JP6993689B2 - 中継装置、通信システム、制御方法、及び、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、中継装置、通信システム、制御方法、及び、プログラムに関する。

インターネットのような広域ネットワークを介した会議システムが利用されている。このような会議システムでは、広域ネットワークを介した複数の拠点に配置された端末の間で音声データ及び映像データなどを含むデータパケット（単にパケットともいう）を相互に送受信することで、拠点間で音声及び映像を共有する。

ネットワークでは、データパケットのロスが生じ得る。会議システムで利用されるネットワークにおいてパケットのロスが生ずると、音声及び映像に遅延又は欠落が発生し、会議システムを用いた会議に支障を来す。

従来、ネットワークを介して送信端末及び受信端末が配置されるシステムにおいて、送信端末が計測する送信パケット数と、受信端末が計測するパケットロス数とに基づいて、パケットロスの原因がネットワークにあるのか、ルータによる転送にあるのかを切り分ける技術が開示されている（特許文献１）。

特開２０１０－２３３１９２号公報

しかしながら、ネットワークにおいてパケットの重複が発生し得る場合、送信パケット数及びパケットロス数の計測だけではロスの発生個所の特定ができないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、パケットの重複が発生し得るネットワークを介した通信において、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させる中継装置などを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る中継装置は、第一通信インタフェースと、第二通信インタフェースと、前記第一通信インタフェースが受信したパケットを前記第二通信インタフェースへ転送する転送部と、所定の通信に係る一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを示す転送情報を記憶している記憶部と、前記第一通信インタフェースによって回収用パケットを受信した場合に、受信した前記回収用パケット内の複数のフィールドのそれぞれに、前記一連のパケットそれぞれについての前記転送情報を１対１に対応付けて格納して、前記第二通信インタフェースにより送信する送信制御部とを備える。

これによれば、中継装置は、一連のパケットを転送したか否かを、パケットごとに示す情報を回収用パケットによって出力する。回収用パケットを受信した通信装置は、一連のパケットが中継装置によって転送されたか否かを、パケットごとに知ることができる。仮にネットワークにおいてパケットの重複が発生すると、送信者が送信した１つのパケットを、内容が同一である２つのパケットとして受信者が受信することになる。本発明の一態様に係る中継装置が出力する情報によれば、回収用パケットを受信した通信装置は、重複によって発生した２つのパケットを１つのパケットとして認識することができるので、パケットの重複が発生した場合であってもパケットロスの計数及び発生個所の特定の精度を向上することができる。このように、中継装置は、パケットの重複が発生し得るネットワークを介した通信において、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、前記所定の通信は、前記一連のパケットに含められるシーケンス番号による順序制御がなされる通信であり、前記転送情報は、前記一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを、当該パケットに含まれるシーケンス番号に対応付けて示し、前記複数のフィールドは、前記一連のパケットのシーケンス番号それぞれに１対１に対応付けられた、前記回収用パケット内の一連のビットであってもよい。

これによれば、中継装置は、シーケンス番号によって一連のパケットそれぞれを識別し、各パケットについての転送の情報を回収用パケットの各ビットに格納する。これにより、一連のパケットそれぞれを容易に識別し、また、転送情報を回収用パケットに効率よく格納できる。このように、中継装置は、パケットの特定に係る処理を容易にし、また、回収用パケットに必要なデータサイズを抑制しながら、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、前記転送部は、前記所定の通信に係るパケットを前記第二通信インタフェースへ転送した場合に、当該パケットを転送したことを示す情報を、当該パケットのシーケンス番号に対応付けて前記転送情報に追加することで、前記転送情報を更新してもよい。

これによれば、中継装置は、パケットを転送するごとに新たな転送情報を生成することによって、継続的に、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、前記所定の通信は、所定のＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ポート番号を有するＴＣＰパケットを用いた通信であり、前記シーケンス番号は、ＴＣＰシーケンス番号であり、前記転送情報は、前記所定のＴＣＰポート番号である、すべてのＴＣＰポート番号のうちのいずれかを有する一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを示しており、前記回収用パケットには、回収用ＴＣＰポート番号が格納されており、前記送信制御部は、前記転送情報のうち、前記回収用ＴＣＰポート番号に係る転送情報を参照して、前記回収用ＴＣＰポート番号を有する前記一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを示す情報を前記回収用パケットに格納して、前記第二通信インタフェースにより送信してもよい。

これによれば、中継装置は、すべてのＴＣＰポート番号のデータについての転送情報を保有しておき、回収用ポートとして指定された転送情報のみを提示できる。ユーザは、転送情報を取得する範囲を予め定める必要がなく、回収用パケットにより回収用ポートを指定することで、所望のＴＣＰポートの転送情報を得ることができる。

また、前記送信制御部は、受信した前記回収用パケット内に、前記一連のパケットそれぞれが他の中継装置の転送部によって転送されたか否かを示す転送情報である第一情報が格納されている場合には、格納されている前記第一情報の後ろに、前記記憶部に記憶されている前記転送情報を格納してもよい。

これによれば、中継装置は、受信した回収用パケットに含まれている第一情報を残したまま、自装置の転送情報に基づく第二情報を含める。よって、回収用パケットを受信した通信装置は、１以上の中継装置がネットワークに含まれている場合に、中継装置それぞれの前後でパケットがロスしたか否かを知ることができる。

また、前記送信制御部は、受信した前記回収用パケット内に、前記一連のパケットそれぞれが他の中継装置の転送部によって転送されたか否かを示す転送情報である第一情報が２つ格納されている場合には、格納されている先頭から２つ目の前記第一情報を、前記記憶部に記憶されている前記転送情報に上書きしてもよい。

これによれば、中継装置は、受信した回収用パケットに含まれている２つの第一情報のうち、先頭の第一情報を残し、先頭から２つ目の第一情報を削除して、自装置の転送情報に基づく第二情報を含める。よって、回収用パケットを受信した通信装置は、２以上の中継装置がネットワークに含まれている場合に、最初の中継装置と、最後の中継装置とのそれぞれの前後でパケットがロスしたか否かを知ることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信システムは、上述したいずれかの中継装置である第一中継装置と、上述したいずれかの中継装置である第二中継装置と、前記第一中継装置の第一通信インタフェースに接続された第一端末と、前記第二中継装置の第二通信インタフェースに接続された第二端末とを備え、前記第二中継装置の第一通信インタフェースは、前記第一中継装置の第二通信インタフェースに接続されており、前記第一端末は、前記回収用パケットを前記第一中継装置に送信し、前記第二端末は、前記第一端末が送信した前記回収用パケットを、前記第一中継装置及び前記第二中継装置を経て受信し、受信した前記回収用パケットに格納された前記転送情報に基づいて、前記第一端末から第一中継装置までの第一区間、第一中継装置から第二中継装置までの第二区間、及び、第二中継装置から第二端末までの第三区間を含む区間ごとに、複数のデータパケットそれぞれが転送されたか否かを示す情報を提示する。

これによれば、上記中継装置と同様の効果を奏し、回収用パケットを受信した第二端末によってパケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御方法は、第一通信インタフェースと第二通信インタフェースとを備える中継装置の制御方法であって、前記第一通信インタフェースが受信したパケットを前記第二通信インタフェースへ転送する転送ステップと、前記第一通信インタフェースによって回収用パケットを受信した場合に、所定の通信に係る一連のパケットそれぞれが前記転送ステップによって転送されたか否かを示す転送情報を参照して、受信した前記回収用パケット内の複数のフィールドのそれぞれに、前記一連のパケットそれぞれが前記転送ステップによって転送されたか否かを示す情報を１対１に対応付けて格納して、前記第二通信インタフェースにより送信する格納ステップとを含む。

これによれば、上記中継装置と同様の効果を奏する。

また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るプログラムは、上述した制御方法をコンピュータに実行させる。

これによれば、上記中継装置と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

本発明により、通信装置は、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させる。

図１は、実施の形態に係る通信システムの構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態に係る中継装置の構成を示すブロック図である。 図３は、データパケットのフィールドを示す説明図である。 図４は、実施の形態に係る記憶部が記憶している転送情報の説明図である。 図５は、実施の形態に係る回収用パケットの転送を示す説明図である。 図６は、実施の形態に係る回収用パケットの構造を示す説明図である。 図７は、実施の形態に係る通信システムにおけるパケットロスの発生個所を示す画像の一例を示す説明図である。 図８は、実施の形態に係る中継装置によるパケット転送処理と、転送情報の格納処理とを示すフロー図である。 図９は、実施の形態の変形例に係る通信システムの構成を示す模式図である。 図１０は、実施の形態の変形例に係る転送情報の合成処理を示す説明図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態において、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させる中継装置等について説明する。

図１は、本実施の形態に係る通信システム１の構成を示す模式図である。図１に示される通信システム１は、２つの拠点であるキャンパスＡ及びキャンパスＢをネットワークＮを介して接続する通信システムである。ここでは、キャンパスＡの音声又は映像をキャンパスＢに送信する場合を例として説明するが、キャンパスＢからキャンパスＡへの音声又は映像の送信も同時並行的になされ得る。

キャンパスＡには、中継装置Ｒ１と端末Ｔ１とが配置されている。端末Ｔ１は、例えば、キャンパスＡにおける音声又は映像を取得し、音声データ又は映像データをデータパケットとして、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）又は、ＲＴＰ（（Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ））などの通信によって送信する会議端末である。中継装置Ｒ１は、キャンパスＡのゲートウェイとして機能する装置である。

キャンパスＢには、中継装置Ｒ２と端末Ｔ２とが配置されている。端末Ｔ２は、端末Ｔ１が送信する音声データ又は映像データを受信して再生する会議端末である。中継装置Ｒ２は、キャンパスＢのゲートウェイとして機能する装置である。

通信システム１において、端末Ｔ１から端末Ｔ２にデータパケットを送信する場合、端末Ｔ１から中継装置Ｒ１までの区間、中継装置Ｒ１から中継装置Ｒ２までの区間、中継装置Ｒ２から端末Ｔ２までの区間においてパケットロスが発生し得る。

通信システム１では、端末Ｔ１及びＴ２、並びに、中継装置Ｒ１及びＲ２による処理により、上記のいずれの区間でパケットロスが発生したかをパケットごとに特定することで、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させる。パケットロスの特定方法について、以下で詳細に説明する。

図２は、本実施の形態に係る中継装置Ｒ１の構成を示すブロック図である。

図２に示されるように、中継装置Ｒ１は、通信ＩＦ１１及び１２と、転送部１３と、記憶部１４と、送信制御部１５とを備える。中継装置Ｒ１は、例えば、ルータ、無線基地局又はファイアウォール装置などである。

通信ＩＦ１１は、通信によってデータを送受信する通信インタフェースである。通信ＩＦ１１は、端末Ｔ１の通信ＩＦ（不図示）と通信可能に接続されている。通信ＩＦ１１は、端末Ｔ１から、データパケット、及び、回収用パケット（詳細は後述）を受信する。通信ＩＦ１１が受信するデータパケットは、例えば音声データ又は映像データであるが、これに限られず、テキストデータなどを含む一般のデータであってもよい。通信ＩＦ１１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮ、又は、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮの通信インタフェースである。特に、中継装置Ｒ１が無線基地局である場合には、通信ＩＦ１１は、無線通信をする通信インタフェースである。

通信ＩＦ１２は、通信によってデータを送受信する通信インタフェースである。通信ＩＦ１２は、中継装置Ｒ２の通信ＩＦ（不図示）と通信可能に接続されている。通信ＩＦ１２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮ、又は、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮの通信インタフェースである。

転送部１３は、通信ＩＦ１１が受信したパケットを通信ＩＦ１２へ転送する。転送部１３は、通信ＩＦ１１が端末Ｔ１からパケットを受信した場合に、受信したパケットに含まれている宛先アドレスと、管理している経路表等とを参照して、その宛先アドレスに向けてパケットを送信できる通信ＩＦにパケットを転送する。ここでは、宛先アドレスに向けてパケットを送信できる通信ＩＦが通信ＩＦ１２である場合を説明している。転送部１３は、プロセッサがプログラムを実行することで実現されてもよいし、専用ハードウェアによって実現されてもよい。

なお、転送部１３による転送は、例えば、パケット内に格納されたＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスに基づく転送であるＩＰルーティングであってもよいし、パケット内に格納されたＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスに基づく転送であるブリッジングであってもよいし、その他の転送であってもよい。

また、転送部１３は、通信ＩＦ１１で受信したパケットが回収用パケットであるか否かを判定する。具体的には、転送部１３は、回収用パケットが満たすべき条件（例えば、予め定められたＴＣＰポート番号、ＵＤＰポート番号、又は、ＩＰヘッダ内のプロトコル番号に一致するか否か）をもとに、通信ＩＦ１１で受信したパケットが回収用パケットであるか否かを判定する。当該条件は、工場出荷時に予め設定されていてもよいし、ユーザにより、例えば設定ツールによって設定されてもよい。

また、転送部１３は、転送したパケットを示す転送情報１７を生成して記憶部１４に格納し、また、転送情報１７を更新する。転送情報１７は、所定の通信に係る一連のパケットそれぞれが転送部１３によって転送されたか否かを、当該パケットのシーケンス番号に対応付けて示す情報である。そして、転送部１３は、所定のＴＣＰポート番号を有するパケットを通信ＩＦ１２へ転送した場合に、当該パケットを転送したことを示す情報を、当該パケットのシーケンス番号に対応付けて転送情報に追加することで、転送情報を更新する。

なお、所定の通信は、一例として、当該一連のパケットに含められるシーケンス番号による順序制御がなされる通信である。所定の通信の具体例は、ＴＣＰであり、この場合、ＴＣＰヘッダに含まれるシーケンス番号（ＴＣＰシーケンス番号ともいう）による順序制御がなされる。また、所定の通信の別の具体例は、ＲＴＰであり、この場合、ＲＴＰヘッダに含まれるシーケンス番号による順序制御がなされる。以降では、所定の通信がＴＣＰによる通信である場合を例として説明する。

記憶部１４は、転送情報１７が記憶される記憶装置である。記憶部１４には、転送部１３によって転送情報１７が格納及び更新される。また、記憶部１４に格納された転送情報１７は、送信制御部１５により読み出される。

送信制御部１５は、転送情報１７に基づく情報を回収用パケットに格納する。具体的には、送信制御部１５は、通信ＩＦ１１によって回収用パケットを受信した場合に、受信した回収用パケット内の複数のフィールドのそれぞれに、一連のパケットそれぞれについての転送情報１７を１対１に対応付けて格納して、通信ＩＦ１２により送信する。ここで、複数のフィールドは、上記一連のパケットのシーケンス番号それぞれに１対１に対応付けられた、回収用パケット内の一連のビットである。なお、送信制御部１５は、回収用パケット内の既存のフィールドの後ろに転送情報１７を格納する場合と、既存のフィールドの一部を上書きして転送情報１７を格納する場合とがある。これらについては、後で詳しく説明する。送信制御部１５は、プロセッサがプログラムを実行することで実現されてもよいし、専用ハードウェアによって実現されてもよい。

なお、記憶部１４が記憶している転送情報１７についての「所定のＴＣＰポート番号」は、すべてのＴＣＰポート番号を指すものとしてもよい。この場合、回収用パケットに格納されるポート番号（回収用ポート番号ともいう）に係る転送情報が回収用パケットに含められる。言い換えれば、転送情報１７は、所定のＴＣＰポート番号である、すべてのＴＣＰポート番号のうちのいずれかを有する一連のパケットそれぞれが転送部１３によって転送されたか否かを示していてもよい。その場合、回収用パケットには、回収用ＴＣＰポート番号が格納されている。そして、送信制御部１５は、転送情報１７のうち、回収用ＴＣＰポート番号に係る転送情報を参照して、回収用ＴＣＰポート番号を有する一連のパケットそれぞれが転送部１３によって転送されたか否かを示す情報を回収用パケットに格納して、通信ＩＦ１２により送信する。以降では、この場合を例として説明する。

なお、回収用パケットは、端末Ｔ１が端末Ｔ２を宛先として送信するパケットであり、言い換えれば、中継装置Ｒ１を宛先としたパケットではない。そのため、端末Ｔ１は、パケットを送信するに際して、中継装置Ｒ１のアドレスを知る必要がない。

また、回収用パケットは、ＴＣＰパケット、ＲＴＰパケット又はその他のＩＰパケットである。回収用パケットは、予め定められたＴＣＰポート番号、ＵＤＰポート番号、又は、ＩＰヘッダ内のプロトコル番号を有しており、送信制御部１５は、通信ＩＦ１１が受信したパケットが回収用パケットであるか否かを判定できるとする。なお、ＵＤＰでは、シーケンス番号による順序制御はなされないが、ＲＴＰでは、ＲＴＰヘッダ内に含められるシーケンス番号による順序制御がなされ得る。

なお、回収用パケットは、例えば、端末Ｔ１を使用しているユーザが、端末Ｔ２との通信品質の良否を判断したいと考えたときに、ユーザが端末Ｔ１を操作することで、端末Ｔ１から送信され得る。

以降において、転送部１３の処理について詳細に説明する。

図３は、データパケット３０のフィールドを示す説明図である。図３に示されるデータパケット３０は、公知のＴＣＰパケットである。データパケット３０は、端末Ｔ１が端末Ｔ２を宛先として送信するデータパケットである。

図３に示されるように、データパケット３０は、ＩＰヘッダ３１と、ＴＣＰヘッダ３２と、データ３３とを有する。

ＩＰヘッダ３１は、送信元ＩＰアドレス（ＳＩＰ）３５と、宛先ＩＰアドレス（ＤＩＰ）３６とを有する。送信元ＩＰアドレス３５が端末Ｔ１のＩＰアドレスであり、宛先ＩＰアドレス３６が端末Ｔ２のＩＰアドレスである。なお、ＩＰヘッダ３１は、上記の他にもフィールドを有するが、説明を省略する。

ＴＣＰヘッダ３２は、送信元ポート番号（ＳＰｏｒｔ）３７と、宛先ポート番号（ＤＰｏｒｔ）３８と、シーケンス番号３９とを有する。送信元ポート番号３７と宛先ポート番号３８とは、ＴＣＰセッションの開始時に端末Ｔ１及びＴ２により決定され、同一ＴＣＰセッションには同一の送信元ポート番号３７と宛先ポート番号３８との組が使用される。シーケンス番号３９は、一連のＴＣＰパケットに付けられる連番である。なお、ＴＣＰヘッダ３２は、上記の他にもフィールドを有するが、説明を省略する。

データ３３は、ＴＣＰペーロードに含まれるデータであり、このデータパケット３０によって運ばれるデータ（例えば音声データ又は映像データ）である。

図４は、本実施の形態に係る記憶部１４が記憶している転送情報４０の説明図である。

図４に示されるように、転送情報４０は、１以上のポート番号について、当該ポート番号を有する一連のパケットのそれぞれが転送部１３によって転送されたか否かを示している。なお、「ポート番号を有するパケット」という場合、送信元ポート番号として有する場合、宛先ポート番号として有する場合、又は、送信元ポート番号と宛先ポート番号との組として有する場合のいずれであってもよい。

ここで、一連のパケットのそれぞれは、シーケンス番号により一意に特定され得る。また、パケットが転送部１３によって転送されたことが「１」で示され、転送されていないことが「０」で示されている。

例えば、転送情報４０内の１行目は、ポート番号が８０である一連のパケットについて、シーケンス番号が１０１、１０２、１０４及び１０５であるパケットを転送部１３が転送したこと、及び、シーケンス番号が１０３であるパケットを転送部１３が転送していないことを示している。

また、転送情報４０内の２行目は、ポート番号が４４３である一連のパケットについて、シーケンス番号が１０１～１０４であるパケットを転送部１３が転送したこと、及び、シーケンス番号が１０５であるパケットを転送部１３が転送していないことを示している。

なお、ポート番号として、送信元ポート番号と宛先ポート番号との組を用いる場合、転送情報４０のポート番号の欄に、送信元ポート番号と宛先ポート番号との組（例えば、送信元ポート番号が５００００、宛先ポート番号が８０）が用いられる。

図５は、本実施の形態に係る通信システム１による回収用パケット５０等の転送を示す説明図である。図６は、本実施の形態に係る回収用パケット５０Ｂの構造を示す説明図である。

図５に示されるように、回収用パケット５０は、端末Ｔ１によって生成及び送信される。回収用パケット５０は、端末Ｔ１が端末Ｔ２を宛先として送信するパケットであって、ポート番号が８０であるパケットの転送情報を中継装置Ｒ１及びＲ２から回収するためのパケットである。回収用パケット５０は、ヘッダ５１及び管理情報５２を有する。

回収用パケット５０は、端末Ｔ１によって送信された後、中継装置Ｒ１によって転送情報フィールドＦＡが付加されて回収用パケット５０Ａとして送信される。

さらに、回収用パケット５０Ａは、中継装置Ｒ２によって転送情報フィールドＦＢが付加されて回収用パケット５０Ｂとして送信され、端末Ｔ２に受信される。このように、送信制御部１５は、受信した回収用パケット内に、一連のパケットそれぞれが他の中継装置（中継装置Ｒ１）の転送部１３によって転送されたか否かを示す転送情報である第一情報が格納されている場合には、格納されている第一情報の後ろに記憶部１４に記憶されている転送情報１７を格納する。

なお、端末Ｔ１と端末Ｔ２とを結ぶ通信経路上に、３以上の中継装置が存在する場合には、転送情報を上記のように追加してもよいし、３つ目以降の中継装置が、先頭から２つ目の転送情報を上書きするようにしてもよい。言い換えれば、送信制御部１５は、受信した回収用パケット内に、一連のパケットそれぞれが他の中継装置の転送部１３によって転送されたか否かを示す転送情報である第一情報が２つ格納されている場合には、格納されている先頭から２つ目の第一情報を、記憶部１４に記憶されている転送情報１７に上書きする。

次に、図６を参照しながら回収用パケット５０等の構造を説明する。図６には、回収用パケット５０Ｂの構造が示されているが、図６における転送情報フィールドＦＢが存在しないものが回収用パケット５０Ａに相当し、図６における転送情報フィールドＦＡ及びＦＢが存在しないものが回収用パケット５０に相当する。

図６に示されるように回収用パケット５０は、ヘッダ５１と、管理情報５２と、転送情報フィールドＦＡ及びＦＢとを有する。

ヘッダ５１は、回収用パケット５０の送信元及び宛先などを示すヘッダであり、ＩＰヘッダを含む。また、ヘッダ５１は、ＴＣＰヘッダを含んでもよいし、ＵＤＰヘッダとＲＴＰヘッダとを含んでもよい。

ヘッダ５１の送信元ＩＰアドレス（ＳＩＰ）５６は、端末Ｔ１のアドレスであり、宛先ＩＰアドレス（ＤＩＰ）５７は、端末Ｔ２のアドレスである。

管理情報５２には、回収用ポート５８が含まれる。回収用ポート５８は、ポート番号である８０が格納される。

転送情報フィールドＦＡは、中継装置Ｒ１の転送情報が格納されている。転送情報フィールドＦＡ内のビットＡ１、Ａ２、・・・、Ａｎには、ポート番号が８０である一連のパケットが中継装置Ｒ１により転送されたか否かを示す転送情報が格納されている。ここで、各ビットは、一連のパケットのシーケンス番号に１対１に対応付けられている。具体的には、上記の各ビットの先頭から末尾に、順に、一連のｎ個のパケットの先頭から末尾のそれぞれに対応するパケットの転送情報が格納されている。より具体的には、転送情報フィールドＦＡ内の先頭のビットＡ１には、一連のパケットうちの最初のパケットのシーケンス番号が対応付けられており、先頭から２番目のビットＡ２には、一連のパケットうちの先頭から２番目のパケットのシーケンス番号が対応付けられている。以降のビット及びシーケンス番号についても同様である。

転送情報フィールドＦＢは、中継装置Ｒ２の転送情報が格納されたフィールドである。転送情報フィールドＦＢ内のビットＢ１、Ｂ２、・・・、Ｂｎには、ポート番号が８０である一連のパケットが中継装置Ｒ２により転送されたか否かを示す転送情報が格納されている。各ビットに含められる転送情報は、転送情報フィールドＦＡと同様であるので詳細な説明を省略する。

図７は、本実施の形態に係る通信システム１におけるパケットロスの発生個所を示す画像の一例である画像６０を示す説明図である。画像６０は、回収用パケット５０Ｂを受信した端末Ｔ２がパケットロスの発生個所を特定して生成する画像の一例である。この画像は、例えば、端末２が有する表示装置（例えば液晶パネル）（不図示）に表示され得る。

端末Ｔ２は、回収用パケット５０Ｂを受信すると、回収用パケット５０Ｂに含まれる転送情報フィールドＦＡ及びＦＢと、端末Ｔ２がパケットを受信したか否かとに基づいて、パケットそれぞれについてのパケットロスの発生個所を特定する。パケットロスの発生個所は、端末Ｔ１から中継装置Ｒ１までの第一区間、中継装置Ｒ１から中継装置Ｒ２までの第二区間、及び、中継装置Ｒ２から端末Ｔ２までの第三区間のいずれかに特定され得る。

具体的には、中継装置Ｒ１により転送されていない（つまり転送情報フィールドＦＡにおいて「０」で示される）パケットは、第一区間でロスしたと特定される。

また、中継装置Ｒ１により転送された（つまり転送情報フィールドＦＡにおいて「１」で示される）パケットであって、中継装置Ｒ２により転送されていない（つまり転送情報フィールドＦＢにおいて「０」で示される）パケットは、第二区間でロスしたと特定される。

また、中継装置Ｒ２により転送された（つまり転送情報フィールドＦＢにおいて「１」で示される）パケットであって、端末Ｔ２が受信していないパケットは、第三区間でロスしたと特定される。

端末Ｔ２は、このようにパケットロスが生じた区間を特定し、そのパケットロスの区間を示す画像６０を生成する。

画像６０において、端末Ｔ１、中継装置Ｒ１及びＲ２、及び、端末Ｔ２を模擬した画像が、左から右へ並んで配置されている。そして、端末Ｔ１を模擬した図形の下に、端末Ｔ１が送信したパケットを示す図形６１がそのシーケンス番号とともに表示されている。また、ロスしたパケットについては、ロスした区間に「×」印の図形６２が表示されており、端末Ｔ２に到達したパケットについては、端末Ｔ２に到達したことを示す図形６３が、端末Ｔ２を模擬した図形の下に表示されている。

例えば、図７には、シーケンス番号が１０１及び１０２であるパケットが端末Ｔ２に到達し、シーケンス番号が１０３であるパケットが第一区間でロスし、シーケンス番号が１０４であるパケットが第二区間でロスし、シーケンス番号が１０５であるパケットが第三区間でロスしたことが示されている。

なお、図７では、回収用パケット５０Ｂを受信した端末Ｔ２の表示装置に表示される画像６０を示しているが、画像６０は、端末Ｔ２が送信した回収用パケットを取得した端末Ｔ１の表示装置（不図示）に表示されてもよい。

図８は、本実施の形態に係る中継装置Ｒ１によるパケット転送処理と、転送情報の格納処理とを示すフロー図である。

ステップＳ１０１において、通信ＩＦ１１がパケットを受信したか否かを判定する。通信ＩＦ１１がパケットを受信したと判定した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）には、ステップＳ１０１を再び実行する。つまり、通信ＩＦ１１は、パケットを受信するまでステップＳ１０１で待機する。

ステップＳ１０２において、転送部１３は、ステップＳ１０１で受信したパケットが回収用パケットであるか否かを判定する。回収用パケットであるか否かの判定は、回収用パケットが満たすべき条件、例えば、予め定められたＴＣＰポート番号、ＵＤＰポート番号、又は、ＩＰヘッダ内のプロトコル番号に一致するか否かによりなされる。上記パケットが回収用パケットであると判定した場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）には、ステップＳ１０３に進み、そうでない場合（ステップＳ１０２でＮｏ）には、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１０３において、送信制御部１５は、ステップＳ１０１で受信した回収用パケットに転送情報１７を格納する。

ステップＳ１０４において、送信制御部１５は、ステップＳ１０３で転送情報１７を格納した回収用パケットを通信ＩＦ１２へ転送し、通信ＩＦ１２により送信させる。ステップＳ１０４を終えたら、再びステップＳ１０１を実行する。

ステップＳ１１１において、転送部１３は、ステップＳ１０１で受信したパケットを、受信したパケットに含まれている宛先アドレスに向けて送信できる通信ＩＦ１２に転送し、その通信ＩＦ１２により送信させる。

ステップＳ１１２において、転送部１３は、ステップＳ１１１で転送したパケットを転送したことを示す情報を、そのパケットのシーケンス番号に対応付けて転送情報１７に追加することで、転送情報１７を更新する。ステップＳ１１２を終えたら、再びステップＳ１０１を実行する。

以上の一連の処理により、中継装置Ｒ１は、端末Ｔ１から受信したパケットを端末Ｔ２に向けて転送し、また、端末Ｔ１から受信した回収用パケットに転送情報を格納して端末Ｔ２に向けて転送する。

また、中継装置Ｒ２も図８に示された一連の処理を実行する。これにより、中継装置Ｒ２は、端末Ｔ１から中継装置Ｒ１を経て受信したパケットを端末Ｔ２に向けて転送し、また、端末Ｔ１から中継装置Ｒ１を経て受信した回収用パケットに転送情報を格納して端末Ｔ２に向けて転送する。

端末Ｔ２は、端末Ｔ１が送信したパケットを中継装置Ｒ１及びＲ２を経て受信する。端末Ｔ１が送信したデータに音声データ又は映像データが含まれている場合には、端末Ｔ２は、音声データ又は映像データに基づいて音声又は映像を再生する。

また、端末Ｔ２は、中継装置Ｒ１及びＲ２の転送情報が格納された回収用パケットを受信し、一連のパケットのパケットロスの位置を示す情報（例えば図７の画像６０）を提示する。具体的には、端末Ｔ２は、端末Ｔ１が送信した回収用パケットを、中継装置Ｒ１及びＲ２を経て受信し、受信した回収用パケットに格納された転送情報に基づいて、第一区間、第二区間、及び、第三区間を含む区間ごとに、複数のパケットそれぞれが転送されたか否かを示す情報を提示する。

（変形例）
図９は、本変形例に係る通信システム２の構成を示す模式図である。図９に示される通信システム２は、２つの拠点であるキャンパスＡ及びキャンパスＢをネットワークＮを介して接続する通信システムである。

キャンパスＡは、実施の形態におけるものと同じである。

キャンパスＢには、中継装置Ｒ２及びＲ３と端末Ｔ２とが配置されている。中継装置が２台配置される点で、実施の形態におけるキャンパスＢと異なる。

通信システム２に２台の中継装置Ｒ２及びＲ３が配置される場合、端末Ｔ１が送信したパケットは、中継装置Ｒ２を経由して端末Ｔ２に受信される場合と、中継装置Ｒ３を経由して端末Ｔ２に受信される場合とがある。さらに、ネットワークＮなどにおいてパケットの重複が発生することを考慮すれば、端末Ｔ１が送信したパケットが重複によって２個になり、一方が中継装置Ｒ２を経由して端末Ｔ２に受信され、他方が中継装置Ｒ３を経由して端末Ｔ２に受信される場合がある。この場合には、端末Ｔ１による１個のパケットの送信が、端末Ｔ２による２個のパケットの受信を引き起こす。そのため、単に、端末Ｔ１の送信パケット数と、端末Ｔ２の受信パケット数とを比較しただけでは、パケットロスを正確に判定することができない。

中継装置Ｒ１などは、パケット数だけに基づくのではなく、一連のパケットそれぞれを転送したか否かに基づいて転送情報１７を管理している。そして、端末Ｔ２は、その転送情報１７を用いてシーケンス番号に基づいてパケットロスを特定するので、たとえパケットがネットワークＮにおいて重複した場合であっても、パケットロス数を適切に計数することができる。

図１０は、実施の形態の変形例に係る転送情報の合成処理を示す説明図である。

図１０の（ａ）は、端末Ｔ１が送信し、中継装置Ｒ１及びＲ２を経て端末Ｔ２に受信された回収用パケット５０Ｃを示している。回収用パケット５０Ｃには、転送情報フィールドＦＡ及びＦＣが含まれている。転送情報フィールドＦＣは、図６における転送情報フィールドＦＢと同様に、シーケンス番号が１０１であるパケットからｎ個分のパケットの転送情報がビットＣ１、Ｃ２、・・・、Ｃｎに格納されている。

図１０の（ｂ）は、端末Ｔ１が送信し、中継装置Ｒ１及びＲ３を経て端末Ｔ２に受信された回収用パケット５０Ｄを示している。回収用パケット５０Ｄには、転送情報フィールドＦＡ及びＦＤが含まれている。転送情報フィールドＦＤは、図６における転送情報フィールドＦＢと同様に、シーケンス番号が１０１であるパケットからｎ個分のパケットの転送情報がビットＤ１、Ｄ２、・・・、Ｄｎに格納されている。

そして、図１０の（ｃ）に示されるように、端末Ｔ２は、回収用パケット５０Ｃと５０Ｄとを受信し、回収用パケット５０Ｃと５０Ｄとに含まれている転送情報フィールドＦＣ及びＦＤに基づいて一連のパケットそれぞれが中継装置Ｒ２又はＲ３の少なくとも一方により転送されたか、そうでないかを示す転送情報フィールドＦＥを得る。このとき、端末Ｔ２は、転送情報フィールドＦＣ及びＦＤのＯＲ演算をすることで、転送情報フィールドＦＥのビットＥ１、Ｅ２、・・・、Ｅｎを得ることができる。これにより、重複したパケットが二重にカウントされることがない利点がある。

以上のように、本実施の形態及び変形例に係る中継装置は、一連のパケットを転送したか否かを、パケットごとに示す情報を回収用パケットによって出力する。回収用パケットを受信した通信装置は、一連のパケットが中継装置によって転送されたか否かを、パケットごとに知ることができる。仮にネットワークにおいてパケットの重複が発生すると、送信者が送信した１つのパケットを、内容が同一である２つのパケットとして受信者が受信することになる。本発明の一態様に係る中継装置が出力する情報によれば、回収用パケットを受信した通信装置は、重複によって発生した２つのパケットを１つのパケットとして認識することができるので、パケットの重複が発生した場合であってもパケットロスの計数及び発生個所の特定の精度を向上することができる。このように、中継装置は、パケットの重複が発生し得るネットワークを介した通信において、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、中継装置は、シーケンス番号によって一連のパケットそれぞれを識別し、各パケットについての転送の情報を回収用パケットの各ビットに格納する。これにより、一連のパケットそれぞれを容易に識別し、また、転送情報を回収用パケットに効率よく格納できる。このように、中継装置は、パケットの特定に係る処理を容易にし、また、回収用パケットに必要なデータサイズを抑制しながら、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、中継装置は、パケットを転送するごとに新たな転送情報を生成することによって、継続的に、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

また、中継装置は、すべてのＴＣＰポート番号のデータについての転送情報を保有しておき、回収用ポートとして指定された転送情報のみを提示できる。ユーザは、転送情報を取得する範囲を予め定める必要がなく、回収用パケットにより回収用ポートを指定することで、所望のＴＣＰポートの転送情報を得ることができる。

また、中継装置は、受信した回収用パケットに含まれている第一情報を残したまま、自装置の転送情報に基づく第二情報を含める。よって、回収用パケットを受信した通信装置は、１以上の中継装置がネットワークに含まれている場合に、中継装置それぞれの前後でパケットがロスしたか否かを知ることができる。

また、中継装置は、受信した回収用パケットに含まれている２つの第一情報のうち、先頭の第一情報を残し、先頭から２つ目の第一情報を削除して、自装置の転送情報に基づく第二情報を含める。よって、回収用パケットを受信した通信装置は、２以上の中継装置がネットワークに含まれている場合に、最初の中継装置と、最後の中継装置とのそれぞれの前後でパケットがロスしたか否かを知ることができる。

また、通信システムは、上記中継装置と同様の効果を奏し、回収用パケットを受信した第二端末によってパケットロスの発生個所の特定精度を向上させることができる。

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

以上、本発明の中継装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、パケットロスの発生個所の特定精度を向上させる課題解決する中継装置に適用され得る。具体的には、ルータ、無線基地局又はファイアウォール装置等に適用され得る。

１、２ 通信システム
１１、１２ 通信ＩＦ
１３ 転送部
１４ 記憶部
１５ 送信制御部
１７、４０ 転送情報
３０ データパケット
３１ ＩＰヘッダ
３２ ＴＣＰヘッダ
３３ データ
３５、５６ ＳＩＰ
３６、５７ ＤＩＰ
３７ Ｓｐｏｒｔ
３８ Ｄｐｏｒｔ
３９ シーケンス番号
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ 回収用パケット
５１ ヘッダ
５２ 管理情報
５８ 回収用ポート
６０ 画像
６１、６２、６３ 図形
Ａ１～Ａ５、Ａｎ、Ｂ１～Ｂ５、Ｂｎ、Ｃ１～Ｃ５、Ｃｎ、Ｄ１～Ｄ５、Ｄｎ、Ｅ１～Ｅ５、Ｅｎ ビット
ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤ、ＦＥ 転送情報フィールド
Ｎ ネットワーク
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３ 中継装置
Ｔ１、Ｔ２ 端末

Claims (9)

1. 第一通信インタフェースと、
   第二通信インタフェースと、
   前記第一通信インタフェースが受信したパケットを前記第二通信インタフェースへ転送する転送部と、
   所定の通信に係る一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを示す転送情報を記憶している記憶部と、
   前記第一通信インタフェースによって回収用パケットを受信した場合に、受信した前記回収用パケット内の複数のフィールドのそれぞれに、前記一連のパケットそれぞれについての前記転送情報を１対１に対応付けて格納して、前記第二通信インタフェースにより送信する送信制御部とを備え、
   前記回収用パケットは、前記一連のパケットの送信元端末が、前記一連のパケットの受信端末を宛先として送信したパケットである
   中継装置。
2. 前記所定の通信は、前記一連のパケットに含められるシーケンス番号による順序制御がなされる通信であり、
   前記転送情報は、前記一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを、当該パケットに含まれるシーケンス番号に対応付けて示し、
   前記複数のフィールドは、前記一連のパケットのシーケンス番号それぞれに１対１に対応付けられた、前記回収用パケット内の一連のビットである
   請求項１に記載の中継装置。
3. 前記転送部は、前記所定の通信に係るパケットを前記第二通信インタフェースへ転送した場合に、当該パケットを転送したことを示す情報を、当該パケットのシーケンス番号に対応付けて前記転送情報に追加することで、前記転送情報を更新する
   請求項１に記載の中継装置。
4. 前記所定の通信は、所定のＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ポート番号を有するＴＣＰパケットを用いた通信であり、
   前記シーケンス番号は、ＴＣＰシーケンス番号であり、
   前記転送情報は、前記所定のＴＣＰポート番号である、すべてのＴＣＰポート番号のうちのいずれかを有する一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを示しており、
   前記回収用パケットには、回収用ＴＣＰポート番号が格納されており、
   前記送信制御部は、前記転送情報のうち、前記回収用ＴＣＰポート番号に係る転送情報を参照して、前記回収用ＴＣＰポート番号を有する前記一連のパケットそれぞれが前記転送部によって転送されたか否かを示す情報を前記回収用パケットに格納して、前記第二通信インタフェースにより送信する
   請求項２に記載の中継装置。
5. 前記送信制御部は、受信した前記回収用パケット内に、前記一連のパケットそれぞれが他の中継装置の転送部によって転送されたか否かを示す転送情報である第一情報が格納されている場合には、格納されている前記第一情報の後ろに、前記記憶部に記憶されている前記転送情報を格納する
   請求項１～４のいずれか１項に記載の中継装置。
6. 前記送信制御部は、受信した前記回収用パケット内に、前記一連のパケットそれぞれが他の中継装置の転送部によって転送されたか否かを示す転送情報である第一情報が２つ格納されている場合には、格納されている先頭から２つ目の前記第一情報を、前記記憶部に記憶されている前記転送情報に上書きする
   請求項１～４のいずれか１項に記載の中継装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の中継装置である第一中継装置と、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の中継装置である第二中継装置と、
   前記第一中継装置の第一通信インタフェースに接続された第一端末と、
   前記第二中継装置の第二通信インタフェースに接続された第二端末とを備え、
   前記第二中継装置の第一通信インタフェースは、前記第一中継装置の第二通信インタフェースに接続されており、
   前記第一端末は、前記回収用パケットを前記第一中継装置に送信し、
   前記第二端末は、前記第一端末が送信した前記回収用パケットを、前記第一中継装置及び前記第二中継装置を経て受信し、受信した前記回収用パケットに格納された前記転送情報に基づいて、前記第一端末から第一中継装置までの第一区間、第一中継装置から第二中継装置までの第二区間、及び、第二中継装置から第二端末までの第三区間を含む区間ごとに、複数のデータパケットそれぞれが転送されたか否かを示す情報を提示する
   通信システム。
8. 第一通信インタフェースと第二通信インタフェースとを備える中継装置の制御方法であって、
   前記第一通信インタフェースが受信したパケットを前記第二通信インタフェースへ転送する転送ステップと、
   前記第一通信インタフェースによって回収用パケットを受信した場合に、所定の通信に係る一連のパケットそれぞれが前記転送ステップによって転送されたか否かを示す転送情報を参照して、受信した前記回収用パケット内の複数のフィールドのそれぞれに、前記一連のパケットそれぞれが前記転送ステップによって転送されたか否かを示す情報を１対１に対応付けて格納して、前記第二通信インタフェースにより送信する格納ステップとを含み、
   前記回収用パケットは、前記一連のパケットの送信元端末が、前記一連のパケットの受信端末を宛先として送信したパケットである
   制御方法。
9. 請求項８に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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