JP6335998B2

JP6335998B2 - ソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム

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Publication number: JP6335998B2
Application number: JP2016205574A
Authority: JP
Inventors: 朱▲ユイ▼煌; 林威廷; 謝靖慈; 王耀駿; 鄭凱懋; 楊雅倫; 劉景豊
Original assignee: 中華電信股▲分▼有限公司
Priority date: 2016-10-19
Filing date: 2016-10-19
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2036-10-19
Also published as: JP2018067812A

Description

本発明は、1種のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質 (quality of experience, QoE)の測定アーキテクチャシステムに属する。本発明は1種の費用対効果の考えに合致し、なおかつソフトウェア・ディファインド・ネットワーキング（Software Defined Network, SDN）に基づき、集中的な制御機構を導入するものであり、同時に複数のクライアント端末のユーザ体感品質が測定できる測定システムを提供する。

リアルタイムでのインターネットの応用がますます増え、それに伴って品質測定の必要性は欠かせないものとなってきた。それはネットワークサービス事業者がユーザの満足度を保つ必要があると同時にネットワーク資源も制御しなければならないからである。ユーザ体感品質はサービスのカスタマーエクスペリエンスを測定することであり、ユーザ体感品質を測定して、ネットワークサービス事業者による自社のネットワーク資源の制御を支えることで、クライアントの満足度とクオリティ・オブ・サービスが確保できるのである。ユーザ体感品質システムはネットワークに関連するパラメータを評価することで、クオリティ・オブ・サービスを評価し、これによりWi-Fi、3G、LTEネットワークサービスを使うカスタマーエクスペリエンスを評価し、情報をサービス事業者に返送することを目的としている。

ユーザ体感品質(QoE)はクライアントのサービスでの経験（ホームページ閲覧、テレビ・ラジオ、コールセンターへの電話）を評価する1種のツールである。ユーザ体感品質はサービス全体への経験に重きを置き、1種の更に全面的な評価ツールである。これは、範囲が狭いユーザエクスペリエンス（user experience,UX）がソフトウェアインターフェイスに重きを置き、カスタマーエクスペリエンス（customer experience,CX）が支援性指標に重きを置くのと異なり、1本のパスに沿ってネットワーク帯域幅のボトルネックを測定し、多くのサービス性能について理解できる1種の重要な方法である。しかしながら、既存の分散型のネットワークプローブツールを利用してネットワーク情報を収集し、これによりユーザ体感品質を評価するのは、1種の非常に高価なモニタリングアーキテクチャとなるであろう。

現在では大半のオペレーティングシステムがトラフィック負荷と設備状態の監視が行える機能を備えている。電気通信事業について言えば、ユーザ体感品質はエンドツーエンドのオンライン接続とネットワークを介して運行するアプリケーションソフトの品質測定用に使われている。現在、大半のユーザ体感品質システムでは分散型アーキテクチャを導入しプローブをデプロイしている。そして例えば、プローブを異なる地理的位置に置くことでネットワークでのクライアント端末のアクションを検出する。この種のアーキテクチャ方法では原価が高くなって、消費電力が増え、弾力性に欠けてくる。そのユーザ体感品質システムはアップグレードを行い、あらゆるプローブに組み合わせて使う必要がある場合に、ネットワークサービス事業者の作業面での負担となるのは明白である。

クオリティ・オブ・サービス(QoS)がノイズ、ロス又は廃棄されるデータパケットのような、ネットワークの操作条件の測定に使わるのに比べ、ユーザ体感品質が指すのは、サービス又はネットワークから受けた感想である。それは良い、優秀だ又は悪いなどと同様に、人間が持つ感覚に似ているが表現される。数多くの状況では、比較的良いネットワークのクオリティ・オブ・サービスにより比較的良いユーザエクスペリエンスが得られるが、高いクオリティ・オブ・サービスのレベルはユーザの比較的高い満足度を保証するわけではない。そのため、サービス供給業者のユーザエクスペリエンスは正確な測定が大変重要になってくるのだ。

2012年2月1日に公開された我が国特許番号第201206113号「モバイルネットワークでのモバイルユーザのユーザ体感品質モニタリング用システムと方法」では、起こりうる他の状況で、サービス供給者がその具体的な実施例が提供するユーザ体感品質関連情報を利用することで、そのモバイルネットワークの管理、更新、又は強化を行い、それにより端末ユーザのネットワークでのユーザ体感品質を確保することを提起している。本発明のソフトウェア・デファインド・ネットワーキング(SDN) を十分に利用し、これを仮想化技術と互いに結合させることで、動的で迅速にユーザ体感品質テストプログラムのデプロイと削除を行い、またパケット転送用 (OpenFlow)オープンネットワークを使うことで、トラフィックパスの測定を制御し、複数の仮想のクライアント端末に対してシミュレーションが行え、同じテスト時間に、多点でユーザ体感品質をテストするアーキテクチャとは同じではない。

2014年6月18日に公開されたWO103873306号Method and device for measuring quality of experienceでは、1種のユーザ体感品質計測方法を提起している。そのユーザ体感品質の計測方法では、業務システムの問題により生じた受信端末キャッシュメモリ内の有効な媒体データの不足と、ユーザアクションにより引き起こされた受信端末キャッシュメモリ内の有効な媒体データの不足を区分し、キャッシュメモリ内の有効な媒体データの不足を引き起こした異なる原因に基づき、ユーザ体感品質が下がった度合いを個別に計測する。こうしてユーザ体感品質の計測が一層正確で客観的になることで、ネットワーク資源が合理的に利用できることを求めるものである。本発明の提起する1種のソフトウェア・ディファインドを使ったユーザ体感品質測定アーキテクチャではなく、集中的な制御機構を導入し、同時に複数のクライアント端末のユーザ体感品質が測定できるものではない。

本発明は1種のソフトウェア・ディファインド・ネットワーキング概念を使った新たなユーザ体感品質システムを提供することで、ネットワークの設計、構築及び管理を行う1種の新しいアーキテクチャである。ソフトウェア・ディファインド・ネットワーキングによりネットワークコントロールとデータプレーンを区分けすることで、それが各段階を更に簡単に最適化できるようになった。ソフトウェア・ディファインド・ネットワーキングのアーキテクチャは３層を備え、そのうちインフラストラクチャレイヤのネットワーク設備はデータパケットの転送のみを担当し、全ての転送ルーティングとアクションはコントロールレイヤが決定する。それはサウスバンドアプリケーションソフト(API) によりネットワークポリシーの設定を変更する。コントロールレイヤはノースバンドのアプリケーションソフト(API) を提供し、その業務ニーズによりソフトウェア・ディファインド・ネットワーキング・アプリケーションソフト(アプリケーションレイヤ)の開発が必要なユーザの使用に供する。旧バージョンのネットワークがコントロールプレーンとデータプレーンを組み合わせて一体化して、なおかつネットワークサービス事業者が単独で設備ごとに設定する必要がある状況と比べて、ソフトウェア・ディファインド・ネットワーキング・アーキテクチャはより高い弾力性と更に効果的なネットワーク管理能力を備える。

本発明はソフトウェア・ディファインドのユーザ体感品質測定アーキテクチャを提供する。それぞれ異なるデータセンターにプローブを取り付けるのと異なり、本発明のユーザ体感品質システムは集中させた位置に置くことで、プローブの操作の複雑度と設備原価が顕著に減らせる。本発明のシステムは仮想化技術を十分に利用することで、動的で迅速にユーザ体感品質テストプログラムのデプロイと削除も行える。本発明はまた、パケット転送用オープンネットワークを使うことでトラフィックパスへの測定を制御する。本発明のシステムは主に複数の仮想のクライアント端末に対してシミュレーションが行え、同じテスト時間のもとで、Wi-Fiゲートウェイのような異なるネットワーク設備によりそれぞれのトラフィック負荷を生成する。ソフトウェア・ディファインド・ネットワーキングを利用して、これを仮想化技術と互いに結合させることで、本発明のユーザ体感品質アーキテクチャが更に弾力的になり、費用対効果が高まるようにする。

本発明は従来型のネットワーク管理方法が、それぞれ異なるデータセンターで大量のプローブを取り付けることでネットワークの状態を監視し、こうしてネットワークのクオリティ・オブ・サービスとクライアントの体感データを手に入れなければならないという問題に対して、原価を節約し、更に弾力性を備えた1種のユーザ体感品質測定アーキテクチャを更に進んで提供する。

本発明はユーザ体感品質の測定でより良い性能を実現し測定効率を高めることを目的としている。パケットを介してバックボーンネットワークに転送し、ネットワークコントローラを利用することで測定するトラフィック・ルーティングが集中的に制御できる特性であり、これによりMPLS VPNネットワークを手動設定が不要になる。これとは別に分配用に特定のキューイングシステム (queuing system) を設計し、測定するワークロードを運行するサーバ仮想機械内で起動するユーザ体感品質プローブ機能に分配する。それにより性能が高まるだけでなく、システム資源（仮想機械とルーティングパスのような）のインテリジェントで動的な調整によりネットワークサービス事業者の資本的支出(CAPEX)と運営費(OPEX)を減らすことができる。

本発明は1種のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システムであり、設定に基づきテストタスクを生成するアプリケーションサーバ、当該タスクキューモジュールが当該テストタスクを受信してから、動的にスケジュール化されたキューを生成するタスクキューモジュール、当該タスクキューモジュールにある当該動的にスケジュール化されたキューの順番で外部ゲートウェイに対して当該テストタスクを実行する仮想のクライアント端末、外部の当該ゲートウェイと当該仮想のクライアント端末の間にある仮想の専用オンライン接続及びネットワークコントローラを確立し、当該パケット転送用オープンネットワーク内のパケット転送用交換機のポートを設定し、当該テストタスクのトラフィックパスを動的に決定するパケット転送用オープンネットワークを含む。

本発明のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定用システムアーキテクチャは上述したように、 REST(表現可能な状態転送)プログラミング作法に基づくアプリケーションソフト(RESTful API) と統合したタスクキューを提供することにより、1種の動的で、集中的な制御機構フレームワークを達成する。タスクキューと仮想のクライアント端末、及び仮想のクライアント端末の並列ライブラリ(concurrent library)の間にある作業配分により、システム管理負荷を下げる。ほかにも、当該フレームワークはソフトウェア・ディファインド・ネットワーキングの長所を利用し、同じ時間にネットワークコントローラがネットワークパスを確立できるようになる。この種のアーキテクチャはネットワークの使用率を高めるだけでなく、原価も下げる。

Wi-Fiネットワークのユーザ体感品質構成図である。代替されたユーザ体感品質測定の構成図である。本発明のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定の構成図である。本発明のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定用システム構成図である。本発明のユーザ体感品質測定アーキテクチャ表示図である。本発明のネットワーク身元認証、pingデータパケット及びFTP機能検証表示図である。

本発明は1種のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定アーキテクチャである。本発明は1種の費用対効果の考えに合致し、なおかつソフトウェア・ディファインド・ネットワーキング（Software Defined Network、SDN）に基づき、集中的な制御機構を導入し、同時に複数のクライアント端末を測定できるユーザ体感品質測定アーキテクチャを提供する。Wi-Fi環境での実験結果からは、資本的支出(CAPEX)と運営費(OPEX)が大幅に減らせることが証明されている。

従来型のネットワーク管理方法では、ネットワーク管理システムの使用は主にネットワーク状態の監視に常に限られている。ネットワークのクオリティ・オブ・サービスとクライアントの体感を手に入れるために、ユーザ体感品質の測定は非常に重要になっている。

無線又はモバイルネットワーク電気通信サービスなどのユーザ体感品質を測定するために、プローブ(probes)が広範囲にデプロイされ、これがDHCP、web又はEAP-SIM (Extensible Authentication Protocol - Subscriber identity module)など異なる身元認証フローを通じて、IPアドレスを手に入れることによりクライアントアクションと検証効率をシミュレーションする。プローブアーキテクチャは、同じ時間には1人のクライアントしか測定できない。プローブは理想的な測定アーキテクチャとして、ユーザ側に設置することでエンドツーエンドのユーザ体感品質評定を実現しなければならない。しかしながら、この種の方法はユーザの位置が分散し過ぎているために費用対効果の考えに合致しない。プローブは圧倒的多数が、原価を逓減させ、保全を行いやすくするために、テスト予定の設備に隣接して集中的に配置されている。

図1は、Wi-Fiネットワークのユーザ体感品質構成図を示す。全面的なモニタリングを達成するために、ユーザ体感品質測定プローブ11はWi-Fiゲートウェイ12に伴う形で配置しなければならない。測定結果は集中式のテスト結果コレクタ13に返送することでネットワークサービス事業者に総合的な情報を提供する。しかし先天分散型アーキテクチャによる制約を受け、全てのプローブ11にシステムアップグレード又は配置修正が必要になった場合には、これにより保全の原価が増える恐れがある。

代替されたユーザ体感品質測定の構成図は図2に示す通りである。その利用は仮想機械モニタリングプログラム24のサーバ25仮想化技術に基づき、プローブ21をデータセンター仮想機械(VMs) 26内に集中的にデプロイして実行し、 MPLSバックボーンネットワークに接続して情報を収集するものである。この種のアーキテクチャは物理的設備の数量が大幅に減らせるものの、保全作業の負荷は存在したままである。それは依然として仮想プローブ21ごとに、VPNとVLANのようなルーティング設定のように手動方法で設定する必要があるからである。ほかにも、データセンターによる仮想機械管理ももう1つの問題となっている。そのため、仮想機械とネットワーク設置での自動化取付はユーザ体感品質測定アーキテクチャを発展させるうえでの差し迫ったニーズとなっている。

図3は本発明のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定の構成図であり、より良い性能と効率向上の実現を目的としている。パケット転送用バックボーンネットワーク34を導入することで、ネットワークコントローラ35が測定するトラフィック・ルーティングを集中的に制御でき、 MPLS VPNネットワークの手動設定が不要になる。ほかにも、キューイングシステム(queuing system)を分配用とし、測定するワークロードをサーバ36仮想機械で運行するプローブ機能に分配する。それにより性能が高まるだけでなく、システム資源（仮想機械とルーティングパスのような）のインテリジェントで動的な調整により資本的支出と運営費を減らすことができる。

図4は本発明のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定用システム構成図であり、アプリケーションサーバ41、タスクキュー(Task Queue) 42、仮想のクライアント端末43及びネットワークコントローラ44を含む。それはRESTful APIと統合したタスクキュー42を提供することで、1種の動的で、集中的な制御機構フレームワークを達成する。タスクキュー42と仮想のクライアント端末43及び仮想のクライアント端末43の並列ライブラリ(concurrent library)の間にある作業配分により、システムの管理負荷を下げる。ほかにも、テストでの作業配分とするように、当該フレームワークがソフトウェア・ディファインド・ネットワーキングの長所を利用することで、同じ時間にネットワークコントローラ44がネットワークパスを確立することができる。この種のアーキテクチャはネットワークの使用率を高めるだけでなく、なおかつ原価も下げる。

本発明のアーキテクチャはWebサーバゲートウェイインターフェイス (WSGI)に対応するAPIサーバ41機能を持ち、APIサーバ41はユーザからのリクエストの処理を担当する。リクエストをタスクに変換し、それをタスクキュー42内に入れる。APIサーバ41はユーザ体感品質テストの負荷により動的に拡張できる。

この種のアーキテクチャでは、応答スケジュールと仮想のクライアント端末43に分配したジョブについて、タスクキュー42は重要な作用を果たす。タスクキュー42の入力は1つの実行単位であり、1つのタスクと呼ばれる、専用のジョブスケジュールによりキューに新たな実行すべきジョブがあるか否か絶えず監視する。APIサーバ41と仮想のクライアント端末43を調整するため、タスクキュー42はメッセージエージェントソフトを使うことでアドバンスト・メッセージ・キューイング・プロトコル（Advanced Message Queuing Protocol, AMQP）を実現する。APIサーバ41がメッセージをキューに入れることでタスクを起動させるとすぐに、エージェントソフトがメッセージを仮想のクライアント端末43に伝達する。タスクキュー42は更に、タスクごとのライフサイクルをモニタリングし、その状態は保留(PENDING)、開始、成功、失敗及び再試行を含む。ほかにも、タスクキュー42はワークフローを設計し、タスクを分配することができる。ワークフローを設計することで、動的にタスクの実行順序を分配する。適切なスケジュールを介して、タスクごとにサイクルタイムができ、定期的にユーザ体感品質のテストが行えるようになる。

仮想のクライアント端末43はユーザ体感品質テストの実行を担当する。仮想のクライアント端末43ごとに独立したトラフィック負荷を生成することで特定のゲートウェイにユーザ体感品質効果テストを行う。これらの仮想のクライアント端末43を隔離し、なおかつユーザ体感品質効果テストも同時に行うようするために、本発明は2つの組立コンポーネントを使う。1つ目のコンポーネントはネットワーク名前空間(network namespaces)である。ネットワーク名前空間は論理的にはネットワークがスタックしたもう1つのレプリカであり、自身のルーティング、ファイアウォール規則及びネットワーク設備を含む。言い換えれば、開発担当者はネットワーク名前空間を利用し、異なる、単独のネットワークインターフェイスと独立操作するルーティングテーブルの実例を持つことができる。Linux（登録商標）カーネルにあるネットワーク名前空間を使い始めることで、仮想のクライアント端末43はそれぞれ異なるネットワーク設備のトラフィック負荷が生成できる。2つ目のコンポーネントは並列ライブラリ (concurrent library)である。本発明の並行的なネットワークデータベース内には機能がいくつかある。それは例えば、それが非同期イベント処理ソフトウェアライブラリ(libevent)を使うことで高度に拡張できる非同期I/O(non-blocking I/O) を達成し、プログラムに協力して同期(blocking)のプログラミング作法を確保することなどである。この2つのコンポーネントを利用し、本発明は数百個の仮想のクライアント端末43を高効率で生成することでユーザ体感品質テストを実行することができる。

特定の条件のもとで動的にそして迅速にネットワークとネットワークトラフィック・ルーティングをデプロイするには、パケット転送用オープンネットワーク45が最適の選択となるだろう。パケット転送用(OpenFlow)は開放的な基準であり、パケット転送で鍵となる概念はネットワーク交換機のコントロールプレーンとデータプレーンのデカップリングである。データプレーンはデータパケットの処理と転送を担当し、一方でコントロールプレーンはネットワーク通信プロトコルの実現を担当する。この概念によりパケット転送用オープンネットワーク45がプログラマブル設計となり、なおかつ開発担当者が応用の特徴により迅速にネットワークパスが調整できる。

本発明のアーキテクチャでは、ユーザ体感品質テスト対象者と仮想のクライアント端末43の間にある仮想の専用オンライン接続はパケット転送用オープンネットワーク45で達成され、それはネットワークコントローラ44で制御される。ネットワークコントローラ44は、タスクキュー42とAPIサーバ41からの関連パラメータに基づき、動的にユーザ体感品質効果テストの最適なエンドツーエンドトラフィックパスが決定できる。仮想のクライアント端末43からユーザ体感品質テスト対象者までのトラフィックパスを定義づける必要がある場合には、ユーザ体感品質テストごとに設定が必要な特定のパラメータがいくつかある。例えば、媒体アクセス制御アドレス(MAC)、VLAN id、ユーザ体感品質テスト対象者ゲートウェイ、及び仮想のクライアント端末43のIPアドレス、そして更にはユーザ体感品質テスト目的の位置に至るまでがそれである。これらのパラメータはパケット転送用交換機にあるデータトラフィック・ルーティングの設定に使うことになる。そしてネットワークコントローラ44を使うことにより、これらのパラメータがパケット転送用交換機のflow entriesに組み込まれることでフローのパスを動的に決定する。トラフィックパスと仮想のクライアント端末43は、ユーザ体感品質テストが終了した時点で廃棄され、こうしてテストごとの完全性が確保される。

前述したように、ユーザ体感品質システムはネットワークのクオリティ・オブ・サービスの評価を目的としており、これによりWi-Fi、3G、LTEネットワークサービスを介してのクライアント体感が測定できる。これらのネットワークサービスのうち、ユーザ体感品質でのWi-Fiネットワークは1つの重要な研究事例である。3G又はLTEネットワークの負荷を分担するためには、公衆Wi-Fiホットスポットは1種の効率が高いソリューションとなっている。クライアントとユーザはスマートフォン、タブレット端末及びノートPCのような端末を使い、Wi-Fiホットスポットを介してインターネットにアクセスできる。このようにしてユーザは物理的なネットワークの限界を超えて移動性と利便性を手に入れているのだ。ここ数年で、数多くの国ではすでにWi-Fiホットスポットを駅、コンビニエンスストア、空港、観光スポットなどを含む公共の場所で提供している。これはWi-Fi のユーザ体感品質が鍵となる重要な課題であることを指し示している。そのため本発明はWi-Fi ユーザ体感品質を研究事例とした。

本発明はLinux（登録商標）プラットフォームにCentos 6.4オペレーティングシステムを配備し、複数のユーザをシミュレーションしてWi-Fiゲートウェイを介してインターネットにアクセスし、これを本発明の実験の対象者と評価が提供するユーザ体感品質測定アーキテクチャとする。

本発明のユーザ体感品質測定アーキテクチャ表示図は図5に示す通りである。最初に、テストスクリプト55を必須とする。ユーザ体感品質テスタとして、まずRESTful APIをテストスクリプト55に設計することでテストニーズを満たす。2番目に、当該スクリプト55を実行することで複数のコマンドをAPIサーバ51に送信する。コマンドごとに唯一のの媒体アクセス制御アドレスを含み、当該媒体アクセス制御アドレスは仮想のクライアント端末とみなされることになる。3番目に、APIサーバ51はタスクキュー52をトリガすることでネットワークコントローラ54と仮想のクライアント端末53に指示を行う。仮想のクライアント端末53はそれぞれこれらの媒体アクセス制御アドレスに基づき仮想のクライアント端末を生成する。例えば、仮にAPIサーバ51に100個のコマンドを送信する場合には、仮想のクライアント端末53は媒体アクセス制御アドレスに基づき100個の仮想のクライアント端末を生成する。ほかにも、VLAN idは異なるサービスゾーン(Zone) として設定される。これらの仮想のクライアント端末が全てすでに生成に成功すしさえすれば、ネットワークコントローラ54はパケット転送用ゲートウェイ56を通じて100個のリクエストをWi-Fiゲートウェイ57にあるDHCPサービスに伝送する。その後、パケット転送用ゲートウェイ56はこれらのリクエストをVLAN idに基づき適切なサービスゾーンにリダイレクトする。最後に異なるVLANを介してサービスゾーンごとに検査を行い、 IPがすでに仮想のクライアント端末ごとに分配されたか否かを検査することができる。

図6に示す通り、本発明はweb身元認証61、ping 62データパケット、及びFTP 63などの検証機能を含む。そのうちping 62はネットワーク検証機能の基本的方法であり、 32バイトから1024バイトまでのデータパケットサイズを調整することで、データパケットのロス率が検査できる。そしてFTP 63は、仮にユーザがインターネットを使うことでファイルをアップロード又はダウンロードする場合には、インターネットを介して20メガバイトのファイルをアップロードとダウンロードする方法を利用することでファイル転送をテストする。そしてweb身元認証61については前述したように、仮想のクライアント端末ごとにDHCPのIPアドレスを分配する。事実上、ユーザはタブレット端末又は他の設備を使うことで電子メールウェブサイト、フェイスブック、又はネット銀行などの身元認証サーバ64にアクセスできる。そのため、与えられたIPアドレスを利用することで身元認証サーバ64にアクセスし、テストの正確性が確保できる。

500個のクライアント端末による実験環境では、従来型のアーキテクチャでは500台のパーソナルコンピュータにより500個のクライアント端末をシミュレーションする必要がある。クライアント端末とWi-Fiゲートウェイの間にある接続でも多くの交換機が必要になる。これは大量のハードウェア資源を費やす必要があることを意味し、なおかつ電力の消耗とこれらのコンピュータを設置する空間という問題は、ここではまだ考慮されていない。一方で、本発明のアーキテクチャは従来型の方法に比べ、必要となる資源は比較的少ない。同様の状況で500個のクライアント端末をシミュレーションすることで、本発明のアーキテクチャがわずか12個のサーバを使うだけで500個の仮想のクライアント端末と1つの又は2つのパケット転送用交換機が搭載できる。従来型アーキテクチャと比べれば、本発明のアーキテクチャは資源の使用を顕著に減らせるのである。

前述したように、従来型アーキテクチャは本発明のアーキテクチャに比べより多くのコンピュータにより、クライアント端末をシミュレーションする必要がある。このように大量のコンピュータは集中管理が簡単には行えない。これらのコンピュータは特殊な制約と他の制限により異なるコンピュータルームに配置されて区分けされる。ニーズが変化した場合には、ユーザ体感品質テスタは異なる地点にあるコンピュータを1台また1台と調整しなければならない。ここからも従来型アーキテクチャの弱点がはっきりと分かる。これとは逆に、本発明のアーキテクチャは集中化された理想的な選択であり、12個のサーバとパケット転送用交換機には、同じコンピュータルームを探し出して配置するのがより簡単である。このことも、本発明はニーズが変化した場合に、迅速にユーザ体感品質テスト環境を調整でき、本発明のアーキテクチャが従来型アーキテクチャよりも更にポータビリティを備えていることを意味している。

ユーザ体感品質測定はネットワークサービス提供時の重要な検討点となっている。本発明はソフトウェア・ディファインドの測定アーキテクチャを提供することで処理全体の過程を簡略化し、動的で、集中的な制御機構を実現する。ほかにも、本発明はこのアーキテクチャをWi-Fiネットワーク環境で実行し、 DHCPセッションとweb身元認証を介して、実験結果により本発明のアーキテクチャが費用対効果の考えとより多くのポータビリティを更に備えていることが証明されている。本発明のアーキテクチャは更に進んでブロードバンド、3G、又はLTEネットワークに応用し、ネットワークのクオリティ・オブ・サービスの測定能力を高め、同時に資本的支出と運営費も減らすことができる。

本発明の1種のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定アーキテクチャは従来型一般的技術と互いに比較した場合に、更に下記の長所を備える。

本発明の1種のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定アーキテクチャは、1種の費用対効果の考えに合致し、なおかつソフトウェア・ディファインド・ネットワーキング（Software Defined Network,SDN）に基づき、集中的な制御機構を導入し、同時に複数のクライアント端末を測定できるユーザ体感品質測定アーキテクチャである。

従来型アーキテクチャと比べれば、本発明のアーキテクチャは資源面での使用が顕著に減らせ、ニーズが変化した場合に、本発明は迅速にユーザ体感品質テスト環境が調整できる。本発明のアーキテクチャは従来型アーキテクチャよりもポータビリティが高い。

本発明はWi-Fiネットワーク環境で実行し、 DHCPセッションとweb身元認証を介して、費用対効果の実現性とポータビリティが高められる。本発明のアーキテクチャは更に進んでブロードバンド、3G、又はLTEネットワークに応用でき、ネットワークのクオリティ・オブ・サービスの測定能力を高め、同時に資本的支出と運営費も減らせる。

上述の詳細な説明では、本発明の最適な実施例について具体的な説明を行った。ただし当該実施例は本発明の特許請求の範囲を限定するためのものではない。本発明の技能と趣旨を逸脱しない同等の効果を有する実施又は変更は全て、本件特許の特許請求の範囲に含まれる。

上記の内容を総括すると、本件特許は技術構想面で確かに革新的であり、従来技術では及ばない上述の複数項の効果を備え、すでに新規性と進歩性という発明特許の法律要件に十分に合致しており、そのためここに法に基づき出願を行う。貴局には本発明特許出願案件への査定を行うことで、これを発明奨励への機会にしていただければ光栄である。

10 バックボーンネットワーク
11 プローブ
12 Wi-Fiゲートウェイ
13 テスト結果コレクタ
14 ネットワーク設備
15 コンピュータルームA
16 コンピュータルームB
20 MPLSバックボーンネットワーク
21 プローブ
22 Wi-Fiゲートウェイ
23 テスト結果コレクタ
24 仮想機械モニタリングプログラム
25 サーバ
26 仮想機械
27 ネットワーク設備
28 コンピュータルームA
29 コンピュータルームB
32 Wi-Fiゲートウェイ
33 テスト結果コレクタ
34 パケット転送用バックボーンネットワーク
35 ネットワークコントローラ
36 サーバ
37 ネットワーク設備
38 バックボーンネットワーク
39A コンピュータルームA
39B コンピュータルームB
41 アプリケーションサーバ
42 タスクキューモジュール
43 仮想のクライアント端末
44 ネットワークコントローラ
45 パケット転送用オープンネットワーク
51 アプリケーションサーバ
52 タスクキューモジュール
53 仮想のクライアント端末
54 ネットワークコントローラ
55 テストスクリプト
56 パケット転送用ゲートウェイ
56A ゲートウェイ1
56B ゲートウェイ2
56C ゲートウェイ3
56D ゲートウェイ4
57 Wi-Fiゲートウェイ
60 テストスクリプト
61 Web身元認証
62 Ping
63 FTP
64 身元認証サーバ
65 FTPシステム
66 サーバ
67 仮想のクライアント端末
67A 媒体アクセス制御アドレス
67B VLAN
67C DHCP IP

Claims

設定に基づきテストタスクを生成するアプリケーションサーバ、
当該タスクキューモジュールが当該テストタスクを受信してから、動的にスケジュール化されたキューを生成する、タスクキューモジュール、
仮想のクライアント端末であって、当該タスクキューモジュールにある当該動的にスケジュール化されたキューの順番で、複数の仮想のクライアント端末を生成し、当該複数の仮想のクライアント端末により外部ゲートウェイに当該テストタスクを実行する、仮想のクライアント端末、
外部の当該ゲートウェイと当該複数の仮想のクライアント端末の間にある仮想の専用オンライン接続を確立する、パケット転送用オープンネットワーク、及び、
当該パケット転送用オープンネットワーク内のパケット転送用交換機のポートを設定し、当該テストタスクのトラフィックパスを動的に決定する、ネットワークコントローラ、を含む、
1種のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該アプリケーションサーバが、REST(表現可能な状態転送)プログラミング作法に基づくアプリケーションソフト(RESTful API)のアプリケーションサーバであることで、統合したタスクキューに動的に従って制御機構フレームワークを形成する、
請求項1に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該アプリケーションサーバが更に進んでネットワークサーバのゲートウェイインターフェイスを含む、
請求項1に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該タスクキューモジュールがタスクエージェントソフトウェアを含み、当該タスクエージェントソフトウェアが当該アプリケーションサーバと当該複数の仮想のクライアント端末の間にある当該動的にスケジュール化されたキューのプロトコルを調整し、当該アプリケーションサーバが当該テストタスクを当該動的にスケジュール化されたキュー内に入れることで当該テストタスクを起動し、当該タスクエージェントソフトウェアがすぐに当該テストタスクを当該複数の仮想のクライアント端末に伝達し、
当該タスクキューモジュールが当該テストタスクのライフサイクルをモニタリングし、そのうちライフサイクルが保留、開始、成功、失敗及び再試行を含み、及び、
当該タスクキューが当該テストタスクを動的に分配する当該動的にスケジュール化されたキューである、
請求項1に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該複数の仮想のクライアント端末が、
当該ネットワーク名前空間コンポーネントが自身のルーティング、ファイアウォール規則及びネットワーク設備を含む、ネットワーク名前空間コンポーネント、及び
当該複数の仮想のクライアント端末が当該ネットワーク名前空間コンポーネントと当該並列ライブラリを利用し、当該テストタスクの体感を実行する、並列ライブラリ、を含む、
請求項1に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該ネットワーク名前空間コンポーネントが、互いに異なり、単独のネットワークインターフェイスと独立操作を行うルーティングテーブル実例を持ち、Linux（登録商標）カーネルにあるネットワーク名前空間の使用を始めることにより、当該複数の仮想のクライアント端末がそれぞれ異なるネットワーク設備のトラフィック負荷を生成する、
請求項5に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該並列ライブラリが非同期イベント処理ソフトウェアライブラリを通じて直接高度に拡張する非同期I/Oを行い、プログラムに協力することで同期のプログラミング作法を確保する、
請求項5に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該ネットワークコントローラが、当該タスクキューモジュールと当該アプリケーションサーバからの複数個の関連パラメータにより、当該複数の仮想のクライアント端末から外部ゲートウェイまでの当該テストタスクのトラフィックパスを決定し、各当該関連パラメータが媒体アクセス制御アドレス、VLAN id、ゲートウェイ及び仮想のクライアント端末のIPアドレス、並びにユーザ体感品質テスト目的の位置を含む、
請求項1に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。
当該パケット転送用オープンネットワークがプログラマブル設計特性を備え、迅速にネットワークパスが調整できる、
請求項1に記載のソフトウェア・ディファインド・ユーザ体感品質測定システム。