JPH09270822A - パケット通信経路試験方法 - Google Patents

パケット通信経路試験方法

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JPH09270822A
JPH09270822A JP8075932A JP7593296A JPH09270822A JP H09270822 A JPH09270822 A JP H09270822A JP 8075932 A JP8075932 A JP 8075932A JP 7593296 A JP7593296 A JP 7593296A JP H09270822 A JPH09270822 A JP H09270822A
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packet
test
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terminal
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JP8075932A
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Manabu Nakagawa
学 中川
Yoichi Hashimoto
洋一 橋本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の中継ノードを経由するパケット通信に
おいて実際の通信時に用いられる通信経路でのパケット
の到達性の確認を行なうことができない。 【解決手段】 転送するデータを、宛先情報をヘッダ部
に設定してパケット化し、宛先情報に基づき複数の中継
ノードを経由して転送するパケット交換網の試験方法で
あって、試験用データを、宛先情報を設定したヘッダ部
に各中継ノードでの次の経由先の特定時に参照される経
路情報(パケットレベルプロトコルの上位層プロトコル
の種別とサービス品質の種別)を付与してパケット化し
て送出し、各中継ノード3〜7は、試験用データのパケ
ットを、経路情報に基づき次の経由先を特定して送出
し、宛先情報で特定された宛先からの応答パケットの有
無に基づき、試験用データのパケットの転送で経由した
各中継ノード3〜7からなる通信経路8,9の良否を試
験するパケット通信経路試験方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の中継ノード
(パケット交換機)を経由してパケットを転送するパケ
ット交換網の試験技術に係り、特に、パケットの通信経
路の到達性の試験を効率良く行なうのに好適なパケット
通信経路試験方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、パケットを転送する際の通信経路
の選択は、宛先アドレスだけに基づいて行なわれるのが
一般的である。そのため、例えばTCP/IP(Transm
issionControl Protocol/Internet Protocol)のネット
ワークにおける通信経路到達性の試験に用いられるIC
MP(Internet Control Message Protocol) echo
パケットを送出するpingでは、経路選択に使用可能
な情報は、宛先アドレスのみである。
【0003】ICMPは、IP通信時に異常なパケット
を受信したときなどに、受信側から送信元に知らせたり
するプロトコルであり、IPパケットを利用して送受信
される。すなわち、このICMPを利用するpingに
おいては、IPヘッダにおける上位層プロトコル識別情
報としてICMPが設定される。このようなパケット通
信、特にTCP/IPおよびその経路選択(ルーティン
グ)に関しては、例えば、「インタフェース ’92−
6 No.181」(1992年、CQ出版社発行)の
第149頁〜第155頁、および、第168頁〜第17
2頁等に記載されている。尚、単に、ある特定のアプリ
ケーションのデータが届くかどうかの確認は、そのアプ
リケーションにより、エンド・エンド(端末間)で通信
することによって行なっている。
【0004】このようなパケット通信において、効率的
なデータ転送を行なうことを目的に、パケットのサービ
ス品質の種別やパケットレベルプロトコル(OSI参照
モデルのレイヤ3;ネットワーク階層)の上位層プロト
コル(レイヤ4;トランスポート階層)の種別に対応し
て最適な経路を選択するような、より柔軟な経路選択技
術が考えられる。この場合、パケットは、その宛先が同
じであっても、サービス品質の種別の違いや上位層プロ
トコルの種別の違い等によって、異なる経路を通ること
になる。
【0005】このような場合、従来の通信経路到達性の
試験技術では、上位層プロトコルには、試験用パケット
であることを示す特定のプロトコルが指定され、経路選
択のための情報としては、宛先アドレスしか指定できな
い。そのため、実際のデータと同様なパケットによっ
て、それらの経路における到達性の確認を行なうことが
できない。また、実際のアプリケーションによる通信に
基づきパケットの到達確認を行なう技術では、実際にど
の経路を通ってパケット通信が行なわれているかを確認
することは難しく、通信がうまく行なえなかった場合、
その原因を特定することは困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、複数の中継ノードを経由するパ
ケット通信において実際の通信時に用いられる通信経路
でのパケットの到達性の確認を行なうことができない点
である。本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決
し、パケットのサービス品質の種別や上位層プロトコル
の種別などに対応して最適なパケット通信経路を選択す
る高効率なパケット交換網の信頼性を向上させることを
可能とするパケット通信経路試験方法を提供することで
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のパケット通信経路試験方法は、(1)転送
するデータを、このデータの宛先を特定する宛先情報を
ヘッダ部に設定してパケット化し、その宛先情報に基づ
き複数の中継ノード3〜7を経由して転送するパケット
交換網におけるパケット通信経路の試験方法であって、
試験用データを、宛先情報(デスティネーション・アド
レス,宛先アドレス)を設定したヘッダ部に各中継ノー
ド3〜7での次の経由先の特定時に参照される経路情報
を付与してパケット化して送出し、中継ノード3〜7の
それぞれは、試験用データのパケットを、このパケット
のヘッダ部に付与された経路情報に基づき次の経由先を
特定して送出し、宛先情報で特定された試験用データの
宛先から返送される応答パケットの有無に基づき、試験
用データのパケットの転送で経由した各中継ノードから
なる通信経路の良否を試験することを特徴とする。ま
た、(2)上記(1)に記載のパケット通信経路試験方
法において、経路情報は、パケットレベルプロトコルの
上位層プロトコルの種別、もしくは、サービス品質の種
別のいずれかを少なくとも含むことを特徴とする。ま
た、(3)上記(1)もしくは(2)のいずれかに記載
のパケット通信経路試験方法において、応答パケットの
ヘッダ部に、試験用データのパケットの経路情報と同じ
経路情報を付与し、この経路情報で特定される応答パケ
ットの通信経路の良否を試験することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明においては、各中継ノード
は、パケットのヘッダに宛先情報と共に付与された経路
情報、例えばサービス品質(サービス・タイプ;Type o
f Service)の種別や上位層プロトコル(Protocol)の
種別などに基づき、受信したパケットを送出する先を特
定する。データを送信する端末では、このデータをパケ
ット化する際、そのヘッダ部に、データを届けたい宛先
を特定する宛先情報(宛先アドレス;Destination Addr
ess)と共に、このデータの転送に用いるサービス品質
の種別や上位層プロトコルの種別を付与する。この結
果、端末から送出されたパケットは、サービス品質の種
別や上位層プロトコルの種別に対応して特定された経路
で、各中継ノードを経由して、宛先に届けられる。
【0009】そして、試験用データを送信する端末で
は、通常のデータと同様に、試験用データをパケット化
する。すなわち、そのヘッダ部に、試験用データが届く
かどうかを確認したい宛先のアドレスと共に、この試験
用データの転送に用いるサービス品質の種別や上位層プ
ロトコルの種別を付与する。このように、試験用データ
は、通常のデータと同様なヘッダ構成のパケットとして
各中継ノードに渡されるので、各中継ノードでは、試験
用データとして特別に意識することなく、通常のデータ
と同様に、サービス品質の種別や上位層プロトコルの種
別で特定された経路で中継する。
【0010】この試験用データのパケット(試験用パケ
ット)に対する応答パケットが、宛先から返送されてこ
なければ、試験用データを送信した端末で、サービス品
質の種別や上位層プロトコルの種別で特定された経路の
異常を検知する。そして、宛先を一つ手前の宛先、例え
ば端末宛の試験用パケットが返送されて来なければこの
端末を収容する中継ノードの宛先アドレスに替えて試験
用パケットを送信する。この操作を、試験用パケットが
返送されるまで繰り返すことにより、異常の原因となる
中継ノード間の経路を特定することができる。
【0011】このように、試験用パケットを、そのヘッ
ダ内に、サービス品質種別や上位層プロトコル種別など
経路を特定する情報を、宛先アドレスと共に設定して送
信することで、同じ宛先アドレスへの、異なる複数経路
での到達性を確認することができる。また、通信経路の
途中にある、どの中継ノードまで試験用パケットが到達
しているかを確認できるので、エンド・エンドでの通信
に異常がある場合における、その原因の特定を容易に行
なうことができる。
【0012】以下、TCP(通信の前にコネクションを
確立するコネクション型)/IPおよびUDP(User D
atagram Protocol、コネクションレス型)/IPをプロ
トコルとして用いるネットワークにおける本発明の実施
の形態例を、図面により詳細に説明する。図1は、本発
明のパケット通信経路試験方法の本発明に係る手順の一
実施例を示すフローチャートであり、図2は、それを適
用したネットワークの一構成例を示す説明図である。図
2において、1,2は端末、3〜7は中継ノード、8,
9は通信経路であり、本図では、端末1からのパケット
の宛先、ここでは端末2が同一であっても、プロトコル
が「TCP」でサービス品質が「低遅延」の場合(通信
経路8)と、プロトコルが「UDP」でサービス品質が
「普通遅延」の場合(通信経路9)で、経路が異なる例
を示している。
【0013】この例に基づき、以下、図1におけるパケ
ット通信経路試験方法の手順を説明する。端末1は、試
験用データが入力されると(ステップ101)、この試
験用データをパケット化し、この試験用パケットを送信
する(ステップ102)。すなわち、端末2の宛先アド
レスと、試験したい通信経路を特定するための経路情報
であるサービス品質と上位層プロトコルをヘッダ部に設
定して、中継ノード3に送出する。
【0014】中継ノード3は、端末1から試験用パケッ
トを受け取ると(ステップ301)、まずヘッダ部の宛
先アドレスに基づき、この試験用パケットが自ノードで
収容している端末に対するものか否かを判別する(ステ
ップ302)。自ノード収容の端末へのものであれば、
試験用パケットを当該する端末に送出し(ステップ30
3)、そうでなければ、自ノード宛、すなわち中継ノー
ド3宛のものか否かを判別する(ステップ304)。
【0015】自ノード宛のものであれば、試験用パケッ
トを受信した旨を表す応答パケットを端末1宛に送出し
(ステップ305)、そうでなければ、試験用パケット
のヘッダ部のサービス品質と上位層プロトコルのそれぞ
れの種別を判別する(ステップ306)。サービス品質
と上位層プロトコルのそれぞれが、「低遅延」と「TC
P」であれば、試験用パケットを中継ノード4に送出し
(ステップ307)、「普通遅延」と「UDP」であれ
ば、試験用パケットを中継ノード6に送出する(ステッ
プ308)。中継ノード4,6のそれぞれは、中継ノー
ド3と同様に、ステップ301〜308の処理を行な
う。
【0016】ステップ303における処理で、中継ノー
ド7から試験用パケットを受信した端末2は、試験用パ
ケットを受信した旨を表す応答パケットを端末1宛に送
出する(ステップ201)。尚、この応答パケットのヘ
ッダ部に、試験用パケットと同じサービス品質と上位層
プロトコルのそれぞれの種別、および、端末1の宛先ア
ドレスを付与することにより、端末2から端末1への特
定の通信経路を指定して試験することができる。
【0017】端末1は、この端末2からの応答パケッ
ト、あるいは、ステップ305における処理で中継ノー
ド3〜7のいずれかからの応答パケットを受信すると
(ステップ103)、試験パケットの送信に用いた通信
経路が正常であると判断し、また、応答パケットを受信
できなければ、通信経路の異常と判断する。もし、端末
2宛の試験用パケットで通信経路の異常となった場合、
端末1からは、端末2を収容する中継ノード7の宛先ア
ドレスを指定した試験パケットを、前回と同じ通信経路
で送信することで、その中継ノード7までの通信経路の
良否を判断する。
【0018】さらに、この中継ノード7宛の試験用パケ
ットで通信経路の異常となった場合、端末1からは、中
継ノード7の手前の中継ノード5もしくは中継ノード6
の宛先アドレスを指定した試験パケットを、前回と同じ
通信経路で送信することで、その中継ノード5,6まで
の通信経路の良否を判断する。この処理を繰り返すこと
により、異常のある箇所を特定することができる。次
に、このような通信経路の試験に係る動作、すなわち、
端末1から端末2へのデータの到達性を確認する場合に
ついて、図2を含め、図3〜図7を用いて、より具体的
に説明する。
【0019】試験者は、試験したいパケットの宛先アド
レスなどと共に、上位層プロトコル(の種別)とサービ
ス品質(の種別)を指定して、試験用アプリケーション
を起動する。試験用アプリケーションは、指定されたサ
ービス品質で、指定されたプロトコルを、試験用パケッ
トの送出に使用する。その結果、端末1からは、上位層
プロトコルとサービス品質を示す情報が、図3〜図5に
示す構成のIPヘッダに指定された試験用パケットが送
出される。このパケットは、途中の中継ノード3〜7に
よって、宛先と上位層プロトコルおよびサービス品質に
従って、ルーティングされ、端末2に到達する。
【0020】図3は、図2におけるネットワークで転送
されるIPパケットのヘッダ例を示す説明図である。本
例のヘッダは、一般的なIPパケットのものであり、4
ビットで表される「バージョン(Version)」、同じく
4ビットで表される「ヘッダ長(IHL)」、「サービス
品質(サービス・タイプ)(Type of Service)」、「全
長(Total Legth, IPヘッダ+IPデータのバイト長
を16ビットで表す)」、「ID(Identification, 識
別子:上位層への参考情報であり、パケットごとのユニ
ークな番号)」、「フラグ(Flags, 3ビットで、パケ
ット分解の可/不可や、分解された場合の最後のパケッ
トか/そうでないかを示す)」、「フラグメント・オフ
セット(Fragment Offset, 分解されたパケットがオリ
ジナルのデータのどの位置にあるかを13ビットで示
す)」、「生存時間(Time to Live, パケットが網に存
在して良い秒数を8ビットで示し、ルータなどの装置を
通過する際に、処理時間(最低1)が引かれ、「0」に
なったらそのパケットは捨てられる。)」、「(上位
層)プロトコル(Protocol, 上位層のプロトコルを識別
する8ビットの識別子で、例えばTCPの場合は「6=
00000110」である。)」、「ヘッダ・チェック
・サム(Header Check Sum)」、「ソース・アドレス(So
urce Address, パケットの発信元のIPアドレス)」、
「デスティネーション・アドレス(destination adres
s, パケットの宛先のIPアドレス)」、「オプション
(Option)」、「パッディング(Padding)」からなる。
【0021】図4は、サービス品質が低遅延で上位層プ
ロトコルがTCPの場合のヘッダのコーディング例を示
す説明図である。サービス品質が低遅延の場合を示すた
めに、図3における「サービス品質(サービス・タイ
プ)(Type of Service)」には「11110000」が
設定され、上位層プロトコルがTCPの場合を示すため
に、図3における「(上位層)プロトコル(Protoco
l)」には「00000110」が設定される。
【0022】図5は、サービス品質が普通遅延で上位層
プロトコルがUDPの場合のヘッダのコーディング例を
示す説明図である。サービス品質が普通遅延の場合を示
すために、図3における「サービス品質(サービス・タ
イプ)(Type of Service)」には「11100000」
が設定され、上位層プロトコルがUDPの場合を示すた
めに、図3における「(上位層)プロトコル(Protoco
l)」には「00010001」が設定される。
【0023】図2の端末1は、このような図3〜図5に
示す構成のヘッダを有する試験用パケットを、中継ノー
ド3に送出する。この時の端末1のプロトコルスタック
例を、図6に示す。図6は、図2における端末のプロト
コルスタックの一例を示す説明図である。図2における
端末1では、TCP/IPの階層のアプリケーション層
に試験用アプリケーションが、トランスポート層にTC
P,UDP等が、ネットワーク層にIPとICMPが対
応付けられている。尚、図中の「Mac layer」
は、TCP/IPの階層のデータリンク層と物理層に対
応している。図2の端末1は、このようなTCP/IP
の階層に準じたプロトコルスタックでの動作を行なう。
【0024】図2の端末1から図3〜図5に示す構成の
ヘッダを有する試験用パケットを受信した中継ノード3
は、図7に示す経路情報テーブル41を有し、この経路
情報テーブル41に基づき、図2の端末1からの試験用
パケットを、所定の中継ノード4もしくは中継ノード5
に送出する。
【0025】図7は、図2における各中継ノードが有す
る経路情報テーブルの構成例を示す説明図である。本図
7に示すように、経路情報テーブル41においては、
「低遅延」と「普通遅延」のサービス品質、および、
「TCP」と「UDP」の上位層プロトコル(図中、上
位プロトコルと記載)のそれぞれの種別の組み合わせに
中継ノード4,6が対応されて特定される。この経路情
報テーブル41に基づき、図2の中継ノード3は、端末
1からの試験用パケットの経路先を決める。
【0026】例えば、図2の端末1からの試験用パケッ
トのヘッダにおけるサービス品質が「普通遅延」で、上
位層プロトコルが「UCP」の場合、すなわち、図5に
示すヘッダのコーディング例のように、サービス品質が
「11100000」で、上位層プロトコルが「000
10001」の場合、経路情報テーブル41においては
中継ノード6が対応付けられており、図2の中継ノード
3は、端末1からの試験用パケットを中継ノード6に送
出する。
【0027】また、図2の端末1からの試験用パケット
のヘッダにおけるサービス品質が「低遅延」で、上位層
プロトコルが「TCP」の場合、すなわち、図4に示す
ヘッダのコーディング例のように、サービス品質が「1
1110000」で、上位層プロトコルが「00000
110」の場合、経路情報テーブル41においては中継
ノード4が対応付けられており、図2の中継ノード3
は、端末1からの試験用パケットを中継ノード4に送出
する。
【0028】以下、このように、図2のネットワークに
おいて、端末1が、上位層プロトコルとしてTCP、サ
ービス品質として「低遅延」を指定した試験用パケット
を送出した場合、すなわち、中継ノード3,4,5,7
からなる通信経路8の試験を例に説明する。このような
パケットが、ノード3によって受信されると、ノード3
は、宛先アドレスと上位層プロトコルおよびサービス品
質に基づき、次の受信ノードが受信ノード4であること
を判断し、この試験用パケットをノード4に宛て送出す
る。同様にして、ノード4は、この試験用パケットをノ
ード5に送出し、それを受信したノード5は、このパケ
ットをノード7に送出し、ノード7は、このパケットを
端末2に送出する。
【0029】端末2では、この試験用パケットを受信す
ると、その発信元アドレスを宛先として、同じサービス
品質および上位層プロトコルをヘッダに指定した応答パ
ケットを送出する。端末2から送出された応答パケット
は、その宛先アドレスとサービス品質および上位層プロ
トコルに基づきルーティングされて端末1に到達する。
端末1では、この端末2からの応答パケットを受信する
ことにより、指定したサービス品質と上位層プロトコル
で、端末2へパケットが到達する経路が存在すること、
および、端末2から端末1へパケットが到達する経路が
存在することを確認することができる。
【0030】もし、端末2からの応答パケットを受信し
なければ、端末1では、上位層プロトコルとしてTC
P、サービス品質として「低遅延」で指定した経路に異
常があるものと判断できる。この場合、端末1から、端
末2の一つ手前の宛先アドレス、ここでは端末2を収容
する中継ノード7に対して、同じく上位層プロトコルと
してTCP、サービス品質として「低遅延」で指定した
試験用パケットを送出し、中継ノード7までの経路の良
否を判別する。中継ノード7からの応答パケットが受信
できなければ、同様な繰り返しで、中継ノード5に対し
て試験用パケットを送出する。このような動作を繰り返
すことにより、上位層プロトコルとしてTCP、サービ
ス品質として「低遅延」で指定した端末2までの経路の
異常が、どの箇所にあるのかを特定することができる。
【0031】以上、図1〜図7を用いて説明したよう
に、本実施例のパケット通信経路試験方法では、試験用
パケットは、パケットのヘッダ内の宛先アドレスと、サ
ービス品質種別および上位層プロトコル種別などによっ
て中継ノードで選択された経路に従って中継される。こ
のことにより、同一の宛先であっても上位層プロトコル
やサービス品質によって、異なる経路が選択されるよう
なコンピュータネットワークにおいて、様々な性質のデ
ータが転送されるときに選択されるそれぞれの通信経路
について、その到達性を確認することができ、エンド・
エンドでの通信が不可能な場合も、その原因を容易に特
定できる。
【0032】また、端末2が、試験用パケットを受信し
た場合、その発信元に宛てパケットを送信する場合のサ
ービス品質と上位層プロトコルは、試験用のものであ
り、指定したサービス品質と上位層プロトコルで、端末
1から端末2へパケットが到達する経路が存在すること
と、端末2から端末1への試験用パケットの到達経路が
存在することが確認できる。
【0033】尚、本発明は、図1〜図7を用いて説明し
た実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能である。例えば、本実施
例では、端末2が、試験用パケットを受信した場合、そ
の発信元に宛て応答パケットを送信する場合のサービス
品質と上位層プロトコルは、試験用のものであるが、他
のサービス品質と上位層プロトコルを指定しても良い。
この場合、サービス品質と上位層プロトコルで特定され
る経路に限定されず、応答パケットは任意の経路で端末
1に返送されるため、より確実に転送される。
【0034】すなわち、端末2からの応答パケットを送
信する場合のサービス品質と上位層プロトコルを試験用
パケットのものと同じものとして、その経路を特定する
と、応答パケットの通信経路で異常があった場合、端末
1では、その異常が、端末1から端末2への特定した経
路の異常なのか、端末2から端末1への特定した経路で
の異常なのかが判別できないとの不具合が発生するが、
経路を特定しないことにより、効率的ではないにして
も、信頼性の高い応答を返すことができる。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、複数の中継ノードを経
由するパケット通信において実際の通信時に用いられる
通信経路でのパケットの到達性の確認を行なうことがで
き、パケットのサービス品質の種別や上位層プロトコル
の種別などに対応して最適なパケット通信経路を選択す
る高効率なパケット交換網の信頼性を向上させることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパケット通信経路試験方法の本発明に
係る手順の一実施例を示すフローチャートである。
【図2】図1におけるパケット通信経路試験方法を適用
したネットワークの一構成例を示す説明図である。
【図3】図2におけるネットワークで転送されるIPパ
ケットのヘッダ例を示す説明図である。
【図4】サービス品質が低遅延で上位層プロトコルがT
CPの場合のヘッダのコーディング例を示す説明図であ
る。
【図5】サービス品質が普通遅延で上位層プロトコルが
UDPの場合のヘッダのコーディング例を示す説明図で
ある。
【図6】図2における端末のプロトコルスタックの一例
を示す説明図である。
【図7】図2における各中継ノードが有する経路情報テ
ーブルの構成例を示す説明図である。
【符号の説明】
1,2:端末、3〜7:中継ノード、8,9:通信経
路。41:経路情報テーブル。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 転送するデータを、該データの宛先を特
    定する宛先情報をヘッダ部に設定してパケット化し、上
    記宛先情報に基づき複数の中継ノードを経由して転送す
    るパケット交換網におけるパケット通信経路の試験方法
    であって、試験用データを、上記宛先情報を設定した上
    記ヘッダ部に上記各中継ノードでの次の経由先の特定時
    に参照される経路情報を付与してパケット化して送出
    し、上記中継ノードのそれぞれは、上記試験用データの
    パケットを、該パケットのヘッダ部に付与された上記経
    路情報に基づき次の経由先を特定して送出し、上記宛先
    情報で特定された上記試験用データの宛先からの応答パ
    ケットの有無に基づき、上記試験用データのパケットの
    転送で経由した上記各中継ノードからなる通信経路の良
    否を試験することを特徴とするパケット通信経路試験方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のパケット通信経路試験
    方法において、上記経路情報は、パケットレベルプロト
    コルの上位層プロトコルの種別、もしくは、サービス品
    質の種別のいずれかを少なくとも含むことを特徴とする
    パケット通信経路試験方法。
  3. 【請求項3】 請求項1、もしくは、請求項2のいずれ
    かに記載のパケット通信経路試験方法において、上記応
    答パケットのヘッダ部に、上記試験用データのパケット
    の上記経路情報と同じ経路情報を付与し、該経路情報で
    特定される上記応答パケットの通信経路の良否を試験す
    ることを特徴とするパケット通信経路試験方法。
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