(57)【要約】【課題】ネットワークにおけるリンクに関する計測を効率化することができる設定装置などを提供する。【解決手段】設定装置（一例として、サーバ装置１）は、ＳＤＮにおける複数のノード（一例として、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部（一例として、計測経路計算部２１）と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行する経路設定部（一例として、通信経路設定部２２）と、を備える。【選択図】図１
2014192584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部と、
前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行する経路設定部と、
を備える設定装置。
【請求項２】
前記経路設定部は、前記ＳＤＮのコントローラに前記経路の群を設定する、
請求項１に記載の設定装置。
【請求項３】
ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路の群に関する情報を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する計測実行部と、
を備える端末装置。
【請求項４】
前記計測実行部は、冗長な試験パケットを削除した後に、試験パケットを送信して、計測を実行する、
請求項３に記載の端末装置。
【請求項５】
前記計測実行部は、前記リンクの通信品質に関する計測を実行する、又は、前記試験パケットとともに負荷パケットを送信して、前記リンクのボトルネックに関する計測を実行する、
請求項３又は請求項４に記載の端末装置。
【請求項６】
経路群取得部が、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得するステップと、
経路設定部が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行するステップと、
をコンピュータに実行させるための設定プログラム。
【請求項７】
ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部と、
前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行する経路設定部と、
前記経路群取得部により取得された前記経路の群に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する計測実行部と、
を備える計測システム。
【請求項８】
経路群取得部が、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得し、
経路設定部が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行し、
計測実行部が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する、
計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定装置、端末装置、設定プログラム、計測システム及び計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワーク機器をソフトウェアで一元的に制御するＳＤＮ（Ｓｏｆｔｗａｒｅ  Ｄｅｆｉｎｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれるアーキテクチャが研究開発されている（例えば、非特許文献１参照。）。ＳＤＮを実現するための代表的な技術であるＯｐｅｎＦｌｏｗ（例えば、非特許文献２参照。）では、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレス、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）アドレス、ポート番号などを組み合わせて定義される「フロー」を単位として、通信経路が設定され、このため、ネットワークの構成変更やホストの追加などに対して柔軟なトラヒック制御を実現できるメリットが期待されている（例えば、非特許文献２参照。）。
ここで、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（オープンフロー）は、ＯｐｅｎＦｌｏｗスイッチングコンソーシアムが提唱しているネットワーク制御技術のことであり、ＳＤＮの一例として用いることができる。
【０００３】
しかしながら、ＳＤＮの管理手法については、未だに十分には検討が進んでいない。例えば、ＯｐｅｎＦｌｏｗのスイッチでは、従来のネットワーク機器と同様に、ネットワーク機器自体が保持する統計情報（ＭＩＢ：Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅ）を遠隔監視する手法が利用可能となっているが、頻繁なＭＩＢの問い合わせはスイッチの処理負荷を増大させるため、通信品質を常時監視することは困難である。また、パケット遅延や可用帯域等の一部の品質メトリックがＭＩＢに定義されていないという課題もある。
【０００４】
一方、従来のネットワークにおいて、ＭＩＢを直接監視する代わりに、計測端末が、リンクの両端のスイッチが応答パケットを返信するように工夫を施した試験パケット（例えば、その組）を送信し、観測される応答パケットの数や受信時刻の差に基づいて、通信経路上のリンクの通信品質（ロス率や遅延の平均値など）を推定するアクティブ計測技術が研究開発されている（例えば、非特許文献３、４参照。）。
【０００５】
図８〜図９を参照して、アクティブ計測技術の例を示す。
図８は、リンク品質計測を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
計測端末装置１００１は、各ルータ１０１１〜１０１３で折り返すように設定した複数（図８の例では、３個）の試験パケット１０２１〜１０２３を送信する。この設定として、各試験パケット１０２１〜１０２３のＴＴＬ（Ｔｉｍｅ  Ｔｏ  Ｌｉｖｅ）値をホップ数に設定する。図８の例では、ＴＴＬ値が小さい方から大きい方への順で、試験パケット１０２１〜１０２３が並んでいる。
ＴＴＬ値が１である試験パケット１０２１に対してルータ１０１１から応答パケット１０３１が送信（返送）され、ＴＴＬ値が２である試験パケット１０２２に対してルータ１０１２から応答パケット１０３２が送信（返送）され、ＴＴＬ値が３である試験パケット１０２３に対してルータ１０１３から応答パケット１０３３が送信（返送）される。図８の例では、ＩＣＭＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の応答パケット１０３１〜１０３３が用いられている。応答パケットが送信された試験パケットから順になくなっていく。
これらについて、計測端末装置１００１では、パケット到着率、パケット往復遅延の差分から、ルータ間の各リンクの通信品質（ロス率や遅延の平均値など）を計測する。
【０００６】
図９は、ボトルネック推定を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
計測端末装置１１０１は、試験パケットと負荷パケットを含むパケットトレイン１１２１を送信することで、これらのパケットを一緒に送信する。図９の例では、パケットトレイン１１２１は、各ルータ１１１１〜１１１３で折り返すように設定した複数（図９の例では、３個）の試験パケットと、負荷パケット１１３１と、前記複数の試験パケットを逆の順としたものと、から構成されている。各試験パケットは、各ルータ１１１１〜１１１３で折り返すように設定されている。この設定として、各試験パケットのＴＴＬ値をホップ数に設定する。図９の例では、パケットトレイン１１２１において、先頭では、ＴＴＬ値が小さい方から大きい方への順で試験パケットが並んでおり、末尾（最後尾）では、ＴＴＬ値が大きい方から小さい方への順で試験パケットが並んでいる。
ＴＴＬ値が１である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してルータ１１１１から応答パケット１１４１、１１４２が送信（返送）され、ＴＴＬ値が２である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してルータ１１１２から応答パケット１１５１、１１５２が送信（返送）され、ＴＴＬ値が３である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してルータ１１１３から応答パケット１１６１、１１６２が送信（返送）される。図９の例では、ＩＣＭＰの応答パケット１１４１〜１１４２、１１５１〜１１５２、１１６１〜１１６２が用いられている。応答パケットが送信された試験パケットから順になくなっていく。
これらについて、計測端末装置１１０１では、観測される応答パケットの間隔からボトルネックリンクを特定する。この場合、それぞれのルータ１１１１〜１１１３からの２個の応答パケットの組（応答パケット１１４１〜１１４２の組、応答パケット１１５１〜１１５２の組、応答パケット１１６１〜１１６２の組）について、可用帯域が小さいリンクではパケット間隔が広がることを利用する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Ｏｐｅｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２５年３月１２日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｆｌｏｗ．ｏｒｇ／＞
【非特許文献２】「次世代網を実現するＯｐｅｎｆｌｏｗ技術最新動向２０１３」、インプレスＲ＆Ｄインターネットメディア総合研究所
【非特許文献３】［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ．ｃｏｍ／ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ／ｄｏｃｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ／ｗｉｎｄｏｗｓ／ｘｐ／ａｌｌ／ｐｒｏｄｄｏｃｓ／ｅｎ−ｕｓ／ｐａｔｈｐｉｎｇ．ｍｓｐｘ？ｍｆｒ＝ｔｒｕｅ＞
【非特許文献４】Ｎｉｎｇｎｉｎｇ  Ｈｕ、Ｌｉ  Ｅｒｒａｎ  Ｌｉ、Ｚｈｕｏｑｉｎｇ  Ｍｏｒｌｅｙ  Ｍａｏ、Ｐｅｔｅｒ  Ｓｔｅｅｎｋｉｓｔｅ、Ｊｉａ  Ｗａｎｇ、“Ｌｏｃａｔｉｎｇ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋｓ：Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄ  Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”、Ｉｎ  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＩＧＣＯＭＭ  ２００４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のネットワークにおけるアクティブ計測技術では、試験パケットは予め決められた通信経路（多くの場合は、計測端末装置とルータとの間の最短経路）を通過することを前提としているため、ネットワーク内における全てのリンクを監視するためには、複数の計測端末装置を設置する必要があるという問題があった。
【０００９】
図１０は、ネットワーク１５１１におけるリンク品質計測を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
２個の計測端末装置１５０１−１〜１５０１−２により、ネットワーク１５１１に設けられた複数のルータｖ１〜ｖ５について、リンク品質計測を行う。この場合、第１の計測端末装置１５０１−１から計測することができないリンク（ルータｖ２とルータｖ５との間のリンク、ルータｖ３とルータｖ４との間のリンク）については、第２の計測端末装置１５０１−２から計測することが必要である。
【００１０】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ネットワークにおけるリンクに関する計測を効率化することができる設定装置、端末装置、設定プログラム、計測システム及び計測方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）上記の課題を解決するために、本発明に係る設定装置は、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行する経路設定部と、を備える。
（２）本発明は、上記した（１）に記載の設定装置において、前記経路設定部は、前記ＳＤＮのコントローラに前記経路の群を設定する。
【００１２】
（３）上記の課題を解決するために、本発明に係る端末装置は、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路の群に関する情報を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する計測実行部と、を備える。
（４）本発明は、上記した（３）に記載の端末装置において、前記計測実行部は、冗長な試験パケットを削除した後に、試験パケットを送信して、計測を実行する。
（５）本発明は、上記した（３）又は上記した（４）に記載の端末装置において、前記計測実行部は、前記リンクの通信品質に関する計測を実行する、又は、前記試験パケットとともに負荷パケットを送信して、前記リンクのボトルネックに関する計測を実行する。
【００１３】
（６）上記の課題を解決するために、本発明に係る設定プログラムは、経路群取得部が、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得するステップと、経路設定部が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
（７）上記の課題を解決するために、本発明に係る計測システムは、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行する経路設定部と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する計測実行部と、を備える。
（８）上記の課題を解決するために、本発明に係る計測方法は、経路群取得部が、ＳＤＮにおける複数のノードの全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得し、経路設定部が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理を実行し、計測実行部が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ネットワークにおけるリンクに関する計測を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るネットワークシステムの概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る試験パケットの通信経路の計算の例を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る試験パケットの通信経路の計算の例を説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る冗長な試験パケットの削除の例を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る冗長な試験パケットを削除する処理（グループ化の処理）の手順の一例を説明するための図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るボトルネック推定を行う場合における試験パケットの送信を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るネットワークにおけるリンク品質計測を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
【図８】リンク品質計測を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
【図９】ボトルネック推定を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
【図１０】ネットワークにおけるリンク品質計測を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
＜本実施形態に係るネットワークシステムの構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るネットワークシステムの概略的な構成を示すブロック図である。
本実施形態に係るネットワークシステムは、本発明の一実施形態に係る計測システム６１と、ＳＤＮ（一例として、ＯｐｅｎＦｌｏｗ）のネットワーク６２を有する。
【００１７】
計測システム６１は、サーバ装置１と、端末装置（計測端末装置）２を備える。
サーバ装置１は、計測経路計算部２１と、通信経路設定部２２と、記憶部２３を備える。
端末装置２は、計測実行部３１と、記憶部３２を備える。
ネットワーク６２は、ＳＤＮのコントローラ１１と、複数（図１の例では、Ｎ個）のＳＤＮのスイッチ（ルータに対応するもの）１２−１〜１２−Ｎと、複数のホスト１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２を備える。
【００１８】
なお、各スイッチ１２−１~１２−Ｎはノード（ネットワークのノード）に相当し、コントローラ１１は各ノード（ここでは、各スイッチ１２−１~１２−Ｎ）に対する設定を行う。
また、ノードとノードとの接続をリンクと呼ぶ。
【００１９】
ここで、コントローラ１１と各スイッチ１２−１〜１２−Ｎとが接続されており、各スイッチ１２−１〜１２−Ｎとその配下の各ホスト１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２とが接続されている。
また、サーバ装置１とコントローラ１１とが接続されており、サーバ装置１と端末装置２とが接続されており、端末装置２とスイッチ（図１の例では、スイッチ１２−１）とが接続されている。
なお、本実施形態に係るネットワークシステムにおいて、各装置（機器）の数や、各装置（機器）の配置場所や、複数の装置（機器）の接続などとしては、様々な構成が用いられてもよい。
【００２０】
サーバ装置１において、計測経路計算部２１は、試験パケットの通信経路を計算して、試験パケットの通信経路の群を取得する。通信経路設定部２２は、コントローラ１１と通信を行い、計算した試験パケットの通信経路をコントローラ１１に設定する。また、通信経路設定部２２は、端末装置２と通信を行い、計算した試験パケットの通信経路を端末装置２に設定する。記憶部２３は、各種の情報を記憶する。
端末装置２において、計測実行部３１は、試験パケットを送受信し、観測データから各リンクの通信品質を推定することなどの計測処理を実行する。
ここで、本実施形態では、物理的なネットワーク機器（本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の間の接続関係を表すトポロジ情報、各スイッチ１２−１〜１２−Ｎの管理情報（例えば、ＭＡＣアドレス）は既知であるとし、例えば、これらの情報がサーバ装置１の記憶部２３に記憶されている。
【００２１】
なお、サーバ装置１や端末装置２は、それぞれ、コンピュータなどを用いて構成される。サーバ装置１の機能と端末装置２の機能は、例えば、一体化されてもよい。
また、コントローラ１１や各ホスト１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２は、それぞれ、コンピュータなどを用いて構成される。
コントローラ１１と各スイッチ１２−１〜１２−Ｎとの間は、ＳＤＮ（一例として、ＯｐｅｎＦｌｏｗ）のプロトコル（通信規約）で接続される。
複数のスイッチ１２−１〜１２−Ｎの間は、ＳＤＮにより接続される。
各スイッチ１２−１〜１２−Ｎと各ホスト１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２との間では、データの通信（本実施形態では、パケットの転送）が行われる。
また、ネットワーク６２は、任意のものであってもよく、例えば、インターネットなどの汎用のネットワークが用いられてもよく、又は、企業内ネットワークなどの閉じたネットワークが用いられてもよい。
【００２２】
＜試験パケットの通信経路（計測パス）の計算＞
サーバ装置１の計測経路計算部２１は、監視対象となるＳＤＮ内に存在する全てのリンク｛ｅ１、ｅ２、・・・、ｅＭ｝に対して、試験パケット用の通信経路（計測経路）を計算する。なお、全てのリンク｛ｅ１、ｅ２、・・・、ｅＭ｝の集合をＥと定義する。本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎの間のリンクの数がＭ（Ｍは、例えば、２以上の整数）個であるとしている。
また、監視対象となるＳＤＮ内に存在する全てのスイッチ１２−１〜１２−Ｎを｛Ｖ１、Ｖ２、・・・、ＶＮ｝の集合で表す。すなわち、ここでの説明では、スイッチ１２−ｉはスイッチＶｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）に相当する。
サーバ装置１の計測経路計算部２１は、次のような（手順１−１）〜（手順１−３）により、試験パケット用の通信経路を計算する。
【００２３】
（手順１−１）
計測を実行する端末装置２を始点として、監視対象となるＳＤＮ内に存在する全てのスイッチ１２−１〜１２−Ｎ（Ｖ１〜ＶＮ）までの最短経路（本実施形態では、経由するスイッチの列）を計算し、その最短距離｛ｒ１、ｒ２、・・・、ｒＮ｝の集合をＲとする。
ここで、最短経路の計算においては、一例として、始点のノードから他のノードまでの最短経路を効率的に求めることができるダイクストラアルゴリズムを利用する。ダイクストラアルゴリズムでは、ホップ数、或いは、物理帯域等に基づいて設定される各リンクのコスト値に基づいた最短経路を計算することができる。これに関し、本実施形態では、ホップ数やコスト値などの最短経路の基準となる指標については限定しない。但し、計測を実行する端末装置２から各スイッチ１２−１〜１２−Ｎまでの最短経路を必ず１つに決定する。このため、例えば、等コストマルチパス（ＥＣＭＰ：Ｅｑｕａｌ  Ｃｏｓｔ  Ｍｕｌｔｉ  Ｐａｔｈ）により最短経路が複数存在する場合には、その中から一本の通信経路を最短経路として選択する。
なお、ダイクストラアルゴリズム以外の手法が用いられてもよい。
【００２４】
図２は、本発明の一実施形態に係る試験パケットの通信経路の計算の例を説明するための図である。
図２には、端末装置２や、ネットワーク６２における複数のスイッチＶｉ及びその最短距離ｒｉの例を示してある。なお、図２の例では、Ｎ＝６の場合を示す。
【００２５】
（手順１−２）
上記した（手順１−１）により計算された最短経路ｒｉ（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）を、宛先となるスイッチＶｉとその１ホップ手前のスイッチＶｊ（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ  且つ  ｊ≠ｉ）との間のリンクｅｋ（ｋは１以上Ｍ以下の値）を計測するための通信経路として記録（記憶）する。
ここで、試験パケットの通信経路が決定されたリンクｅｋの集合をＦ（⊆Ｅ）とする。
【００２６】
（手順１−３）
集合Ｅの中から集合Ｆに含まれないリンクの集合Ｇ（＝Ｅ＼Ｆ）を抽出する。ここで、集合Ｇは、上記した（手順１−２）では未だに試験パケットの通信経路が決定されていないリンクの集合となる。
集合Ｇに含まれる各リンクｅＬ（Ｌは１以上Ｍ以下の値）（ｅＬ∈Ｇ）に関し、リンクｅＬの両端のスイッチＶｐ、Ｖｑ（ｐ及びｑは、それぞれ、１以上Ｎ以下の値）のうちの一方のスイッチまでの最短経路（この例では、Ｖｐに対応するｒｐとする）に対して対象となる当該リンクｅＬともう一方のスイッチＶｑを最後尾に追加した通信経路ｒ’ｑを作成し、これをリンクｅＬに対する試験パケットの通信経路（追加的な試験パケットの通信経路）とする。ここで計算された通信経路の集合をＲ’とする。
【００２７】
図３は、本発明の一実施形態に係る試験パケットの通信経路の計算の例を説明するための図である。
図３には、端末装置２や、ネットワーク６２における複数のスイッチＶｉ、複数のリンクｅｋ及び追加的な試験パケットの通信経路ｒ’ｑの例を示してある。なお、図３の例では、Ｎ＝６の場合を示す。また、図３の例では、追加的な試験パケットの通信経路ｒ’ｑとして、ｑ＝２、４、５である場合を示す。
具体的な一例として、計測されないリンクｅ５に関して、一端のスイッチＶ６までの最短距離ｒ６に対象となる当該リンクｅ５と残りのスイッチＶ２を追加した通信経路ｒ’２を計算する。
【００２８】
＜試験パケットの通信経路（計測パス）の設定＞
サーバ装置１の通信経路設定部２２は、上記した（手順１−１）〜（手順１−３）により決定された集合Ｒ（本実施形態では、図２に示される通信経路）と集合Ｒ’（本実施形態では、図３に示される追加的な通信経路）を、復路の通信経路とともに、試験パケットの通信経路としてコントローラ１１（例えば、その記憶部）に設定する。また、サーバ装置１の通信経路設定部２２は、これと同じ試験パケットの通信経路（両方向の通信経路）を端末装置２（例えば、その記憶部３２）に設定する。
ここで、復路の通信経路とは、上記した（手順１−１）〜（手順１−３）により決定された通信経路（往路の通信経路）の逆方向の通信経路のことである。本実施形態では、このように、両方向の通信経路を設定する。
【００２９】
本実施形態では、このような試験パケットの通信経路の設定として、次のような（設定ｉ）及び（設定ｉｉ）を行う。
（設定ｉ）では、パケットの宛先のＭＡＣアドレスや通信ポート番号などの組み合わせに基づいて、各スイッチ１２−１〜１２−Ｎに試験パケットを識別させる設定を行う。
（設定ｉｉ）では、各スイッチ１２−１〜１２−Ｎが指定したパケット処理（パケットのヘッダの書き換え等）を行った上で、通信経路に沿った出力ポート（ネットワークインターフェース）に試験パケットを出力する設定を行う。
ここで、このような（設定ｉ）及び（設定ｉｉ）については、様々なパラメータの組み合わせを用いることが考えられるが、例えば、次のような（手順２−１）〜（手順２−３）の設定処理を適用（使用）することができる。
【００３０】
（手順２−１）
試験パケットの宛先のポート番号に特定の値を使用し、試験パケットを識別する（設定ｉ）。
【００３１】
（手順２−２）
試験パケットの宛先のＭＡＣアドレスに宛先のスイッチ１２−１〜１２−Ｎ（宛先のインターフェース）のＭＡＣアドレスを使用し、また、各スイッチ１２−１〜１２−Ｎには、宛先のＭＡＣアドレス毎に、通信経路に沿った出力ポートを設定する（設定ｉｉの１／２）。
【００３２】
（手順２−３）
試験パケットが宛先のスイッチ１２−１〜１２−Ｎで折り返されるように、各スイッチ１２−１〜１２−Ｎにおいて、宛先のＭＡＣアドレスが自己（当該各スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の入力ポートのＭＡＣアドレスと同一である試験パケットを受信した場合には、当該試験パケットの宛先のＭＡＣアドレスを端末装置（計測端末装置）２のＭＡＣアドレスに書き換えるとともに、送信元のＭＡＣアドレスを自己（当該各スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の入力ポートのＭＡＣアドレスに書き換えた上で、試験パケットを入力ポートに出力する（返送する）ように設定する（設定ｉｉの２／２）。
【００３３】
＜試験パケットの準備及び送信＞
通信経路が共有される複数のリンクに対して、試験パケットの組を個別に送信すると、冗長な試験パケットの送信により、計測が非効率となってしまう場合がある。例えば、連続する２個のリンク（３個のスイッチが縦続接続されている構成における２個のリンク）を計測する場合、２個のリンクのそれぞれに対して試験パケットの組を送信すると、計４個の試験パケットを送信する必要があるが、端末装置（計測端末装置）２から計測対象のリンクまでの通信経路が共通であるときには、これら２個のリンクをまとめて計測することにより、計３個のパケットでリンクの品質を計測することができる。
また、非特許文献３に記載された可用帯域の計測手法では、試験パケットに加えてトラヒック負荷を与える負荷パケットを送信するが（例えば、図９の例を参照。）、上記と同様に、同一の通信経路上に存在する複数のリンクに対して、共通の負荷パケットを利用することにより負荷パケットの数を抑制することができる。
【００３４】
図４は、本発明の一実施形態に係る冗長な試験パケットの削除の例を説明するための図である。
図４には、端末装置２や、ネットワーク６２における複数のスイッチＶｉ、複数のリンクｅｋの例を示してある。なお、図４の例では、Ｎ＝６の場合を示す。
具体的な一例として、スイッチＶ１とスイッチＶ２との間のリンクｅ１の計測を行うために、スイッチＶ１を宛先とする試験パケット２０１とスイッチＶ２を宛先とする試験パケット２０２の組を用いる。また、スイッチＶ２とスイッチＶ３との間のリンクｅ２の計測を行うために、スイッチＶ２を宛先とする試験パケット２１１とスイッチＶ３を宛先とする試験パケット２１２の組を用いる。この場合、スイッチＶ２を宛先とする試験パケット２０２、２１１が重複するため、これら２個の重複する試験パケット２０２、２１１を１個の試験パケットのみとすることで、冗長な通信を省略することができる。
【００３５】
図５を参照して、負荷パケットが無い場合について、端末装置２の計測実行部３１が冗長な試験パケットを削除する処理の手順の一例として、（手順３Ａ−１）〜（手順３Ａ−５）を示す。
図５は、本発明の一実施形態に係る冗長な試験パケットを削除する処理（グループ化の処理）の手順の一例を説明するための図である。
この例では、試験パケットのグループ化を行って、リンクの通信品質の測定用の試験パケットを作成する。
【００３６】
（手順３Ａ−１）
図５（１）のテーブル３０１には、計測対象のリンクｅ１〜ｅ８と、一端ともう一端の宛先のスイッチＶ１〜Ｖ６と、通信経路との対応付けを示してある。
まず、ホップ数が小さい順に、各リンクｅ１〜ｅ８に対する試験パケット（その組）の通信経路（集合Ｒ、集合Ｒ’）を並べ替える。
【００３７】
（手順３Ａ−２）
図５（２）のテーブル３０２には、ホップ数が小さい順に並べ替えられたものとして、計測対象のリンクｅ１〜ｅ８と、一端ともう一端の宛先のスイッチＶ１〜Ｖ６と、通信経路との対応付けを示してある。なお、図５の例では、図５（１）のテーブル３０１の段階でホップ数が小さい順に並べられていた場合を示してある。
次に、ホップ数が小さい方の試験パケットから順に、試験パケットの通信経路を他の試験パケットの通信経路と比較し、通信経路が包含されているか否かを確認して、通信経路が包含されているリンクを探索する。
【００３８】
（手順３Ａ−３）
図５（３）のテーブル３０３には、ホップ数が小さい順に並べ替えられたものとして、計測対象のリンクｅ１〜ｅ８と、一端ともう一端の宛先のスイッチＶ１〜Ｖ６と、通信経路との対応付けを示してある。また、通信経路が包含されているリンクの探索結果の一部を示してある。これは、通信経路が包含されているリンクの探索の途中の例である。
【００３９】
（手順３Ａ−４：３Ａ−３の続き）
図５（４）のテーブル３０４には、ホップ数が小さい順に並べ替えられたものとして、計測対象のリンクｅ１〜ｅ８と、一端ともう一端の宛先のスイッチＶ１〜Ｖ６と、通信経路との対応付けを示してある。また、通信経路が包含されているリンクの探索が繰り返された結果を示してある。
通信経路が包含されている関係にある複数の通信経路については、それらを同一のグループに分類する。この場合に、複数の試験パケットに通信経路が包含されているときには、１個の試験パケットの組を選択して、グループ化する。つまり、各試験パケット（その組）は必ず１つのグループに分類される。
【００４０】
（手順３Ａ−５）
図５（５）のテーブル３０５には、グループ化の結果として、計測対象のリンクｅ１〜ｅ８と、試験パケット（宛先のスイッチＶ１〜Ｖ６）との対応付けを示してある。
なお、上記した（手順３Ａ−２）〜（手順３Ａ−４）を、全ての試験パケット（その組）に対して確認する。
そして、冗長な試験パケットを削除する。具体的には、グループ化が完了した後に、同一のグループ内で、各試験パケットの宛先のＭＡＣアドレスを比較し、宛先のＭＡＣアドレスが重複する試験パケットが複数存在する場合には、重複する試験パケットを削除する。
【００４１】
（手順３Ａ−６）
図５（６）のテーブル３０６には、グループ化及び冗長な試験パケットの削除の結果として、計測対象のリンクｅ１〜ｅ８と、試験パケット（宛先のスイッチＶ１〜Ｖ６）との対応付けを示してある。
【００４２】
端末装置２の計測実行部３１は、グループ毎に試験パケットの集合（例えば、連続した複数の試験パケットの塊）を送信して、計測を実行する。
ここで、リンクの通信品質を測定する場合には、例えば、端末装置２からのホップ数が小さい順に並べた複数の試験パケットの塊（例えば、図８に示されるような複数の試験パケットからなるパケットトレイン）を送信する。
なお、他の構成例として、端末装置２からのホップ数が大きい順に並べた複数の試験パケットの塊を送信する構成が用いられてもよいが、通常は、ホップ数が小さい順に並べられた構成の方が、試験パケットが先端から消えて、他の試験パケットの影響を受けなくて、好ましい。
【００４３】
次に、ボトルネック推定を行う場合について説明する。
ボトルネックの推定を行う場合には、各リンクの方向性を考慮した試験パケットと負荷パケットの作成が必要になる。このため、各試験パケットの通信経路には往復の経路（両方向の通信経路）を設定する。
端末装置２の計測実行部３１は、ボトルネック推定を行う場合における負荷パケットを作成する処理の手順の一例として、上記した（手順３Ａ−１）〜（手順３Ａ−６）と同様な処理を行った後に、更に、（手順３Ｂ−１）を行う。
【００４４】
（手順３Ｂ−１）
ボトルネック推定を行う場合には、上記したグループ化の結果で得られた各グループ内において、ホップ数が最大である通信経路を有する試験パケットと同一の宛先のＭＡＣアドレスを、負荷パケットの宛先のＭＡＣアドレスに設定する。
端末装置２の計測実行部３１は、グループ毎に試験パケットの集合（例えば、連続した複数の試験パケットや負荷パケットの塊）を送信して、計測を実行する。例えば、パケットトレインが計測対象のリンクを経由する度に先頭と末尾の試験パケットが返送されるような順番に複数の試験パケットを並び替え、負荷パケット（群）とともに送信する。
【００４５】
図６は、本発明の一実施形態に係るボトルネック推定を行う場合における試験パケットの送信を説明するための図である。
端末装置２は、試験パケット（図６の例では、ＩＦと示してある）と負荷パケット５１１を含むパケットトレイン５０１を送信することで、これらのパケットを一緒に送信する。図６の例では、パケットトレイン５０１は、各スイッチ６０１〜６０４（ここでは、最も距離が大きいスイッチ６０４以外は、両方向）で折り返すように設定した複数（図６の例では、７個）の試験パケットと、負荷パケット５１１と、前記複数の試験パケットを逆の順としたものと、から構成されている。各試験パケットは、各スイッチ６０１〜６０４（ここでは、最も距離が大きいスイッチ６０４以外は、両方向）で折り返すように設定されている。この設定として、各試験パケットのＴＴＬ値をホップ数に設定する。図６の例では、パケットトレイン５０１において、先頭では、ＴＴＬ値が小さい方から大きい方への順で試験パケットが並んでおり、末尾では、ＴＴＬ値が大きい方から小さい方への順で試験パケットが並んでいる。
ＴＴＬ値が１である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してスイッチ６０１から応答パケット７０１、７０２が送信（返送）され、ＴＴＬ値が２である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してスイッチ６０２から応答パケット７１１、７１２が送信（返送）され、ＴＴＬ値が３である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してスイッチ６０３から応答パケット７２１、７２２が送信（返送）される。同様に、ＴＴＬ値が４、５であるものがあり（図６では、図示を省略してある）、ＴＴＬ値が６である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してスイッチ６０２から応答パケット７３１、７３２が送信（返送）され、ＴＴＬ値が７である先頭及び末尾の計２個の試験パケットに対してスイッチ６０１から応答パケット７４１、７４２が送信（返送）される。図６の例では、ＩＣＭＰの応答パケット７０１〜７０２、７１１〜７１２、７２１〜７２２、７３１〜７３２、７４１〜７４２が用いられている。応答パケットが送信された試験パケットから順になくなっていく。
これらについて、端末装置２では、観測される応答パケットの間隔からボトルネックリンクを特定することができる。この場合、それぞれのスイッチ６０１〜６０４からの２個の応答パケットの組（応答パケット７０１〜７０２の組、応答パケット７１１〜７１２の組、応答パケット７２１〜７２２の組、以降も同様）について、可用帯域が小さいリンクではパケット間隔が広がることを利用する。
【００４６】
＜リンクの通信品質の検出（推定）、ボトルネックの検出（推定）＞
端末装置２の計測実行部３１は、試験パケットを送信した結果として得られた応答パケットの受信状況に基づいて、リンクの通信品質の検出（例えば、推定的な値の検出）や、ボトルネックの検出（例えば、推定的な値の検出）を行う。
具体的には、端末装置２の計測実行部３１は、各ノード（本実施形態では、スイッチ）で折り返し返送される試験パケット（応答パケット）の到着数や、往復の遅延時間（受信時刻と送信時刻との差分）に基づいて、ノード間のリンクにおけるパケットロス率やパケット遅延（例えば、その平均値などでもよい）、或いは、ボトルネック帯域を計算する。高精度な計測のために、複数回の試行を繰り返して統計的なデータ処理を行う場合には、例えば、非特許文献３又は非特許文献４に記載されるものなどと同様な手法を適用することができる。
【００４７】
ここで、本実施形態では、試験パケットの通信経路について往路と復路の両方を用意して計測に使用したが、例えば、ロス率や遅延について調べるときには往路のみを使用すれば十分であり、一方、可用帯域について調べるときには往路と復路の両方を使用することが必要となる。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係るネットワークシステムでは、計測システム６１のサーバ装置１において、ＳＤＮ内の全てのリンクの通信品質を計測するための試験パケットの通信経路を計算するアルゴリズムを提供することができる。また、本実施形態に係るネットワークシステムでは、計測システム６１のサーバ装置１において、ＳＤＮのコントローラ１１に対して、宛先のＭＡＣアドレスやポート番号の設定を行い、試験パケット用の通信経路を実現することができる。このように、本実施形態に係るネットワークシステムでは、監視対象となるＳＤＮに、全てのリンクに対応した試験パケット用の通信経路を設定することで、１個（１台）の端末装置（計測端末装置）２のみで、ＳＤＮ内の全てのリンクについて、リンクの通信品質（パケットロス率やパケット遅延など）を計測（アクティブ計測）することや、ボトルネックリンク（可用帯域が小さいリンク）を計測（検出）することなどができる。
【００４９】
また、本実施形態に係るネットワークシステムでは、計測システム６１の端末装置２において、予め、又は、試験パケットを用いた計測を実行する際などに、不要な試験パケット（例えば、冗長な試験パケット）を削除し、試験パケットがネットワークに与える負荷を低減することができる。具体的には、例えば、試験パケットの通信経路をグループ化して、冗長な試験パケットを削除することにより、より少数の試験パケットで計測を実行することが可能になる。
以上のように、本実施形態に係るネットワークシステムでは、ネットワークにおけるリンクに関する計測を効率化することができる。
【００５０】
ここで、本実施形態では、サーバ装置１の計測経路計算部２１が、全てのリンクをカバーする試験パケットの通信経路を計算する構成を示したが、他の構成例として、このような計算を人が実行して、その計算の結果の情報をサーバ装置１などに設定する構成を用いることも可能である。
また、ＳＤＮとしては、例えば、ＯｐｅｎＦｌｏｗ以外のものが用いられてもよい。
【００５１】
＜本実施形態に係る効果の具体例＞
図７は、本発明の一実施形態に係るネットワーク６２におけるリンク品質計測を行うアクティブ計測技術の例を示す図である。なお、図７の構成例は、図１０の構成例に対応させたものであり、一例である。
１個の端末装置（計測端末装置）２により、ネットワーク６２に設けられた複数のスイッチＶ１〜Ｖ５について、リンク品質計測を行う。この場合、サーバ装置１により全てのリンクに対応する試験パケットの通信経路が設定されるため、１個の端末装置２から全てのリンクについて計測することができる。
【００５２】
［以上の実施形態に係る構成例］
一構成例として、ＳＤＮにおける複数のノード（本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部（本実施形態では、計測経路計算部２１）と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理（本実施形態では、コントローラ１１に対する設定の処理）を実行する経路設定部（本実施形態では、通信経路設定部２２）と、を備える設定装置（本実施形態では、サーバ装置１）である。
一構成例として、設定装置において、前記経路設定部は、前記ＳＤＮのコントローラ（本実施形態では、コントローラ１１）に前記経路の群を設定する。
【００５３】
一構成例として、ＳＤＮにおける複数のノード（本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の全てのリンクに対応する試験パケットの経路の群に関する情報を記憶する記憶部（本実施形態では、記憶部３２）と、前記記憶部に記憶された前記情報に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する計測実行部（本実施形態では、計測実行部３１）と、を備える端末装置（本実施形態では、端末装置２）である。
一構成例として、端末装置において、前記計測実行部は、冗長な試験パケットを削除した後に、試験パケットを送信して、計測を実行する。
一構成例として、端末装置において、前記計測実行部は、前記リンクの通信品質に関する計測を実行する、又は、前記試験パケットとともに負荷パケットを送信して、前記リンクのボトルネックに関する計測を実行する。なお、これら両方の計測が実行されてもよく、また、他の計測が実行されてもよい。
【００５４】
一構成例として、経路群取得部（本実施形態では、計測経路計算部２１）が、ＳＤＮにおける複数のノード（本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得するステップと、経路設定部（本実施形態では、通信経路設定部２２）が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理（本実施形態では、コントローラ１１に対する設定の処理）を実行するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム（設定プログラム）である。
【００５５】
一構成例として、ＳＤＮにおける複数のノード（本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得する経路群取得部（本実施形態では、計測経路計算部２１）と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理（本実施形態では、コントローラ１１に対する設定の処理）を実行する経路設定部（本実施形態では、通信経路設定部２２）と、前記経路群取得部により取得された前記経路の群に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する計測実行部（本実施形態では、計測実行部３１）と、を備える計測システム（本実施形態では、計測システム６１）である。なお、各処理部の機能は、システムにおいて、様々なところに備えられてもよく、例えば、１個の装置に一体化されてもよく、又は、複数の装置に分散されてもよい。また、１個の処理部の機能は、例えば、１個の装置に備えられてもよく、又は、複数の装置に分散されてもよい。
【００５６】
一構成例として、経路群取得部（本実施形態では、計測経路計算部２１）が、ＳＤＮにおける複数のノード（本実施形態では、スイッチ１２−１〜１２−Ｎ）の全てのリンクに対応する試験パケットの経路を計算して当該経路の群を取得し、経路設定部（本実施形態では、通信経路設定部２２）が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群を前記複数のノードに設定するための処理（本実施形態では、コントローラ１１に対する設定の処理）を実行し、計測実行部（本実施形態では、計測実行部３１）が、前記経路群取得部により取得された前記経路の群に基づいて、試験パケットを送信して、計測を実行する、計測方法（本実施形態では、計測システム６１において行われる方法）である。
【００５７】
［以上の実施形態のまとめ］
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００５８】
また、以上に示した実施形態に係る各装置（例えば、サーバ装置１、端末装置２）の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、処理を行ってもよい。
【００５９】
なお、ここで言う「コンピュータシステム」とは、オペレーティング・システム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）や周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことを言う。
【００６０】
更に、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記のプログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、或いは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことを言う。
また、上記のプログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。更に、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１…サーバ装置、２、１００１、１１０１、１５０１−１〜１５０１−２…端末装置（計測端末装置）、１１…コントローラ、１２−１〜１２−Ｎ、６０１〜６０４…スイッチ、１３−１〜１３−２、１４−１〜１４−２…ホスト、２１…計測経路計算部、２２…通信経路設定部、２３、３２…記憶部、３１…計測実行部、６１…計測システム、６２、１５１１…ネットワーク、２０１〜２０２、２１１〜２１２、１０２１〜１０２３…試験パケット、３０１〜３０６…テーブル、５０１、１１２１…パケットトレイン、５１１、１１３１…負荷パケット、７０１〜７０２、７１１〜７１２、７２１〜７２２、７３１〜７３２、７４１〜７４２、１０３１〜１０３３、１１４１〜１１４２、１１５１〜１１５２、１１６１〜１１６２…応答パケット、１０１１〜１０１３、１１１１〜１１１３…ルータ
【図１】
2014192584.tif 000003
【図２】
2014192584.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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