JP5534481B2 - 通信品質監視システム、通信品質監視方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、通信品質監視システムに関し、特に、外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークにおける通信品質監視システムに関する。

既存の通信品質監視システムの一例が、非特許文献１、特許文献１に記載されている。

非特許文献１には、ネットワークトモグラフィ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）と呼ばれる技術の一方式が記載されている。この方式では、ネットワークシステム上にプローブ端末と呼ばれる通信品質測定装置を複数設置し、通信品質の劣化箇所を推定している。

また、特許文献１では、大規模ネットワークシステムの監視を可能にするために、ツリー型のネットワークを前提とし、遅延原因部分と絞り込み、原因部分のネットワーク機器の稼働情報を収集するための仕組みを用意している。

上記の技術とは別に、非特許文献２には、新たなネットワークフレームワークとしてオープンフローフレームワーク（ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）が記載されている。

オープンフローフレームワークは、パケットの転送規則（ルール及びアクション）をコントローラに問合せするオープンフロースイッチ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ）と、ネットワーク状況を把握し、パケットの転送経路を算出し、パケットの転送規則を決定し、オープンフロースイッチに転送規則を設定するオープンフローコントローラ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を含む。オープンフローコントローラとオープンフロースイッチの間は、オープンフローコントローラがオープンフロープロトコルに準拠した制御メッセージを用いてオープンフロースイッチを制御するためのセキュアチャネル（Ｓｅｃｕｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ）により接続されている。これにより、新たなアイデア等を実装した制御アルゴリズムをネットワーク環境に容易に適用することを可能にしている。

オープンフロースイッチとは、オープンフローネットワークを形成し、コントローラの制御下にあるエッジスイッチ及びコアスイッチのことである。オープンフローネットワークにおける入力側エッジスイッチでのパケットの受信から出力側エッジスイッチでの送信までのパケットの一連の流れをフロー（Ｆｌｏｗ）と呼ぶ。

転送規則のルールは、パケットの各プロトコル階層のヘッダ領域に含まれる宛先アドレス（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ａｄｄｒｅｓｓ）、送信元アドレス（Ｓｏｕｒｃｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）、宛先ポート（Ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ Ｐｏｒｔ）、送信元ポート（Ｓｏｕｒｃｅ Ｐｏｒｔ）のいずれか又は全てを用いた様々な組合せにより定義され、区別可能である。なお、上記のアドレスには、ＭＡＣアドレス（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｄｄｒｅｓｓ）やＩＰアドレス（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ａｄｄｒｅｓｓ）を含むものとする。また、上記に加えて、入口ポート（Ｉｎｇｒｅｓｓ Ｐｏｒｔ）の情報も、転送規則として使用可能である。

転送規則のアクションは、「特定のポートに出力する」、「廃棄する」、「ヘッダを書き換える」といった動作を示す。例えば、オープンフロースイッチは、フローエントリのアクションに出力ポートの識別情報（出力ポート番号等）が示されていれば、これに該当するポートにパケットを出力し、出力ポートの識別情報が示されていなければ、パケットを破棄する。或いは、オープンフロースイッチは、フローエントリのアクションにヘッダ情報が示されていれば、当該ヘッダ情報に基づいてパケットのヘッダを書き換える。

オープンフロースイッチは、フローエントリのルールに適合するパケット群（パケット系列）に対して、フローエントリのアクションを実行する。

オープンフロー技術の詳細については、非特許文献３に記載されている。

非特許文献４には、このオープンフローフレームワークを利用したネットワークトモグラフィ技術が記載されている。非特許文献４では、監視経路が設定できることにより、少ないプローブ端末からネットワークを網羅的に監視する経路を求め、設定、監視することで、少ないプローブ端末での通信の品質監視を可能にしている。

既存の監視システムの問題点は、監視コストが高いという点である。その理由は、多くの監視システムは、ネットワークの全ての端末や全てのエッジ端末に監視機能を設けなければならないという点にある。また、各監視機能に対して、多くの監視経路が設定される必要がある。例えば、非特許文献４においては、監視機能を縮小できるというメリットがあるものの、ネットワークを網羅的に観測可能にするために、多くの監視経路を設定する必要があり、監視パケットが多く流れることになる。

また、監視経路が多く設定されることで、情報同期や情報収集のためのネットワーク負荷を必要とする。

特開２００４−１０４５４０号公報

小林 正好・村瀬 勉 著、「網品質劣化箇所推定における高精度の非劣化リンク除去法の提案と評価」、電子情報通信学会技術研究報告 Ｖｏｌ．１０５、Ｎｏ．６２８ＩＮ２００５−１９７、２００６年３月、ｐｐ．２４３−２４８ Ｎｉｃｋ ＭｃＫｅｏｗｎ，ｅｔ ａｌ． 「ＯｐｅｎＦｌｏｗ： Ｅｎａｂｌｉｎｇ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃａｍｐｕｓ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」，［ｏｎｌｉｎｅ］，［２０１０年６月３日検索］，インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｏｐｅｎｆｌｏｗ−ｗｐ−ｌａｔｅｓｔ．ｐｄｆ） "ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｓｗｉｔｃｈ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ， Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０．０"，［ｏｎｌｉｎｅ］，Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ３１，２００９，［２０１１年５月１６日検索］，インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗｓｗｉｔｃｈ．ｏｒｇ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／ｏｐｅｎｆｌｏｗ−ｓｐｅｃ−ｖ１．０．０．ｐｄｆ） 波多野洋一・山崎康広、下西英之 著、「ＯｐｅｎＦｌｏｗネットワークを用いたネットワーク品質劣化箇所推定における品質計測の効率化」、電子情報通信学会技術研究報告Ｖｏｌ．１０９、Ｎｏ．４４８ ＮＳ２００９−１６６、２０１０年３月、ｐｐ．２５−３０

本発明の目的は、ネットワークの監視コストを抑えながら、品質劣化箇所を特定する通信品質監視システムを提供することにある。

本発明の通信品質監視システムは、外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークにおいて、ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための通常監視経路（通信品質劣化通常時監視経路）を決定する通常監視経路設計部と、ネットワークの品質劣化発生時に、通常監視経路よりも通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための範囲限定監視経路（通信品質劣化範囲限定監視経路）を決定する品質劣化箇所監視経路設計部と、通常監視経路及び範囲限定監視経路をパケット転送経路として設定する転送規則設定部と、通常監視経路及び範囲限定監視経路の通信状況を把握し、通信品質を測定する通信品質測定部と、通信品質測定の結果から、品質劣化の発生、及び、発生範囲を推定する通信品質劣化箇所推定部とを具備する。

本発明のネットワーク監視方法は、計算機により実施されるネットワーク監視方法であって、外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークにおいて、ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための通常監視経路を決定することと、ネットワークの品質劣化発生時に、通常監視経路よりも通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための範囲限定監視経路を決定することと、通常監視経路及び範囲限定監視経路をパケット転送経路として設定することと、通常監視経路及び範囲限定監視経路の通信状況を通信品質として測定することと、通信品質測定の結果から、品質劣化の発生、及び、発生範囲を推定することとを含む。

本発明のプログラムは、上記のネットワーク監視方法における処理を、計算機に実行させるためのプログラムである。なお、本発明のプログラムは、記憶装置や記憶媒体に格納することが可能である。

これにより、外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークにおいて、動的に監視範囲を変更できるようになる。

本発明の第１実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の動作を示す流れ図（フローチャート）である。 本発明の第１実施形態の動作を示す流れ図である。 本発明を実施するための各形態の動作の具体例を示す図である。 本発明の第１実施形態の動作の具体例１を示す図である。 本発明の第１実施形態の動作の具体例２を示す図である。 本発明の第１実施形態の動作の具体例３を示す図である。 本発明の第１実施形態の動作の具体例４を示す図である。 本発明の第１実施形態の動作の具体例５を示す図である。 本発明の第１実施形態において、トポロジ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｏｐｏｌｏｇｙ）変更に対応するための動作を示す流れ図である。 本発明の第２実施形態の構成を示すプロック図である。 本発明の第２実施形態の動作を示す流れ図である。 本発明の第２実施形態の動作を示す流れ図である。 本発明の第３実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態の動作を示す流れ図である。 本発明の第３実施形態の動作を示す流れ図である。 本発明の第３実施形態の動作の具体例１を示す図である。 本発明の第３実施形態の動作の具体例２を示す図である。 本発明の第３実施形態の動作の具体例３を示す図である。 本発明の第３実施形態の動作の変更例を示す図である。 本発明を実現するための具体的な実施例１を示す図である。 本発明を実現するための具体的な実施例２を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下に、本発明の第１実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明の第１実施形態における通信品質監視システムは、トポロジ情報取得部１１と、通常監視経路設計部１２と、転送規則設定部１３と、通信品質測定部１４と、通信品質劣化箇所推定部１５と、品質劣化箇所監視経路設計部１６を含む。

また、Ｎ個のパケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ：ｎは任意）が、転送規則設定部１３や通信品質測定部１４に接続されている。パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、実際のパケットを通信・転送する機器である。

［構成の詳細］
これらの各部は、それぞれ次のように動作する。

トポロジ情報取得部１１は、トポロジ情報を取得する。トポロジ情報とは、コンピュータネットワークの各端末や制御機器がどのような形態で接続されるかを示す情報である。

ネットワーク管理システムがトポロジ情報を保持している場合、トポロジ情報取得部１１は、ネットワーク管理システムに問合せをすることで、トポロジ情報を取得することができる。ネットワーク管理システムとは、ネットワークの管理を行うためのハードウェア、及びソフトウェアの総称である。

また、トポロジ情報取得部１１は、独自のトポロジ発見プロトコル（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やトポロジ発見のための情報提供プロトコル等を用いて、各機器からの応答メッセージ等を基に、トポロジ情報を作成することも可能である。

また、トポロジ情報取得部１１は、情報効率化のためにトポロジ情報をキャッシュ（ｃａｃｈｅ）等として保持する機能を保有しても良い。キャッシュとは、高速な記憶装置に複製された使用頻度の高いデータを指す。

トポロジ情報取得部１１は、所定のタイミングで、トポロジ情報を取得することができる。例えば、トポロジ情報取得部１１は、監視システムの開始の時に、トポロジ情報を取得する。或いは、トポロジ情報取得部１１は、トポロジ情報が変更された時点で、トポロジ情報を取得する。このために、ネットワーク管理システムにトポロジ情報を問い合わせることで、トポロジ情報の変更通知をコールバックする仕組みを活用する。或いは、トポロジ情報取得部１１は、周期的にトポロジ情報を取得する。

トポロジ情報取得部１１は、トポロジ情報に変更があった場合に、通常監視経路設計部１２に、トポロジ情報の変更を通知する。

トポロジ情報取得部１１は、品質劣化箇所監視経路設計部１６からトポロジ情報の問合せがあった際に、トポロジ情報を取得し、応答として品質劣化箇所監視経路設計部１６にトポロジ情報を通知する。

通常監視経路設計部１２は、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報の変更を通知された場合に、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得し、監視対象とするネットワーク上の経路に通信品質劣化が生じたことを検出するための監視フローの通信経路を計算する。

この監視フローの通信経路の計算方法（計算式）を、「通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズム」と呼ぶ。

通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムについては後述する。

また、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムに基づく計算により求められた通信経路を、「通信品質劣化通常時監視経路」（通常監視経路）と呼ぶ。

すなわち、「通信品質劣化通常時監視経路」は、ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視フローの通信経路である。

通常監視経路設計部１２は、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムを用いて計算を行い、通信品質劣化通常時監視経路を決定する。

通常監視経路設計部１２は、決定した通信品質劣化通常時監視経路を転送規則設定部１３に通知し、経路設定を行わせる。すなわち、通常監視経路設計部１２は、転送規則設定部１３に対して、通信品質劣化通常時監視経路の設定を要求する。

また、通常監視経路設計部１２は、決定した通信品質劣化通常時監視経路を通信品質測定部１４に通知し、品質測定を開始させる。すなわち、通常監視経路設計部１２は、通信品質測定部１４に対して、通信品質劣化通常時監視経路の品質測定の開始を要求する。

転送規則設定部１３は、通常監視経路設計部１２から通信品質劣化通常時監視経路を通知された場合、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）への転送規則を生成し、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に設定する。これにより、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、通信品質劣化通常時監視経路を経由する通信が可能になる。転送規則設定部１３は、通常、オンラインサービス等のサービス用の通信も制御するため、ネットワーク管理システムに実装されていることがある。

通信品質測定部１４は、通常監視経路設計部１２で決定された通信品質劣化通常時監視経路、及び、品質劣化箇所監視経路設計部１６で決定された通信品質劣化範囲限定監視経路を監視するための監視フローを、該当パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝ｍ〜ｎ、１≦ｍ≦ｎ）に送信し、監視フローの通信品質を測定する。そして、通信品質測定部１４は、測定結果を通信品質劣化箇所推定部１５に通知する。

通信品質劣化範囲限定監視経路については、品質劣化箇所監視経路設計部１６と共に説明する。

また、通信品質の測定としては、パケットのロス率（損失率）、遅延時間の統計値（平均、最小、最大等）、帯域幅等で判断することができる。また、測定タイミングも定常的、周期的と様々な方式で実装できる。

通信品質測定部１４は、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のように、多くの機器に実装されるトラヒック計測機能で実現できる。

なお、通信品質測定部１４は、少なくとも１台のプローブ端末上で実装すれば実現可能であるため、本実施形態、及び、以降の説明では、説明の簡略化のため、１台の機器上で実装されることを前提に説明することとする。

複数の機器で実装された場合は、各経路計算アルゴリズムにおいて、複数の機器に実装されている点を考慮して経路を決定することと、通信品質劣化箇所推定部１５が情報集する対象が複数になることが異なるだけである。

複数の機器で実施された場合が良いのは、以下の３点を考慮した設計をする場合である。
１．１台のプローブ端末で監視処理量が足りなくなる場合。
２．特定のプローブ端末、及び、その付近でのパケット転送部の故障した場合に、その機器の先のネットワークに対する品質劣化推定を行いたい場合。
３．監視フローが及ぼすネットワーク負荷をネットワーク全体で平滑化したい場合。

通信品質劣化箇所推定部１５は、通信品質測定部１４から通知された通信品質を基に品質劣化箇所を推定する。品質劣化箇所が推定された場合は、品質劣化が現れたことのアラーム（警告）メッセージを対応するネットワーク管理システムやログ収集システムに通知する。

また、通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定された場合に、推定結果を品質劣化箇所監視経路設計部１６に通知する。

品質劣化箇所推定方法の例として、多くの品質劣化フローを含む劣化箇所を推定する方法が挙げられる。また、別の例として、集合被覆問題（Ｓｅｔ ｃｏｖｅｒｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍ）として定義し、それらの解法を用いて推定する方法が挙げられる。

すなわち、品質劣化監視フローを満たす最も少ない箇所の組合せを求め、求められた箇所の組合せを品質劣化箇所として推定することができる。

通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所監視経路設計部１６に通知する推定結果として、少なくとも品質劣化箇所を通知する。また、通信品質劣化箇所推定部１５は、補助の情報として、品質劣化推定の要因となる品質劣化フローを品質劣化箇所に関連付けて品質劣化箇所監視経路設計部１６に通知することもできる。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信品質劣化箇所推定部１５からの推定結果を通知された場合に、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得する。

そして、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、推定結果とトポロジ情報から、更に監視フローの追加で詳細解析が必要であるか、及び、詳細解析が可能であるかを判断する。詳細解析が必要な場合には、品質劣化箇所をより詳細に特定するための監視フローの通信経路を計算する。

この監視フローの通信経路の計算方法を、「通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズム」と呼ぶ。

通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムについては後述する。

また、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムに基づく計算により求められた経路情報を、「通信品質劣化範囲限定監視経路」（範囲限定監視経路）と呼ぶ。

すなわち、「通信品質劣化範囲限定監視経路」は、通信品質劣化について詳細解析が必要な場合に、通信品質劣化通常時監視経路よりも通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための監視フローの通信経路である。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、決定した通信品質劣化範囲限定監視経路を転送規則設定部１３に通知し、経路設定を行わせる。すなわち、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、転送規則設定部１３に対して、決定した通信品質劣化範囲限定監視経路の設定を要求する。

また、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信品質測定部１４に通信品質劣化範囲限定監視経路を通知し、品質測定を開始させる。すなわち、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信品質劣化範囲限定監視経路の品質測定の開始を要求する。

パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、通信パケットを転送規則に従って転送する。このとき、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、転送規則がない場合は、外部サーバ（外部経路決定サーバ）に問合せをして、転送規則を決定してもらう（転送規則の決定を要求する）機能を保有する。外部経路決定サーバの例として、オープンフローコントローラ（ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）等の外部コントローラが考えられる。

［ハードウェア構成の例示］
ここでは、本発明の通信品質監視システムの例として、ＰＣ（パソコン）、シンクライアントサーバ、ワークステーション、メインフレーム、スーパーコンピュータ等の計算機を想定している。なお、本システムは、端末やサーバに限らず、中継機器や周辺機器でも良い。また、本システムは、計算機に搭載される拡張ボードや、物理マシン上に構築された仮想マシン（ＶＭ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ）でも良い。

なお、トポロジ情報取得部１１、通常監視経路設計部１２、転送規則設定部１３、通信品質測定部１４、通信品質劣化箇所推定部１５、及び品質劣化箇所監視経路設計部１６は、プログラムに基づいて駆動し所定の処理を実行するプロセッサと、当該プログラムや各種データを記憶するメモリと、ネットワークとの通信に用いられるインターフェースによって実現されるものでも良い。

上記のプロセッサの例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ネットワークプロセッサ（ＮＰ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロプロセッサ（ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコントローラ、或いは、専用の機能を有する半導体集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等が考えられる。

上記のメモリの例として、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等の半導体記憶装置、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、又は、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のリムーバブルディスクや、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）等の記憶媒体（メディア）等が考えられる。また、バッファ（ｂｕｆｆｅｒ）やレジスタ（ｒｅｇｉｓｔｅｒ）でも良い。或いは、ＤＡＳ（Ｄｉｒｅｃｔ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）、ＦＣ−ＳＡＮ（Ｆｉｂｒｅ Ｃｈａｎｎｅｌ − Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＮＡＳ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｔｔａｃｈｅｄ Ｓｔｏｒａｇｅ）、ＩＰ−ＳＡＮ（ＩＰ − Ｓｔｏｒａｇｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を用いたストレージ装置でも良い。

また、上記のプロセッサ及び上記のメモリは、一体化していても良い。例えば、近年では、マイコン等の１チップ化が進んでいる。したがって、本システムに搭載される１チップマイコンが、プロセッサ及びメモリを備えている事例が考えられる。

上記のインターフェースの例として、ネットワーク通信に対応した基板（マザーボード、Ｉ／Ｏボード）やチップ等の半導体集積回路、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）等のネットワークアダプタや同様の拡張カード、アンテナ等の通信装置、接続口（コネクタ）等の通信ポート等が考えられる。

また、ネットワークの例として、インターネット、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、無線ＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、バックボーン（Ｂａｃｋｂｏｎｅ）、ケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）回線、固定電話網、携帯電話網、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ）、３Ｇ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、専用線（ｌｅａｓｅ ｌｉｎｅ）、ＩｒＤＡ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｄａｔａ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、シリアル通信回線、データバス等が考えられる。

また、トポロジ情報取得部１１、通常監視経路設計部１２、転送規則設定部１３、通信品質測定部１４、通信品質劣化箇所推定部１５、及び品質劣化箇所監視経路設計部１６は、モジュール（ｍｏｄｕｌｅ）、コンポーネント（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）、或いは専用デバイス、又はこれらの起動（呼出）プログラムでも良い。

パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の例として、ネットワーク通信に対応した基板（マザーボードやＩ／Ｏボード）等の半導体集積回路、ＮＩＣ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄ）等のネットワークアダプタや同様の拡張カード、アンテナ等の通信装置、接続口（コネクタ）等の通信ポート等が考えられる。

また、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）が外部装置である場合、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の例として、Ｌ３スイッチ（ｌａｙｅｒ ３ ｓｗｉｔｃｈ）、Ｌ４スイッチ（ｌａｙｅｒ ４ ｓｗｉｔｃｈ）、Ｌ７スイッチ／アプリケーションスイッチ（ｌａｙｅｒ ７ ｓｗｉｔｃｈ）、及びマルチレイヤスイッチ（ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ ｓｗｉｔｃｈ）等のネットワークスイッチ（ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｗｉｔｃｈ）、ルータ（ｒｏｕｔｅｒ）、プロキシ（ｐｒｏｘｙ）、ゲートウェイ（ｇａｔｅｗａｙ）、ファイアウォール（ｆｉｒｅｗａｌｌ）、ロードバランサ（ｌｏａｄ ｂａｌａｎｃｅｒ：負荷分散装置）、帯域制御装置／セキュリティ監視制御装置（ｇａｔｅｋｅｅｐｅｒ）、基地局（ｂａｓｅ ｓｔａｔｉｏｎ）、アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）、通信衛星（ＣＳ：Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）、或いは、複数の通信ポートを有する計算機等が考えられる。

更に、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、仮想スイッチや、ハイパーバイザー（ｈｙｐｅｒｖｉｓｏｒ）等の仮想マシンモニタ（ＶＭＭ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｍｏｎｉｔｏｒ）でも良い。

但し、実際には、これらの例に限定されない。

［アルゴリズムの説明］
次に、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムと通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムについて説明する。

これらのアルゴリズムは、基本的に独立したものであるが、次の関係を持っている。

通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムは、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムよりも詳細な解析が可能な監視フローの通信経路を設計するためのアルゴリズムである。

これらのアルゴリズムは、様々な方法が考えられる。以下に、これらのアルゴリズムの例を説明するが、実際には、以下の例に限定されない。重要なのは、それぞれのアルゴリズムの目的を満たすことと、前述のアルゴリズムの関係、すなわち、探索範囲の分解能の違いを満たすことである。

［通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズム］
通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムは、測定を目的とする（監視対象の）ネットワーク上の経路に通信品質劣化が生じたことを判定可能な監視フローの通信経路を設計するアルゴリズムである。

通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムの実施例として、ツリー構成を求めるアルゴリズムを利用する方法が挙げられる。

例えば、通常監視経路設計部１２は、プローブ端末から最短ホップ（最小ホップ数）で到達可能なツリー経路を作成し、ツリーに属しないリンクは、任意の経路に属するようにする。なお、リンクとは、ノードとノードを結ぶ線である。ノードとは、ネットワークを構成する一つ一つの要素のことである。このツリーのルートから派生した枝を１つとし、左深さ探索用に辿る経路を監視フローの通信経路とすることで、ネットワーク上の経路に通信品質劣化が生じたことを判定可能な監視フローの通信経路を設計することができる。

また、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムの別の一例として、一筆書き可能なリンク集合を求めるアルゴリズムを利用することができる。

例えば、通常監視経路設計部１２は、一筆書き可能な最大リンク集合を求める。一筆書き可能な条件とは、ノードから出るリンクが全て偶数個となるか、始点と終点の２ノードのみが奇数個のリンクを持ち、それ以外のノードが偶数個のリンクを持つ、ノードとリンクの集合である。また、ネットワーク表現を有向グラフで表現していた場合は、偶数リンクについては各ノードの入力方向リンクと出力方向リンクの数が等しいこと、かつ、奇数個保持ノードについては、片方のノードにおいて入力方向リンクが出力方向リンクより１つ多く、もう一方のノードにおいて出力方向リンクが入力方向リンクより１つ多いことである。

具体的に説明すると、一筆書きをする際、中間となるノードに入った場合には必ず出て行かなければならない。このため、中間ノードに対するリンクは、無向グラフの場合、入ってくるリンクと出て行くリンクの両方が必要となり、入ってくるリンクの２倍が必要となる。したがって、中間ノードのリンク数は偶数になる。

始点と終点のノードについては、始点と終点が同じノードの場合、出て行った分だけ、戻ってこないと同じノードに辿り着けない。このため、点と終点が同じノードに対するリンクは、無向グラフの場合、入ってくるリンクと出て行くリンクの両方が必要となり、入ってくるリンクの２倍が必要となる。したがって、始点と終点が同じノードの場合、始点ノード及び終点ノードの各々のリンク数は偶数になる。

反対に、始点と終点が異なるノードの場合、始点ノードから出て行ったきりで良いため、出て行くリンクとして１つのリンクだけ必要となる。仮に、始点ノードに戻ってくるとしても、また出て行けば良いため、結果として、入ってくるリンクの数よりも出て行くリンクの数のほうが１つだけ多くなる。このため、始点と終点が異なるノードに対するリンクは、無向グラフの場合、入ってくると決めたものよりも１つ多く出て行くと決めれば良い。終点ノードは、始点ノードとは逆に、入ってきたきりで良いため、入ってくるリンクとして１つのリンクだけ必要となる。したがって、始点と終点が異なるノードの場合、始点ノード及び終点ノードの各々のリンク数は奇数になる。

通常監視経路設計部１２は、この一筆書き集合を基に、始点、終点となり得るノードのうち、プローブ端末に近いノードを選択する。

通常監視経路設計部１２は、始点、終点ノードからの一筆書き経路を求めると同時に、始点、終点への最短パスを求め、その最短パスと一筆書き経路を合わせたパスを監視フローの通信経路とする。

通常監視経路設計部１２は、一筆書きで可能なリンク集合を除いたネットワークで、同様に一筆書き可能な最大リンク集合を求め、２つ目の監視フローの通信経路を求める。

これらの処理をリンク集合がなくなるまで繰り返すことで、ネットワーク上の経路に通信品質劣化が生じたことを判定可能な監視フローの通信経路を設計することができる。

また、上記に例示した各通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムにおいて、監視フローの最大ホップ数を決定し、それ以上になる場合は、枝を分割したり、集合を小さい集合で求めたりすることにより、制限をかけることも可能である。

［通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズム］
通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムは、前述の通りに、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムよりも詳細な解析が可能な監視フローの通信経路を設計するためのアルゴリズムである。

また、この通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムは、一度に詳細解析可能でなく、段階的に解析可能なアルゴリズムでも良い。

通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムの実施例を次に述べる。

通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムの実施例として、品質劣化原因となっている監視フローの一部のリンクを削除する方法が挙げられる。

例えば、ツリー構造で求めていた経路の場合、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、経路の葉になる部分を徐々に削除する（経時的に／段階的に削除する）。また別の例として、一筆書きで求めていた場合、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、より小さな一筆書き集合とそれ以外のリンク経路で求める。

また、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムの別の一例として、品質劣化原因となっている監視フローの経路を分割した部分経路を基準にする方法が挙げられる。

例えば、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、品質劣化原因となっている監視フローの経路をＮ分割し、それぞれの分割経路から、できるだけ他分割集合のリンクを通らない経路でプローブ端末接続ノードへの経路を新たな監視フローとして求める。

［第１実施形態の基本動作］
次に、図２Ａ、図２Ｂのフローチャート、及び、図３、図４Ａ〜図４Ｅの具体例を参照して、本実施形態の基本となる動作について詳細に説明する。

（１）ステップＳ１０１
まず、監視を開始するときに、トポロジ情報取得部１１は、ネットワーク管理システムへの問合せか、ネットワークトポロジ発見プロトコルに準拠した監視により、ネットワークトポロジを取得する。トポロジ情報取得部１１は、取得したトポロジ情報を通常監視経路設計部１２に通知する。

（２）ステップＳ１０２
トポロジ情報を通知された通常監視経路設計部１２は、通信品質劣化通常時監視経路を通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムにより求める。

通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムについて、図３に示すネットワークを例にして説明する。

図３に示すネットワークは、プローブ端末Ｐ１と、スイッチ等のパケット転送装置Ｒ１〜Ｒ６を含む。プローブ端末Ｐ１は、パケット転送装置Ｒ１に接続されている。パケット転送装置Ｒ１は、リンクＬ１を介してパケット転送装置Ｒ２と接続され、リンクＬ２を介してパケット転送装置Ｒ３と接続されている。パケット転送装置Ｒ２は、リンクＬ３を介してパケット転送装置Ｒ３と接続され、リンクＬ４を介してパケット転送装置Ｒ４と接続され、リンクＬ５を介してパケット転送装置Ｒ５と接続されている。パケット転送装置Ｒ３は、リンクＬ６を介してパケット転送装置Ｒ５と接続され、リンクＬ７を介してパケット転送装置Ｒ６と接続されている。パケット転送装置Ｒ４は、リンクＬ８を介してパケット転送装置Ｒ５と接続されている。パケット転送装置Ｒ５は、リンクＬ９を介してパケット転送装置Ｒ６と接続されている。

例えば、図３に示すネットワークにおいて、一筆書きを基にして、６ホップを制限値としたアルゴリズムで通信品質劣化通常時監視経路を求めると、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ８｝とリンク集合｛Ｌ２、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ９｝として求められる。このリンク集合を基に経路を計算する。

後者はプローブ端末に達していないため、ノードへの最短経路を求める。図４Ａは、通信品質劣化通常時監視経路の計算・設定について説明するための図である。ここでは、図４Ａに示すように、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ８｝を経路とした監視フローＦ１（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８→Ｌ５→Ｌ３→Ｌ２）と、リンク集合｛Ｌ２、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ９｝を経路とした監視フローＦ２（＝Ｌ２→Ｌ６→Ｌ９→Ｌ７→Ｌ２）の２つが求められる。

（３）ステップＳ１０３
通常監視経路設計部１２は、計算により求めた通信品質劣化通常時監視経路を転送規則設定部１３に通知し、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に転送規則を設定する。すなわち、転送規則設定部１３は、通常監視経路設計部１２から通知された転送規則を各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に通知する。各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、転送規則設定部１３から通知された転送規則を設定する。

（４）ステップＳ１０４
通常監視経路設計部１２は、転送規則の設定後、通信品質劣化通常時監視経路情報を通信品質測定部１４に通知し、通信品質劣化通常時監視経路に対する監視フローの通信を開始させる。通信品質測定部１４は、通信品質劣化通常時監視経路を監視するための監視フローを、該当パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝ｍ〜ｎ、１≦ｍ≦ｎ）に送信し、監視フローの通信品質を測定し、測定結果として通信品質結果を通信品質劣化箇所推定部１５に通知する。

（５）ステップＳ１０５
通信品質劣化箇所推定部１５は、監視フローの通信品質結果から、品質劣化箇所を推定する。図４Ｂは、通信品質劣化の発生と通信品質劣化箇所の推定について説明するための図である。例えば、図３に示すネットワークにおいて、図４Ｂに示すように、リンクＬ８に品質劣化が生じていた場合、監視フローＦ１が品質劣化報告をしてくる。また、監視フローＦ２は問題ないことが奉公される。これにより、Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ８のどこかのリンクで通信品質劣化が生じていることが推定される。

（６）ステップＳ１０６
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定されたか否か確認する。

（７）ステップＳ１０７
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定された場合に、ネットワーク管理システム等に、アラーム（警告）を通知する。この際、連続で推定され場合や、一定期間内に同一範囲で推定された場合に、アラーム（警告）通知を省略することができる。

（８）ステップＳ１０８
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所監視経路設計部１６に品質劣化箇所推定結果を通知する。品質劣化箇所監視経路設計部１６は、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得し、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムを基に、推定された品質劣化箇所が更に範囲を限定することが可能かを判断する。

（９）ステップＳ１０９
通信品質劣化箇所推定部１５は、もし可能であれば、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムを基に、通信品質劣化範囲限定監視経路を求める。

（１０）ステップＳ１１０
その後、通信品質劣化箇所推定部１５は、転送規則設定部１３を通して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に、通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー用の転送規則を設定する。

例えば、図３に示すネットワークにおいて、監視フローＦ１が品質劣化を起こしており、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ８｝に原因があることが判明している。これらから、より小さな一筆書き集合の経路として、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ８｝を経路とした監視フローＦ３（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８→Ｌ５→Ｌ１）という監視経路が見つかる。

また、図４Ｃは、通信品質劣化範囲限定監視経路の計算と追加設定、及び、通信品質劣化箇所の推定について説明するための図である。図４Ｃに示すように、残りのリンク集合｛Ｌ３｝に対して、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３｝を経路とした監視フローＦ４（＝Ｌ１→Ｌ３→Ｌ２）を作成できる。すなわち、より詳細な範囲が特定可能であるため、この監視経路を通信品質劣化範囲限定監視経路とし、この通信品質劣化範囲限定監視経路を監視フローの通信経路として設定する。

（１１）ステップＳ１１１
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、不必要な通信品質劣化範囲限定監視経路が存在するか否か確認する。

このとき、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、求められた通信品質劣化範囲限定監視経路を通信品質測定部１４に通知し、通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フローの通信を開始させ、品質劣化測定を行わせる（ステップＳ１０４に移行）。

（１２）ステップＳ１１２
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、品質劣化箇所が解消された場合には、通信品質劣化範囲限定監視経路を監視する必要がないので、不必要な通信品質劣化範囲限定監視経路と判断し、当該通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー設定の解除を行う。

すなわち、そのような通信品質劣化範囲限定監視経路を通信品質結果報告から把握した場合、転送規則設定部１３を通して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に当該通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー用の転送規則の設定の解除を行わせると同時に、通信品質測定部１４に当該監視フローの通信の停止を行わせる。

上記の品質測定と品質劣化範囲限定を繰り返すことにより、本発明の目的は達成される。例えば、図３に示すネットワークでは、監視フローＦ１〜Ｆ４の品質測定が行われ、リンク集合｛Ｌ４、Ｌ５、Ｌ８｝に品質劣化原因があることが推定される。

また、図４Ｄは、通信品質劣化範囲限定監視経路の計算と追加設定（２回目）、及び、通信品質劣化箇所の推定について説明するための図である。図４Ｄに示すように、品質劣化原因があるリンク集合を更に限定可能な監視フローとして、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９｝を経路とした監視フローＦ５（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８→Ｌ９→Ｌ７→Ｌ２）と、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、Ｌ６｝を経路とした監視フローＦ６（＝Ｌ１→Ｌ５→Ｌ６→Ｌ２）を求めることができる。監視フローＦ５、Ｆ６の品質測定が行われ、リンク集合｛Ｌ４、Ｌ８｝に品質劣化原因があることが推定される。

また、図４Ｅは、通信品質劣化範囲限定監視経路の計算と追加設定（３回目）、及び、通信品質劣化箇所の推定について説明するための図である。図４Ｅに示すように、品質劣化原因があるリンク集合を更に限定可能な監視フローとして、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ４｝を経路とした監視フローＦ７（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ４→Ｌ１）と、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ２、Ｌ６、Ｌ８｝を経路とした監視フローＦ８（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８→Ｌ６→Ｌ２）を求めることができる。監視フローＦ７、Ｆ８の品質測定が行われ、最終的にリンクＬ８で品質劣化が生じていることを検出できる。

［ネットワークトポロジ変更時の動作］
次に、図５のフローチャートを参照して、本実施形態のネットワークトポロジ変更時の動作について詳細に説明する。例えば、ネットワーク管理システムのトポロジ管理部、もしくは、トポロジ情報取得部１１がトポロジの変更を把握した場合に、本フローチャートに示す動作が開始される。本フローチャートに示す動作は、図２Ａ、図２ＢのフローチャートのステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の動作に相当するものとする。

（１）ステップＳ２０１
まず、トポロジ情報取得部１１は、変更されたトポロジ情報（新規のトポロジ情報）を取得する。

（２）ステップＳ２０２
トポロジ情報取得部１１は、新規のトポロジ情報を通常監視経路設計部１２に通知する。通常監視経路設計部１２は、転送規則設定部１３を介してパケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）と、通信品質測定部１４とから、それぞれ、以前の通信品質劣化通常時監視経路と対応する監視フローを登録解除する。

（３）ステップＳ２０３
通常監視経路設計部１２は、新規のトポロジ情報に基づいて、新規の通信品質劣化通常時監視経路を通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムにより求める。

（４）ステップＳ２０４
通常監視経路設計部１１０は、計算により求めた通信品質劣化通常時監視経路を転送規則設定部１３に通知し、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に転送規則を設定する。

（５）ステップＳ２０５
通常監視経路設計部１２は、転送規則の設定後、新規の通信品質劣化通常時監視経路情報を通知し、通信品質測定部１４に新規の通信品質劣化通常時監視経路に対する監視フローの通信を開始させる。

上記により、通信品質劣化通常時監視経路が更新され、監視範囲がトポロジ変更に対応する。以降は、図２ＡのフローチャートのステップＳ１０５以降の動作に連結され、変更されたトポロジに対応した品質劣化監視処理が行われる。

次に、第１実施形態の効果について説明する。
第１実施形態では、監視フローを、品質劣化がネットワークに生じていることを把握するための通信品質劣化通常時監視経路と、生じている品質劣化の箇所を次第に特定するための通信品質劣化範囲限定監視経路とに分け、後者（通信品質劣化範囲限定監視経路）を、品質劣化の発生を把握してから追加している。これにより、ネットワークに流す監視パケットの量を低減できる。

また、第１実施形態では、更に、基盤として転送規則を外部から制御可能なネットワークを用い、２つの監視経路を効率的に計算するアルゴリズムを構築できるようにしている。これにより、品質劣化把握に対してより少ない監視フロー数で計測可能となり、かつ、品質劣化発生時に品質劣化箇所を特定するためにも動的に追加可能となるため、より少ない監視フロー数で詳細な推定が可能となる。

また、第１実施形態では、更に、基盤として転送規則を外部から制御可能なネットワークを用い、特定の品質劣化測定部から監視フローを発信、受信できるようにしているため、より少ないプローブ端末でネットワーク全体を監視、把握できる。

また、第１実施形態では、前述までの利点から、少ないプローブ端末数、かつ、少ない監視フロー数で通信品質を測定可能にしているため、品質劣化箇所推定のための情報量が少なくなり、情報収集のためのネットワークコストや品質劣化箇所を推定するための計算コスト等様々なコストの削減が可能である。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図６に、本発明の第２実施形態における通信品質監視システムを示す。ここでは、本発明の第１実施形態からの変更部分を説明する。

本実施形態について、本発明の第１実施形態との相違点は、図６に示すように、通常監視経路設計部１２と品質劣化箇所監視経路設計部１６とが連携可能になる点だけである。

本実施形態では、通常監視経路設計部１２は、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報の変更を通知された場合に、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得し、通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムに従い、通信品質劣化通常時監視経路を計算する。

通常監視経路設計部１２は、決定した通信品質劣化通常時監視経路を転送規則設定部１３に通知し、経路設定を行わせる。

通常監視経路設計部１２は、通信品質測定部１４に通信品質劣化通常時監視経路を通知し、品質測定を開始させる。

また、通常監視経路設計部１２は、決定した通信品質劣化通常時監視経路の監視開始、監視停止の情報を保有し、品質劣化箇所監視経路設計部１６からの通知を基に、通信品質劣化通常時監視経路の監視開始、監視停止を管理する。通信品質劣化通常時監視経路の監視開始時、及び、監視停止時には、通常監視経路設計部１２は、通信品質測定部１４に対象通信品質劣化通常時監視経路の監視開始、監視停止を通知し、監視の開始、停止を行わせる。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信品質劣化箇所推定部１５からの推定結果を通知された場合に、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得する。そして、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、推定結果とトポロジ情報から、詳細解析可能であるかを判断する。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、詳細解析が必要な場合に、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムにより、通信品質劣化範囲限定監視経路を計算する。また、この際に、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、追加する通信品質劣化範囲限定監視経路が監視結果を包含する通信品質劣化範囲限定監視経路、及び、通信品質劣化通常時監視経路を求める。これは、例えば、追加される経路で包含されている既存の経路で求められる。

すなわち、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、新規の通信品質劣化範囲限定監視経路に包含される既存の通信品質劣化範囲限定監視経路、及び、通信品質劣化通常時監視経路を、冗長となる監視経路として求める。ここでは、既存の通信品質劣化範囲限定監視経路、及び、通信品質劣化通常時監視経路のうち、全経路が新規の通信品質劣化範囲限定監視経路と重複する監視経路を、冗長となる監視経路と判断する。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、決定した通信品質劣化範囲限定監視経路を転送規則設定部１３に通知し、経路設定を行わせる。

また、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、監視結果を包含する通信品質劣化範囲限定監視経路については、転送規則設定部１３に通知し、経路設定を解除させる。

更に、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、監視結果を包含する通信品質劣化通常時監視経路については、通常監視経路設計部１２に通知し、当該通信品質劣化通常時監視経路の監視停止を行わせる。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信品質測定部１４に通信品質劣化範囲限定監視経路を通知し、品質測定を開始させる。

また、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信品質測定部１４に監視結果を包含する通信品質劣化範囲限定監視経路を通知し、品質測定を除去させる。

［第２実施形態の基本動作］
次に、図７Ａ、図７Ｂのフローチャートを参照して、第２実施形態の基本となる動作について詳細に説明する。また、より詳細に説明するために、図３、図４Ａ〜図４Ｅの具体例を参照する。

（１）ステップＳ３０１
まず、監視を開始するときに、トポロジ情報取得部１１は、ネットワーク管理システムへの問合せか、ネットワークトポロジ発見プロトコルに準拠した監視により、ネットワークトポロジを取得する。トポロジ情報取得部１１は、取得したトポロジ情報を通常監視経路設計部１２に通知する。

（２）ステップＳ３０２
通常監視経路設計部１２は、トポロジ情報を通知された際に、通信品質劣化通常時監視経路を通信品質劣化通常時監視経路計算アルゴリズムにより求める。

（３）ステップＳ３０３
通常監視経路設計部１２は、計算により求めた通信品質劣化通常時監視経路を転送規則設定部１３に通知し、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に転送規則を設定する。

（４）ステップＳ３０４
通常監視経路設計部１２は、転送規則の設定後、通信品質劣化通常時監視経路情報を通知し、通信品質測定部１４に通信品質劣化通常時監視経路に対する監視フローの通信を開始させる。通信品質測定部１４は、監視フローの通信により、監視フローの通信品質を測定し、通信品質結果を通信品質劣化箇所推定部１５に通知する。

（５）ステップＳ３０５
通信品質劣化箇所推定部１５は、監視フローの通信品質結果から、品質劣化箇所を推定する。

（６）ステップＳ３０６
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定されたか否か確認する。

（７）ステップＳ３０７
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定された場合に、ネットワーク管理システム等に、アラーム（警告）を通知する。この際、連続で推定された場合や、一定期間内に同一範囲で推定された場合に、アラーム（警告）通知を省略することができる。

（８）ステップＳ３０８
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所監視経路設計部１６に品質劣化箇所推定結果を通知する。品質劣化箇所監視経路設計部１６は、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得し、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムを基に、推定された品質劣化箇所が更に範囲を限定することが可能かを判断する。

（９）ステップＳ３０９
通信品質劣化箇所推定部１５は、もし可能であれば、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムを基に、通信品質劣化範囲限定監視経路を求める。

（１０）ステップＳ３１０
通信品質劣化箇所推定部１５は、転送規則設定部１３を通して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に、通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー用の転送規則を設定する。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、求められた通信品質劣化範囲限定監視経路を通信品質測定部１４に通知し、通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フローの通信を開始させ、品質劣化測定を行わせる（ステップＳ３０４に移行）。

（１１）ステップＳ３１１
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、包含関係にある監視経路が存在するか否か確認する。ここでは、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、設定されている（既存の）通信品質劣化通常時監視経路と通信品質劣化範囲限定監視経路とを包含する監視経路を特定する。

（１２）ステップＳ３１２
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、特定された監視経路の監視を停止する。

特定された監視経路が通信品質劣化通常時監視経路の場合は、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通常監視経路設計部１２に当該通信品質劣化通常時監視経路の監視停止を依頼し、通常監視経路設計部１２主導の下、当該通信品質劣化通常時監視経路の監視停止を行わせる。

特定された監視経路が通信品質劣化範囲限定監視経路の場合は、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、転送規則設定部１３を介して当該通信品質劣化範囲限定監視経路の設定の解除と、通信品質測定部１４への監視フローの通信停止の依頼を行う。

例えば、図４Ａ〜図４Ｅの例において、１度目の通信品質劣化範囲限定監視経路の監視フローＦ３、Ｆ４を追加するとき、監視フローＦ１は当該追加監視フローＦ３、Ｆ４に包含されることが分かる。これにより、監視フローＦ３、Ｆ４は監視フローＦ１をより詳細に解析するためのものであり、監視フローＦ３、Ｆ４の結果により監視フローＦ１の監視範囲をカバーできることが分かるため、通信品質劣化通常時監視経路の監視フローＦ１の通信（監視）を停止しても良いことが分かる。

そのため、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通常監視経路設計部１２に監視フローＦ１の通信の停止を依頼し、監視フローの通信を停止させる。

（１３）ステップＳ３１３
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、不必要な通信品質劣化範囲限定監視経路が存在するか否か確認する。

（１４）ステップＳ３１４
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、品質劣化箇所が解消された場合には、通信品質劣化範囲限定監視経路を監視する必要がないので、不必要な通信品質劣化範囲限定監視経路と判断し、当該通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー設定の解除を行う。すなわち、そのような通信品質劣化範囲限定監視経路を通信品質結果報告から把握した場合、転送規則設定部１３を通して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に当該通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー用の転送規則の設定の解除を行わせると同時に、通信品質測定部１４に、当該監視フローの通信の停止を行わせる。この際に、通信品質測定部１４に、停止していた通信品質劣化通常時監視経路の監視フローの通信を再開させる。

次に、第２実施形態の効果について説明する。
第２実施形態は、本発明の第１実施形態に比べ、通常監視経路設計部１２と品質劣化箇所監視経路設計部１６が連携し、冗長となる監視フローの削減を行うように構成されているため、ネットワークに流れる監視パケットの負荷を更に低減できる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について詳細に説明する。
本実施形態は、パッシブ（Ｐａｓｓｉｖｅ）観測、すなわち、監視用の通信でなく、実際のサービス用の通信を起点として監視する方式である。構成としては主だった変更が見られないが、各部の動作が異なる。

図８に、本発明の第３実施形態における通信品質監視システムを示す。ここでは、本発明の第１実施形態からの変更部分を説明する。

本実施形態について、本発明の第１実施形態との相違点は、トポロジ情報取得部１１、通常監視経路設計部１２、転送規則設定部１３、通信品質測定部１４の動作が変更される点である。また、図８に示すように、トポロジ情報取得部１１と通常監視経路設計部１２とが、連携しなくても良くなる点である。

トポロジ情報取得部１１は、トポロジ情報を取得する。トポロジ情報の取得方法、取得タイミングは、トポロジ情報取得部１１と同様である。

トポロジ情報取得部１１は、品質劣化箇所監視経路設計部１６からトポロジ情報の問合せがあった際に、トポロジ情報を取得し、通知する。

通常監視経路設計部１２は、転送規則設定部１３から新規通信が発生したことを通知された場合、その通信経路を通信品質劣化通常時監視経路と判断し、その通信経路を通過するパケット群を監視対象フローとする。通常監視経路設計部１２は、その通信経路を通信品質劣化通常時監視経路として認知した場合、通信品質測定部１４に通知し、通信品質監視を開始させる。

通常監視経路設計部１２は、転送規則設定部１３から通信の有効時間が終了したことを通知された場合、対応する通信品質劣化通常時監視経路を監視対象外と判断する。通常監視経路設計部１２は、当該通信品質劣化通常時監視経路を監視対象外として認知した場合、通信品質測定部１４に通知し、通信品質監視を終了させる。

転送規則設定部１３は、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から不明な通信の報告を受けた場合、外部経路決定サーバ又は通常監視経路設計部１２に通信経路を問い合わせて通信経路を求め、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に転送規則の応答をする。これにより、転送規則設定部１３は、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に転送経路を設定する。

転送規則設定部１３は、外部経路決定サーバに通信経路を問い合わせて通信経路を求めた場合、通常監視経路設計部１２に、新規通信として通信経路を通知し、その通信経路を通信品質劣化通常時監視経路として認知させる。

転送規則設定部１３は、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）から転送規則の無効報告を受けた場合、通信の終了かどうかを判定する。

終了の判定方法については後述する。

転送規則設定部１３は、通信の終了と判定した場合に、通常監視経路設計部１２に通信の有効時間終了を報告する。

通信終了の判定方法は様々な方式が考えられる。通信終了判定の一例として、端末のコネクション処理監視で行う方法が挙げられる。また、通信終了判定の別の一例として、一定期間の通信の発生を認知しない方法が挙げられる。

通信品質測定部１４は、通常監視経路設計部１２から通信品質劣化通常時監視経路を通知された場合に、対象通信の監視による品質測定を行う。

また、通信品質測定部１４は、品質劣化箇所監視経路設計部１６から通信品質劣化範囲限定監視経路を通知された場合に、通信品質劣化範囲限定監視経路を監視するための監視フローを該当パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝ｍ〜ｎ、１≦ｍ≦ｎ）に送信し、監視フローの通信品質を測定する。

通信品質測定部１４は、通信監視、及び、監視フローによる測定で得られた通信品質の測定結果を通信品質劣化箇所推定部１５に通知する。

［第３実施形態の全体動作］
次に、図９Ａ、図９Ｂのフローチャートを参照して、本実施形態の全体の動作について詳細に説明する。

ここで、より詳細に説明するために、図３に示すネットワークを用い、図１０Ａ〜図１０Ｃに具体例を示す。また、パッシブ観測結果については、プローブ端末に集められることを前提に説明する。

ユーザがＰＣ等のクライアントを用いてサービス提供を受けようとするとき、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のいずれかは、転送規則がないために、不明な通信として、転送規則設定部１３に転送規則の問合せを行う。

（１）ステップＳ４０１
転送規則設定部１３は、当該通信の転送規則を決定し、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に通信経路を登録する。また、転送規則設定部１３は、当該通信の転送経路を新規通信として通常監視経路設計部１２に通知する。通常監視経路設計部１２は、当該通信経路を通信品質劣化通常時監視経路として登録する。

図１０Ａは、通信発生の観測と通信品質劣化範囲限定監視経路の登録について説明するための図である。例えば、図３に示すネットワークにおいては、図１０Ａに示すように、スイッチＲ１からスイッチＲ５に対する通信が発生し、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ４、Ｌ８｝を経路とした監視フローＧ１（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８）が設定されたとする。この監視フローＧ１を通信品質劣化通常時監視経路として登録する。

（２）ステップＳ４０２
通常監視経路設計部１２は、通信品質測定部１４に通信品質劣化通常時監視経路を通知し、通信監視による品質測定を行わせる。通信品質測定部１４は、通信品質劣化通常時監視経路の通信品質を測定する。

（３）ステップＳ４０３
通信品質測定部１４は、品質測定結果を通信品質劣化箇所推定部１５に通知する。通信品質劣化箇所推定部１５は、通知された品質測定結果から品質劣化箇所を推定する。

図１０Ｂは、通信品質劣化の発生と通信品質劣化箇所の推定について説明するための図である。例えば、図３に示すネットワークにおいて、図１０Ｂに示すように、Ｌ８に品質劣化が生じていた場合、監視結果より、通信品質測定部１４は、監視フローＧ１（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８）の通信の品質劣化を報告する。これにより、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ４、Ｌ８｝で通信品質劣化が生じていることが推定される。

（４）ステップＳ４０４
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定されたか否か確認する。

（５）ステップＳ４０５
通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所が推定された場合に、ネットワーク管理システム等に、アラーム（警告）を通知する。この際、通信品質劣化箇所推定部１５は、連続で推定され場合や、一定期間内に同一範囲で推定された場合に、アラーム（警告）通知を省略することができる。

通信品質劣化箇所推定部１５は、品質劣化箇所監視経路設計部１６に品質劣化箇所推定結果を通知する。

（６）ステップＳ４０６
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、トポロジ情報取得部１１からトポロジ情報を取得し、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムを基に、推定された品質劣化箇所が更に範囲を限定することが可能かを判断する。

（７）ステップＳ４０７
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、もし可能であれば、通信品質劣化範囲限定監視経路計算アルゴリズムを基に、通信品質劣化範囲限定監視経路を求める。

（８）ステップＳ４０８
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、転送規則設定部１３を通して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー用の転送規則を設定する。

図１０Ｃは、通信品質劣化範囲限定監視経路の計算と追加設定、及び、通信品質劣化箇所の推定について説明するための図である。例えば、図３に示すネットワークにおいて、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ４、Ｌ８｝を経路とした監視フローＧ１（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８）が品質劣化を起こしているので、分解する経路として、図１０Ｃに示すように、リンク集合｛Ｌ１、Ｌ４｝を通る監視フローＧ２（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ４→Ｌ１）と、リンク集合｛Ｌ８｝を通る監視フローＧ３（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８→Ｌ６→Ｌ２）という２つの監視経路が見つかる。すなわち、より詳細な範囲を特定することが可能であるため、この監視経路を通信品質劣化範囲限定監視経路とし、この通信品質劣化範囲限定監視経路を監視フローの通信経路として設定する。

品質劣化箇所監視経路設計部１６は、求められた通信品質劣化範囲限定監視経路を通信品質測定部１４に通知し、通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フローの通信を開始させ、品質劣化測定を行わせる（ステップＳ４０３に移行）。

（９）ステップＳ４０９
パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、転送規則が有効時間切れになった際に、転送規則設定部１３に、転送規則の無効通知を出す。これを把握しながら、転送規則設定部１３は、サービス側の通信の継続性等をチェックし、通信の終了かどうかを判定する。

もし、通信の終了である場合は、転送規則設定部１３は、通常監視経路設計部１２、及び、品質劣化箇所監視経路設計部１６に、通信の有効時間終了を通知する。

（１０）ステップＳ４１０
通常監視経路設計部１２、及び、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、通信の終了が通知された場合、それぞれ対応する通信品質劣化通常時監視経路、通信品質劣化範囲限定経路を監視対象フローから削除する。

通常監視経路設計部１２は、当該通信品質劣化通常時監視経路を通信品質測定部１４に通知し、通信監視による品質測定を終了させる。品質劣化箇所監視経路設計部１６は、当該通信品質劣化範囲限定経路に対して、転送規則設定部１３を介して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）の転送規則を終了させるとともに、通信品質測定部１４に当該通信品質劣化範囲限定経路を通知し、対応する監視フローの通信を停止させる。

（１１）ステップＳ４１１
また、品質劣化箇所監視経路設計部１６は、不必要な通信品質劣化範囲限定監視経路が存在するか否か確認する。

（１２）ステップＳ４１２
品質劣化箇所監視経路設計部１６は、品質劣化箇所が解消された場合には、通信品質劣化範囲限定監視経路を監視する必要がないので、不必要な通信品質劣化範囲限定監視経路と判断し、当該通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー設定の削除を行う。

すなわち、そのような通信品質劣化範囲限定監視経路を通信品質結果報告から把握した場合、転送規則設定部１３を通して、各パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に当該通信品質劣化範囲限定監視経路に対する監視フロー用の転送規則の設定の解除を行わせると同時に、通信品質測定部１４に当該の通信の停止を行わせる。

上記の品質測定と品質劣化範囲限定を繰り返すことにより、本発明の目的は達成される。

次に、第３実施形態の効果について説明する。
第３実施形態は、本発明の第１実施形態に比べ、パッシブ監視を可能にすることで、実際にサービスを提供している間に、必要最低限の通信量での品質監視を可能にすることができる。

また、第３実施形態では、パッシブ測定可能であることを前提に説明したが、パッシブ測定が不可能な場合は、パッシブ測定の代わりに、本発明の第１実施形態のように通信品質劣化通常時監視経路に対して監視フローを流すことで監視することも可能である。例えば、図１０の具体例においては、監視フローＧ１（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８）を、図１１に示すように、監視フローＧ１’（＝Ｌ１→Ｌ４→Ｌ８→Ｌ８→Ｌ４→Ｌ１）に置き換えることができる。

［実施例］
次に、図１２Ａ、図１２Ｂを参照して、本発明を実現するための具体的な実施例について説明する。

図１２Ａでは、本発明の実施例に係るネットワークシステムは、ネットワーク管理サーバ１００と、品質測定端末（プローブ端末）１１０と、クライアント端末２００と、転送装置（スイッチ）３１０と、転送装置３２０と、転送装置３３０と、サーバ端末４００を含む。

ネットワーク管理サーバ１００は、トポロジ情報取得部１１と、通常監視経路設計部１２と、転送規則設定部１３と、通信品質劣化箇所推定部１５と、品質劣化箇所監視経路設計部１６を含む。品質測定端末１１０は、通信品質測定部１４を含む。

図１２Ｂでは、本発明の実施例に係るネットワークシステムは、ネットワーク管理サーバ１００と、クライアント端末２００と、転送装置３１０と、転送装置３２０と、転送装置３３０と、サーバ端末４００を含む。

ネットワーク管理サーバ１００は、トポロジ情報取得部１１と、通常監視経路設計部１２と、転送規則設定部１３と、通信品質測定部１４と、通信品質劣化箇所推定部１５と、品質劣化箇所監視経路設計部１６を含む。

図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、転送装置３１０と、転送装置３２０と、転送装置３３０に、パケット転送部２１−ｉ（ｉ＝１〜３）が実装される。ここでは、転送装置３１０、転送装置３２０、及び転送装置３３０の例として、スイッチを想定している。このスイッチ群で構成されるネットワークが監視対象ネットワークとなる。

また、クライアント端末２００にもパケット転送部２１−４が実装されることができる。この場合、当該クライアント端末２００も含めて監視対象ネットワークとすることができる。

図１２Ａに示すように、トポロジ情報取得部１１、通常監視経路設計部１２、転送規則設定部１３、通信品質劣化箇所推定部１５、品質劣化箇所監視経路設計部１６を１つのサーバのプログラムとして作成することができる。通信品質測定部１４は、品質測定専用のプローブ端末として実装することができる。

また、図１２Ｂに示すように、トポロジ情報取得部１１、通常監視経路設計部１２、転送規則設定部１３、通信品質測定部１４、通信品質劣化箇所推定部１５、品質劣化箇所監視経路設計部１６を１つのサーバのプログラムとして作成することができる。

勿論、それぞれを専用の測定端末や計算端末としてハードウェア実装することもできる。

［産業上の利用可能性］
本発明によれば、ネットワークの品質監視を行い、品質劣化を通知するネットワーク監視システムといった用途に適用で起用できる。

また、通信劣化度合いを設定、報告するようにすることで、ネットワーク装置故障監視システムといった用途にも適用できる。

更には、各監視フローの通信量を柔軟に設定可能にし、特定の監視フローの負荷を高めることで、輻輳処理を想定するネットワークシミュレータといった用途にも適用できる。

［まとめ］
既存のネットワーク品質監視システムは、監視のためのシステムコストが高い。これは、監視機器をネットワークの多くの箇所に設置する必要があり、物理的なメンテナンスコストがかかる、監視のために必要となる監視フローが多くなりやすい、各監視機器の情報同期のためのコストがかかる、各機器からの情報収集のためのネットワークコストが必要なるといったところに起因する。

本発明では、外部コントローラで経路を設計可能なネットワークを基盤とし、監視フローの経路を随時変更することで、少ない監視端末数、少ない監視フロー数での監視を可能とする。その上で、品質劣化発生監視のための監視フローと品質劣化箇所特定のための監視フローに役割を分け、通常時は前者を、品質劣化時には後者を使用するようにすることで、システムコストを低減可能なネットワーク監視システムを提案する。

本発明の通信品質監視システムは、オープンフローフレームワーク（ＯｐｅｎＦｌｏｗ Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）のような外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークを前提とし、通常の通信品質劣化があることを把握するための監視経路を決定する通常監視経路設計部と、通信品質劣化があった場合にその品質劣化箇所を推定するための監視経路を決定する劣化箇所推定用監視経路設計部と、設計された経路に対する監視パケットを定期的に送受信し通信品質を測定する通信品質測定部とを備え、通常は、必要最低限の監視パケットのみで品質監視し、品質劣化が報告された場合には、品質劣化箇所を詳細に特定するための監視パケットを加えて品質監視をするように動作する。

このような構成を採用し、動的に監視負荷を調整しながら通信品質を感知することにより、本発明の目的を達することができる。

本発明により、ネットワークに流す監視パケットを低減できる。その理由は、通常は品質劣化が発生したことを確認するための最低限の監視パケットで十分となるためである。また、品質劣化した場合にも、監視結果から箇所を特定するための必要最低限の監視パケットを通信することで十分となるためである。そのため、網羅的な監視パケットの通信は必要なくなる。

また、本発明により、情報収集のコストが低減する。その理由は、既存の技術と同じくプローブ端末が削減できることに加え、監視フローの数も必要最低限に絞れるため、情報量が低減することに起因する。また、監視フロー数が低減することによりプローブ端末が記憶する情報量が低減することから、推定器と同一機器で実装しやすくなり、ネットワーク内に情報を流さなくても扱えるようになる。

＜付記＞
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載することも可能である。但し、実際には、以下の記載例に限定されない。

（付記１）
外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークにおいて、ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路（通信品質劣化通常時監視経路）を決定する通常監視経路設計部と、
ネットワークの品質劣化発生時に、通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための監視通信経路（通信品質劣化範囲限定監視経路）を決定する品質劣化箇所監視経路設計部と、
前記各監視通信経路をパケット転送経路として設定する転送規則設定部と、
前記各監視通信経路の通信状況を把握し、通信品質を測定する通信品質測定部と、
前記通信品質測定の結果から、品質劣化の発生、及び、発生範囲を推定する通信品質劣化箇所推定部と
を具備することを特徴とする
通信品質監視システム。

（付記２）
付記１に記載の通信品質監視システムであって、
前記品質劣化箇所監視経路設計部は、
品質劣化の解消が確認できたときに、前記ネットワークの品質劣化発生時により明確な劣化箇所範囲を特定するための監視通信経路を削除する（パケット転送経路としての当該監視通信経路の設定を解除し、監視対象外とする）処理部
を更に具備することを特徴とする
通信品質監視システム。

（付記３）
付記１又は２に記載の通信品質監視システムであって、
前記品質劣化箇所監視経路設計部は、
前記ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路と、前記ネットワークの品質劣化発生時により明確な劣化箇所範囲を特定するための監視通信経路との中から、冗長となる監視通信経路を決定する処理部と、
前記ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路の場合は、前記通常監視経路設計部に監視の停止を依頼する処理部と、
前記ネットワークの品質劣化発生時により明確な劣化箇所範囲を特定するための監視通信経路の場合は、当該監視通信経路を削除する処理部と、
を更に具備し、
前記通常監視経路設計部は、
前記品質劣化箇所監視経路処理部から前記ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路の監視の停止・再開させる処理部
を更に具備することを特徴とする
通信品質監視システム。

（付記４）
付記３に記載の通信品質監視システムであって、
前記品質劣化箇所監視経路設計部は、
前記ネットワークの品質劣化発生時により明確な劣化箇所範囲を特定するための監視通信経路の削除によりカバーできなくなる（監視対象外となる）範囲の前記ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路の監視の再開をさせる処理部
を更に具備することを特徴とする
通信品質監視システム。

（付記５）
付記１乃至４のいずれかに記載の通信品質監視システムであって、
前記通常監視経路設計部は、
サービスのための通信が発生したときに、前記サービスのための通信の通信経路を品質監視範囲とし、前記ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路を決定する処理部
を更に具備することを特徴とする
通信品質監視システム。

（付記６）
付記５に記載の通信品質監視システムであって、
前記通信品質測定部は、
前記サービスのための通信の監視により、通信品質を測定する処理部
を更に具備することを特徴とする
通信品質監視システム。

（付記７）
計算機により実施されるネットワーク監視方法であって、
外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークにおいて、ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路を決定し、
ネットワークの品質劣化発生時に、通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための監視通信経路を決定し、
前記各監視通信経路をパケット転送経路として設定し、
前記各監視通信経路の通信状況を通信品質として測定し、
前記通信品質測定の結果から、品質劣化の発生、及び、発生範囲を推定する
ことを特徴とする
通信品質監視方法。

（付記８）
外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークフレームワークを実装したネットワークにおいて、ネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための監視通信経路を決定するステップと、
ネットワークの品質劣化発生時に、通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための監視通信経路を決定するステップと、
前記各監視通信経路をパケット転送経路として設定するステップと、
前記各監視通信経路の通信状況を通信品質として測定するステップと、
前記通信品質測定の結果から、品質劣化の発生、及び、発生範囲を推定するステップと
を計算機に実行させるための
通信品質監視用プログラム。

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、実際には、上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の変更があっても本発明に含まれる。

＜備考＞
なお、本出願は、日本出願番号２０１０−１９２４９０に基づく優先権を主張するものであり、日本出願番号２０１０−１９２４９０における開示内容は引用により本出願に組み込まれる。

Claims (8)

1. 外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための通常監視経路を決定する通常監視経路設計部と、
   前記ネットワークの品質劣化発生時に、前記通常監視経路よりも通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための範囲限定監視経路を決定する品質劣化箇所監視経路設計部と、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路をパケット転送経路として設定する転送規則設定部と、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路の通信状況を把握し、通信品質を測定する通信品質測定部と、
   前記通信品質測定の結果から、品質劣化の発生範囲を推定する通信品質劣化箇所推定部と
   を具備する
   通信品質監視システム。
2. 請求項１に記載の通信品質監視システムであって、
   前記品質劣化箇所監視経路設計部は、
   品質劣化の解消が確認できた場合、前記範囲限定監視経路の設定を解除する手段
   を更に具備する
   通信品質監視システム。
3. 請求項１又は２に記載の通信品質監視システムであって、
   前記品質劣化箇所監視経路設計部は、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路のうち、新規の範囲限定監視経路に包含される監視経路を、冗長となる監視経路として決定する手段と、
   冗長となる監視経路が前記通常監視経路の場合は、前記通常監視経路設計部に対して、前記通常監視経路の監視の停止を依頼する手段と、
   冗長となる監視経路が前記範囲限定監視経路の場合は、前記範囲限定監視経路の設定を解除する手段と、
   を更に具備し、
   前記通常監視経路設計部は、
   前記品質劣化箇所監視経路設計部からの依頼に応じて、前記通常監視経路の監視の停止・再開を行う手段
   を更に具備する
   通信品質監視システム。
4. 請求項３に記載の通信品質監視システムであって、
   前記品質劣化箇所監視経路設計部は、
   前記通常監視経路設計部に対して、前記範囲限定監視経路の削除により監視対象外となる範囲の前記通常監視経路の監視の再開を依頼する手段
   を更に具備する
   通信品質監視システム。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の通信品質監視システムであって、
   前記通常監視経路設計部は、
   サービスのための通信が発生した際に、前記サービスのための通信の通信経路を品質監視範囲とし、前記通常監視経路を決定する手段
   を更に具備する
   通信品質監視システム。
6. 請求項５に記載の通信品質監視システムであって、
   前記通信品質測定部は、
   前記サービスのための通信の監視により、前記通常監視経路の通信品質を測定する手段
   を更に具備する
   通信品質監視システム。
7. 計算機により実施されるネットワーク監視方法であって、
   外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための通常監視経路を決定することと、
   前記ネットワークの品質劣化発生時に、前記通常監視経路よりも通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための範囲限定監視経路を決定することと、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路をパケット転送経路として設定することと、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路の通信状況を通信品質として測定することと、
   前記通信品質測定の結果から、品質劣化の発生範囲を推定することと
   を含む
   通信品質監視方法。
8. 外部コントローラからパケット転送経路を制御可能なパケット転送装置を用いて形成されるネットワークの品質監視範囲における品質劣化発生の事象を把握するための通常監視経路を決定するステップと、
   前記ネットワークの品質劣化発生時に、前記通常監視経路よりも通信品質劣化箇所の可能性範囲を絞り込み、通信品質劣化箇所を特定するための範囲限定監視経路を決定するステップと、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路をパケット転送経路として設定するステップと、
   前記通常監視経路及び前記範囲限定監視経路の通信状況を通信品質として測定するステップと、
   前記通信品質測定の結果から、品質劣化の発生範囲を推定するステップと
   を計算機に実行させるための通信品質監視用プログラムを格納した
   記憶媒体。

Images