JP5454318B2 - Band measuring device, band measuring system, band measuring program and communication device - Google Patents
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Description
本発明は、帯域測定装置、帯域測定システム、帯域測定プログラム及び通信装置に関する。 The present invention relates to a bandwidth measuring device, a bandwidth measuring system, a bandwidth measuring program, and a communication device.
従来、インターネットを経由する通信の回線では、一つの態様として、上りと下りとの双方向でそれぞれ独立に帯域を確保する全二重回線がある。かかる全二重回線では、双方向で独立した帯域制御が行なわれること自体がコスト増大の要因となってしまう。そこで、インターネットを経由する通信の回線では、他の態様として、上りと下りとの双方向の帯域を共有するVPN(Virtual Private Network)ルータ装置が利用される。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a communication line via the Internet, as one aspect, there is a full-duplex line that secures a band independently in both directions of uplink and downlink. In such a full-duplex line, bi-directional and independent bandwidth control itself becomes a factor of cost increase. Therefore, in a communication line via the Internet, as another aspect, a VPN (Virtual Private Network) router apparatus that shares a bidirectional bandwidth between upstream and downstream is used.
ところで、近年のインターネットは、様々なレイヤでネットワークの仮想化が進んでいる。特に、上記のルータ装置においては、処理の複雑化や高負荷化が問題となっている。また、インターネットを経由する通信では、種々の機器を介して通信が行なわれるため、経路上における帯域の幅や任意の機器にかかる負荷等によって通信状況が変化する。 By the way, in the recent Internet, network virtualization is progressing at various layers. In particular, the above router device has a problem of complicated processing and high load. In communication via the Internet, communication is performed via various devices, so the communication status changes depending on the bandwidth of the route on the route, the load on any device, and the like.
そもそも、インターネットにおいて効率的な通信を実現するためには、エンドユーザによって利用されるエンドホスト装置がネットワークの性質を認識し、適切な送信帯域制御を実施することが好ましい。ところが、エンドホスト装置は、上記の多種多様な相互接続で構成されるインターネットの性質から、経路上の途中に設置されたルータ装置等からトラフィック状況を直接取得することが困難である。このため、最近では、エンドホスト装置が、他のエンドホスト装置との相互通信によって経路上のボトルネックポイントにおける転送可能な帯域を測定する技術がある。 In the first place, in order to realize efficient communication on the Internet, it is preferable that an end host device used by an end user recognizes the nature of the network and performs appropriate transmission bandwidth control. However, it is difficult for the end host device to directly acquire the traffic status from a router device or the like installed in the middle of the route because of the nature of the Internet constituted by the above-described various interconnections. For this reason, recently, there is a technique in which an end host device measures a transferable bandwidth at a bottleneck point on a path by mutual communication with another end host device.
しかしながら、従来技術では、インターネットを経由した通信の経路上で輻輳を引き起こしてしまうという課題がある。具体的には、従来技術では、エンドホスト装置間における片方向のトラフィックごとに独立して帯域を測定するため、測定された転送可能な帯域が双方向の合計であるか否かを検出することが困難である。 However, the conventional technique has a problem of causing congestion on a communication path via the Internet. Specifically, in the prior art, since the bandwidth is measured independently for each one-way traffic between end host devices, it is detected whether or not the measured transferable bandwidth is the sum of both directions. Is difficult.
例えば、上記のVPNルータ装置では、性能の制約によっては転送可能な帯域が回線帯域を満たさない場合があり、高負荷となる暗号化や復号化等を双方向の処理でそれぞれ共有しているため、一方のトラフィックが他方のトラフィックの転送性能に影響を与える。すなわち、このような装置を利用して、片方向ごとに独立して帯域を測定して使用帯域を決定する場合には、双方向のトラフィックの合計の使用帯域が転送可能な帯域を超えてパケットロスが発生する要因になる。パケットロスが発生する結果、従来技術では、輻輳を引き起こしてしまう。 For example, in the VPN router device described above, the transferable bandwidth may not satisfy the line bandwidth depending on performance constraints, and high-load encryption and decryption are shared by bidirectional processing. , One traffic affects the forwarding performance of the other traffic. In other words, when using such a device and determining the band to be used by measuring the band independently for each direction, the total used band of bidirectional traffic exceeds the transferable band. It becomes a factor that a loss occurs. As a result of packet loss, congestion is caused in the prior art.
そこで、本願に開示する技術は、上記に鑑みてなされたものであって、インターネットを経由した通信の経路上における輻輳を防止することが可能である帯域測定装置、帯域測定システム、帯域測定プログラム及び通信装置を提供することを目的とする。 Therefore, the technology disclosed in the present application has been made in view of the above, and a bandwidth measuring device, a bandwidth measuring system, a bandwidth measuring program, and a bandwidth measuring program capable of preventing congestion on a communication path via the Internet, and An object is to provide a communication device.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願に開示する帯域測定装置は、プローブパケット及び該プローブパケットに対する応答パケットのサイズを所定値に設定する第1設定部を有する。また、帯域測定装置は、第1設定部によって設定されたプローブパケット及び応答パケットのサイズで、パケットロスが生じるまで送信帯域値を上げつつ、該応答パケットを送信する応答装置に対してプローブパケットを送信する第1送信部を有する。また、帯域測定装置は、応答パケットのサイズを所定値よりも小さい値に設定する第2設定部を有する。また、帯域測定装置は、第1設定部によって設定されたプローブパケット、及び、第2設定部によって設定された応答パケットのサイズで、第1送信部によるプローブパケットの送信でパケットロスが生じたときの送信帯域値からパケットロスが生じるまでさらに送信帯域値を上げつつ、応答装置に対してプローブパケットを送信する第2送信部を有する。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the bandwidth measuring device disclosed in the present application includes a first setting unit that sets the size of a probe packet and a response packet to the probe packet to a predetermined value. In addition, the bandwidth measuring device increases the transmission bandwidth value until the packet loss occurs with the size of the probe packet and the response packet set by the first setting unit, and sends the probe packet to the response device that transmits the response packet. It has the 1st transmission part which transmits. Further, the bandwidth measuring device has a second setting unit that sets the size of the response packet to a value smaller than a predetermined value. In addition, the bandwidth measuring device has a size of the probe packet set by the first setting unit and the response packet set by the second setting unit, and when a packet loss occurs due to the transmission of the probe packet by the first transmission unit. The second transmission unit transmits the probe packet to the response device while further increasing the transmission band value until a packet loss occurs from the transmission band value.
本願に開示する帯域測定装置、帯域測定システム、帯域測定プログラム及び通信装置の一つの様態は、インターネットを経由した通信の経路上における輻輳を防止することができるという効果を奏する。 One aspect of the bandwidth measuring device, the bandwidth measuring system, the bandwidth measuring program, and the communication device disclosed in the present application has an effect that congestion on a communication path via the Internet can be prevented.
以下に添付図面を参照して、本願に開示する帯域測定装置、帯域測定システム、帯域測定プログラム及び通信装置の実施例を説明する。なお、以下の実施例により本発明が限定されるものではない。また、各実施例は、内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。 Embodiments of a bandwidth measuring device, a bandwidth measuring system, a bandwidth measuring program, and a communication device disclosed in the present application will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, this invention is not limited by the following examples. In addition, the embodiments can be appropriately combined within a range that does not contradict the contents.
図1を用いて、実施例1に係る帯域測定装置の構成例を説明する。図1は、実施例1に係る帯域測定装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、帯域測定装置1は、第1設定部2と、第1送信部3と、第2設定部4と、第2送信部5とを有する。また、帯域測定装置1は、例えば、ルータ装置やインターネット等を介して通信を行なうエンドホスト装置に接続された装置であり、該エンドホスト装置間における送信帯域を測定する。
A configuration example of the bandwidth measuring apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a bandwidth measuring apparatus according to the first embodiment. For example, as illustrated in FIG. 1, the
上記構成において、第1設定部2は、プローブパケット及び該プローブパケットに対する応答パケットのサイズを所定値に設定する。第1送信部3は、第1設定部2によって設定されたプローブパケット及び応答パケットのサイズで、パケットロスが生じるまで送信帯域値を上げつつ、該応答パケットを送信する応答装置に対してプローブパケットを送信する。
In the above configuration, the
第2設定部4は、応答パケットのサイズを所定値よりも小さい値に設定する。第2送信部5は、第1設定部2によって設定されたプローブパケット、及び、第2設定部4によって設定された応答パケットのサイズで、応答装置に対してプローブパケットを送信する。プローブパケットの送信において、第2送信部5は、第1送信部3によるプローブパケットの送信でパケットロスが生じたときの送信帯域値からパケットロスが生じるまでさらに送信帯域値を上げつつ、応答装置に対してプローブパケットを送信する。
The
なお、帯域測定装置1は、上記処理によって得られるパケットロスが生じたときの送信帯域値を測定結果として所望の装置に通知したり、該送信帯域値から転送可能な帯域が双方向で独立しているか、若しくは双方向で共有しているかを判定したりする。すなわち、帯域測定装置1から測定結果や判定結果を得た所望の装置は、好適な送信帯域に制御することができる。
Note that the
このように、帯域測定装置1は、ネットワーク内において転送可能な帯域が双方向で独立しているか、若しくは双方向で共有しているかの判定のための送信帯域値を測定結果として出力する。この結果、帯域測定装置1は、ネットワーク内において片方向のトラフィックごとに独立して帯域を測定する従来技術と比較して、インターネットを経由した通信の経路上における輻輳を防止することができる。
In this way, the
[ネットワークの構成]
図2を用いて、帯域測定装置を含むネットワークの構成を説明する。図2は、帯域測定装置を含むネットワークの構成例を示す図である。かかるネットワークは、例えば、図2に示すように、帯域測定装置1000、エンドホスト装置2000、ルータ装置3000、帯域測定装置1100、エンドホスト装置2100及びルータ装置3100を有する。なお、図2では、2つのエンドホスト装置による2点間のネットワークを示したが、地点数や各装置の数等はこれに限られるものではない。
[Network configuration]
The configuration of the network including the bandwidth measuring device will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a network including a band measuring device. For example, as shown in FIG. 2, the network includes a
また、ネットワークポートは、例えば、イーサネット(登録商標)等のIP(Internet Protocol)パケットを送受信可能な任意のリンク層のプロトコルが利用される。そして、帯域測定装置1000や帯域測定装置1100は、任意のリンク層のプロトコルを用いてネットワークに対してパケットを送受信することになる。なお、エンドホスト装置は、PC(Personal Computer)やサーバ装置等の通信装置である。
As the network port, for example, an arbitrary link layer protocol capable of transmitting and receiving IP (Internet Protocol) packets such as Ethernet (registered trademark) is used. The
また、帯域測定装置1000、エンドホスト装置2000及びルータ装置3000は、LAN(Local Area Network)を形成する。帯域測定装置1000とエンドホスト装置2000との接続では、例えば、USB(Universal Serial Bus)やシリアル転送(Serial Transmission)等を利用する。同様に、帯域測定装置1100、エンドホスト装置2100及びルータ装置3100は、LANを形成する。帯域測定装置1100とエンドホスト装置2100との接続では、同様に、USBやシリアル転送等を利用する。
The
上記構成において、エンドホスト装置2000とエンドホスト装置2100とは、ルータ装置3000及びルータ装置3100やインターネット等を介して相互に通信を行なう。このとき、帯域測定装置1000及び帯域測定装置1100は、エンドホスト装置2000及びエンドホスト装置2100間における送信帯域を測定する。なお、帯域測定装置1000や帯域測定装置1100による処理の詳細については後述する。
In the above configuration, the
[実施例2に係る帯域測定装置の構成]
次に、図3を用いて、実施例2に係る帯域測定装置の構成を説明する。図3は、実施例2に係る帯域測定装置の構成例を示す図である。なお、図3に示す帯域測定装置100は、帯域測定装置1、帯域測定装置1000及び帯域測定装置1100等の一例である。
[Configuration of Bandwidth Measuring Apparatus According to Second Embodiment]
Next, the configuration of the bandwidth measuring apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a bandwidth measuring apparatus according to the second embodiment. 3 is an example of the
例えば、図3に示すように、帯域測定装置100は、設定情報111と、測定情報112とを有する。また、帯域測定装置100は、制御通信部121と、装置制御部122と、プローブパケット生成部123と、パケット送信部124と、パケット受信部125と、パケット判別部126と、応答パケット生成部127と、パケットロス検出部128とを有する。
For example, as shown in FIG. 3, the
このうち、設定情報111と測定情報112とは、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。また、制御通信部121〜パケットロス検出部128は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路である。或いは、制御通信部121〜パケットロス検出部128は、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等の電子回路である。
Among these, the setting information 111 and the
ここで、図4を用いて、設定情報111に保持される情報を説明する。図4は、設定情報111に保持される情報の例を示す図である。例えば、図4に示すように、設定情報111は、測定対象となるエンドホスト装置を示す「送信元アドレス」と、該エンドホスト装置の通信先の装置であるエンドホスト装置を示す「宛先アドレス」とを保持する。加えて、設定情報111は、インターネットに接続されたルータ装置を示す「次ホップアドレス」と、1度で送信可能なデータの最大値を示す「経路MTU(Maximum Transmission Unit)値」とを保持する。なお、設定情報111は、上記の各種情報を「インデックス」に対応付けて保持する。 Here, the information held in the setting information 111 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of information held in the setting information 111. For example, as illustrated in FIG. 4, the setting information 111 includes a “source address” indicating an end host device to be measured and a “destination address” indicating an end host device that is a communication destination device of the end host device. And hold. In addition, the setting information 111 holds a “next hop address” indicating a router device connected to the Internet and a “route MTU (Maximum Transmission Unit) value” indicating the maximum value of data that can be transmitted at one time. . Note that the setting information 111 holds the above various types of information in association with “index”.
設定情報111に保持される情報の例を挙げると、設定情報111は、「インデックス:1」と、「送信元アドレス:192.0.1.10」と、「宛先アドレス:192.0.2.20」とを対応付けて保持する。加えて、設定情報111は、「インデックス:1」と、「次ホップアドレス:192.0.1.1」と、「経路MTU値:1500B(Byte)」とを対応付けて保持する。 As an example of information held in the setting information 111, the setting information 111 includes “index: 1”, “source address: 192.0.10.1”, and “destination address: 192.0.2”. .20 ”in association with each other. In addition, the setting information 111 holds “index: 1”, “next hop address: 192.0.1.1”, and “route MTU value: 1500 B (Byte)” in association with each other.
また、図5を用いて、測定情報112に保持される情報を説明する。図5は、測定情報112に保持される情報の例を示す図である。例えば、図5に示すように、測定情報112は、帯域測定の時系列を示す「測定状態」と、帯域測定時の送信帯域を示す「送信帯域値1」及び「送信帯域値2」とを保持する。加えて、測定情報112は、帯域測定のために送信されるプローブパケットのサイズを示す「プローブサイズ設定値」と、プローブパケットに対して送信先装置に要求する応答パケットのサイズを示す「応答サイズ要求値」とを保持する。加えて、測定情報112は、「シーケンス番号」と、「パケットロス率」とを保持する。なお、測定情報112は、上記の各種情報を「インデックス」に対応付けて保持する。
In addition, information held in the
測定情報112に保持される情報の例を挙げると、測定情報112は、「インデックス:2」と、「測定状態:フェーズ2」と、「送信帯域値1:5Mbps」と、「送信帯域値2:5Mpbs」とを対応付けて保持する。加えて、測定情報112は、「プローブサイズ設定値:1480B」と、「応答サイズ要求値:26B」と、「シーケンス番号:4000」と、「パケットロス率:1%」とを対応付けて保持する。
As an example of information held in the
図3の説明に戻り、制御通信部121は、例えば、制御通信ポートを介して行なわれるエンドホスト装置との通信を制御する。かかるエンドホスト装置との通信において、制御通信部121は、該エンドホスト装置からの制御信号に基づいて設定情報111を設定する。エンドホスト装置からの制御信号には、例えば、「送信元アドレス」、「宛先アドレス」、「次ホップアドレス」及び「経路MTU値」が含まれる。
Returning to the description of FIG. 3, the
装置制御部122は、例えば、帯域測定装置100を全体制御する。詳細には、装置制御部122は、測定情報112のエントリを確保して初期化を行ない、設定情報111のインデックスの値を測定情報112のインデックスに設定する。そして、装置制御部122は、設定情報111に保持された「経路MTU値」に従って、プローブパケットのサイズが到達可能な最大値になるように測定情報112の「プローブサイズ設定値」を設定する。なお、プローブパケットのサイズが到達可能な最大値とは、例えば、データの最大値である「経路MTU値」から20B程を減算した値になる。なお、減算する値については後述する。
For example, the
また同様に、装置制御部122は、応答パケットのサイズが到達可能な最大値になるように測定情報112の「応答サイズ要求値」を設定する。続いて、装置制御部122は、測定情報112の「送信帯域値1」に十分小さい値を初期値として設定するとともに、測定状態を「測定状態:フェーズ1」に遷移する。なお、「送信帯域値1」に設定される初期値は、最大の送信帯域値の4分の1以下が好ましい。
Similarly, the
プローブパケット生成部123は、例えば、プローブパケットの生成処理を実施する。詳細には、プローブパケット生成部123は、測定情報112に基づいて、「送信帯域値1」に応じた送信レート、「プローブサイズ設定値」に設定されたサイズでプローブパケットを生成する。また、プローブパケット生成部123は、「シーケンス番号」及び「応答サイズ要求値」に設定されたサイズで応答パケットを要求する情報をプローブパケットに付加する。
The
パケット送信部124は、例えば、プローブパケット生成部123によって生成されたプローブパケットを、ネットワークポートを介して送信する。また、パケット送信部124は、例えば、応答パケット生成部127によって生成された応答パケットを、ネットワークポートを介して送信する。プローブパケット及び応答パケットのプロトコルは、一つの態様として、IPv4(Internet Protocol version 4)やICMP(Internet Control Message Protocol)等を利用する。また、プローブパケット及び応答パケットのプロトコルは、他の態様として、IPv4の代替としてIPv6を、ICMPの代替としてUDP(User Datagram Protocol)を利用する。
For example, the
ここで、図6を用いて、ICMP Echoメッセージを用いたプローブパケットの形式を説明する。図6は、ICMP Echoメッセージを用いたプローブパケットの形式を示す図である。 Here, the format of the probe packet using the ICMP Echo message will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a format of a probe packet using an ICMP Echo message.
例えば、図6に示すように、プローブパケットのEchoメッセージは、応答パケットの要求通知を示す「タイプ(8)」と、帯域を測定するモードであることを示す「コード(1)」と、「チェックサム」とを有する。加えて、Echoメッセージは、上記のように付加される「応答サイズ」と、「シーケンス番号」とを有する。なお、Echoメッセージが有する「データ」領域には、任意の内容が格納されれば良い。かかる「データ」のサイズは、例えば、プローブパケットのサイズからICMPヘッダのサイズを減算したサイズになる。 For example, as shown in FIG. 6, the Echo message of the probe packet includes “type (8)” indicating a request notification of a response packet, “code (1)” indicating a mode for measuring a bandwidth, “ Checksum ". In addition, the Echo message has a “response size” and a “sequence number” added as described above. It should be noted that any content may be stored in the “data” area of the Echo message. The size of the “data” is, for example, a size obtained by subtracting the size of the ICMP header from the size of the probe packet.
次に、図7を用いて、ICMP Echo Replyメッセージを用いた応答パケットの形式を説明する。図7は、ICMP Echo Replyメッセージを用いた応答パケットの形式を示す図である。 Next, the format of a response packet using an ICMP Echo Reply message will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the format of a response packet using the ICMP Echo Reply message.
例えば、図7に示すように、応答パケットのEcho Replyメッセージは、応答パケットの通知を示す「タイプ(0)」と、帯域を測定するモードであることを示す「コード(1)」と、「チェックサム」とを有する。加えて、Echo Replyメッセージは、上記のように付加される「応答サイズ」と、「シーケンス番号」とを有する。なお、Echo Replyメッセージが有する「データ」領域には、任意の内容が格納されれば良い。かかる「データ」のサイズは、例えば、応答パケットのサイズからICMPヘッダのサイズを減算したサイズになる。 For example, as shown in FIG. 7, the Echo Reply message of the response packet includes “type (0)” indicating the notification of the response packet, “code (1)” indicating the band measurement mode, “ Checksum ". In addition, the Echo Reply message has a “response size” and a “sequence number” added as described above. It should be noted that any content may be stored in the “data” area of the Echo Reply message. The size of such “data” is, for example, a size obtained by subtracting the size of the ICMP header from the size of the response packet.
次に、図8を用いた、UDPを用いたプローブパケットの形式を説明する。図8は、UDPを用いたプローブパケットの形式を示す図である。 Next, a probe packet format using UDP will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a format of a probe packet using UDP.
例えば、図8に示すように、UDPを用いたプローブパケットは、プローブパケットの送信元を示す「送信元ポート」と、該プローブパケットの送信先を示す「宛先ポート」と、データの全体サイズを示す「データサイズ」と、「チェックサム」とを有する。加えて、UDPを用いたプローブパケットは、上記のように付加される「応答サイズ」と、「シーケンス番号」とを有する。なお、UDPを用いたプローブパケットが有する「データ」のサイズは、例えば、プローブパケットのサイズからUDPヘッダのサイズを減算したサイズになる。 For example, as shown in FIG. 8, a probe packet using UDP has a “transmission source port” indicating the transmission source of the probe packet, a “destination port” indicating the transmission destination of the probe packet, and the entire size of the data. It has a “data size” and a “checksum”. In addition, the probe packet using UDP has “response size” and “sequence number” added as described above. Note that the “data” size of the probe packet using UDP is, for example, a size obtained by subtracting the size of the UDP header from the size of the probe packet.
次に、図9を用いた、UDPを用いた応答パケットの形式を説明する。図9は、UDPを用いた応答パケットの形式を示す図である。 Next, the format of a response packet using UDP will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a format of a response packet using UDP.
例えば、図9に示すように、UDPを用いた応答パケットは、応答パケットの送信元を示す「送信元ポート」と、該応答パケットの送信先を示す「宛先ポート」と、データの全体サイズを示す「データサイズ」と、「チェックサム」とを有する。加えて、UDPを用いた応答パケットは、上記のように付加される「応答サイズ」と、「シーケンス番号」とを有する。なお、UDPを用いた応答パケットが有する「データ」のサイズは、例えば、応答パケットのサイズからUDPヘッダのサイズを減算したサイズになる。 For example, as shown in FIG. 9, a response packet using UDP includes a “transmission source port” indicating the transmission source of the response packet, a “destination port” indicating the transmission destination of the response packet, and the overall size of the data. It has a “data size” and a “checksum”. In addition, a response packet using UDP has a “response size” and a “sequence number” added as described above. The size of “data” included in the response packet using UDP is, for example, a size obtained by subtracting the size of the UDP header from the size of the response packet.
図3の説明に戻り、パケット受信部125は、例えば、ネットワークポートを介してプローブパケット又は応答パケットを受信する。パケット判別部126は、例えば、パケット受信部125によって受信されたパケットがプローブパケット若しくは応答パケットの何れであるかを判別する。そして、パケット判別部126は、受信されたパケットがプローブパケットである場合に、該プローブパケットを応答パケット生成部127に出力する。一方、パケット判別部126は、受信されたパケットが応答パケットである場合に、該応答パケットをパケットロス検出部128に出力する。
Returning to the description of FIG. 3, the
応答パケット生成部127は、例えば、パケット判別部126によって出力されたプローブパケットのフィールドから、「送信元アドレス」と「応答サイズ要求値」とを取得する。そして、応答パケット生成部127は、設定情報111に基づいて、「応答サイズ要求値」に応じたサイズの応答パケットを生成し、「送信元アドレス」に対して送信するようにパケット送信部124に出力する。
For example, the response
パケットロス検出部128は、例えば、パケット判別部126によって出力された応答パケットのフィールドから「シーケンス番号」の抜けを検査し、パケットロスを検出する。そして、パケットロス検出部128は、検出されたパケットロスの数の統計処理を実行し、測定情報112にパケットロス率として格納する。
The packet
上記処理について、帯域測定装置100は、パケットロス率が閾値を超えるまで「送信帯域値1」を増加させつつプローブパケットを送信する。その後、装置制御部122は、パケットロス率が所定の閾値を超えた場合に、応答パケットのサイズが到達可能な最小値になるように、測定情報112の「応答サイズ要求値」を設定する。
Regarding the above processing, the
続いて、装置制御部122は、測定情報112の「送信帯域値1」を「送信帯域値2」に設定するとともに、測定状態を「測定状態:フェーズ2」に遷移する。すなわち、帯域測定装置100は、パケットロスが生じたときの送信帯域値である「送信帯域値1」からさらに送信レートを上げつつプローブパケットを送信し、パケットロス率が閾値を超えた場合に処理を終了する。なお、上記処理の終了後、帯域測定装置100は、測定情報112に保持される「送信帯域値1」と、「送信帯域値2」とを含む情報を制御信号としてエンドホスト装置に対して送信する。
Subsequently, the
[実施例2に係る帯域測定処理]
次に、図10を用いて、実施例2に係る帯域測定処理を説明する。図10は、実施例2に係る帯域測定処理の例を示すフローチャートである。なお、図10では、制御通信部121によって設定情報111が設定された後の処理を説明する。
[Bandwidth Measurement Processing According to Second Embodiment]
Next, band measurement processing according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a flowchart illustrating an example of the bandwidth measurement process according to the second embodiment. In FIG. 10, processing after the setting information 111 is set by the
例えば、図10に示すように、装置制御部122は、測定情報112のエントリを確保して初期化を行ない、設定情報111のインデックスの値を測定情報112のインデックスに設定する(ステップS101)。そして、装置制御部122は、設定情報111の「経路MTU値」に従って、測定情報112のプローブパケットのサイズを最大値に設定する(ステップS102)。また同様に、装置制御部122は、測定情報112の応答パケットのサイズを最大値に設定する(ステップS103)。
For example, as illustrated in FIG. 10, the
続いて、装置制御部122は、測定情報112の「送信帯域値1」に十分小さい値を初期値として設定し(ステップS104)、測定状態を「測定状態:フェーズ1」に遷移する(ステップS105)。その後、プローブパケット生成部123は、測定情報112に基づいて、「送信帯域値1」に応じた送信レート、「プローブサイズ設定値」に設定されたサイズでプローブパケットを生成する。このとき、プローブパケット生成部123は、「シーケンス番号」及び「応答サイズ要求値」に設定されたサイズで応答パケットを要求する情報をプローブパケットに付加する。そして、パケット送信部124は、プローブパケット生成部123によって生成されたプローブパケットを送信先アドレス宛てに送信する(ステップS106)。
Subsequently, the
また、プローブパケットを受信した帯域測定装置は、該プローブパケットから「送信元アドレス」と「応答サイズ要求値」とを取得し、該「応答サイズ要求値」に応じたサイズの応答パケットを送信元アドレス宛てに送信する。 Further, the bandwidth measuring apparatus that has received the probe packet acquires the “source address” and the “response size request value” from the probe packet, and sends the response packet having a size corresponding to the “response size request value” to the source. Send to address.
続いて、パケットロス検出部128は、パケット受信部125によって受信された応答パケットに基づき、パケットのロス率が閾値を超えたか否かを判定する(ステップS107)。その後、パケットロス検出部128は、パケットのロス率が閾値を超えていない場合に(ステップS107否定)、「送信帯域値1」を増加させ(ステップS108)、ステップS106の処理を再度実行する。
Subsequently, the packet
一方、装置制御部122は、パケットロス検出部128によってパケットのロス率が閾値を超えたと判定された場合に(ステップS107肯定)、測定情報112の応答パケットのサイズを最小値に設定する(ステップS109)。そして、装置制御部122は、測定情報112の「送信帯域値2」に、パケットロスが生じたときの「送信帯域値1」を設定し(ステップS110)、測定状態を「測定状態:フェーズ2」に遷移する(ステップS111)。
On the other hand, when the packet
続いて、プローブパケット生成部123は、測定情報112に基づいて、「送信帯域値2」に応じた送信レート、「プローブサイズ設定値」に設定されたサイズでプローブパケットを生成する。このとき、プローブパケット生成部123は、「シーケンス番号」及び「応答サイズ要求値」に設定されたサイズで応答パケットを要求する情報をプローブパケットに付加する。その後、パケット送信部124は、プローブパケット生成部123によって生成されたプローブパケットを送信先アドレス宛てに送信する(ステップS112)。
Subsequently, based on the
また、プローブパケットを受信した帯域測定装置は、該プローブパケットから「送信元アドレス」と「応答サイズ要求値」とを取得し、該「応答サイズ要求値」に応じたサイズの応答パケットを送信元アドレス宛てに送信する。 Further, the bandwidth measuring apparatus that has received the probe packet acquires the “source address” and the “response size request value” from the probe packet, and sends the response packet having a size corresponding to the “response size request value” to the source. Send to address.
そして、パケットロス検出部128は、パケット受信部125によって受信された応答パケットに基づき、パケットのロス率が閾値を超えたか否かを判定する(ステップS113)。続いて、パケットロス検出部128は、パケットのロス率が閾値を超えていない場合に(ステップS113否定)、「送信帯域値2」を増加させ(ステップS114)、ステップS112の処理を再度実行する。一方、パケットロス検出部128は、パケットのロス率が閾値を超えたと判定した場合に(ステップS113肯定)、処理を終了する。
Then, the packet
なお、帯域測定処理を実行した帯域測定装置100は、測定結果として得られるパケットロスが生じたときの「送信帯域値1」と「送信帯域値2」とをエンドホスト装置に対して通知する。測定結果を通知されたエンドホスト装置は、通信先のエンドホスト装置との通信経路上のボトルネックポイントの状況について、双方向で帯域が独立しているか、若しくは双方向で帯域を共有しているかを判定する。そして、エンドホスト装置は、ボトルネックポイントが転送可能な帯域を双方向で共有していることを検出した場合に、該エンドホスト装置による好適な送信帯域制御を実施できる。
The
[測定された帯域のパターン]
次に、図11及び図12を用いて、測定された帯域のパターンを説明する。図11は、双方向で帯域が独立している場合の帯域測定パターンの例を示す図である。図12は、双方向で帯域を共有している場合の帯域測定パターンの例を示す図である。なお、図11及び図12では、縦軸を「送信帯域」、横軸を「フェーズ」とする。
[Measured bandwidth pattern]
Next, the measured band pattern will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a band measurement pattern when the bands are independent in both directions. FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a band measurement pattern when a band is shared in both directions. In FIGS. 11 and 12, the vertical axis represents “transmission band” and the horizontal axis represents “phase”.
例えば、図11に示すように、双方向で帯域が独立している場合には、「送信帯域値2」が「送信帯域値1」とほぼ等しくなる。また、図11の(A)は、パケットロスの検出を示し、図11の(B)は、パケットロスが継続していることを示す。
For example, as shown in FIG. 11, when the bands are independent in both directions, “
例えば、図12に示すように、双方向で帯域を共有している場合には、「送信帯域値2」が「送信帯域値1」よりも大きくなる。また、図12の(C)及び(D)は、パケットロスの検出を示す。なお、「送信帯域値2」は、転送可能な帯域の概ねの値として利用可能である。
For example, as shown in FIG. 12, when a band is shared in both directions, “
[実施例2による効果]
上述したように、帯域測定装置100は、インターネットを経由した通信におけるボトルネックポイントについて、転送可能な帯域を双方向で共有していることを検出するための情報を出力する。この結果、帯域測定装置100は、エンドホスト装置による好適な送信帯域の制御の実施のための情報を提供するので、インターネットを経由した通信の経路上における輻輳を防止することができる。
[Effects of Example 2]
As described above, the
さて、これまで本願に開示する帯域測定装置の実施例について説明したが、上述した実施例以外にも種々の異なる形態にて実施されてよいものである。そこで、(1)帯域測定装置の役割、(2)帯域の判定、(3)装置の構成、(4)プログラム、において異なる実施例を説明する。 Although the embodiments of the band measuring device disclosed in the present application have been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the embodiments described above. Therefore, different embodiments will be described in (1) the role of the band measuring device, (2) band determination, (3) device configuration, and (4) program.
(1)帯域測定装置の役割
上記実施例では、ネットワーク内に同一の機能を有する帯域測定装置を複数設ける場合を説明したが、該帯域測定装置をパケットの要求側と応答側とで役割を分けることにしても良い。そこで、以下では、帯域測定装置をパケットの要求側と応答側とで役割を分ける場合を説明する。
(1) Role of Bandwidth Measuring Device In the above embodiment, a case has been described where a plurality of bandwidth measuring devices having the same function are provided in the network. Anyway. Therefore, in the following, a case will be described in which the bandwidth measuring device is divided into roles on the packet requesting side and the response side.
図13を用いて、帯域測定装置を要求側と応答側とに分けた場合のネットワークの構成を説明する。図13は、帯域測定装置を要求側と応答側とに分けた場合のネットワーク構成例を示す図である。なお、以下では、図13に示した各装置について、図2と同様の機能を有するものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。 The configuration of the network when the bandwidth measuring device is divided into the request side and the response side will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram illustrating a network configuration example when the bandwidth measuring device is divided into a request side and a response side. In the following, for each device shown in FIG. 13, those having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
例えば、図13に示すように、ネットワークは、要求側帯域測定装置1000a、エンドホスト装置2000、ルータ装置3000、応答側帯域測定装置1100b、エンドホスト装置2100及びルータ装置3100を有する。なお、図13では、2つのエンドホスト装置による2点間のネットワークを示したが、地点数が各装置の数はこれに限られるものではない。
For example, as illustrated in FIG. 13, the network includes a request side
上記構成において、要求側帯域測定装置1000aと応答側帯域測定装置1100bとは、エンドホスト装置2000及びエンドホスト装置2100間における送信帯域を測定する。なお、要求側帯域測定装置1000aや応答側帯域測定装置1100bによる処理の詳細については後述する。
In the above configuration, the request side
次に、図14を用いて、要求側帯域測定装置の構成を説明する。図14は、要求側帯域測定装置の構成例を示す図である。なお、図14に示す要求側帯域測定装置100aは、要求側帯域測定装置1000aの一例である。なお、図14では、図3に示した帯域測定装置100と同様の機能を有するものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, the configuration of the request side bandwidth measuring apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a request side bandwidth measuring apparatus. Note that the request side
例えば、図14に示すように、要求側帯域測定装置100aは、設定情報111と、測定情報112とを有する。また、要求側帯域測定装置100aは、制御通信部121と、装置制御部122と、プローブパケット生成部123と、パケット送信部124と、パケット受信部125と、パケットロス検出部128とを有する。
For example, as shown in FIG. 14, the request side
すなわち、要求側帯域測定装置100aは、上記の帯域測定装置100における応答パケットを要求し、該応答パケットに基づいてパケットロスを検出する処理を実施するものである。
That is, the request side
次に、図15を用いて、応答側帯域測定装置の構成を説明する。図15は、応答側帯域測定装置の構成例を示す図である。なお、図15に示す応答側帯域測定装置100bは、応答側帯域測定装置1100bの一例である。なお、図15では、図3に示した帯域測定装置100と同様の機能を有するものについては同一の符号を付し、その説明を省略する。
Next, the configuration of the response side band measuring apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a response-side band measurement device. Note that the response-side
例えば、図15に示すように、応答側帯域測定装置100bは、設定情報111と、測定情報112とを有する。また、応答側帯域測定装置100bは、制御通信部121と、装置制御部122と、パケット送信部124と、パケット受信部125と、応答パケット生成部127とを有する。
For example, as illustrated in FIG. 15, the response-side
すなわち、応答側帯域測定装置100bは、上記の帯域測定装置100におけるプローブパケットを受信し、該プローブパケットに含まれる情報に基づいて応答パケットを生成し、該応答パケットを送信する処理を実施するものである。
That is, the response-side
(2)帯域の判定
また、上記実施例では、帯域測定装置100が測定した帯域の測定結果を用いて、エンドホスト装置が帯域の独立或いは共有を判定する場合を説明したが、帯域測定装置100が帯域の独立或いは共有を判定してエンドホスト装置に出力することにしても良い。
(2) Band Determination In the above embodiment, the case where the end host device determines whether the band is independent or shared using the band measurement result measured by the
(3)装置の構成
また、上記文書中や図面中等で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータ等を含む情報(例えば、「設定情報111に含まれる情報」等)については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
(3) Device configuration Information including processing procedures, control procedures, specific names, various data, parameters, and the like shown in the document and drawings (for example, “information included in setting information 111”) About can be changed arbitrarily unless otherwise specified.
また、図示した帯域測定装置100等の各構成要素は、機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は、図示のものに限られず、その全部又は一部を各種の負担や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合することができる。例えば、パケット送信部124とパケット受信部125とは、プローブパケットを送信及び応答パケットを受信する「パケット送受処理部」として統合しても良い。
The constituent elements of the illustrated
また、上記実施例では、エンドホスト装置に接続される場合の帯域測定装置100を説明したが、該帯域測定装置100の機能をエンドホスト装置に組み込むことにしても良い。
In the above embodiment, the
(4)プログラム
ところで、上記実施例では、ハードウェアロジックによって各種の処理を実現する場合を説明したが、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することによって実現するようにしても良い。そこで、以下では、図16を用いて、上記実施例に示した帯域測定装置1と同様の機能を有する帯域測定プログラムを実行するコンピュータの一例を説明する。図16は、帯域測定プログラムを実行するコンピュータの例を示す図である。
(4) Program In the above embodiment, the case where various processes are realized by hardware logic has been described. However, it may be realized by executing a program prepared in advance by a computer. Therefore, in the following, an example of a computer that executes a bandwidth measurement program having the same function as that of the
図16に示すように、帯域測定装置1としてのコンピュータ11は、バス18で接続されるHDD13、CPU14、ROM15及びRAM16等を有する。
As shown in FIG. 16, the
ROM15には、上記実施例に示した帯域測定装置1と同様の機能を発揮する帯域測定プログラムが予め記憶されている。つまり、ROM15には、図16に示すように、第1設定プログラム15aと、第1送信プログラム15bと、第2設定プログラム15cと、第2送信プログラム15dとが予め記憶されている。なお、これらのプログラム15a〜プログラム15dについては、図1に示した帯域測定装置1の各構成要素と同様、適宜統合または分散しても良い。
The
そして、CPU14がこれらのプログラム15a〜プログラム15dをROM15から読み出して実行する。これにより、図16に示すように、プログラム15a〜プログラム15dは、第1設定プロセス14aと、第1送信プロセス14bと、第2設定プロセス14cと、第2送信プロセス14dとして機能するようになる。なお、プロセス14a〜プロセス14dは、図1に示した、第1設定部2と、第1送信部3と、第2設定部4と、第2送信部5とに対応する。そして、CPU14は、RAM16に記録されたデータに基づいて帯域測定プログラムを実行する。
Then, the CPU 14 reads these
なお、上記各プログラム15a〜プログラム15dについては、必ずしも最初からROM15に記憶させておく必要はない。例えば、コンピュータ11に挿入されるフレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、DVDディスク、光磁気ディスク、ICカード等の「可搬用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておいても良い。また、例えば、コンピュータ11の内外に備えられるHDD等の「固定用の物理媒体」に各プログラムを記憶させておいても良い。また、例えば、公衆回線、インターネット、LAN、WANなどを介してコンピュータ11に接続される「他のコンピュータ(またはサーバ)」等に各プログラムを記憶させておいても良い。そして、コンピュータ11がこれから各プログラムを読み出して実行するようにしても良い。
Note that the
100 帯域測定装置
111 設定情報
112 測定情報
121 制御通信部
122 装置制御部
123 プローブパケット生成部
124 パケット送信部
125 パケット受信部
126 パケット判別部
127 応答パケット生成部
128 パケットロス検出部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1設定部によって設定されたプローブパケット及び応答パケットのサイズで、パケットロスが生じるまで送信帯域値を上げつつ、該応答パケットを送信する応答装置に対してプローブパケットを送信する第1送信部と、
前記応答パケットのサイズを前記所定値よりも小さい値に設定する第2設定部と、
前記第1設定部によって設定されたプローブパケット、及び、前記第2設定部によって設定された応答パケットのサイズで、前記第1送信部によるプローブパケットの送信でパケットロスが生じたときの送信帯域値からパケットロスが生じるまでさらに送信帯域値を上げつつ、前記応答装置に対してプローブパケットを送信する第2送信部と
を有することを特徴とする帯域測定装置。 A first setting unit that sets a probe packet and a size of a response packet to the probe packet to a predetermined value;
A first transmitter that transmits a probe packet to a response device that transmits the response packet while increasing the transmission band value until a packet loss occurs with the size of the probe packet and the response packet set by the first setting unit When,
A second setting unit for setting the size of the response packet to a value smaller than the predetermined value;
Transmission band value when packet loss occurs in probe packet transmission by the first transmission unit with the size of the probe packet set by the first setting unit and the response packet set by the second setting unit And a second transmitter for transmitting a probe packet to the response device while further increasing the transmission bandwidth value until packet loss occurs.
前記第2設定部は、前記応答パケットのサイズを最小値に設定することを特徴とする請求項1に記載の帯域測定装置。 The first setting unit sets the size of the probe packet and the response packet to a maximum value,
The band measuring device according to claim 1, wherein the second setting unit sets the size of the response packet to a minimum value.
前記要求側帯域測定装置は、
前記プローブパケット及び前記応答パケットのサイズを所定値に設定する第1設定部と、
前記第1設定部によって設定されたプローブパケット及び応答パケットのサイズで、パケットロスが生じるまで送信帯域値を上げつつ、前記応答側帯域測定装置に対してプローブパケットを送信する第1送信部と、
前記応答パケットのサイズを前記所定値よりも小さい値に設定する第2設定部と、
前記第1設定部によって設定されたプローブパケット、及び、前記第2設定部によって設定された応答パケットのサイズで、前記第1送信部によるプローブパケットの送信でパケットロスが生じたときの送信帯域値からパケットロスが生じるまでさらに送信帯域値を上げつつ、前記応答側帯域測定装置に対してプローブパケットを送信する第2送信部と
を有し、
前記応答側帯域測定装置は、
前記第1送信部によって送信されたプローブパケットに含まれる応答パケットのサイズの設定値に応じた応答パケットを前記要求側帯域測定装置に対して送信する第1応答パケット送信部と、
前記第2送信部によって送信されたプローブパケットに含まれる応答パケットのサイズの設定値に応じた応答パケットを前記要求側帯域測定装置に対して送信する第2応答パケット送信部と
を有することを特徴とする帯域測定システム。 A bandwidth measurement system comprising: a request side bandwidth measurement device that requests a response packet for a probe packet to be transmitted; and a response side bandwidth measurement device that transmits the response packet,
The request side bandwidth measuring device includes:
A first setting unit that sets a size of the probe packet and the response packet to a predetermined value;
A first transmission unit configured to transmit a probe packet to the response-side band measuring device while increasing a transmission band value until a packet loss occurs with the size of the probe packet and the response packet set by the first setting unit;
A second setting unit for setting the size of the response packet to a value smaller than the predetermined value;
Transmission band value when packet loss occurs in probe packet transmission by the first transmission unit with the size of the probe packet set by the first setting unit and the response packet set by the second setting unit A second transmission unit that transmits a probe packet to the response side bandwidth measuring device while further increasing the transmission bandwidth value until packet loss occurs from
The response side band measuring device is:
A first response packet transmitter that transmits a response packet according to a setting value of a size of a response packet included in the probe packet transmitted by the first transmitter to the request side bandwidth measuring device;
A second response packet transmitter configured to transmit a response packet corresponding to a set value of a size of a response packet included in the probe packet transmitted by the second transmitter to the request side bandwidth measuring device. Bandwidth measurement system.
前記第1設定手順によって設定されたプローブパケット及び応答パケットのサイズで、パケットロスが生じるまで送信帯域値を上げつつ、該応答パケットを送信する応答装置に対してプローブパケットを送信する第1送信手順と、
前記応答パケットのサイズを前記所定値よりも小さい値に設定する第2設定手順と、
前記第1設定手順によって設定されたプローブパケット、及び、前記第2設定手順によって設定された応答パケットのサイズで、前記第1送信手順によるプローブパケットの送信でパケットロスが生じたときの送信帯域値からパケットロスが生じるまでさらに送信帯域値を上げつつ、前記応答装置に対してプローブパケットを送信する第2送信手順と
をコンピュータに実行させることを特徴とする帯域測定プログラム。 A first setting procedure for setting a probe packet and a size of a response packet to the probe packet to a predetermined value;
A first transmission procedure for transmitting a probe packet to a response device that transmits the response packet while increasing the transmission band value until a packet loss occurs with the size of the probe packet and the response packet set by the first setting procedure When,
A second setting procedure for setting the size of the response packet to a value smaller than the predetermined value;
Transmission band value when packet loss occurs in probe packet transmission by the first transmission procedure with the size of the probe packet set by the first setting procedure and the response packet set by the second setting procedure And a second transmission procedure for transmitting a probe packet to the response device while further increasing the transmission band value until packet loss occurs.
プローブパケット及び該プローブパケットに対する応答パケットのサイズを所定値に設定する第1設定部と、
前記第1設定部によって設定されたプローブパケット及び応答パケットのサイズで、パケットロスが生じるまで送信帯域値を上げつつ、該応答パケットを送信する前記通信先装置に対してプローブパケットを送信する第1送信部と、
前記応答パケットのサイズを前記所定値よりも小さい値に設定する第2設定部と、
前記第1設定部によって設定されたプローブパケット、及び、前記第2設定部によって設定された応答パケットのサイズで、前記第1送信部によるプローブパケットの送信でパケットロスが生じたときの送信帯域値からパケットロスが生じるまでさらに送信帯域値を上げつつ、前記通信先装置に対してプローブパケットを送信する第2送信部と、
前記第1送信部によってパケットロスが生じるまで上げられた送信帯域値と、前記第2送信部によってパケットロスが生じるまで上げられた送信帯域値とに基づいて、自装置と前記通信先装置との双方向で帯域が独立しているか、若しくは共有しているかを判定する判定部と
を有することを特徴とする通信装置。 A communication device that transmits and receives data to and from a communication destination device.
A first setting unit that sets a probe packet and a size of a response packet to the probe packet to a predetermined value;
A probe packet is transmitted to the communication destination device that transmits the response packet while increasing the transmission bandwidth value until the packet loss occurs with the size of the probe packet and the response packet set by the first setting unit. A transmission unit;
A second setting unit for setting the size of the response packet to a value smaller than the predetermined value;
Transmission band value when packet loss occurs in probe packet transmission by the first transmission unit with the size of the probe packet set by the first setting unit and the response packet set by the second setting unit A second transmission unit for transmitting a probe packet to the communication destination device while further increasing the transmission band value until packet loss occurs from
Based on the transmission band value raised until packet loss occurs by the first transmission unit and the transmission band value raised until packet loss occurs by the second transmission unit, the own device and the communication destination device And a determination unit that determines whether the bandwidth is independent or shared in both directions.
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