JPH11261643A - 輻輳領域検出方法及び装置及び輻輳領域検出プログラムを格納した記憶媒体 - Google Patents

輻輳領域検出方法及び装置及び輻輳領域検出プログラムを格納した記憶媒体

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JPH11261643A
JPH11261643A JP6328398A JP6328398A JPH11261643A JP H11261643 A JPH11261643 A JP H11261643A JP 6328398 A JP6328398 A JP 6328398A JP 6328398 A JP6328398 A JP 6328398A JP H11261643 A JPH11261643 A JP H11261643A
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JP
Japan
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packet
congestion area
route
correlation
congestion
Prior art date
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Pending
Application number
JP6328398A
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English (en)
Inventor
Shozo Naito
昭三 内藤
Koyo Yamamoto
公洋 山本
Katsuhisa Maruyama
勝久 丸山
Toyonori Fujiura
豊徳 藤浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実ネットワークに影響を与えることなく、ネ
ットワークの輻輳状況を観測できることが可能な輻輳領
域検出方法及び装置及び輻輳領域検出プログラムを格納
した記憶媒体を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、パケットネットワーク上の1
点あるいは、複数点においてパケットトラフィックデー
タを収集し、収集されたトラフィックデータに対して、
経路の一部を共有するパケットの集合の遅延あるいは、
再送パケット数の相関関係を解析し、解析された結果と
経路情報とを突き合わせることにより経路上の輻輳領域
を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、輻輳領域検出方法
及び装置及び輻輳領域検出プログラムを格納した記憶媒
体に係り、特に、パケットネットワークにおける輻輳状
態を推定するための輻輳領域検出方法及び装置及び輻輳
領域検出プログラムを格納した記憶媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】インターネットを代表とするパケットネ
ットワークの利用が広まっており、従来から回線交換ネ
ットワークで提供されていた電話サービスなどもパケッ
トネットワークにより提供されようとしている。しか
し、パケットネットワークのトラフィックの制御は難し
く、その前提となる輻輳状態の推定には、大がかりなネ
ットワーク管理システムが必要である。
【0003】従来、パケットネットワークにおける輻輳
状態を推定するためには、各所に置かれたルータや測定
器によるモニタあるいは、観測パケットによるネットワ
ーク特性の収集の2つの方法が主に使われている。ルー
タあるいは、測定値によるモニタでは、モニタ箇所にお
けるパケット統計を取ることにより、その位置における
輻輳状態を判断する。ルータをパケット観測に使う場合
には、ルータのCPU資源をそのために割かなければな
らない。ルータにより観測プロトコルとしては、SNM
Pなどが代表である。また、モニタ装置としては、LA
N用の“Sniffer ”などがある。
【0004】観測パケットによる経路上のネットワーク
特性を知る方法には、“ping”による2点間の遅延の観
測法、“traceroute”によるホップリング毎の遅延観測
法、“pathchar”によるホップリンクごとの最大帯域推
定法などがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法は、いずれも観測パケットにより、実帯域を使
用し、実トラヒックに影響を与えるという副作用があ
る。また、遅延観測法の“ping”や、“traceroute”に
よって、遅延の時間変動を観測するためには、頻繁に観
測パケットを送る必要がある。
【0006】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、実ネットワークに影響を与えることなく、ネットワ
ークの輻輳状況を観測できることが可能な輻輳領域検出
方法及び装置及び輻輳領域検出プログラムを格納した記
憶媒体を提供することを目的とする。更に、ネットワー
ク上の輻輳領域を可能な限り狭い範囲で特定することが
可能な輻輳領域検出方法及び装置及び輻輳領域検出プロ
グラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理を
説明するための図である。本発明(請求項1)は、パケ
ットネットワーク上において輻輳している経路である領
域を検出するための輻輳領域検出方法において、パケッ
トネットワーク上の1点あるいは、複数点においてパケ
ットトラフィックデータを収集し(ステップ1)、収集
されたトラフィックデータに対して、経路の一部を共有
するパケットの集合の遅延あるいは、再送パケット数の
相関関係を解析し(ステップ2)、解析された結果と経
路情報とを突き合わせる(ステップ3)ことにより経路
上の輻輳領域を推定する(ステップ4)。
【0008】本発明(請求項2)は、パケットの遅延あ
るいは、再送パケット率の相関を、各方面宛のパケット
トラフィック相互で解析し、正の相関のある方面にのみ
共通する経路部分が輻輳していると判断する。図2は、
本発明の原理構成図である。本発明(請求項3)は、パ
ケットネットワーク上において輻輳している経路である
領域を検出するための輻輳領域検出装置であって、パケ
ットネットワーク上の1点あるいは、複数点においてパ
ケットトラフィックデータを収集するパケット収集手段
1と、パケット収集手段1により、収集されたトラフィ
ックデータに対して、経路の一部を共有するパケットの
集合の遅延あるいは、再送パケット数の相関関係を解析
する統計手段2と、統計手段2により解析された結果と
経路情報とを突き合わせることにより経路上の輻輳領域
を推定する輻輳領域推定手段3とを有する。
【0009】本発明(請求項4)は、統計手段2におい
て、パケットの遅延あるいは、再送パケット率の相関
を、各方面宛のパケットトラフィック相互で解析する手
段を含み、輻輳領域推定手段3は、正の相関のある方面
にのみ共通する経路部分が輻輳していると判断する手段
を含む。
【0010】本発明(請求項5)は、パケットネットワ
ーク上において輻輳している経路である領域を検出する
ための輻輳領域検出プログラムを格納した記憶媒体であ
って、パケットネットワーク上の1点あるいは、複数点
においてパケットトラフィックデータを収集するパケッ
ト収集プロセスと、パケット収集プロセスにより、収集
されたトラフィックデータに対して、経路の一部を共有
するパケットの集合の遅延あるいは、再送パケット数の
相関関係を解析する統計プロセスと、統計プロセスによ
り解析された結果と経路情報とを突き合わせることによ
り経路上の輻輳領域を推定する輻輳領域推定プロセスと
を有する。
【0011】本発明(請求項6)は、統計プロセスにお
いて、パケットの遅延あるいは、再送パケット率の相関
を、各方面宛のパケットトラフィック相互で解析するプ
ロセスを含み、輻輳領域推定プロセスにおいて、正の相
関のある方面にのみ共通する経路部分が輻輳していると
判断するプロセスを含む。
【0012】上記のように、本発明は、パケットネット
ワーク上の一点あるいは、複数点において収集したパケ
ットトラフィックデータに対して、経路の一部を共有す
るパケット集合の遅延あるいは、再送パケット数の相関
関係を解析し、その結果と経路情報とを突き合わせるこ
とにより、経路上の輻輳領域を推定する。これにより、
実トラフィックに影響を与えることなく、少ない観測点
でのパケット流をモニタし、それに基づく相関解析によ
り、ネットワーク上の輻輳領域を切り出すことが可能と
なる。
【0013】さらに、輻輳領域の時間変動パターンを知
ることにより、動的経路制御を行い、周期的に起こる可
能性のある輻輳を回避することが可能となる。これによ
り、WWWを代表とする情報サーバによるサービスが多
くの組織により提供されているが、本発明による装置を
そのサーバからのパケット転送経路に配置することによ
り、送り先までの経路上における輻輳領域を推定し、当
該推定に基づいてパケット転送経路を動的に変更するこ
とも可能となり、サーバの利用効率を高めることが可能
となる。
【0014】
【発明の実施の形態】図3は、本発明の輻輳領域検出装
置の構成を示す。当該輻輳領域検出装置10は、パケッ
トネットワークに接続されており、パケット収集部1
1、経路共通パケット集約部12、相関解析部13、及
び輻輳領域切り出し部14から構成される。
【0015】パケット収集部11は、パケットネットワ
ーク上の1点あるいは、複数点においてリンクを通過す
るパケットヘッダを収集し、タイムスタンプを付与し、
蓄積する。経路共通パケット集約部12は、同じ自律シ
ステム(AS)に属するパケットにクラス分けする。
【0016】相関解析部13は、クラス間の遅延あるい
は、再送パケット率の時間変動の相関を解析する。輻輳
領域切り出し部14は、既存の技術である“tracerout
e”などを用いて取得した経路情報及びクラス間の遅延
あるいは再送パケット率の相関解析結果に基づいて、推
定輻輳領域の切り出しを行う。
【0017】図4は、本発明の輻輳領域検出方法のフロ
ーチャートである。ステップ101) パケット収集部
11により、パケットネットワーク上からパケットを収
集し、当該パケットにタイムスタンプを付与して蓄積し
ておく。ステップ102) 経路共通パケット集約部1
2において、パケット収集部11により蓄積されている
パケットをタイムスタンプの順で読み出して、当該パケ
ットの記述されている宛先によって、経路を共有するパ
ケット(例えば、同じ自律システム宛のパケット)毎
(クラス毎)に集計し、クラス毎に当該パケットの遅延
あるいは、再送パケット量の時間変動の統計を取る。
【0018】ステップ103) 相関解析部13によ
り、複数のクラスの遅延あるいは、再送パケットの時間
変動パターンの相関を解析する。ステップ104) 輻
輳領域切り出し部14により、既存の経路情報取得方法
を用いて取得した経路情報と突き合わせ、当該経路情報
に該当する輻輳領域を切り出す。このとき、途中経路を
共有するクラスの数を多くすることにより、より狭い範
囲の輻輳領域を検出することが可能である。
【0019】
【実施例】以下、図面と共に本発明の実施例を説明す
る。図5は、本発明の一実施例の輻輳領域推定装置の適
用例を示す。同図において、輻輳領域推定装置Aのパケ
ット収集部11によりリンク(ルータ)a,bを通過す
るパケットを検知する。このとき、当該パケット収集部
11は、B方向、C方向及びD方向へのパケットを収集
する。これにより、収集されたパケットを収集し、タイ
ムスタンプを付与しておき、経路共通パケット集約部1
2により、収集されているパケットを同じ自律システム
に属するパケットにクラス分けする。これによりルータ
aを通ってDに向かうクラスと、ルータa−bを通って
B及びCに向かうクラスの3つの分けられ、これらの統
計を取る。ここで、相関解析部13により、相関を取っ
た結果、B及びC方向へのパケットの遅延あるいは、再
送パケット率の時間変動に正の相関があり、これらと、
D方向へのパケットには、正の相関がないものとする。
このとき、輻輳領域切り出し部14は、輻輳領域として
E(ルータa−b間)が輻輳領域として推定され、切り
出される。
【0020】このように、パケットの遅延あるいは再送
パケット率の相関を分析することにより、輻輳領域を検
出するための具体的な判断基準として、パケットの遅延
あるいは、再送パケット率の相関を、各方面宛のパケッ
トトラフィック相互で解析し、正の相関のある方面のみ
に共通する経路部分が輻輳している判断する。上記の方
法により、インターネットエクチェンジャや複数のイン
ターネットプロバイダへの接続を持つサーバの近傍に本
発明の輻輳領域検出装置を配置し、ネットワーク上のパ
ケットをモニタし、輻輳領域を検知することにより、動
的な経路制御を行い、ネットワークの利用効率を高め、
アクセスユーザの利便性を高めることが可能となる。
【0021】なお、図3に示す構成をプログラムとして
構築し、当該輻輳領域検出装置として動作するコンピュ
ータに接続されるディスク装置や、フロッピーディス
ク、CD−ROM等の可搬記憶媒体に格納しておき、本
発明の輻輳領域検出処理を行う際に、インストールする
ことにより、容易に本発明を実現することが可能であ
る。
【0022】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、パケッ
トネットワークにおいて、実トラフィックになんら影響
を与えることなく、不規則に発生する輻輳領域を推定す
ることができる。さらに、この輻輳領域の推定結果に基
づいて、その領域のさらに詳細なトラフィック観測を行
ったり、さらには、設備の追加やルーティングを動的に
変更することにより、輻輳状態を回避し、ネットワーク
の利用効率を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明するための図である。
【図2】本発明の原理構成図である。
【図3】本発明の輻輳領域検出装置の構成図である。
【図4】本発明の輻輳領域検出方法のフローチャートで
ある。
【図5】本発明の一実施例の輻輳領域検出装置の適用例
を示す図である。
【符号の説明】
1 パケット収集手段 2 統計手段 3 輻輳領域推定手段 10 輻輳領域検出装置 11 パケット収集部 12 経路共通パケット集約部 13 相関解析部 14 輻輳領域切り出し部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤浦 豊徳 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パケットネットワーク上において輻輳し
    ている経路である領域を検出するための輻輳領域検出方
    法において、 前記パケットネットワーク上の1点あるいは、複数点に
    おいてパケットトラフィックデータを収集し、 収集された前記トラフィックデータに対して、経路の一
    部を共有するパケットの集合の遅延あるいは、再送パケ
    ット数の相関関係を解析し、 解析された結果と経路情報とを突き合わせることにより
    経路上の輻輳領域を推定することを特徴とする輻輳領域
    検出方法。
  2. 【請求項2】 前記パケットの遅延あるいは、再送パケ
    ット率の相関を、各方面宛のパケットトラフィック相互
    で解析し、 正の相関のある方面にのみ共通する経路部分が輻輳して
    いると判断する請求項1記載の輻輳領域検出方法。
  3. 【請求項3】 パケットネットワーク上において輻輳し
    ている経路である領域を検出するための輻輳領域検出装
    置であって、 前記パケットネットワーク上の1点あるいは、複数点に
    おいてパケットトラフィックデータを収集するパケット
    収集手段と、 前記パケット収集手段により、収集された前記トラフィ
    ックデータに対して、経路の一部を共有するパケットの
    集合の遅延あるいは、再送パケット数の相関関係を解析
    する統計手段と、 前記統計手段により解析された結果と経路情報とを突き
    合わせることにより経路上の輻輳領域を推定する輻輳領
    域推定手段とを有することを特徴とする輻輳領域検出装
    置。
  4. 【請求項4】 前記統計手段は、 前記パケットの遅延あるいは、再送パケット率の相関
    を、各方面宛のパケットトラフィック相互で解析する手
    段を含み、 前記輻輳領域推定手段は、 正の相関のある方面にのみ共通する経路部分が輻輳して
    いると判断する手段を含む請求項3記載の輻輳領域検出
    装置。
  5. 【請求項5】 パケットネットワーク上において輻輳し
    ている経路である領域を検出するための輻輳領域検出プ
    ログラムを格納した記憶媒体であって、 前記パケットネットワーク上の1点あるいは、複数点に
    おいてパケットトラフィックデータを収集するパケット
    収集プロセスと、 前記パケット収集プロセスにより、収集された前記トラ
    フィックデータに対して、経路の一部を共有するパケッ
    トの集合の遅延あるいは、再送パケット数の相関関係を
    解析する統計プロセスと、 前記統計プロセスにより解析された結果と経路情報とを
    突き合わせることにより経路上の輻輳領域を推定する輻
    輳領域推定プロセスとを有することを特徴とする輻輳領
    域検出プログラムを格納した記憶媒体。
  6. 【請求項6】 前記統計プロセスは、 前記パケットの遅延あるいは、再送パケット率の相関
    を、各方面宛のパケットトラフィック相互で解析するプ
    ロセスを含み、 前記輻輳領域推定プロセスは、 正の相関のある方面にのみ共通する経路部分が輻輳して
    いると判断するプロセスを含む請求項5記載の輻輳領域
    検出プログラムを格納した記憶媒体。
JP6328398A 1998-03-13 1998-03-13 輻輳領域検出方法及び装置及び輻輳領域検出プログラムを格納した記憶媒体 Pending JPH11261643A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008153830A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Kddi Corp ネットワーク管理装置及びプログラム
US7468945B2 (en) 2001-10-18 2008-12-23 Nec Corporation Congestion control for communication
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Effective date: 20040224