WO2010001795A1 - 品質劣化箇所推定装置、方法、及び通信ネットワークシステム - Google Patents

品質劣化箇所推定装置、方法、及び通信ネットワークシステム Download PDF

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WO2010001795A1
WO2010001795A1 PCT/JP2009/061571 JP2009061571W WO2010001795A1 WO 2010001795 A1 WO2010001795 A1 WO 2010001795A1 JP 2009061571 W JP2009061571 W JP 2009061571W WO 2010001795 A1 WO2010001795 A1 WO 2010001795A1
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quality
flow
section
measurement
information
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PCT/JP2009/061571
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English (en)
French (fr)
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洋一 波多野
強 北村
Original Assignee
日本電気株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/38—Flow based routing

Definitions

  • the present invention relates to a technique for estimating a quality degradation point in a communication network.
  • Communication failure and communication quality deterioration in a communication network lead to deterioration of service quality enjoyed by users.
  • a communication application that performs voice call or video distribution via a communication network requires real-time characteristics. For this reason, even if the communication quality is slightly deteriorated, sound skipping or noise is generated, and the service quality is lowered. Therefore, it is important to quickly identify a location where a communication failure has occurred or a location where communication quality has deteriorated. A location where a communication failure occurs and a location where communication quality is degraded are referred to as “quality degradation locations” below.
  • Patent Document 1 discloses a voice quality management method in an IP (Internet Protocol) network.
  • the IP network is connected to the telephone network through a plurality of gateways.
  • Each gateway collects voice quality management information (for example, delay time), and when the voice quality management information exceeds a predetermined threshold value, notifies the OSS (Operation Support System) of the quality degradation.
  • the OSS displays a route where quality degradation has occurred based on the notification from each gateway and the network topology. When a plurality of quality degradation paths overlap, the overlapping section is displayed as a quality degradation suspected section.
  • Patent Document 2 discloses a method for estimating a quality degradation location in a network with high accuracy.
  • flow information including a sender address, a recipient address, and communication quality of a flow that is being flowed by a network user is collected.
  • network configuration information is collected.
  • a link through which the flow passes is obtained, and the presence or absence of quality deterioration of the flow is determined.
  • the determination result is managed as a table.
  • the quality degradation location is estimated by the following method. First, consider a subset of a set of links through which a quality degradation flow passes.
  • a subset in which a flow set obtained by summing all links included in the subset includes all quality degradation flows is extracted.
  • a subset having the minimum number of elements is estimated as a quality deterioration point.
  • Such a method is called a “minimum link number estimation method”.
  • Patent Document 3 discloses a method for collecting statistical monitoring information for each communication flow at a low cost. Specifically, the packet switch detects a communication flow, and detects statistical monitoring information such as the number of passing packets, the number of discarded packets, the packet arrival time, and the packet transmission time for the communication flow. The packet switch collects statistical monitoring information regarding the communication flow as long as the communication flow continues. When the packet switch manages the packet relay function, the packet switch transmits the collected statistical monitoring information to the downstream packet switch. If the packet switch is an edge node, the packet switch aggregates the transmitted statistical monitoring information and transmits it to the network management device.
  • FIG. 1 shows an example of a plurality of flows on a certain communication network system.
  • the communication network system includes a communication network NET, a plurality of terminals T1 to T6 connected to the communication network NET, and a plurality of routers R1 to R6 arranged on the communication network NET.
  • a plurality of flows F1 to F3 exist on the communication network NET.
  • the flow is communication defined by a transmission source and a transmission destination.
  • the flow F1 is communication from the transmission terminal T1 (transmission source) to the reception terminal T4 (transmission destination), and the flow path (communication path) is “T1-R1-R2-R3-T4”.
  • the flow F2 is communication from the transmission terminal T1 to the reception terminal T5, and the flow path is “T1-R1-R2-R3-R4-T5”.
  • the flow F3 is communication from the transmission terminal T2 to the reception terminal T6, and the flow path is “T2-R1-R2-R3-R4-T6”.
  • a quality degradation point is estimated as follows. First, the flow F1 is determined as a quality degradation flow based on the flow quality (communication quality) measured by the receiving terminal T4. Similarly, the flow F2 and the flow F3 are also determined as quality deterioration flows. Next, consider a subset of the set of links through which these quality degradation flows pass. In particular, a subset in which a flow set obtained by summing all links included in the subset includes all quality degradation flows is extracted.
  • the link “R1-R2” or the link “R2-R3” is estimated as a quality deterioration point.
  • This link “R2-R3” estimate is incorrect.
  • the link “R3-R4” is not estimated as a quality deterioration point, which is an estimation failure.
  • the estimation accuracy of the quality degradation portion is not sufficient.
  • a quality deterioration point estimation device for estimating a quality deterioration point in a communication network.
  • the quality degradation location estimation apparatus includes a storage unit that stores path information and flow quality information.
  • the route information indicates routes of a plurality of flows on the communication network.
  • the flow quality information indicates the communication quality of the same flow among a plurality of flows for each of a plurality of measurement points.
  • the route of the same flow is divided into a plurality of divided sections by a plurality of measurement points.
  • the quality degradation location estimation apparatus further includes a section quality determination unit and a degradation location estimation unit.
  • the section quality determination unit determines, for each of the divided sections, whether or not the communication quality of the same flow is deteriorated based on the route information and the flow quality information, and creates section quality information indicating the determination result.
  • the degradation location estimation unit estimates the quality degradation location by combining the section quality information obtained for each of the plurality of flows.
  • a communication network system in a second aspect of the present invention, includes a communication network, a plurality of measuring devices connected to the communication network, and a quality degradation point estimating device connected to the communication network.
  • Each of the plurality of measuring devices measures a flow on the communication network and transmits measurement information indicating a measurement result to the quality degradation point estimating device.
  • the measurement information includes a flow transmission source and a transmission destination, a measurement point, and a communication quality of the flow at the measurement point.
  • a quality degradation location estimation apparatus is provided with the flow identification part which identifies a flow based on the said measurement information.
  • the flow identification unit creates flow quality information indicating the communication quality of the same flow among a plurality of flows on the communication network for each of a plurality of measurement points.
  • the route of the same flow is divided into a plurality of divided sections by a plurality of measurement points.
  • the quality degradation location estimation apparatus further includes a section quality determination unit and a degradation location estimation unit.
  • the section quality determination unit determines, for each of the divided sections, whether or not the communication quality of the same flow is deteriorated based on the route information indicating the routes of the plurality of flows and the flow quality information, and indicates the determination result Create quality information.
  • the degradation location estimation unit estimates the quality degradation location by combining the section quality information obtained for each of the plurality of flows.
  • a quality degradation location estimation method for estimating a quality degradation location in a communication network.
  • the quality degradation location estimation method includes (A) route information indicating routes of a plurality of flows on a communication network, and flow quality information indicating communication quality of the same flow among a plurality of flows for each of a plurality of measurement points. Reading from the storage device.
  • the route of the same flow is divided into a plurality of divided sections by a plurality of measurement points.
  • the quality degradation location estimation method determines for each of the divided sections whether or not the communication quality of the same flow is degraded based on (B) route information and flow quality information, and section quality indicating the determination result And (C) estimating a quality degradation point by combining section quality information obtained for each of a plurality of flows.
  • a quality deterioration point estimation program that causes a computer to execute processing for estimating a quality deterioration point in a communication network.
  • the estimation process includes: (a) route information indicating routes of a plurality of flows on a communication network, and flow quality information indicating communication quality of the same flow among a plurality of flows for each of a plurality of measurement points, from a storage device. A step of reading.
  • the route of the same flow is divided into a plurality of divided sections by a plurality of measurement points.
  • the estimation process (b) determines whether or not the communication quality of the same flow is deteriorated for each of the divided sections based on the route information and the flow quality information, and creates section quality information indicating the determination result. And (c) estimating a quality degradation point by combining section quality information obtained for each of a plurality of flows.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a certain communication network system.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of the communication network system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of route information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an example of measurement information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the quality degradation location estimation apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing a quality degradation location estimation process according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 shows an example of flow quality information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 shows an example of the section quality information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a certain communication network system.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of the communication network system according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows an example of route information according to
  • FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an example of a method for estimating a quality deterioration portion according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows an example of the estimated location information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 shows another example of the section quality information according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining another example of a method for estimating a quality deterioration portion according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a comparative example.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the communication network system 100 according to the embodiment of the present invention.
  • the communication network system 100 includes a communication network NET, a plurality of terminals T1 to T6, at least one passive measurement device P1, and a quality degradation point estimation device 1.
  • the terminals T1 to T6, the passive measurement device P1, and the quality degradation point estimation device 1 are connected to the communication network NET and can communicate with each other via the communication network NET.
  • a plurality of routers R1 to R6 are arranged on the communication network NET.
  • a switch may be used instead of the router. Routers and switches are sometimes referred to simply as “nodes”. Further, a section between a certain node and an adjacent node is referred to as a “link”.
  • FIG. 2 shows three types of flows F1, F2, and F3.
  • the flow F1 is communication from the transmission terminal T1 (transmission source) to the reception terminal T4 (transmission destination), and the flow path (communication path) is “T1-R1-R2-R3-T4”.
  • the flow F2 is communication from the transmission terminal T1 to the reception terminal T5, and the flow path is “T1-R1-R2-R3-R4-T5”.
  • the flow F3 is communication from the transmission terminal T2 to the reception terminal T6, and the flow path is “T2-R1-R2-R3-R4-T6”.
  • FIG. 3 shows the paths of the flows F1 to F3.
  • the information as shown in FIG. 3 is hereinafter referred to as “route information DP”.
  • the route information DP may indicate a set of links included in each flow route.
  • Such route information DP can be created, for example, by collecting routing tables held by the routers R1 to R6.
  • For collecting the routing table for example, SNMP (Simple Network Management Protocol) can be used.
  • SNMP Simple Network Management Protocol
  • the path information DP can be created by collecting the forwarding database and the spanning tree configuration information from each switch.
  • the route information DP is created by, for example, the quality degradation point estimation device 1.
  • a route information creation device may be separately provided in the communication network NET, and the route information DP may be created by the route information creation device.
  • the route information creation device transmits the created route information DP to the quality degradation location estimation device 1.
  • the route information DP may be given directly to the quality degradation location estimation apparatus 1 by the network administrator.
  • the quality degradation location estimation apparatus 1 can acquire the route information DP. Then, the path information DP is used in the quality degradation location estimation process described in detail later (see Section 2).
  • each terminal and the passive measurement device have a function of measuring flow quality information on the communication network NET.
  • each terminal has a function of measuring end-to-end (End-to-End, E2E) communication quality. That is, the receiving terminal of a certain flow can measure the communication quality in the section from the transmitting terminal to the receiving terminal of the relevant flow.
  • E2E end-to-end
  • the passive measuring device has a function of measuring E2E communication quality and a function of measuring end-to-point (E2P) communication quality.
  • the E2P communication quality indicates the communication quality from the transmitting terminal of the corresponding flow to the measurement point on the communication path.
  • As a form of communication quality measurement by the passive measurement device it is assumed that quality measurement is performed by preparing measurement points on the communication path. Specifically, a router or the like is used as a measurement point, a measurement method using a mirror port, a method using a quality measurement method mounted on a router such as sFlow, or a communication point is used as a measurement point. And a method of measuring by introducing TAP or the like.
  • the passive measurement device can measure the E2P communication quality in the section from the transmission terminal of the corresponding flow to the measurement point on the communication path.
  • E2E communication quality information from the transmission terminal to the reception terminal is acquired by measurement at measurement points on the communication path.
  • a technique for measuring quality statistical information generated on the terminal such as RTCP for VoIP
  • a technique for estimating communication quality between terminals estimatemation technique using TCP duplicate ACK measurement, etc.
  • the passive measurement device may have a function of measuring both E2E communication quality information and E2P communication quality information, or may have only a function of measuring E2P communication quality information.
  • each of the terminals T1 to T6 and the passive measuring device P1 measures the communication quality of the flow on the communication network NET.
  • each of the terminals T1 to T6 and the passive measurement device P1 may be simply referred to as a “measurement device”. Then, each measurement device periodically transmits “measurement information DM (flow report)” indicating the measurement result to the quality degradation location estimation device 1.
  • the measurement information DM includes identification information (ID) of the flow report, information related to the transmission source / destination terminal, information related to measurement, and information related to measured communication quality.
  • the information related to the source / destination terminal is the IP address, MAC address, port number, etc. of the source / destination terminal.
  • Information related to measurement includes a measurement point, a measurement device, a measurement method (E2E or E2P), a measurement time, and the like.
  • the information related to the communication quality includes a packet loss rate at the measurement point, packet loss burstiness, reception rate, delay jitter, transmission delay time, R value, quality flag (degradation, good, undefined), and the like. Note that the R value is ITU-T recommendation G.D. It is obtained according to 107 E-Model.
  • FIG. 4 shows an example of the measurement information DM sent from each measurement device in the case of the configuration example shown in FIG.
  • the measurement information DM includes identification information (ID), transmission source terminal, transmission source Port, transmission destination terminal, transmission destination Port, measurement point, measurement device, measurement method, and packet loss rate (LOSS) at the measurement point. , And transmission delay time (DELAY).
  • ID identification information
  • LSS packet loss rate
  • DELAY transmission delay time
  • the terminal T4 measures the E2E communication quality with respect to the flow F1 (measurement point: T4), and transmits measurement information DM indicating the measurement result to the quality degradation location estimation apparatus 1.
  • the terminal T5 measures the E2E communication quality with respect to the flow F2 (measurement point: T5), and transmits measurement information DM indicating the measurement result to the quality degradation location estimating apparatus 1.
  • the terminal T6 measures the E2E communication quality with respect to the flow F3 (measurement point: T6), and transmits measurement information DM indicating the measurement result to the quality degradation location estimating apparatus 1.
  • the passive measuring device P1 is connected to the router R2 on the communication network NET, and measures the E2P communication quality of the flow passing through the router R2.
  • the passive measurement device P1 measures the E2P communication quality up to the measurement point R2 for each of the flows F1 to F3, and transmits measurement information DM indicating each measurement result to the quality degradation location estimation device 1. 2 and 4, it should be noted that a plurality of pieces of measurement information DM are obtained for one flow by providing the passive measurement device P1. In other words, communication quality is measured at a plurality of measurement points on the route for the same flow.
  • the passive measurement device P1 When the passive measurement device P1 has a function of measuring E2E communication quality together with E2P communication quality, the passive measurement device P1 uses the measurement information DM indicating the E2E communication quality of each flow instead of the terminals T4 to T6. You may get it. Even in this case, the communication quality at a plurality of measurement points on the route with respect to the same flow can be obtained by the E2P communication quality information and the E2E communication quality information acquired by the passive measurement device P1.
  • the quality degradation point estimation device 1 receives the measurement information DM from each measurement device. Moreover, the quality degradation location estimation apparatus 1 acquires the above-mentioned path information DP. And the quality degradation location estimation apparatus 1 estimates the quality degradation location in the communication network NET by utilizing these measurement information DM and route information DP.
  • the quality degradation location estimation apparatus 1 which concerns on this Embodiment is demonstrated in detail.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the quality degradation location estimation apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the quality degradation point estimation device 1 is a server including a processing device 2, a storage device 3, a communication device 4, and a display device 5.
  • the quality degradation location estimation apparatus 1 is connected to a communication network NET and can perform network communication using the communication apparatus 4.
  • the processing apparatus 2 performs a quality deterioration location estimation process by executing a computer program (quality deterioration location estimation program).
  • the quality degradation location estimation program is stored in a computer-readable recording medium, and the processing device 2 reads the quality degradation location estimation program from the recording medium and executes it.
  • a quality degradation location estimation program may be provided via a network.
  • the processing device 2 includes an input unit 10, a flow identification unit 20, a section quality determination unit 30, a degradation point estimation unit 40, and a display unit 50.
  • These input unit 10, flow identification unit 20, section quality determination unit 30, degradation point estimation unit 40, and display unit 50 are functional blocks obtained by cooperation of the processing device 2 and the quality degradation point estimation program. As will be described in detail later, these functional blocks implement the quality degradation location estimation processing according to the present embodiment.
  • Storage device 3 includes RAM (Random Access Memory) and HDD (Hard Disk Drive).
  • the storage device 3 stores the above-described measurement information DM and path information DP.
  • the storage device 3 further stores flow quality information QFL, section quality information QINT, estimated location information EST, and the like.
  • the flow quality information QFL, section quality information QINT, and estimated location information EST are information created by quality degradation location estimation processing described next.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing a quality degradation location estimation process according to the present embodiment.
  • the quality degradation location estimation process according to the present embodiment will be described in detail with reference to the above-described drawings and FIG. 6 as appropriate.
  • the case of the configuration shown in FIG. 2 will be described as an example.
  • the measurement information DM shown in FIG. 4 is transmitted from each of the terminals T4 to T6 and the passive measurement device P1 to the quality degradation location estimation device 1.
  • Step S10 The input unit 10 receives the measurement information DM and the route information DP.
  • the input unit 10 stores the received measurement information DM and path information DP in the storage device 3. Further, the input unit 10 outputs the received measurement information DM to the flow identification unit 20.
  • Step S20 The flow identification unit 20 sequentially receives the measurement information DM from the input unit 10. Then, the flow identification unit 20 identifies a flow related to the measurement information DM based on the received measurement information DM.
  • This flow identification can be realized by referring to the information of the transmission source / transmission destination terminal included in the measurement information DM. For example, in the case of the measurement information DM shown in FIG. 4, the transmission source terminal, the transmission source port, the transmission destination terminal, and the transmission destination port all match between the FR_RAW 101 and the FR_RAW 401. Therefore, it can be seen that FR_RAW101 and FR_RAW401 are measurement information DM related to the same flow (F1).
  • FR_RAW102 and FR_RAW501 are measurement information DM related to the same flow (F2)
  • FR_RAW103 and FR_RAW601 are measurement information DM related to the same flow (F3).
  • the flow identification unit 20 writes the measurement information DM for which flow identification has been performed to the flow quality information QFL in the storage device 3.
  • the flow quality information QFL is information indicating the measurement information DM classified for each type of the flows F1 to F3 on the communication network NET. That is, each time the measurement information DM is received, the flow identification unit 20 identifies the flow, and adds the measurement information DM to a corresponding region in the flow quality information QFL.
  • FIG. 7 shows the flow quality information QFL created by the flow identification unit 20 in the present embodiment.
  • the flow quality information QFL includes flow quality information QFL-1 regarding the flow F1, flow quality information QFL-2 regarding the flow F2, and flow quality information QFL-3 regarding the flow F3. That is, the flow quality information QFL shows the measurement information DM classified for each type of flow.
  • one flow quality information regarding the same flow includes a plurality of measurement information DM.
  • the flow quality information QFL-1 regarding the flow F1 includes FR_RAW101 and FR_RAW401.
  • FR_RAW101 and FR_RAW401 are related to the same flow F1, but the “measurement points” at which the communication quality is measured are different.
  • FR_RAW 101 gives the communication quality of the flow F1 at the measurement point R2
  • FR_RAW 401 gives the communication quality of the flow F1 at a different measurement point T4.
  • the flow quality information QFL according to the present embodiment indicates the communication quality of the same flow among the plurality of flows F1 to F3 for each of a plurality of different measurement points.
  • Step S30 the communication quality of the same flow is obtained at a plurality of different measurement points on the route.
  • the path of the same flow can be divided into a plurality of continuous sections by the plurality of measurement points.
  • the section defined by this division is hereinafter referred to as “division section”.
  • the communication quality of the flow F1 is measured at two measurement points R2 and T4. These two points are different measurement points on the path of the flow F1, the measurement point R2 is located on the upstream side, and the measurement point T4 is located on the further downstream side. Therefore, the path of the flow F1 can be divided into two parts, a first divided section (T1-R1-R2) and a second divided section (R2-R3-T4).
  • step S30 it is determined for each “divided section” whether or not the communication quality of the same flow has deteriorated.
  • the section quality determination unit 30 performs this determination process. For this purpose, the section quality determination unit 30 reads out the flow quality information QFL created by the flow identification unit 20 from the storage device 3. In addition, the section quality determination unit 30 reads the above-described route information DP from the storage device 3. Then, the section quality determination unit 30 determines, for each of the plurality of divided sections, whether or not the communication quality of the same flow is deteriorated based on the flow quality information QFL and the path information DP.
  • the section quality determination unit 30 can recognize a transmission source, a transmission destination, and a plurality of measurement points related to the same flow by referring to the flow quality information QFL. Further, the section quality determination unit 30 can recognize the positional relationship of the transmission source, the transmission destination, and the plurality of measurement points on the route by referring to the route information DP. Therefore, the section quality determination unit 30 can recognize a plurality of divided sections related to the same flow. Furthermore, the communication quality measured at each of the plurality of measurement points is indicated in the flow quality information QFL. Therefore, the section quality determination unit 30 determines whether or not the communication quality is deteriorated between adjacent measurement points based on the communication quality at each measurement point, that is, whether the communication quality is deteriorated in a certain divided section. It can be determined whether or not. Then, the section quality determination unit 30 creates section quality information QINT indicating the result of the determination.
  • FIG. 8 shows an example of the section quality information QINT.
  • the section quality information QINT includes section quality information QINT-1 regarding the flow F1, section quality information QINT-2 regarding the flow F2, and section quality information QINT-3 regarding the flow F3.
  • section quality information QINT-1 related to the flow F1 will be described.
  • the path of the flow F1 (T1-R1-R2-R3-T4) can be divided into a first divided section from the start point T1 to the end point R2 and a second divided section from the start point R2 to the end point T4.
  • the communication quality change amount ⁇ Q in each divided section may be examined.
  • the flow quality information QFL-1 regarding the flow F1 shown in FIG. 7 is referred to.
  • the flow quality information QFL-1 includes measurement information DM (FR_RAW101) at the measurement point R2 and measurement information DM (FR_RAW401) at the measurement point T4.
  • the communication quality (LOSS: 4%, DELAY: 10 ms) measured at the measurement point R2 is used as it is as the communication quality change amount ⁇ Q in the first divided section.
  • the communication quality change amount ⁇ Q in the second divided section is the communication quality measured at the start point R2 (LOSS: 4%, DELAY: 10 ms) and the communication quality measured at the end point T4 (LOSS: 4%, DELAY: 15 ms). That is, the communication quality change amount ⁇ Q in the second divided section is calculated as LOSS: 0% and DELAY: 5 ms, as shown in FIG. Note that new identification information FR_CONV100 is given to the information related to the second divided section.
  • the section quality determination unit 30 compares the calculated communication quality change amount ⁇ Q with a predetermined threshold value. Specifically, the section quality determination unit 30 compares the change amount ⁇ Q with a predetermined deterioration threshold value, and determines that the communication quality is deteriorated in the divided section if the change amount ⁇ Q is equal to or greater than the deterioration threshold value. (Deterioration judgment). The section quality determination unit 30 compares the change amount ⁇ Q with a predetermined good threshold value, and determines that the communication quality is good in the divided section if the change amount ⁇ Q is equal to or less than the good threshold value (good determination). . Otherwise, the determination is indeterminate.
  • the deterioration threshold and the good threshold may be the same or different from each other. For example, consider a case where the packet loss rate (LOSS) is selected as a comparison target, and the deterioration threshold and the good threshold are set to 3% and 1%, respectively. In this case, as shown in FIG. 8, the first divided section (FR_RAW101) is determined as the “degraded section”, and the second divided section (FR_CONV100) is determined as the “good section”.
  • LSS packet loss rate
  • section quality information QINT-1 relating to the flow F1 is created.
  • the section quality information QINT-1 indicates whether each of the divided sections through which the flow F1 passes is “deteriorated section” or “good section”.
  • Each section quality information QINT indicates whether each of a plurality of divided sections related to the same flow is a “deteriorated section” or a “good section”.
  • the created section quality information QINT-1 to QINT-3 is stored in the storage device 3.
  • the parameter used as a comparison target is not limited to the packet loss rate (LOSS).
  • the ITU-T recommendation G.D the ITU-T recommendation G.D.
  • the R value obtained according to E-Model 107 may be used as a comparison target.
  • the section quality determination unit 30 determines whether the communication quality has deteriorated in the divided section by comparing the similarity with a predetermined threshold. For example, if the similarity is equal to or higher than a predetermined deterioration threshold, the divided section is determined as a deteriorated section. If the similarity is equal to or lower than a predetermined good threshold, the divided section is determined as a good section. This method can also be applied to parameters such as communication jitter whose change ⁇ Q does not make sense.
  • Step S40 The degradation point estimation unit 40 reads the path information DP from the storage device 3. Further, the degradation point estimation unit 40 reads the section quality information QINT-1 to QINT-3 obtained for each of the flows F1 to F3 from the storage device 3. Then, the degradation point estimation unit 40 estimates a quality degradation point on the communication network NET by combining the section quality information QINT-1 to QINT-3.
  • the degradation point estimation unit 40 refers to the section quality information QINT-1 to QINT-3 and checks whether there is even one degradation section. If there is no deterioration section, that is, if all the divided sections are good sections, the deterioration portion estimation unit 40 determines that there is no quality deterioration portion, and ends the estimation process. On the other hand, when one or more deterioration sections exist, the deterioration portion estimation unit 40 checks whether or not there is a good section, and excludes the good section from the quality deterioration portion candidates. Each link included in the remaining degradation section is a candidate for a quality degradation location. Therefore, the degradation location estimation part 40 estimates a quality degradation location from all the degradation areas.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining an example of a method for estimating a quality deterioration portion.
  • FIG. 9 shows a deterioration section and a good section regarding each flow. The deterioration section is shown by a broken line, and the good section is shown by a solid line.
  • the divided section “R2-R3-T4” of the flow F1 is a good section. Therefore, the divided section “R2-R3-T4” is excluded from the candidates for the quality degradation portion.
  • the deterioration section “T1-R1-R2” of the flow F1, the deterioration section “T1-R1-R2” of the flow F2, and the deterioration section “T2-R1-R2” of the flow F3 are linked to the link “R1-R2”. Note that they overlap each other. In other words, the two or more divided sections including the link “R1-R2” are all deteriorated sections. This suggests that the link “R1-R2” is very likely to cause quality degradation. Accordingly, the degradation point estimation unit 40 estimates the link “R1-R2” that is the overlapping portion as a quality degradation point.
  • the deterioration section “R2-R3-R4-T5” of the flow F2 and the deterioration section “R2-R3-R4-T6” of the flow F3 overlap each other in the link “R3-R4”.
  • the two or more divided sections including the link “R3-R4” are all deterioration sections.
  • the link “R3-R4” is very likely to cause quality degradation. Therefore, the degradation point estimation unit 40 estimates the link “R3-R4” that is the overlapping portion as a quality degradation point. Note that the link “R2-R3”, which is another overlapping portion, is included in the good section of the flow F1, and thus cannot be a quality deterioration portion.
  • the degradation point estimation unit 40 detects the overlapping portion between the degradation sections by combining the section quality information QINT-1 to QINT-3. This overlap detection is possible by referring to the route information DP. And when the degradation area overlaps between two or more flows, the degradation location estimation part 40 estimates the overlap part as a quality degradation location.
  • the degradation location estimation unit 40 creates estimated location information EST indicating the estimated quality degradation location, and stores the estimated location information EST in the storage device 3.
  • FIG. 10 shows the estimated location information EST created in this example.
  • the estimated location information EST indicates the link “R1-R2” and the link “R3-R4” estimated by the above processing as quality degradation locations. That is, it can be seen that the actual quality degradation point is estimated with high accuracy.
  • the measurement information DM is periodically transmitted from each measurement device.
  • the flow quality information QFL and the section quality information QINT are periodically updated.
  • the degradation point estimation unit 40 also periodically refers to the section quality information QINT to estimate the quality degradation point.
  • Step S50 The display unit 50 reads the estimated location information EST from the storage device 3 and causes the display device 5 to display the estimated location information EST.
  • the address or the like of the quality degradation location may be displayed in a text format, or the quality degradation location may be graphically displayed on the network diagram.
  • the operation manager can take measures by referring to the information displayed on the display device 5.
  • Modified Example The method for estimating a quality degradation location is not limited to the above-described example. Hereinafter, a modified example of the method for estimating the quality degradation portion will be described. In the present modification, the format of the section quality information QINT created by the section quality determination unit 30 and the process (step S40) of the degradation point estimation unit 40 are different from the above example. Others are the same as the above-mentioned example, The overlapping description is abbreviate
  • FIG. 11 shows section quality information QINT-1 to QINT-3 created in this modification.
  • each section quality information QINT indicates whether each divided section is a “deteriorated section” or a “good section”.
  • each section quality information QINT indicates a link included in each divided section.
  • a flag “1” indicates a link included in the divided section.
  • the divided section FR_RAW101 of the flow F1 includes links “T1-R1” and “R1-R2”
  • the divided section FR_CONV100 of the flow F1 includes links “R2-R3” and “R3-T4”. Yes.
  • the links included in each divided section can be grasped based on the route information DP.
  • step S40 the degradation point estimation unit 40 estimates a quality degradation point on the communication network NET by combining the section quality information QINT-1 to QINT-3 shown in FIG.
  • the deterioration location estimation unit 40 checks whether there is even one deterioration section. If there is no deterioration section, that is, if all the divided sections are good sections, the deterioration portion estimation unit 40 determines that there is no quality deterioration portion, and ends the estimation process. On the other hand, when one or more deterioration sections exist, the deterioration portion estimation unit 40 checks whether or not there is a good section, and excludes the good section from the quality deterioration portion candidates. In the example of FIG.
  • the degradation point estimation unit 40 estimates a quality degradation point according to the “minimum link number estimation method” described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-238052).
  • the minimum link number estimation is a method for estimating the network component included in the combination with the smallest number of components as the quality degradation location among all combinations of failures of the network components that may cause quality degradation in the flow. is there.
  • the reason for selecting the combination that minimizes the number of components is that the combination with the smallest number of components is generated with the highest probability if the quality of each network component is equally degraded.
  • deterioration section sets all the sets ⁇ FR_RAW101, FR_RAW102, FR_CONV101, FR_RAW103, FR_CONV102 ⁇ of the deterioration sections are referred to as “deterioration section sets”.
  • a set of deteriorated sections designated by the flag “1” in a certain link column is referred to as a “deteriorated section subset”.
  • the deterioration section subset includes at least one of the components of the deterioration section set.
  • the degraded section subset related to the link “T1-R1” includes FR_RAW101 and FR_RAW102 among the degraded sections, and the link “T1-R1” is included in the degraded sections in common.
  • the degradation point estimation unit 40 calculates the sum of the degradation interval subsets obtained by the link set (combination). Then, the degraded part estimation unit 40 extracts a set of links such that the sum of the degraded section subsets is equal to the degraded section set.
  • the link set ⁇ T1-R1, T2-R1, R4-T5, R4-T6 ⁇ , the link set ⁇ T1-R1, T2-R1, R3-R4 ⁇ , or the link set ⁇ R1- R2, R3-R4 ⁇ and the like are extracted as meeting the condition.
  • the degradation location estimation part 40 estimates a thing with the minimum number of components among the extracted link sets as a quality degradation location.
  • the degradation point estimation unit 40 estimates the links “R1-R2” and “R3-R4” as quality degradation points. This is the minimum link number estimation method.
  • the degradation point estimation unit 40 combines the section quality information QINT-1 to QINT-3 and estimates the quality degradation point according to the minimum link number estimation method. Even in this case, it can be seen that the actual quality degradation portion is estimated with high accuracy.
  • the same flow is measured at a plurality of measurement points on the route in order to obtain communication quality information in a plurality of divided sections with respect to the same flow.
  • at least one passive measuring device is used.
  • one E2E communication quality information and at least one E2P communication quality information are obtained for the same flow. Therefore, finer communication quality information can be created by decomposing E2E communication quality information with E2P communication quality information. As a result, it is possible to estimate a quality degradation point with higher accuracy than when only one piece of E2E communication quality information is used for one flow.
  • the number of passive measuring devices is not limited to one. Two or more passive measuring devices may be arranged. In that case, since the divided section becomes finer, the estimation accuracy of the quality deterioration portion is further increased.
  • another passive measurement device that measures the communication quality at the router R3 may be arranged. In that case, one E2E communication quality information and two types of E2P communication quality information are obtained for the same flow, and the estimation accuracy is improved.
  • the link “R2-R3” is one independent segment. Therefore, even if the flow F1 does not exist, it should be determined from the communication quality information of the flow F2 or the flow F3 that the divided section “R2-R3” is a good section. That is, even if the flow F1 does not exist, it is possible to accurately estimate the quality degradation location. In other words, as the number of passive measuring devices increases, the probability that a quality degradation point can be accurately estimated even when the total number of flows is small increases.
  • the measurement device used in the present embodiment may not include a terminal.
  • the number of passive measuring devices is small. According to the present embodiment, as described above, a significant improvement in estimation accuracy is expected even with one passive measurement device P1. There is no need to place a passive measuring device on every router.
  • the number of passive measuring devices to be used may be appropriately determined based on the configuration and scale of the communication network NET, the total number of flows, and the like.

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Abstract

　品質劣化箇所推定装置は、経路情報とフロー品質情報が格納される記憶部を備える。経路情報は、通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す。フロー品質情報は、複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示す。ここで、当該同一フローの経路は、複数の計測点によって複数の分割区間に分割される。品質劣化箇所推定装置は、更に、区間品質判定部と劣化箇所推定部を備える。区間品質判定部は、経路情報及びフロー品質情報に基づいて、同一フローの通信品質が劣化しているか否かを上記分割区間毎に判定し、その判定結果を示す区間品質情報を作成する。劣化箇所推定部は、複数のフローのそれぞれに関して得られた区間品質情報を組み合わせることによって、品質劣化箇所を推定する。

Description

品質劣化箇所推定装置、方法、及び通信ネットワークシステム
　本発明は、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定するための技術に関する。
　通信ネットワークにおける通信障害や通信品質の劣化は、ユーザが享受するサービス品質の低下を招く。例えば、通信ネットワークを介して音声通話や映像配信を行う通信アプリケーションは、リアルタイム性を必要とする。そのため、わずかな通信品質の劣化でも、音飛びやノイズが発生し、サービス品質が低下する。従って、通信障害の発生箇所や通信品質の劣化箇所を速やかに特定することが重要である。通信障害の発生箇所及び通信品質の劣化箇所は、以下「品質劣化箇所」と参照される。
　特開２００２－２７１３９２号公報（特許文献１）には、ＩＰ（Internet Protocol）網における音声品質管理方法が開示されている。ＩＰ網は、複数のゲートウェイを介して電話網に接続される。各ゲートウェイは、音声品質管理情報（例えば遅延時間）を収集し、その音声品質管理情報が所定の閾値を超えた場合、品質劣化をＯＳＳ（Operation Support System）に通知する。ＯＳＳは、各ゲートウェイからの通知とネットワークトポロジーに基づいて、品質劣化が発生している経路を表示する。複数の品質劣化経路が重なっている場合、その重なり区間が品質劣化被疑区間として表示される。
　特開２００６－２３８０５２号公報（特許文献２）には、ネットワーク中の品質劣化箇所を高精度に推定するための方法が開示されている。まず、ネットワークの利用者が流しているフローの送信者アドレス、受信者アドレス及び通信品質を含むフロー情報が収集される。また、ネットワークの構成情報が収集される。続いて、上記フロー情報及び構成情報に基づいて、当該フローが経由するリンクが求められ、且つ、当該フローの品質劣化の有無が判定される。その判定結果は、テーブルとして管理される。１以上のフローにおいて品質劣化が発生している場合、次の手法により品質劣化箇所が推定される。まず、品質劣化フローが経由するリンクの集合の部分集合を考える。特に、当該部分集合に含まれる全リンクについて和をとったフロー集合が、全ての品質劣化フローを含むような部分集合を抽出する。その中でも最小の要素数をもつ部分集合が、品質劣化箇所として推定される。このような手法は、「最小リンク数推定方式」と呼ばれる。
　特開２００１－２５７７２２号公報（特許文献３）には、通信フロー毎の統計監視情報の収集を低コストで行うための方法が開示されている。具体的には、パケット交換機は、通信フローを検出し、その通信フローに関して通過パケット数、廃棄パケット数、パケット到着時刻、パケット送信時刻等の統計監視情報を検出する。該パケット交換機は、当該通信フローに関する統計監視情報を、その通信フローが継続する間収集する。該パケット交換機がパケットの中継機能を司る場合、そのパケット交換機は、収集した統計監視情報を下流のパケット交換機に送信する。該パケット交換機がエッジノードである場合、そのパケット交換機は、送信された統計監視情報を集約してネットワーク管理装置に送信する。
特開２００２－２７１３９２号公報 特開２００６－２３８０５２号公報 特開２００１－２５７７２２号公報
　図１は、ある通信ネットワークシステム上の複数のフローの例を示している。通信ネットワークシステムは、通信ネットワークＮＥＴ、通信ネットワークＮＥＴに接続された複数の端末Ｔ１～Ｔ６、及び通信ネットワークＮＥＴ上に配置された複数のルータＲ１～Ｒ６を備えている。通信ネットワークＮＥＴ上には、複数のフローＦ１～Ｆ３が存在している。ここで、フローとは、送信元と送信先とで規定される通信のことである。フローＦ１は、送信端末Ｔ１（送信元）から受信端末Ｔ４（送信先）への通信であり、そのフロー経路（通信経路）は「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４」である。フローＦ２は、送信端末Ｔ１から受信端末Ｔ５への通信であり、そのフロー経路は「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ５」である。フローＦ３は、送信端末Ｔ２から受信端末Ｔ６への通信であり、そのフロー経路は「Ｔ２－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ６」である。
　ここで、図１中のルータＲ１、Ｒ２間のリンク、及び、ルータＲ３、Ｒ４間のリンクにおいて、品質劣化が発生している場合を考える。この場合、特許文献２に記載された「最小リンク数推定方式」によれば、次のようにして品質劣化箇所が推定される。まず、フローＦ１は、受信端末Ｔ４で計測されるフロー品質（通信品質）に基づいて、品質劣化フローと判定される。同様に、フローＦ２及びフローＦ３も品質劣化フローと判定される。次に、それら品質劣化フローが経由するリンクの集合の部分集合を考える。特に、当該部分集合に含まれる全リンクについて和をとったフロー集合が、全ての品質劣化フローを含むような部分集合を抽出する。その中でも最小の要素数をもつ部分集合が、品質劣化箇所として推定される。従って、図１の例の場合、リンク「Ｒ１－Ｒ２」あるいはリンク「Ｒ２－Ｒ３」が、品質劣化箇所として推定される。このリンク「Ｒ２－Ｒ３」の推定は、誤りである。また、リンク「Ｒ３－Ｒ４」が品質劣化箇所として推定されておらず、これは推定漏れである。
　このように、上述の関連技術では、品質劣化箇所の推定精度が十分ではない。通信ネットワーク中の品質劣化箇所を高精度に推定することができる技術が望まれる。
　本発明の第１の観点において、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する品質劣化箇所推定装置が提供される。その品質劣化箇所推定装置は、経路情報とフロー品質情報とが格納される記憶部を備える。経路情報は、通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す。フロー品質情報は、複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示す。ここで、当該同一フローの経路は、複数の計測点によって複数の分割区間に分割される。品質劣化箇所推定装置は、更に、区間品質判定部と劣化箇所推定部を備える。区間品質判定部は、経路情報及びフロー品質情報に基づいて、同一フローの通信品質が劣化しているか否かを上記分割区間毎に判定し、その判定結果を示す区間品質情報を作成する。劣化箇所推定部は、複数のフローのそれぞれに関して得られた区間品質情報を組み合わせることによって、品質劣化箇所を推定する。
　本発明の第２の観点において、通信ネットワークシステムが提供される。その通信ネットワークシステムは、通信ネットワークと、通信ネットワークに接続された複数の計測装置と、通信ネットワークに接続された品質劣化箇所推定装置と、を備える。複数の計測装置の各々は、通信ネットワーク上のフローを計測し、計測結果を示す計測情報を品質劣化箇所推定装置に送信する。ここで、計測情報は、フローの送信元及び送信先、計測点、計測点でのフローの通信品質を含む。品質劣化箇所推定装置は、上記計測情報に基づいてフローを同定するフロー同定部を備える。このフロー同定部は、通信ネットワーク上の複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報を作成する。当該同一フローの経路は、複数の計測点によって、複数の分割区間に分割される。品質劣化箇所推定装置は、更に、区間品質判定部と劣化箇所推定部を備える。区間品質判定部は、複数のフローの経路を示す経路情報及びフロー品質情報に基づいて、同一フローの通信品質が劣化しているか否かを上記分割区間毎に判定し、その判定結果を示す区間品質情報を作成する。劣化箇所推定部は、複数のフローのそれぞれに関して得られた区間品質情報を組み合わせることによって、品質劣化箇所を推定する。
　本発明の第３の観点において、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する品質劣化箇所推定方法が提供される。その品質劣化箇所推定方法は、（Ａ）通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す経路情報と、複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報と、を記憶装置から読み出すステップを含む。ここで、当該同一フローの経路は、複数の計測点によって複数の分割区間に分割される。更に、品質劣化箇所推定方法は、（Ｂ）経路情報及びフロー品質情報に基づいて、同一フローの通信品質が劣化しているか否かを上記分割区間毎に判定し、その判定結果を示す区間品質情報を作成するステップと、（Ｃ）複数のフローのそれぞれに関して得られた区間品質情報を組み合わせることによって、品質劣化箇所を推定するステップと、を含む。
　本発明の第４の観点において、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する処理をコンピュータに実行させる品質劣化箇所推定プログラムが提供される。その推定処理は、（ａ）通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す経路情報と、複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報と、を記憶装置から読み出すステップを含む。ここで、当該同一フローの経路は、複数の計測点によって複数の分割区間に分割される。更に、推定処理は、（ｂ）経路情報及びフロー品質情報に基づいて、同一フローの通信品質が劣化しているか否かを上記分割区間毎に判定し、その判定結果を示す区間品質情報を作成するステップと、（ｃ）複数のフローのそれぞれに関して得られた区間品質情報を組み合わせることによって、品質劣化箇所を推定するステップと、を含む。
　本発明によれば、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を高精度に推定することが可能となる。
　上記及び他の目的、長所、特徴は、次の図面と共に説明される本発明の実施の形態により明らかになるであろう。
図１は、ある通信ネットワークシステムの構成を示す模式図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステムの構成例を示す模式図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る経路情報の一例を示している。 図４は、本発明の実施の形態に係る計測情報の一例を示している。 図５は、本発明の実施の形態に係る品質劣化箇所推定装置の構成例を示すブロック図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る品質劣化箇所推定処理を示す概念図である。 図７は、本発明の実施の形態に係るフロー品質情報の一例を示している。 図８は、本発明の実施の形態に係る区間品質情報の一例を示している。 図９は、本発明の実施の形態に係る品質劣化箇所の推定方法の一例を説明するための模式図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る推定箇所情報の一例を示している。 図１１は、本発明の実施の形態に係る区間品質情報の他の例を示している。 図１２は、本発明の実施の形態に係る品質劣化箇所の推定方法の他の例を説明するための図である。 図１３は、比較例を説明するための図である。
　本発明では、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定するための技術が提供される。添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
　１．通信ネットワークシステム
　図２は、本発明の実施の形態に係る通信ネットワークシステム１００の構成例を示している。通信ネットワークシステム１００は、通信ネットワークＮＥＴ、複数の端末Ｔ１～Ｔ６、少なくとも１つのパッシブ計測装置Ｐ１、及び品質劣化箇所推定装置１を備えている。それら端末Ｔ１～Ｔ６、パッシブ計測装置Ｐ１、及び品質劣化箇所推定装置１は、通信ネットワークＮＥＴに接続されており、通信ネットワークＮＥＴを介して互いに通信可能である。また、通信ネットワークＮＥＴ上には、複数のルータＲ１～Ｒ６が配置されている。ルータの代わりに、スイッチが用いられてもよい。ルータ及びスイッチは、単に「ノード」と参照される場合もある。また、あるノードと隣りのノードとの間の区間は「リンク」と参照される。
　通信ネットワークＮＥＴ上には、複数のフローが存在している。ここで、フローとは、送信元と送信先とで規定される通信のことである。例えば、フローは、送信元と送信先のＩＰアドレス、送信元と送信先のＰｏｒｔ、及びプロトコルＩＤで規定される。図２には、３種類のフローＦ１、Ｆ２、及びＦ３が示されている。フローＦ１は、送信端末Ｔ１（送信元）から受信端末Ｔ４（送信先）への通信であり、そのフロー経路（通信経路）は「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４」である。フローＦ２は、送信端末Ｔ１から受信端末Ｔ５への通信であり、そのフロー経路は「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ５」である。フローＦ３は、送信端末Ｔ２から受信端末Ｔ６への通信であり、そのフロー経路は「Ｔ２－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ６」である。
　図３は、フローＦ１～Ｆ３のそれぞれの経路を示している。図３に示されるような情報は、以下「経路情報ＤＰ」と参照される。経路情報ＤＰは、各フロー経路に含まれているリンクの集合を示していてもよい。このような経路情報ＤＰは、例えば、ルータＲ１～Ｒ６が保持しているルーティングテーブルを収集することにより作成することが可能である。ルーティングテーブルの収集には、例えば、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）を利用することができる。また、ルータの代わりにスイッチが用いられる場合、各スイッチからフォワーディングデータベース及びスパニングツリーの構成情報を収集することによって、経路情報ＤＰを作成することができる。
　経路情報ＤＰは、例えば、品質劣化箇所推定装置１によって作成される。あるいは、通信ネットワークＮＥＴ中に経路情報作成装置が別途設けられ、その経路情報作成装置によって経路情報ＤＰが作成されてもよい。その場合、経路情報作成装置は、作成した経路情報ＤＰを品質劣化箇所推定装置１に送信する。あるいは、経路情報ＤＰは、ネットワーク管理者によって直接、品質劣化箇所推定装置１に与えられてもよい。いずれの場合であっても、品質劣化箇所推定装置１は、経路情報ＤＰを取得することができる。そして、その経路情報ＤＰは、後に詳しく説明される品質劣化箇所の推定処理において用いられる（第２節参照）。
　再度図２を参照して、各端末及びパッシブ計測装置は、通信ネットワークＮＥＴ上のフロー品質情報を計測する機能を有している。具体的には、各端末は、エンドツーエンド(End-to-End, E2E)通信品質を計測する機能を有している。すなわち、あるフローの受信端末は、該当フローの送信端末から受信端末までの区間の通信品質を計測することができる。
　パッシブ計測装置は、Ｅ２Ｅ通信品質を計測する機能、及びエンドツーポイント(End-to-Point, E2P)通信品質を計測する機能を有している。Ｅ２Ｐ通信品質とは、該当フローの送信端末から通信経路上にある計測点までの通信品質のことを示す。パッシブ計測装置による通信品質計測の形態としては、通信経路上に計測点を用意して品質計測を行うことを想定する。具体的には、ルータなどを計測点とし、ミラーポートを用いて計測する手法、ｓＦｌｏｗなどのルータに実装されている品質計測手法を利用する手法、また、通信経路上を計測点とし、経路上にＴＡＰなどを導入し計測する手法などが挙げられる。いずれにせよパッシブ計測装置は、該当フローの送信端末から通信経路上にある計測点までの区間のＥ２Ｐ通信品質を計測することができる。パッシブ計測装置によるＥ２Ｅ通信品質の計測機能では、通信経路上の計測点での計測により、送信端末から受信端末までのＥ２Ｅ通信品質情報を取得する。具体的には、端末上で生成された品質の統計情報（ＶｏＩＰであればＲＴＣＰなど）を計測する手法や、端末間の通信品質を計測により推定する手法（ＴＣＰの重複ＡＣＫ計測による推定手法など）などが挙げられる。尚、パッシブ計測装置は、Ｅ２Ｅ通信品質情報とＥ２Ｐ通信品質情報の両方を計測する機能を有していてもよいし、Ｅ２Ｐ通信品質情報の計測機能のみでもよい。
　このように、端末Ｔ１～Ｔ６及びパッシブ計測装置Ｐ１の各々は、通信ネットワークＮＥＴ上のフローの通信品質を計測する。その意味で、端末Ｔ１～Ｔ６とパッシブ計測装置Ｐ１の各々は単に「計測装置」と参照される場合がある。そして、各計測装置は、計測結果を示す「計測情報ＤＭ（フローレポート）」を、定期的に品質劣化箇所推定装置１に送信する。
　計測情報ＤＭは、フローレポートの識別情報（ＩＤ）、送信元／送信先端末に関連する情報、計測に関連する情報、及び計測された通信品質に関連する情報を含む。送信元／送信先端末に関連する情報とは、送信元／送信先端末のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレス、Ｐｏｒｔ番号などである。計測に関連する情報とは、計測地点、計測装置、計測方法（Ｅ２ＥかＥ２Ｐか）、計測時間などである。通信品質に関連する情報とは、計測地点でのパケットロス率、パケットロスのバースト性、受信レート、遅延ジッタ、伝送遅延時間、Ｒ値、品質フラグ（劣化、良好、不定）などである。尚、Ｒ値は、パケットロス率、遅延ジッタなどからＩＴＵ－Ｔ勧告のＧ．１０７のＥ－Ｍｏｄｅｌに従って求められる。
　図４は、図２で示された構成例の場合に、各計測装置から送られる計測情報ＤＭの一例を示している。本例では、計測情報ＤＭは、識別情報（ＩＤ）、送信元端末、送信元Ｐｏｒｔ、送信先端末、送信先Ｐｏｒｔ、計測地点、計測装置、計測方法、計測地点でのパケットロス率（ＬＯＳＳ）、及び伝送遅延時間（ＤＥＬＡＹ）を含んでいる。
　具体的には、端末Ｔ４は、フローＦ１に関してＥ２Ｅ通信品質を計測し（計測点：Ｔ４）、その計測結果を示す計測情報ＤＭを品質劣化箇所推定装置１に送信する。端末Ｔ５は、フローＦ２に関してＥ２Ｅ通信品質を計測し（計測点：Ｔ５）、その計測結果を示す計測情報ＤＭを品質劣化箇所推定装置１に送信する。端末Ｔ６は、フローＦ３に関してＥ２Ｅ通信品質を計測し（計測点：Ｔ６）、その計測結果を示す計測情報ＤＭを品質劣化箇所推定装置１に送信する。
　パッシブ計測装置Ｐ１は、通信ネットワークＮＥＴ上のルータＲ２に接続されており、そのルータＲ２を通過するフローのＥ２Ｐ通信品質を計測する。本例では、３種類のフローＦ１～Ｆ３がルータＲ２を通過している。従って、パッシブ計測装置Ｐ１は、フローＦ１～Ｆ３のそれぞれに関して、計測点Ｒ２までのＥ２Ｐ通信品質を計測し、それぞれの計測結果を示す計測情報ＤＭを品質劣化箇所推定装置１に送信する。図２及び図４で示された例では、パッシブ計測装置Ｐ１が設けられることにより、１つのフローに対して複数の計測情報ＤＭが得られていることに留意されたい。言い換えれば、同一のフローに関して、経路上の複数の計測点で通信品質が計測されている。
　尚、パッシブ計測装置Ｐ１がＥ２Ｐ通信品質と共にＥ２Ｅ通信品質を計測する機能を有している場合、端末Ｔ４～Ｔ６の代わりにパッシブ計測装置Ｐ１が、各フローのＥ２Ｅ通信品質を示す計測情報ＤＭを取得してもよい。この場合でも、パッシブ計測装置Ｐ１が取得したＥ２Ｐ通信品質情報とＥ２Ｅ通信品質情報によって、同一フローに関して経路上の複数の計測点での通信品質が得られることとなる。
　以上に説明されたように、品質劣化箇所推定装置１は、各計測装置から計測情報ＤＭを受け取る。また、品質劣化箇所推定装置１は、上述の経路情報ＤＰを取得する。そして、品質劣化箇所推定装置１は、これら計測情報ＤＭ及び経路情報ＤＰを利用することにより、通信ネットワークＮＥＴ中の品質劣化箇所を推定する。以下、本実施の形態に係る品質劣化箇所推定装置１を詳しく説明する。
　２．品質劣化箇所推定装置
　２－１．構成
　図５は、本実施の形態に係る品質劣化箇所推定装置１の構成例を示すブロック図である。品質劣化箇所推定装置１は、処理装置２、記憶装置３、通信装置４、及び表示装置５を備えるサーバである。品質劣化箇所推定装置１は、通信ネットワークＮＥＴに接続されており、通信装置４を用いてネットワーク通信を行うことができる。
　処理装置２は、コンピュータプログラム（品質劣化箇所推定プログラム）を実行することにより、品質劣化箇所推定処理を行う。典型的には、品質劣化箇所推定プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納されており、処理装置２は、その記録媒体から品質劣化箇所推定プログラムを読み出し、実行する。あるいは、品質劣化箇所推定プログラムは、ネットワークを介して提供されてもよい。図５に示されるように、処理装置２は、入力部１０、フロー同定部２０、区間品質判定部３０、劣化箇所推定部４０、及び表示部５０を備えている。これら入力部１０、フロー同定部２０、区間品質判定部３０、劣化箇所推定部４０、及び表示部５０が、処理装置２と品質劣化箇所推定プログラムとの協働により得られる機能ブロックである。後に詳しく説明されるように、これら機能ブロックにより、本実施の形態に係る品質劣化箇所推定処理が実現される。
　記憶装置３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）を含む。この記憶装置３には、上述の計測情報ＤＭ及び経路情報ＤＰが格納される。記憶装置３には、更に、フロー品質情報ＱＦＬ、区間品質情報ＱＩＮＴ、推定箇所情報ＥＳＴ等が格納される。これらフロー品質情報ＱＦＬ、区間品質情報ＱＩＮＴ、及び推定箇所情報ＥＳＴは、次に説明される品質劣化箇所推定処理によって作成される情報である。
　２－２．処理
　図６は、本実施の形態に係る品質劣化箇所推定処理を示す概念図である。既出の図面及び図６を適宜参照して、本実施の形態に係る品質劣化箇所推定処理を詳しく説明する。ここでは、図２で示された構成の場合を例に挙げて説明を行う。また、図２中のルータＲ１、Ｒ２間のリンク、及び、ルータＲ３、Ｒ４間のリンクにおいて、品質劣化が発生しているとする。このとき、端末Ｔ４～Ｔ６及びパッシブ計測装置Ｐ１の各々から、図４で示された計測情報ＤＭが品質劣化箇所推定装置１に送信されたとする。
　（ステップＳ１０）
　入力部１０は、計測情報ＤＭ及び経路情報ＤＰを受け取る。入力部１０は、受け取った計測情報ＤＭ及び経路情報ＤＰを、記憶装置３に格納する。また、入力部１０は、受け取った計測情報ＤＭを、フロー同定部２０に出力する。
　（ステップＳ２０）
　フロー同定部２０は、入力部１０から計測情報ＤＭを順次受け取る。そして、フロー同定部２０は、受け取った計測情報ＤＭに基づいて、当該計測情報ＤＭが関連しているフローの同定を行う。このフロー同定は、計測情報ＤＭに含まれる送信元／送信先端末の情報を参照することにより実現可能である。例えば、図４で示された計測情報ＤＭの場合、ＦＲ＿ＲＡＷ１０１とＦＲ＿ＲＡＷ４０１との間で、送信元端末、送信元Ｐｏｒｔ、送信先端末、及び送信先Ｐｏｒｔが全て一致している。従って、ＦＲ＿ＲＡＷ１０１とＦＲ＿ＲＡＷ４０１は同一のフロー（Ｆ１）に関する計測情報ＤＭであることが分かる。同様に、ＦＲ＿ＲＡＷ１０２とＦＲ＿ＲＡＷ５０１が同一のフロー（Ｆ２）に関する計測情報ＤＭであること、また、ＦＲ＿ＲＡＷ１０３とＦＲ＿ＲＡＷ６０１が同一のフロー（Ｆ３）に関する計測情報ＤＭであることが分かる。
　そして、フロー同定部２０は、フロー同定が行われた計測情報ＤＭを、記憶装置３中のフロー品質情報ＱＦＬに書き加える。このフロー品質情報ＱＦＬは、通信ネットワークＮＥＴ上の複数のフローＦ１～Ｆ３に関して、フローの種類毎に計測情報ＤＭを分類して示す情報である。つまり、フロー同定部２０は、計測情報ＤＭを受け取る度に、フローの同定を行い、当該計測情報ＤＭをフロー品質情報ＱＦＬ中の対応する領域に追加していく。
　図７は、本実施の形態においてフロー同定部２０によって作成されるフロー品質情報ＱＦＬを示している。フロー品質情報ＱＦＬは、フローＦ１に関するフロー品質情報ＱＦＬ－１、フローＦ２に関するフロー品質情報ＱＦＬ－２、及びフローＦ３に関するフロー品質情報ＱＦＬ－３を含んでいる。つまり、フロー品質情報ＱＦＬは、フローの種類毎に計測情報ＤＭを分類して示している。
　ここで、同一フローに関する１つのフロー品質情報は、複数の計測情報ＤＭを含んでいることに留意されたい。例えば、フローＦ１に関するフロー品質情報ＱＦＬ－１は、ＦＲ＿ＲＡＷ１０１とＦＲ＿ＲＡＷ４０１を含んでいる。ＦＲ＿ＲＡＷ１０１とＦＲ＿ＲＡＷ４０１は、同じフローＦ１に関連しているが、通信品質が計測された「計測地点」が異なっている。具体的には、ＦＲ＿ＲＡＷ１０１は、計測点Ｒ２でのフローＦ１の通信品質を与える一方、ＦＲ＿ＲＡＷ４０１は、異なる計測点Ｔ４でのフローＦ１の通信品質を与えている。他のフローＦ２、Ｆ３に関しても同様である。すなわち、本実施の形態に係るフロー品質情報ＱＦＬは、複数のフローＦ１～Ｆ３のうち同一フローの通信品質を複数の異なる計測点毎に示している。
　（ステップＳ３０）
　上述の通り、本実施の形態によれば、同一フローの通信品質が、経路上の複数の異なる計測点で得られている。その同一フローの経路は、それら複数の計測点によって、連続する複数の区間に分割され得る。この分割により定義される区間は、以下「分割区間」と参照される。例えば、フローＦ１の経路（Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４）を考える。図２や図７で示されるように、フローＦ１の通信品質は、２点の計測点Ｒ２、Ｔ４で計測されている。この２点はフローＦ１の経路上の異なる計測点であり、計測点Ｒ２はより上流側に位置し、計測点Ｔ４はより下流側に位置している。従って、フローＦ１の経路は、第１分割区間（Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２）と第２分割区間（Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４）の２つに分割され得る。
　ステップＳ３０では、同一フローの通信品質が劣化しているか否かが、“分割区間”毎に判定される。この判定処理を行うのが、区間品質判定部３０である。そのために、区間品質判定部３０は、フロー同定部２０によって作成されたフロー品質情報ＱＦＬを、記憶装置３から読み出す。また、区間品質判定部３０は、上述の経路情報ＤＰを、記憶装置３から読み出す。そして、区間品質判定部３０は、フロー品質情報ＱＦＬ及び経路情報ＤＰに基づいて、同一フローの通信品質が劣化しているか否かを、複数の分割区間毎に判定する。
　より詳細には、区間品質判定部３０は、フロー品質情報ＱＦＬを参照することにより、同一フローに関する送信元、送信先、及び複数の計測点を認識することができる。また、区間品質判定部３０は、経路情報ＤＰを参照することにより、それら送信元、送信先、及び複数の計測点の経路上の位置関係を認識することができる。従って、区間品質判定部３０は、同一フローに関する複数の分割区間を認識することができる。更に、複数の計測点のそれぞれで計測された通信品質は、フロー品質情報ＱＦＬに示されている。従って、区間品質判定部３０は、それぞれの計測点での通信品質に基づいて、隣り合う計測点間で通信品質が劣化しているか否か、すなわち、ある分割区間において通信品質が劣化しているか否かを判定することができる。そして、区間品質判定部３０は、その判定の結果を示す区間品質情報ＱＩＮＴを作成する。
　図８は、区間品質情報ＱＩＮＴの一例を示している。区間品質情報ＱＩＮＴは、フローＦ１に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－１、フローＦ２に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－２、及びフローＦ３に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－３を含んでいる。例として、フローＦ１に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－１の作成を説明する。
　フローＦ１の経路（Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４）は、上述の通り、始点Ｔ１から終点Ｒ２への第１分割区間と、始点Ｒ２から終点Ｔ４への第２分割区間に分割され得る。各分割区間において通信品質が劣化しているか否かを判定するためには、各分割区間における通信品質の変化量ΔＱを調べればよい。そのために、既出の図７で示されたフローＦ１に関するフロー品質情報ＱＦＬ－１が参照される。そのフロー品質情報ＱＦＬ－１は、計測点Ｒ２での計測情報ＤＭ（ＦＲ＿ＲＡＷ１０１）と計測点Ｔ４での計測情報ＤＭ（ＦＲ＿ＲＡＷ４０１）を含んでいる。第１分割区間の始点Ｔ１は送信元であるため、第１分割区間における通信品質の変化量ΔＱとしては、計測点Ｒ２で計測された通信品質（ＬＯＳＳ：４％、ＤＥＬＡＹ：１０ｍｓ）をそのまま用いることができる。一方、第２分割区間における通信品質の変化量ΔＱは、始点Ｒ２で計測された通信品質（ＬＯＳＳ：４％、ＤＥＬＡＹ：１０ｍｓ）と終点Ｔ４で計測された通信品質（ＬＯＳＳ：４％、ＤＥＬＡＹ：１５ｍｓ）との間の差分で与えられる。つまり、第２分割区間における通信品質の変化量ΔＱは、図８に示されるように、ＬＯＳＳ：０％、ＤＥＬＡＹ：５ｍｓと算出される。尚、この第２分割区間に関連する情報には、新たな識別情報ＦＲ＿ＣＯＮＶ１００が与えられている。
　続いて、区間品質判定部３０は、算出された通信品質の変化量ΔＱを所定の閾値と比較する。具体的には、区間品質判定部３０は、変化量ΔＱを所定の劣化閾値と比較し、変化量ΔＱがその劣化閾値以上であれば、当該分割区間において通信品質が劣化していると判定する（劣化判定）。また、区間品質判定部３０は、変化量ΔＱを所定の良好閾値と比較し、変化量ΔＱがその良好閾値以下であれば、当該分割区間において通信品質は良好であると判定する（良好判定）。いずれでもなければ、判定は不定となる。劣化閾値と良好閾値は同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。例えば、比較対象としてパケットロス率（ＬＯＳＳ）が選択され、劣化閾値及び良好閾値がそれぞれ３％、１％に設定される場合を考える。この場合、図８に示されるように、第１分割区間（ＦＲ＿ＲＡＷ１０１）は「劣化区間」と判定され、第２分割区間（ＦＲ＿ＣＯＮＶ１００）は「良好区間」と判定される。
　このようにして、フローＦ１に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－１が作成される。区間品質情報ＱＩＮＴ－１は、フローＦ１が通過する分割区間の各々が「劣化区間」か「良好区間」かを示している。他のフローＦ２に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－２、及びフローＦ３に関する区間品質情報ＱＩＮＴ－３についても同様である。各区間品質情報ＱＩＮＴは、同一フローに関する複数の分割区間の各々が「劣化区間」か「良好区間」かを示している。作成された区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３は、記憶装置３に格納される。
　尚、比較対象（品質指標）として用いられるパラメータは、パケットロス率（ＬＯＳＳ）に限られない。例えばＶｏＩＰフローの場合、パケットロス率、遅延ジッタなどからＩＴＵ－Ｔ勧告のＧ．１０７のＥ－Ｍｏｄｅｌに従って求められるＲ値が、比較対象として用いられてもよい。
　また、計測点間の通信品質の変化量ΔＱの代わりに、計測点間の通信品質の類似度が算出されてもよい。この場合、区間品質判定部３０は、その類似度を所定の閾値と比較することによって、当該分割区間において通信品質が劣化しているか否かを判定する。例えば、類似度が所定の劣化閾値以上であれば、当該分割区間は劣化区間と判定され、類似度が所定の良好閾値以下であれば、当該分割区間は良好区間と判定される。この手法は、通信ジッタなど、変化量ΔＱが意味を成さないパラメータにも適用できる。
　（ステップＳ４０）
　劣化箇所推定部４０は、経路情報ＤＰを記憶装置３から読み出す。また、劣化箇所推定部４０は、フローＦ１～Ｆ３のそれぞれに関して得られた区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を、記憶装置３から読み出す。そして、劣化箇所推定部４０は、それら区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を組み合わせることによって、通信ネットワークＮＥＴ上の品質劣化箇所を推定する。
　具体的には、劣化箇所推定部４０は、区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を参照し、劣化区間が１つでも存在するかどうかチェックする。もし、劣化区間が１つも存在しない場合、すなわち、全ての分割区間が良好区間である場合、劣化箇所推定部４０は、品質劣化箇所は存在しないと判断し、推定処理を終了させる。一方、１以上の劣化区間が存在する場合、劣化箇所推定部４０は、良好区間が存在するかどうかチェックし、良好区間を品質劣化箇所の候補から除外する。残りの劣化区間に含まれる各リンクは、品質劣化箇所の候補となる。従って、劣化箇所推定部４０は、全ての劣化区間の中から品質劣化箇所を推定する。
　図９は、品質劣化箇所の推定方法の一例を説明するための図である。図９には、各フローに関する劣化区間及び良好区間が示されている。劣化区間は破線で示され、良好区間は実線で示されている。図８及び図９に示されるように、フローＦ１の分割区間「Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４」は良好区間である。従って、分割区間「Ｒ２－Ｒ３－Ｔ４」は品質劣化箇所の候補から除外される。一方、フローＦ１の分割区間「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２」、フローＦ２の分割区間「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２」、「Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ５」、フローＦ３の分割区間「Ｔ２－Ｒ１－Ｒ２」、「Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ６」は劣化区間である。
　ここで、フローＦ１の劣化区間「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２」、フローＦ２の劣化区間「Ｔ１－Ｒ１－Ｒ２」、及びフローＦ３の劣化区間「Ｔ２－Ｒ１－Ｒ２」は、リンク「Ｒ１－Ｒ２」において互いに重なっていることに留意されたい。言い換えれば、リンク「Ｒ１－Ｒ２」を含む２以上の分割区間は全て劣化区間である。このことは、リンク「Ｒ１－Ｒ２」が品質劣化の原因である可能性が極めて高いことを示唆している。従って、劣化箇所推定部４０は、重なり部分であるリンク「Ｒ１－Ｒ２」を品質劣化箇所として推定する。
　また、フローＦ２の劣化区間「Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ５」とフローＦ３の劣化区間「Ｒ２－Ｒ３－Ｒ４－Ｔ６」は、リンク「Ｒ３－Ｒ４」において互いに重なっている。言い換えれば、リンク「Ｒ３－Ｒ４」を含む２以上の分割区間は全て劣化区間である。このことは、リンク「Ｒ３－Ｒ４」が品質劣化の原因である可能性が極めて高いことを示唆している。従って、劣化箇所推定部４０は、重なり部分であるリンク「Ｒ３－Ｒ４」を品質劣化箇所として推定する。尚、他の重なり部分であるリンク「Ｒ２－Ｒ３」は、フローＦ１の良好区間に含まれているため、品質劣化箇所とはなり得ない。
　このように、劣化箇所推定部４０は、区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を組み合わせて、劣化区間同士の重なり部分を検出する。この重なり検出は、経路情報ＤＰを参照することにより可能である。そして、２以上のフロー間で劣化区間が重なっている場合、劣化箇所推定部４０は、その重なり部分を品質劣化箇所として推定する。
　劣化箇所推定部４０は、推定された品質劣化箇所を示す推定箇所情報ＥＳＴを作成し、その推定箇所情報ＥＳＴを記憶装置３に格納する。図１０は、本例において作成される推定箇所情報ＥＳＴを示している。推定箇所情報ＥＳＴは、上述の処理によって推定されたリンク「Ｒ１－Ｒ２」及びリンク「Ｒ３－Ｒ４」を品質劣化箇所として示している。つまり、実際の品質劣化箇所が精度良く推定されていることが分かる。
　尚、計測情報ＤＭは、各計測装置から定期的に送信されてくる。それに応答して、フロー品質情報ＱＦＬや区間品質情報ＱＩＮＴは定期的に更新される。従って、劣化箇所推定部４０も、定期的に区間品質情報ＱＩＮＴを参照し、品質劣化箇所の推定を行う。
　（ステップＳ５０）
　表示部５０は、記憶装置３から推定箇所情報ＥＳＴを読み出し、その推定箇所情報ＥＳＴを表示装置５に表示させる。このとき、品質劣化箇所のアドレスなどがテキスト形式で表示されてもよいし、品質劣化箇所がネットワーク図上でグラフィカルに表示されてもよい。運用管理者は、表示装置５に表示される情報を参照して、対策を講じることができる。
　２－３．変形例
　品質劣化箇所の推定方法は、上述の例に限られない。以下、品質劣化箇所の推定方法の変形例を説明する。本変形例は、区間品質判定部３０によって作成される区間品質情報ＱＩＮＴのフォーマットと劣化箇所推定部４０の処理（ステップＳ４０）が、上述の例と異なっている。その他は上述の例と同様であり、重複する説明は適宜省略される。
　図１１は、本変形例で作成される区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を示している。図８の場合と同様に、各区間品質情報ＱＩＮＴは、各分割区間が「劣化区間」か「良好区間」かを示している。それに加えて、各区間品質情報ＱＩＮＴは、各分割区間に含まれるリンクを示している。各分割区間に対応する行において、フラグ「１」が当該分割区間に含まれるリンクを示している。例えば、フローＦ１の分割区間ＦＲ＿ＲＡＷ１０１は、リンク「Ｔ１－Ｒ１」、「Ｒ１－Ｒ２」を含んでおり、フローＦ１の分割区間ＦＲ＿ＣＯＮＶ１００は、リンク「Ｒ２－Ｒ３」、「Ｒ３－Ｔ４」を含んでいる。各分割区間に含まれるリンクは、経路情報ＤＰに基づいて把握することができる。
　ステップＳ４０において、劣化箇所推定部４０は、図１１で示される区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を組み合わせることによって、通信ネットワークＮＥＴ上の品質劣化箇所を推定する。まず、劣化箇所推定部４０は、劣化区間が１つでも存在するかどうかチェックする。もし、劣化区間が１つも存在しない場合、すなわち、全ての分割区間が良好区間である場合、劣化箇所推定部４０は、品質劣化箇所は存在しないと判断し、推定処理を終了させる。一方、１以上の劣化区間が存在する場合、劣化箇所推定部４０は、良好区間が存在するかどうかチェックし、良好区間を品質劣化箇所の候補から除外する。図１１の例の場合、良好区間ＦＲ＿ＣＯＮＶ１００が除外され、それに含まれるリンク「Ｒ２－Ｒ３」、「Ｒ３－Ｔ４」が候補から除外される。その結果、図１２に示されるようなテーブルが得られる。
　本変形例によれば、劣化箇所推定部４０は、特許文献２（特開２００６－２３８０５２号公報）に記載されている「最小リンク数推定方式」に従って、品質劣化箇所を推定する。最小リンク数推定とは、フローに品質劣化を発生させ得るネットワーク構成要素の障害の全ての組み合わせのうち、構成要素数が最小となる組み合わせに含まれるネットワーク構成要素を品質劣化箇所として推定する方法である。構成要素数が最小となる組み合わせを選ぶ理由は、各ネットワーク構成要素の品質が劣化する確率が等しいとすると、構成要素数が最小の組み合わせが最も高い確率で発生することになるためである。
　図１２で示されたテーブルにおいて、劣化区間の全ての集合｛ＦＲ＿ＲＡＷ１０１、ＦＲ＿ＲＡＷ１０２、ＦＲ＿ＣＯＮＶ１０１、ＦＲ＿ＲＡＷ１０３、ＦＲ＿ＣＯＮＶ１０２｝は、「劣化区間集合」と参照される。また、あるリンクの列においてフラグ「１」で指定されている劣化区間の集合は、「劣化区間部分集合」と参照される。劣化区間部分集合は、劣化区間集合の構成要素のうち少なくとも１つを含む。例えば、リンク「Ｔ１－Ｒ１」に関する劣化区間部分集合は、劣化区間集合のうちＦＲ＿ＲＡＷ１０１とＦＲ＿ＲＡＷ１０２を含み、当該リンク「Ｔ１－Ｒ１」はそれら劣化区間に共通に含まれている。
　劣化箇所推定部４０は、リンクの集合（組み合わせ）により得られる劣化区間部分集合の和を算出する。そして、劣化箇所推定部４０は、その劣化区間部分集合の和が劣化区間集合と等しくなるようなリンクの集合を抽出する。図１２の例の場合、リンク集合｛Ｔ１－Ｒ１，Ｔ２－Ｒ１，Ｒ４－Ｔ５，Ｒ４－Ｔ６｝、リンク集合｛Ｔ１－Ｒ１，Ｔ２－Ｒ１，Ｒ３－Ｒ４｝、あるいは、リンク集合｛Ｒ１－Ｒ２，Ｒ３－Ｒ４｝などがその条件に合致するものとして抽出される。そして、劣化箇所推定部４０は、抽出されたリンク集合のうち構成要素数が最小のものを、品質劣化箇所として推定する。本例の場合、リンク集合｛Ｒ１－Ｒ２，Ｒ３－Ｒ４｝の構成要素数が最小である。従って、劣化箇所推定部４０は、リンク「Ｒ１－Ｒ２」及び「Ｒ３－Ｒ４」を、品質劣化箇所として推定する。これが最小リンク数推定方式である。
　このように、劣化箇所推定部４０は、区間品質情報ＱＩＮＴ－１～ＱＩＮＴ－３を組み合わせて、最小リンク数推定方式に従って品質劣化箇所を推定する。この場合でも、実際の品質劣化箇所が精度良く推定されていることが分かる。
　２－４．比較例
　比較例として、分割区間が考慮されない場合を考える。つまり、図８あるいは図１１で示されたような区間品質情報ＱＩＮＴが作成されず、図７で示されたフロー品質情報ＱＦＬに基づいて品質劣化箇所が推定される場合を考える。パケットロス率（ＬＯＳＳ）＝３％が劣化閾値として用いられるとすると、図７に示される全ての区間が「劣化区間」と判定される。従って、上述の図１２に相当するテーブルは、図１３のようになる。最小リンク数推定方式によれば、リンク「Ｒ１－Ｒ２」だけが品質劣化箇所として推定されることになる。つまり、リンク「Ｒ３－Ｒ４」が品質劣化箇所として推定されない。このように、分割区間が考慮されない場合、品質劣化箇所の推定精度が十分ではないことがわかる。逆に言えば、本実施の形態では分割区間が考慮されるため、推定精度が高くなる。
　３．効果
　以上に説明されたように、本実施の形態によれば、通信ネットワークＮＥＴ中の品質劣化箇所を高精度に推定することが可能となる。それは、同一フローに関して複数の分割区間が考慮され、それぞれの分割区間での通信品質情報が品質劣化箇所の判断材料として用いられたからである。言い換えれば、ある区間における通信品質情報が細かく分解され、得られた詳細な通信品質情報に基づいて品質劣化箇所が推定されたからである。
　本実施の形態では、同一フローに関して複数の分割区間での通信品質情報を得るために、経路上の複数の計測点でその同一フローの計測が行われる。そのために、少なくとも１台のパッシブ計測装置が利用される。この場合、同一フローに関して、１つのＥ２Ｅ通信品質情報と少なくとも１つのＥ２Ｐ通信品質情報が得られる。よって、Ｅ２Ｅ通信品質情報をＥ２Ｐ通信品質情報で分解することにより、より細かな通信品質情報を作成することができる。その結果、１つのフローに関して１つのＥ２Ｅ通信品質情報だけが用いられる場合と比較して、より高い精度で品質劣化箇所を推定することが可能となる。
　パッシブ計測装置の数は１台に限られない。２台以上のパッシブ計測装置が配置されてもよい。その場合、分割区間がより細かくなるため、品質劣化箇所の推定精度が更に高まる。例えば、図２で示された構成において、パッシブ計測装置Ｐ１に加えて、ルータＲ３での通信品質を計測する他のパッシブ計測装置が配置されてもよい。その場合、同一のフローに関して、１つのＥ２Ｅ通信品質情報と２種類のＥ２Ｐ通信品質情報が得られ、推定精度が高まる。また、この場合、リンク「Ｒ２－Ｒ３」が１つの独立した分割区間となる。従って、フローＦ１が存在しなくても、フローＦ２あるいはフローＦ３の通信品質情報から、その分割区間「Ｒ２－Ｒ３」が良好区間であると判定されるはずである。つまり、フローＦ１が存在していなくても、品質劣化箇所を正確に推定することができる。言い換えれば、パッシブ計測装置の台数が増えるにつれ、フロー総数の少ない場合でも品質劣化箇所を正確に推定できる確率が高くなる。
　また、同一フローに関して２種類以上のＥ２Ｐ通信品質情報が得られる場合、それらＥ２Ｐ通信品質情報だけからより細かな通信品質情報を作成することができる。よって、端末などで得られるＥ２Ｅ通信品質情報を用いなくても、通信ネットワークＮＥＴの一部における品質劣化箇所を高精度に推定することが可能である。言い換えれば、本実施の形態で利用される計測装置は、端末を含まなくてもよい。
　但し、コストの観点から言えば、パッシブ計測装置の台数は少ない方が好ましい。本実施の形態によれば、上述の通り、１台のパッシブ計測装置Ｐ１でも推定精度の顕著な向上が見込まれる。全てのルータに対してパッシブ計測装置を配置する必要は無い。使用するパッシブ計測装置の台数は、通信ネットワークＮＥＴの構成や規模、フロー総数などに基づいて適切に決定されればよい。
　以上、本発明の実施の形態が添付の図面を参照することにより説明された。但し、本発明は、上述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で当業者により適宜変更され得る。
　本出願は、２００８年７月１日に出願された日本国特許出願２００８－１７２７９４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (12)

  1. 　通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する品質劣化箇所推定装置であって、
    　前記通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す経路情報と、前記複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報と、が格納される記憶部と、
    　ここで、前記同一フローの経路は、前記複数の計測点によって複数の分割区間に分割され、
    　前記経路情報及び前記フロー品質情報に基づいて、前記同一フローの通信品質が劣化しているか否かを前記複数の分割区間毎に判定し、前記判定の結果を示す区間品質情報を作成する区間品質判定部と、
    　前記複数のフローのそれぞれに関して得られた前記区間品質情報を組み合わせることによって、前記品質劣化箇所を推定する劣化箇所推定部と
    　を備える
    　品質劣化箇所推定装置。
  2. 　請求の範囲１に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　前記同一フローに関する前記複数の計測点は、
    　第１計測点と、
    　前記第１計測点より下流に位置する第２計測点と
    　を含み、
    　前記区間品質判定部は、前記第１計測点及び前記第２計測点で計測された通信品質に基づいて、前記第１計測点から前記第２計測点への分割区間で前記同一フローの通信品質が劣化しているか否かを判定する
    　品質劣化箇所推定装置。
  3. 　請求の範囲２に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　前記区間品質判定部は、前記第１計測点と前記第２計測点との間の通信品質の変化量あるいは類似度を所定の閾値と比較することによって、前記第１計測点から前記第２計測点への分割区間で前記同一フローの通信品質が劣化しているか否かを判定する
    　品質劣化箇所推定装置。
  4. 　請求の範囲１乃至３のいずれか一項に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　通信品質が劣化していると判定された分割区間は劣化区間であり、
    　通信品質が劣化していないと判定された分割区間は良好区間であり、
    　前記区間品質情報は、前記複数の分割区間の各々が前記劣化区間か前記良好区間かを示し、
    　前記劣化箇所推定部は、前記良好区間を前記品質劣化箇所の候補から除外し、前記劣化区間の中から前記品質劣化箇所を推定する
    　品質劣化箇所推定装置。
  5. 　請求の範囲４に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　前記複数のフローのうち２以上のフロー間で前記劣化区間が重なっている場合、前記劣化箇所推定部は、前記重なり部分を前記品質劣化箇所として推定する
    　品質劣化箇所推定装置。
  6. 　請求の範囲４に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　前記区間品質情報は、更に、前記複数の分割区間の各々に含まれるリンクを示し、
    　前記劣化箇所推定部は、前記劣化区間に含まれる少なくとも１つのリンクを前記品質劣化箇所として推定する
    　品質劣化箇所推定装置。
  7. 　請求の範囲６に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　前記劣化区間の全ての集合は劣化区間集合であり、
    　前記劣化区間集合のうちあるリンクを含んでいる劣化区間の集合は、劣化区間部分集合であり、
    　前記劣化箇所推定部は、前記劣化区間部分集合の和が前記劣化区間集合と等しくなるようなリンクの集合を抽出し、前記抽出されたリンクの集合のうち構成要素数が最小のものを前記品質劣化箇所として推定する
    　品質劣化箇所推定装置。
  8. 　請求の範囲１乃至７のいずれか一項に記載の品質劣化箇所推定装置であって、
    　更に、前記通信ネットワークに接続された計測装置によって計測されたフローの計測情報を受け取るフロー同定部を備え、
    　ここで、前記計測情報は、前記フローの送信元及び送信先、計測点、前記計測点での前記フローの通信品質を含み、
    　前記フロー同定部は、前記計測情報に基づいてフローを同定し、前記フロー品質情報を作成する
    　品質劣化箇所推定装置。
  9. 　通信ネットワークと、
    　前記通信ネットワークに接続された複数の計測装置と、
    　前記通信ネットワークに接続された品質劣化箇所推定装置と
    　を具備し、
    　前記複数の計測装置の各々は、前記通信ネットワーク上のフローを計測し、計測結果を示す計測情報を前記品質劣化箇所推定装置に送信し、
    　　ここで、前記計測情報は、前記フローの送信元及び送信先、計測点、前記計測点での前記フローの通信品質を含み、
    　前記品質劣化箇所推定装置は、
    　前記計測情報に基づいてフローを同定し、前記通信ネットワーク上の複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報を作成するフロー同定部と、
    　ここで、前記同一フローの経路は、前記複数の計測点によって複数の分割区間に分割され、
    　前記複数のフローの経路を示す経路情報及び前記フロー品質情報に基づいて、前記同一フローの通信品質が劣化しているか否かを前記複数の分割区間毎に判定し、前記判定の結果を示す区間品質情報を作成する区間品質判定部と、
    　前記複数のフローのそれぞれに関して得られた前記区間品質情報を組み合わせることによって、前記通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する劣化箇所推定部と
    　を備える
    　通信ネットワークシステム。
  10. 　請求の範囲９に記載の通信ネットワークシステムであって、
    　前記複数の計測装置は、端末と異なるパッシブ計測装置を含む
    　通信ネットワークシステム。
  11. 　通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する品質劣化箇所推定方法であって、
    　前記通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す経路情報と、前記複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報と、を記憶装置から読み出すステップと、
    　ここで、前記同一フローの経路は、前記複数の計測点によって複数の分割区間に分割され、
    　前記経路情報及び前記フロー品質情報に基づいて、前記同一フローの通信品質が劣化しているか否かを前記複数の分割区間毎に判定し、前記判定の結果を示す区間品質情報を作成するステップと、
    　前記複数のフローのそれぞれに関して得られた前記区間品質情報を組み合わせることによって、前記品質劣化箇所を推定するステップと
    　を含む
    　品質劣化箇所推定方法。
  12. 　コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録され、通信ネットワーク中の品質劣化箇所を推定する品質劣化箇所推定プログラムであって、
    　前記通信ネットワーク上の複数のフローの経路を示す経路情報と、前記複数のフローのうち同一フローの通信品質を複数の計測点毎に示すフロー品質情報と、を記憶装置から読み出すステップと、
    　ここで、前記同一フローの経路は、前記複数の計測点によって複数の分割区間に分割され、
    　前記経路情報及び前記フロー品質情報に基づいて、前記同一フローの通信品質が劣化しているか否かを前記複数の分割区間毎に判定し、前記判定の結果を示す区間品質情報を作成するステップと、
    　前記複数のフローのそれぞれに関して得られた前記区間品質情報を組み合わせることによって、前記品質劣化箇所を推定するステップと
    　をコンピュータに実行させる
    　品質劣化箇所推定プログラム。
PCT/JP2009/061571 2008-07-01 2009-06-25 品質劣化箇所推定装置、方法、及び通信ネットワークシステム WO2010001795A1 (ja)

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