の少なくともいずれか一方に備えられた、請求項13から23のいずれか1項に記載の通信品質計測システム。 The measurement unit is provided in two measurement devices arranged on both sides of a measurement target path of the communication network,
The communication quality measurement system according to any one of claims 13 to 23, wherein the one-way link calculation unit is provided in at least one of the two measurement devices.
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