(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送出部により、計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出過程と、
受信部により、前記計測用パケットを受信する受信過程と、
計測部により、前記送出過程により前記計測用パケットの送出を開始してから前記受信過程により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測過程と、
推定部により、前記計測過程で計測した隣り合う計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係からネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定する推定過程と、
を備え、
前記推定過程は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項２】
請求項１記載のネットワーク通信性能測定方法に於いて、前記推定過程は、計測用パケットのサイズをＰ(bit) 、計測用パケットの送出間隔をδ(sec) 、計測対象経路のボトルネックリンク速度をμ(bps) 、定数αを0.001 〜0.0000001 程度の値、隣合う計測用パケットの伝搬時間の差ΔT(i)を(i＋1 番目の計測用パケットの伝搬時間) −(i番目の計測用パケットの伝搬時間) とするときに、
（Ｐ／μ−δ＋α）＜ΔT(i)＜−（Ｐ／μ−δ）
となる割合Ｑを調査し、その割合Ｑが大きい場合、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考え、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路の利用可能帯域幅の大小を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項３】
送出部により、ネットワーク内の１個または複数個の決められたノードを通過して所定の受信点に到達するように設定された計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出過程と、
受信部により、前記所定の受信点で計測用パケットを受信する受信過程と、
計測部により、前記送出過程により計測用パケットの送出を開始してから前記受信過程により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測過程と、
推定部により、前記計測過程で計測した隣接する前記計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて、計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定過程と、
を備え、
前記推定過程は、前記計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項４】
請求項３記載のネットワーク通信性能測定方法に於いて、前記推定過程は、計測用パケットのサイズをＰ(bit) 、計測用パケットの送出間隔をδ(sec) 、計測対象経路のボトルネックリンク速度をμ(bps) 、定数αを0.001 〜0.0000001 程度の値、隣合う計測用パケットの伝搬時間の差ΔT(i)を(i＋1 番目の計測用パケットの伝搬時間）−(i番目の計測用パケットの伝搬時間) とするときに、
（Ｐ／μ−δ＋α）＜ΔT(i)＜−（Ｐ／μ−δ）
となる割合Ｑを調査し、その割合Ｑが大きい場合、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考え、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路の利用可能帯域幅の大小を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項５】
送出部により、計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出過程と、
受信部により、前記送出過程で計測用パケットを送出するネットワーク上の同じ場所、もしくはネットワーク上で近い場所で前記計測用パケットを受信する受信過程と、
計測部により、前記計測用パケットがユーザが決めたネットワーク内の特定ノードまでの経路を往復するのにかかる伝搬時間を計測する計測過程と、
推定部により、前記計測過程で計測した隣接する計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて、計測用パケットの送出速度と経路の往復での利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定過程と、
を備え、
前記推定過程は、計測用パケットのサイズをＰ(bit) 、計測用パケットの送出間隔をδ(sec) 、計測対象経路のボトルネックリンク速度をμ(bps) 、定数αを0.001 〜0.0000001 程度の値、隣合う計測用パケットの伝搬時間の差ΔT(i)を(i＋1 番目の計測用パケットの伝搬時間) −(i番目の計測用パケットの伝搬時間) とするときに、
（Ｐ／μ−δ＋α）＜ΔT(i)＜−（Ｐ−δ）
となる割合Ｑを調査し、その割合Ｑが大きい場合、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考え、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路往復での利用可能帯域幅の大小を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のネットワーク通信性能測定方法に於いて、初期設定した転送速度Ｘ(bps) を二分法、はさみうち法、単調増加法又は単調減少法により変化させながら、前記送出過程、受信過程、計測過程及び推定過程を繰り返し実行してネットワーク経路の利用可能帯域幅が前記転送速度Ｘ(bps) を超えているかどうかを調べることにより、経路の利用可能帯域幅を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項７】
請求項６記載のネットワーク通信性能測定方法に於いて、更に、
前記送出過程、受信過程、測定過程及び推定過程の実行により、ネットワーク経路の第１利用可能帯域幅を推定する第１推定過程と、
前記送出過程、受信過程、測定過程及び推定過程の実行により、往路と復路で異なる大きさのパケットが流れるようにしてネットワーク経路の第２利用可能帯域幅を推定する第２推定過程と、
前記第１及び第２推定過程で推定した第１及び第２利用可能帯域幅を比較してネットワーク経路内のリンクの状態を判断し、ネットワーク経路の片方向での利用可能帯域を推定する第３推定過程と、
を備えたことを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項８】
請求項７記載のネットワーク通信性能測定方法に於いて、前記第３推定過程は、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっているかどうかを判断し、
ａ）経路内に半二重リンクが存在してボトルネックになっている、
ｂ）経路内に半二重リンクが存在しているがボトルネックになっていない、若しくは
ｃ）経路内に半二重リンクが存在しない、
の何れかを判断した場合につき、半二重リンクの片方向での利用可能帯域を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項９】
請求項７記載のネットワーク通信性能測定方法に於いて、前記第３推定過程は、計測用パケットのサイズＰ(bit) を４９９３(bit) 以上として推定された第１利用可能帯域幅Ｂ１と第２利用可能帯域幅Ｂ２の比が実質的に
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっていると判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１の２倍の２Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断し、
Ｂ１／Ｂ２≠（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在するがボトルネックになっていない、若しくはネットワークの経路内に半二重リンクは存在しないと判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断することを特徴とするネットワーク通信性能測定方法。
【請求項１０】
計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出部と、
前記送出部で送出した前記計測用パケットを受信する受信部と、
前記送出部により前記計測用パケットの送出を開始してから前記受信部により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測部と、
前記計測部で計測した隣接する前記計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係からネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１１】
ネットワーク内の１個または複数個の決められたノードを通過して所定の受信点に到達するように設定された計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出部と、
前記所定の受信点に配置され、前記送出部で送出した計測用パケットを受信する受信部と、
前記送出部により計測用パケットの送出を開始してから前記受信部により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測部と、
前記計測部で計測した隣合う前記計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１２】
計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出部と、
前記送出部のネットワーク上での同じ場所、もしくはネットワーク上で近い場所に配置され、前記送出部で送出した計測用パケットを受信する受信部と、
前記計測用パケットがユーザが決めたネットワーク内の特定ノードまでの経路を往復するのにかかる伝搬時間を計測する計測部と、
前記計測部で計測した隣り合う計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定部と、
を備え、
前記推定部は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２のいずれかに記載のネットワーク通信性能測定装置に於いて、初期設定した転送速度Ｘ(bps) を二分法、はさみうち法、単調増加法又は単調減少法により変化させながら、前記送出部、受信部、計測部及び推定部の処理をし実行してネットワーク経路の利用可能帯域幅が前記転送速度Ｘ(bps) を超えているかどうかを調べることにより、経路の利用可能帯域幅を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１４】
請求項１３記載のネットワーク通信性能測定装置に於いて、更に、
前記送出部、受信部、測定部及び推定部の処理の実行により、ネットワーク経路の第１利用可能帯域幅Ｂ１を推定する第１推定部と、
前記送出部、受信部、測定部及び推定部の処理の実行により、往路と復路で異なる大きさのパケットが流れるようにしてネットワーク経路の第２利用可能帯域幅Ｂ２を推定する第２推定部と、
前記第１及び第２推定部で推定した第１及び第２利用可能帯域幅Ｂ１，Ｂ２を比較してネットワーク経路内のリンクの状態を判断し、ネットワーク経路の片方向での利用可能帯域を推定する第３推定部と、
を備えたことを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１５】
請求項１４記載のネットワーク通信性能測定装置に於いて、前記第３推定過程は、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっているかどうかを判断し、
ａ）経路内に半二重リンクが存在してボトルネックになっている、
ｂ）経路内に半二重リンクが存在しているがボトルネックになっていない、若しくは
ｃ）経路内に半二重リンクが存在しない、
の何れかを判断した場合につき、半二重リンクの片方向での利用可能帯域を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１６】
請求項１５記載のネットワーク通信性能測定装置に於いて、前記第３推定部は、計測用パケットのサイズＰ(bit) を４９９３(bit) 以上として推定された第１利用可能帯域幅Ｂ１と第２利用可能帯域幅Ｂ２の比が実質的に
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっていると判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１の２倍の２Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断し、
Ｂ１／Ｂ２≠（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在するがボトルネックになっていないと判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断することを特徴とするネットワーク通信性能測定装置。
【請求項１７】
コンピュータに、
計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出手順と、
前記送出部で送出した前記計測用パケットを受信する受信手順と、
前記送出部により前記計測用パケットの送出を開始してから前記受信部により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測手順と、
前記計測手順で計測した隣り合う前記計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係からネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定する推定手順と、
を実行させるためのプログラムを記録し、
前記推定手順は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１８】
コンピュータに、
ネットワーク内の１個または複数個の決められたノードを通過して所定の受信点に到達するように設定された計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出手順と、
前記所定の受信点に配置され、前記送出手順で送出した計測用パケットを受信する受信手順と、
前記送出手順により計測用パケットの出力を開始してから前記受信手順により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測手順と、
前記計測手順で計測した隣合う前記計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定手順と、
を実行させるためのプログラムを記録し、
前記推定手順は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項１９】
計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出手順と、
前記送出手順のネットワーク上での同じ場所、もしくはネットワーク上で近い場所に配置され、前記送出手順で送出した計測用パケットを受信する受信手順と、
前記計測用パケットがユーザが決めたネットワーク内の特定ノードまでの経路を往復するのにかかる伝搬時間を計測する計測手順と、
前記計測手順で計測した隣合う計測用パケット相互の伝搬時間の間の相関関係に基づいて計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定手順と、
を実行させるためのプログラムを記録し、
前記推定手順は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２０】
請求項１７乃至１９のいずれかに記載のネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に於いて、前記ネットワーク通信性能測定プログラムは、初期設定した転送速度Ｘ(bps) を二分法、はさみうち法、単調増加法又は単調減少法により変化させながら、前記送出手順、受信手順、計測手順及び推定手順の処理を実行してネットワーク経路の利用可能帯域幅が前記転送速度Ｘ(bps) を超えているかどうかを調べることにより、経路の利用可能帯域幅を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２１】
請求項２０記載のネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に於いて、前記ネットワーク通信性能測定プログラムは、更に、
前記送出手順、受信手順、測定手順及び推定手順の処理の実行により、ネットワーク経路の第１利用可能帯域幅Ｂ１を推定する第１推定手順と、
前記送出手順、受信手順、測定手順及び推定手順の処理の実行により、往路と復路で異なる大きさのパケットが流れるようにしてネットワーク経路の第２利用可能帯域幅Ｂ２を推定する第２推定手順と、
前記第１及び第２推定手順で推定した第１及び第２利用可能帯域幅Ｂ１，Ｂ２を比較してネットワーク経路内のリンクの状態を判断し、ネットワーク経路の片方向での利用可能帯域を推定する第３推定手順と、
を備えたことを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２２】
請求項２１記載のネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に於いて、前記第３推定部は、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっているかどうかを判断し、
ａ）経路内に半二重リンクが存在してボトルネックになっている、
ｂ）経路内に半二重リンクが存在しているがボトルネックになっていない、若しくは
ｃ）経路内に半二重リンクが存在しない、
の何れかを判断した場合につき、半二重リンクの片方向での利用可能帯域を推定することを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【請求項２３】
請求項２２記載のネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に於いて、前記第３推定手順は、計測用パケットのサイズＰ(bit) を４９９３(bit) 以上として推定された第１利用可能帯域幅Ｂ１と第２利用可能帯域幅Ｂ２の比が実質的に
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっていると判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１の２倍の２Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断し、
Ｂ１／Ｂ２≠（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在するがボトルネックになっていない、若しくはネットワークの経路内に半二重リンクは存在しないと判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断することを特徴とするネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計測用パケットを使用してネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定するネットワーク通信性能測定方法及び装置並びにネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関し、特に、少量の計測用パケットで経路の利用可能帯域幅を正確に推定するネットワーク通信性能測定方法及び装置並びにネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等の通信ネットワークシステムにおいて、広域負荷分散や、品質制御などの高度なサービスを提供する場合、ネットワーク経路の利用可能帯域幅を計測し、どれだけの性能をユーザに提供できるかを把握することは非常に重要である。この利用可能帯域幅は、通信装置の処理性能、通信路（経路）上のルータの処理能力、回線の容量、及び他ユーザによるトラフィック量に依存して大きく異なる。
【０００３】
従来のネットワーク性能計測方法としては、例えば１００００個といった多数の計測用パケットを送受信して利用可能帯域を実測する手法や、計測用パケットの遅延の値を直接用いて経路性能の推測を行う手法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の多数個の計測用パケットを送受信して利用可能帯域を実測する方法では、ネットワークに過剰な負荷をかけることを免れない。また、計測用パケットの遅延の計測値を直接用いて利用可能帯域を推測する方法は、他のトラフィックによる外乱の影響が強く、測定誤差が大きくなる問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、少数個の計測用パケットをネットワークで送受信し、トラフィックによる外乱の影響を受けずに利用可能帯域幅を正確に推定するネットワーク通信性能測定方法及び装置並びにネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理説明図である。
【０００７】
図１´Ａのネットワーク構成につき、本発明のネットワーク通信性能測定方法は、図１（Ｂ）のように次の過程を備える。
【０００８】
送信部１６により計測用パケット２４をネットワーク経路に等間隔に送出する送出過程；
受信部１８により計測用パケット２４を受信する受信過程；
送出過程により計測用パケット２４の送出を開始してから受信過程で計測用パケット２４の受信を完了するまでの伝搬時間Ｔ（ｉ）  を時間計測部２８で計測する計測過程；
計測過程で計測した計測用パケットの伝搬時間Ｔ（ｉ）  の差の相関関係から、性能推定部３０によりネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定する推定過程；
尚、受信過程及び計測過程は、送信過程に続いて行われるが、送信過程による複数の計測用パケットの送信中に同時に処理が行われる場合もある。
【０００９】
このような本発明のネットワーク通信性能測定方法によれば、複数の計測用パケットの伝搬時間の間の相関関係を観察することで、ネットワークの利用可能帯域幅を推定することができ、これにより例えば１００〜２００個程度の少量の計測用パケットで利用可能帯域幅を推定でき、他のトラフィックによる外乱の影響が少ないため正確に推定できる。
【００１０】
推定過程は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケット経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する。
【００１１】
推定過程は、計測用パケットのサイズをＰ（ｂｉｔ）  、計測用パケットの送出間隔をδ（ｓｅｃ）  、計測対象経路のボトルネックリンク速度をμ（ｂｐｓ）  、定数αを０．００１  〜０．００００００１  程度の値、隣合う計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）を（ｉ＋１番目の計測用パケットの伝搬時間）  −（ｉ番目の計測用パケットの伝搬時間）  とするときに、
（Ｐ／μ−δ＋α）＜ΔＴ（ｉ）＜−（Ｐ／μ−δ）
となる割合Ｑを調査し、例えば図１８Ｃ）のように、割合Ｑが大きい場合、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考え、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路の利用可能帯域幅の大小を推定する。
【００１２】
本発明のネットワーク通信性能測定方法の変形にあっては次の過程を備える。
【００１３】
ネットワーク内の１個または複数個の決められたノードを通過して所定の受信点に到達するように設定された計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出過程；
所定の受信点で計測用パケットを受信する受信過程；
送出過程により計測用パケットの送出を開始してから受信過程により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測過程；
計測過程で計測した計測用パケットの伝搬時間の間の相関関係から、計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定過程；
この場合にも、推定過程は、計測用パケットの伝搬時間がランダムな挙動を示している割合を判断し、その割合が大きく、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考えられる場合、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する。
【００１４】
また推定過程は、計測用パケットのサイズをＰ（ｂｉｔ）  、計測用パケットの送出間隔をδ（ｓｅｃ）  、計測対象経路のボトルネックリンク速度をμ（ｂｐｓ）  、定数αを０．００１  〜０．００００００１  程度の値、隣合う計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）を
（ｉ＋１  番目の計測用パケットの伝搬時間）−（ｉ番目の計測用パケットの伝搬時間）
とするときに、
（Ｐ／μ−δ＋α）＜ΔＴ（ｉ）＜−（Ｐ／μ−δ）
となる割合Ｑを調査し、例えば図１（Ｃ）のように、割合Ｑが大きい場合、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考え、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路の利用可能帯域幅の大小を推定する。
【００１５】
本発明のネットワーク通信性能測定方法の他の変形にあっては、図１（Ａ）のように、次の過程を備える。
【００１６】
計測用パケット３２をネットワーク経路に等間隔に送出する送出過程；
前記送出過程で計測用パケット３２を送出するネットワーク上の同じ場所、もしくはネットワーク上で近い場所で計測用パケット３４を受信する受信過程；
計測用パケット２４がユーザが決めたネットワーク内の特定ノード１２までの経路を往復するのにかかる伝搬時間を計測する計測過程；
計測過程で計測した隣合う計測用パケットの伝搬時間の間の相関関係から、計測用パケットの送出速度と経路の往復での利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定過程；
ここで推定過程は、計測用パケットのサイズをＰ（ｂｉｔ）  、計測用パケットの送出間隔をδ（ｓｅｃ）  、計測対象経路のボトルネックリンク速度をμ（ｂｐｓ）  、定数αを０．００１  〜０．００００００１  程度の値、隣接する計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）を（ｉ＋１  番目の計測用パケットの伝搬時間）  −（ｉ番目の計測用パケットの伝搬時間）  とするときに、
（Ｐ／μ−δ＋α）＜ΔＴ（ｉ）＜−（Ｐ−δ）
となる割合Ｑを調査し、例えば図１（Ｃ）のように、割合Ｑが大きい場合、計測用パケットが受けているキューイングの影響が小さいと考え、計測用パケットの送出速度は経路の利用可能帯域幅よりも小さいと判断することで、計測用パケットと経路往復での利用可能帯域幅の大小を推定する。
【００１７】
本発明のネットワーク通信性能測定方法は、更に初期設定した転送速度Ｘ（ｂｐｓ）  を二分法、はさみうち法、単調増加法又は単調減少法により変化させながら、送出過程、受信過程、計測過程及び推定過程を繰り返し実行してネットワーク経路の利用可能帯域幅が転送速度Ｘ（ｂｐｓ）  を超えているかどうかを調べることにより、経路の利用可能帯域幅を推定する。
【００１８】
例えば二分法、はさみうち法を用いれば、数秒のオーダーで高速な利用可能帯域幅の計測が可能になる。
【００１９】
本発明のネットワーク通信性能測定方法は、ネットワーク上の特定ノードに対する往復経路の片方向の利用可能帯域幅を推定するため、更に、次の過程を備える。
【００２０】
送出過程、受信過程、測定過程及び推定過程の実行により、ネットワーク経路の第１利用可能帯域幅を推定する第１推定過程；
送出過程、受信過程、測定過程及び推定過程の実行により、往路と復路で異なる大きさのパケットが流れるようにしてネットワーク経路の第２利用可能帯域幅を推定する第２推定過程；
第１及び第２推定過程で推定した第１及び第２利用可能帯域幅を比較してネットワーク経路内のリンクの状態を判断し、ネットワーク経路の片方向での利用可能帯域を推定する第３推定過程；
この第３推定過程は、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、この半二重リンクがボトルネックになっているかどうかを判断し、
ａ）経路内に半二重リンクが存在してボトルネックになっている、
ｂ）経路内に半二重リンクが存在しているがボトルネックになっていない、若しくは
ｃ）経路内に半二重リンクが存在しない、
の何れかを判断した場合につき、半二重リンクの片方向での利用可能帯域を推定する。
【００２１】
例えば第３推定過程は、計測用パケットのサイズＰ（ｂｉｔ）  を４９９３（ｂｉｔ）  以上として推定された第１利用可能帯域幅Ｂ１と第２利用可能帯域幅Ｂ２の比が実質的に
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっていると判断して前記第１利用可能帯域幅Ｂ１の２倍２Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断する。また、
Ｂ１／Ｂ２≠（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在するがボトルネックになっていない、若しくはネットワークの経路内に半二重リンクは存在しないと判断して第１利用可能帯域幅Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断する。
【００２２】
本発明はまた、ネットワーク通信性能測定装置を提供する。このネットワーク通信性能測定装置は、図１（Ａ）のように、計測用パケット２４をネットワーク経路に等間隔に送出する送出部１６と、送出部１６により送出した計測用パケット２４を受信する受信部１８と、送出部１６により計測用パケット２４の送出を開始してから受信部１８により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測部２８と、計測部２８で計測した計測用パケット２４の伝搬時間の間の相関関係からネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定する推定部３０とを備える。
【００２３】
本発明のネットワーク通信性能測定装置の変形としては、ネットワーク内の１個または複数個の決められたノードを通過して所定の受信点に到達するように設定された計測用パケット２４をネットワーク経路に等間隔に送出する送出部１６と、所定の受信点に配置され送出部１６で送出した計測用パケット２４を受信する受信部１８と、送出部１６により計測用パケットの送出を開始してから受信部１８により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測部２８と、計測部１８で計測した計測用パケットの伝搬時間の間の相関関係から計測用パケットの送出速度と経路の利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定部３０とを備える。
【００２４】
本発明のネットワーク通信性能測定装置の他の変形としては、ネットワーク上の特定ノードに対する往復経路の片方向の利用可能帯域幅を推定するため、計測用パケット３２をネットワーク経路に等間隔に送出する送出部１６と、送出部１６のネットワーク上での同じ場所もしくはネットワーク上で近い場所に配置され送出部１６で送出した計測用パケットを受信する受信部１８と、計測用パケット３２，３４がユーザが決めたネットワーク内の特定ノード１２までの経路を往復するのにかかる伝搬時間を計測する計測部２８と、計測部２８で計測した計測用パケット３２，３４の伝搬時間の間の相関関係から計測用パケットの送出速度と経路の往復での利用可能帯域幅の大小関係を推定する推定部３０とを備える。
【００２５】
更に本発明のネットワーク通信性能測定装置は、初期設定した転送速度Ｘ（ｂｐｓ）  を二分法、はさみうち法、単調増加法又は単調減少法により変化させながら、送出部１６、受信部１８、計測部２８及び推定部３０の処理を実行してネットワーク経路の利用可能帯域幅が転送速度Ｘ（ｂｐｓ）  を超えているかどうかを調べることにより、経路の利用可能帯域幅を推定する。
【００２６】
本発明のネットワーク通信性能測定装置は、更に、送出部１６、受信部１８、測定部２８及び推定部３０の処理の実行により、ネットワーク経路の第１利用可能帯域幅Ｂ１を推定する第１推定部と、送出部１６、受信部１８、測定部２８及び推定部３０の処理の実行により、往路と復路で異なる大きさのパケットが流れるようにしてネットワーク経路の第２利用可能帯域幅Ｂ２を推定する第２推定部と、第１及び第２推定部で推定した第１及び第２利用可能帯域幅Ｂ１，Ｂ２を比較してネットワーク経路内のリンクの状態を判断し、ネットワーク経路の片方向での利用可能帯域を推定する第３推定部とを備える。
【００２７】
第３推定部は、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、この半二重リンクがボトルネックになっているかどうかを判断し、
ａ）経路内に半二重リンクが存在してボトルネックになっている、
ｂ）経路内に半二重リンクが存在しているがボトルネックになっていない、若しくは
ｃ）経路内に半二重リンクが存在しない、
の何れかを判断した場合につき、半二重リンクの片方向での利用可能帯域を推定する。
【００２８】
例えば第３推定部は、計測用パケットのサイズＰ（ｂｉｔ）  を４９９３（ｂｉｔ）  以上として推定された第１利用可能帯域幅Ｂ１と第２利用可能帯域幅Ｂ２の比が実質的に
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在し、該半二重リンクがボトルネックになっていると判断して第１利用可能帯域幅Ｂ１の２倍の２Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断する。また、
Ｂ１／Ｂ２≠（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
であれば、ネットワークの経路内に半二重リンクが存在するがボトルネックになっていない、若しくはネットワークの経路内に半二重リンクは存在しないと判断して第１利用可能帯域幅Ｂ１が経路の片方向での利用可能帯域幅であると判断する。
【００２９】
これ以外のネットワーク通信性能測定装置の詳細は、方法の場合と基本的に同じになる。
【００３０】
本発明は、またネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供する。この記録媒体のネットワーク通信性能測定プログラムは、計測用パケットをネットワーク経路に等間隔に送出する送出部と、送出部で送出した計測用パケットを受信する受信部と、送出部により計測用パケットの送出を開始してから受信部により計測用パケットの受信を完了するまでの伝搬時間を計測する計測部と、計測部で計測した計測用パケットの伝搬時間の間の相関関係からネットワーク経路の利用可能帯域幅を推定する推定部とを備える。
【００３１】
これ以外のネットワーク通信性能測定プログラムを格納したコンピュータ読取り可能な記録媒体の変形及び詳細は、方法及び装置構成の場合と同じになる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図２は、本発明の第１実施形態を示した説明図である。図２において、ＩＰネットワーク（インターネット・プロトコル・ネットワーク）を介してデータを送受信する場合、経路１４の終端にそれぞれ通信装置１０，１２があり、通信装置１０，１２の間には複数のルータ、例えばルータ１２−１，１２−２，１２−３がある。
【００３３】
本発明のネットワーク性能測定装置は、通信装置１０と通信装置１２の間の経路１４を計測対象経路とした場合、通信装置１０に設けられた計測用パケット送信部１６、通信装置１２に設けられた計測用パケット受信部１８、更に通信装置１０，１２と通信可能なネットワーク上の任意の場所に置かれた通信装置２０に設けられた性能判定部２２で構成される。この通信装置２０の性能判定部２２は、計測用パケット送信部１６を設けた通信装置１０、または計測用パケット受信部１８を設けた通信装置１２に置くことも可能である。
【００３４】
図３は、図２の第１実施形態における本発明のネットワーク性能測定装置の機能ブロック図である。本発明のネットワーク性能測定装置は、計測用パケット送信部１６、計測用パケット受信部１８及び性能判定部２２で構成される。性能判定部２２にはデータ収集部２６、伝搬時間計測部２８及び線路性能推定部３０を設けている。
【００３５】
計測用パケット送信部１６は、計測用パケット受信部１８に向けて等間隔に計測用パケット２４を送信する。このとき計測用パケット送信部１６は、計測用パケット２４を送出した時刻ｓ（ｉ）  を記録しておく。ここで、ｉはパケットシーケンシャル番号で、例えばｉ＝１，２，・・・ｎとなる。計測用パケット受信部１８は計測用パケット送信部１６から送られてきた計測用パケット２４の受信が完了した時刻ｒ（ｉ）  を記録する。
【００３６】
性能判定部２２に設けられたデータ収集部２６は、計測用パケット送信部１６から計測用パケットの送出が開始された時刻ｓ（ｉ）  と、計測用パケット受信部１８で計測用パケットの受信が完了した時刻ｒ（ｉ）  のデータを、１回の計測で送出されたｎ個の計測用パケットについて収集する。
【００３７】
伝搬時間計測部２８は、データ収集部２６が収集したデータから計測用パケット２４が計測用パケット送信部１６から計測用パケット受信部１８まで到達するのにかかったパケット伝搬時間Ｔ（ｉ）  を算出する。
【００３８】
線路性能推定部３０は、伝搬時間計測部２８で得られたパケット伝搬時間Ｔ（ｉ）  のデータを基に、計測用パケット送信部１６から計測用パケットを送出したときの送出速度が経路の利用可能帯域を超えているかどうかを判断する。
【００３９】
図４は、図３の機能ブロックに対応した本発明によるネットワーク性能測定処理方法による処理手順のフローチャートである。まずステップＳ１の送信過程で、計測用パケット送信部１６より計測対象とする経路に等間隔で複数の計測用パケット２４を送信する。
【００４０】
この計測用パケットの送信に対応して、ステップＳ２の受信過程で計測用パケット受信部１８が送出された計測用パケットを受信する。このときステップＳ１の送信過程にあっては、計測用パケットを送信するごとに送信開始の時刻ｓ（ｉ）を記録し、またステップＳ２の計測用パケット受信過程にあっては、計測用パケットの受信が完了した時刻ｒ（ｉ）  を記録しておく。
【００４１】
ステップＳ３の伝搬時間計測過程にあっては、ステップＳ１，Ｓ２で求められた計測用パケットの送信時刻ｓ（ｉ）  とその計測用パケットの受信完了時刻ｒ（ｉ）から、計測対象経路におけるパケットの伝搬時間Ｔ（ｉ）  を各パケットごとに求める。
【００４２】
尚、計測用パケット受信過程及び伝搬時間計測過程は、計測用パケット送信過程による複数の計測用パケットの送信中に同時に処理が行われる。
【００４３】
続いてステップＳ４の線路性能推定過程において、ステップＳ３の伝搬時間計測過程で求めた複数の計測用パケットの伝搬時間のデータに基づき、ステップＳ１で計測用パケット送信過程で送信した送信速度が計測対象経路の利用可能帯域幅を超えているかどうかを判断する。
【００４４】
次に図３の第１実施形態における計測用パケット送信部１６と計測用パケット受信部１８における計測用パケットの送受信方法と、線路性能推定部３０における計測用パケット送信部１６から送出する計測用パケットの速度と計測対象経路の利用可能帯域幅との大小関係の推定方法を説明する。
【００４５】
まず計測用パケットの送受信方法を説明する。いま計測対象経路のボトルネックリンク速度μ（ｂｐｓ）  が既知の値であったとする。このボトルネックリンク速度μ（ｂｐｓ）  は、経路に他のトラフィックが全く流れていないときの利用可能帯域幅とする。
【００４６】
計測用パケット送信部１６は、計測用パケット受信部１８に対し一定間隔δ（ｓｅｃ）  でｎ個の計測用パケット２４を送信する。この送信間隔δ（ｓｅｃ）  とは、「ｎ番目の計測用パケットの送出開始時刻とｎ＋１番目の計測用パケットの送出開始時刻の差」である。
【００４７】
計測用パケット２４にはＵＤＰパケット（ユーザ・ダイヤグラム・プロトコルパケット）を用いる。このとき計測用パケット送信部１６はＵＤＰパケットに宛先アドレスとして計測用パケット受信部１８を指定すると、計測用パケット送信部１６から計測用パケット受信部１８に至る経路の内、通常、ネットワーク内のルータが決定する経路が計測対象経路となる。
【００４８】
計測用パケット送信部１６で計測用パケット２４を出力する際には、それぞれの計測用パケット２４にシーケンスナンバーｉ（１≦ｉ≦ｎ）を付ける。また計測用パケットのサイズをＰ（ｂｉｔ）  とする。そして、計測用パケット送信部１６は各計測用パケットを送出するごとに送出開始時刻ｓ（ｉ）  を記録しておく。
【００４９】
計測用パケット受信部１８は、計測用パケット送信部１６から送られてくる計測用パケット２４を受信するためポートを開いておく。この状態で計測用パケット受信部１８は各計測用パケット２４を受信したら、その受信完了時刻ｒ（ｉ）  を記録する。
【００５０】
計測用パケット送信部１６と計測用パケット受信部１８は、計測用パケット２４の送出及び受信を行うごとに、そのときのパケットシーケンスナンバーｉに対応した送出開始時刻ｓ（ｉ）  と、受信完了時刻ｒ（ｉ）  をデータ収集部２６に送る。このデータ収集部２６に対する時刻データの送出は、ｎ個の計測用パケット２４の伝送が完了した後に一括して行うようにしてもよい。
【００５１】
データ収集部２６は、収集したデータを伝搬時間計測部２８に送る。伝搬時間計測部２８は、それぞれの計測用パケットが経路を通過するのにかかったパケット伝搬時間Ｔ（ｉ）  を
ΔＴ（ｉ）  ＝Ｔ（ｉ＋１）−Ｔ（ｉ）
で計算する。
【００５２】
次に線路性能推定部３０により計測用パケットの送出速度と計測対象経路の利用可能帯域幅との大小関係を推定する方法を説明する。線路性能推定部３０は、伝搬時間計測部２８で求めた計測用パケットの伝搬時間Ｔ（ｉ）  と、計測用パケット送信部１６が計測用パケットを送出したときの送出間隔δ（ｓｅｃ）  と、計測対象経路のボトルネックリンク速度μ（ｂｐｓ）  及び計測用パケットのサイズＰ（ｂｉｔ）  から、経路の利用可能帯域幅と計測用パケットの送出速度の大小関係を推定する。
【００５３】
この大小関係の推定方法は次のようになる。計測用パケットの送出速度Ｐ／δ（ｂｐｓ）  に他のトラフィックの流量Ｉ（ｂｐｓ）  を加えた値がボトルネックリンク速度μ（ｂｐｓ）  を超えていないとき、即ち
（Ｐ／δ＋Ｉ）＜μ
のとき、ネットワークのボトルネックとなるルータのキュー内に蓄積されている計測用パケットは少量である場合が多く、そのため計測用パケットのキュー内での待ち時間も少ない。
【００５４】
このとき複数この計測用パケットがキュー内に連続的に挿入されることは稀である。計測用パケットの伝搬時間は、それがルータのキューに挿入されたときのキュー内のパケット数によって変化するが、計測用パケットがルータのキューに同時刻に１個以下しか存在しなければ、それぞれの計測用パケットの伝搬時間の挙動は独立であり、ランダムな振る舞いをする。
【００５５】
この挙動は図５で見ることができる。図５は経路の利用可能帯域幅に対し十分遅い速度で計測用パケットを送出し、それぞれの計測用パケットの伝搬時間Ｔ（ｉ）  を計測し、横軸に伝搬時間Ｔ（ｉ）  を、縦軸に次の計測用パケットの伝搬時間Ｔ（ｉ＋１）をとってプロットしたグラフである。
【００５６】
このとき分布は直線ｙ＝ｘに対し線対称に分布していることが分かる。このことは、パケット伝搬時間Ｔ（ｉ）  の挙動がランダムであり、それぞれのパケット伝搬時間Ｔ（ｉ）  が独立な挙動をしていることを示している。
【００５７】
これに対し計測用パケットの送出速度Ｐ／δ（ｂｐｓ）  に他のトラフィックの流量Ｉ（ｂｐｓ）  を加えた値がボトルネックリンク速度μ（ｂｐｓ）  を超えているとき、即ち（Ｐ／δ＋Ｉ）＞μ
のとき、ルータのキューに蓄積されるパケットの量が増加する。また
（Ｐ／δ＋Ｉ）＞μ
で且つリンクがボトルネックの場合は、ルータがリンクに対してパケットを出力しようとした際にコリジョン（衝突）が起こる。コリジョンとはネットワークが使用中のためにパケットが出力できない現象であり、コリジョンが発生するとパケットはランダムに決められる短時間の間、キューで待機した後、再び転送が試みられる。
【００５８】
このため、コリジョンが発生すると各パケットについてルータのキュー内での待ち時間が増加する。よって、ルータがホトルネックであっても、リンクがボトルネックであっも、ルータのキュー内での待ち時間が増加する。ルータのキュー内での待ち時間が増加するとき、計測用パケットの伝搬時間はランダムな挙動を示さず、次の現象１，２が現れることが多くなる。
【００５９】
現象１：
ｉ番目の計測用パケットがボトルネックとなるルータのＱに挿入されたときに、キュー内のパケット量が多かったため、ｉ番目の計測用パケットが処理されてＱから出力される前に次の（ｉ＋１）番目の計測用パケットがＱに入ってくる。そして、ｉ番目とｉ＋１番目の計測用パケットがＱから連続的に出力される。
【００６０】
現象２：
２つの計測用パケットの間に多くのトラフィックが挿入され、ｉ番目のパケットの伝搬時間に比べ、ｉ＋１番目のパケットの伝搬時間が著しく増加する。
【００６１】
現象１の場合には、ｉ番目とｉ＋１番目のパケットの伝搬時間の差ΔＴｉを
ΔＴ（ｉ）  ＝Ｔ（ｉ＋１）−Ｔ（ｉ）
とし、サイズＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットがボトルネックとなるルータで処理するのにかかる時間を（Ｐ／μ）とすると、
0003587352.tif 000002
となり、計測用パケットの伝搬時間の間に相関関係が現れる。
【００６２】
また、現象（ｉｉ）の場合、
ΔＴ（ｉ＋１）≧Ｐ／μ−δ
は常に成立するので、ｉ番目とｉ＋１番目の計測用パケットの間に多くのトラフィックが挿入され、
ΔＴ（ｉ）  ＞−（Ｐ／μ−δ）
となったときには
ΔＴ（ｉ＋１）−ΔＴ（ｉ）  ＞０
となる。また
ΔＴ（ｉ＋１）＝Ｔ（ｉ＋２）−Ｔ（ｉ＋１）
により
Ｔ（ｉ＋２）＞Ｔ（ｉ）
となる。
【００６３】
このことから
ΔＴ（ｉ）  ＞−（Ｐ／μ−δ）
となったときには、ｉ＋１番目とｉ＋２番目のパケットの間に他のトラフィックが全く挿入されていなくても
Ｔ（ｉ＋２）＞Ｔ（ｉ）
となる。よって、このときも計測用パケットの伝搬時間の間に相関関係が現れる。
【００６４】
計測用パケットの送出速度（Ｐ／δ）が利用可能帯域幅に対し十分速い場合のｉ番目とｉ＋１番目の伝搬時間Ｔ（ｉ）  とＴ（ｉ＋１）の分布を図６に示す。この図６の分布は、図５の計測用パケット送出速度が線路の利用可能帯域幅に対し十分に遅い場合と異なり、直線ｙ＝ｘに対し線対称とはなっておらず、プロットした点は
ｙ＝ｘ＋（Ｐ／μ−δ）
の直線上に多く分布していることが分かる。また
ｙ＞ｘ−（Ｐ／μ−δ）
の領域３２にはプロットした点は存在するが
ｙ＜ｘ＋（Ｐ／μ−δ）
の領域３４にはプロットした点は全く存在しないことからも、点の分布はｙ＝ｘに対し非対称になっていることが分かる。
【００６５】
このように計測用パケットの送出速度Ｐ／δ（ｂｐｓ）  が経路の利用可能帯域幅（μ−Ｉ）（ｂｐｓ）  を超えると、図６のように計測用パケットの伝搬時間の間に相関関係が現れる。そこで本発明の線路性能推定方法にあっては、計測用パケット伝搬時間の間に図６のような相関関係が現れているかどうかを調査することにより、計測用パケットの送出速度Ｐ／δ（ｂｐｓ）  と経路の利用可能帯域幅（μ−Ｉ）（ｂｐｓ）  の大小関係を推定する。
【００６６】
この大小関係の推定のため、次のパラメータを用いる。
【００６７】
【数１】
0003587352.tif 000003
【００６８】
但し、ΔＴ（ｉ）＝Ｔ（ｉ＋１）−Ｔ（ｉ）  、αは直線ｙ＝ｘ＋（Ｐ／μ−δ）上の点を除外するために設けた正の定数であり、０．００１〜０．００００００１程度の値をとる。
ここでパラメータＮ（ｉ）  は図７のように、ｉ番目とｉ＋１番目の隣合う２つの計測用パケットの伝搬時間Ｔ（ｉ）  ，Ｔ（ｉ＋１）  でプロットした点が斜線部分４０に存在するときＮ（ｉ）  ＝１となり、それ以外ではＮ（ｉ）  ＝０になる。
【００６９】
つまりパラメータＮ（ｉ）  は、計測用パケットが経路の利用可能帯域幅に対し送出速度が充分に遅くランダムな挙動を示していると考えられるときにＮ（ｉ）  ＝１となる。また、伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  が大きくなったとき、若しくは計測用パケットがボトルネックのキューに連続的にキューイングされたときにはパラメータＮ（ｉ）  は０となる。更に（１）式におけるパラメータＱは、パラメータＮ（ｉ）  ＝１となるパケット伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  の割合である。
【００７０】
よって、パラメータＮ（ｉ）  ＝１となるパケット伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  の割合Ｑが小さい場合、計測用パケットはキューイングによる影響を受け、帯域が制限されている。即ち、計測用パケットの送出速度Ｐ／δは経路の利用可能帯域幅（μ−Ｉ）（ｂｐｓ）  を超えていると推測できる。
【００７１】
このパラメータＱを用いた経路の利用可能帯域幅の推定は、パラメータＱが閾値Ｒ例えばＲ＝０．８程度を超えているかどうかを調査し、
Ｑ＜Ｒ
であれば計測用パケットの送出速度Ｐ／δは経路の利用可能帯域幅（μ−Ｉ）（ｂｐｓ）  を超えている。即ち
Ｐ／δ＞μ−Ｉ
となる。つまり、計測用パケットの送出速度Ｐ／δは利用可能帯域幅（μ−Ｉ）（ｂｐｓ）  を超えていると推定する。
【００７２】
図８は、計測用パケット送出速度Ｘに対する前記（１）式のパラメータＱの関係である。図８にあっては、１０（Ｍｂｐｓ）の半二重リンクを持つ経路に対し、５（Ｍｂｐｓ）の負荷をかけ、経路を往復する計測用パケットを送出速度を変えながら送信したときの計測用パケット送出速度Ｘ（Ｍｂｐｓ）と利用可能帯域幅を検出するためのパラメータＱの間の関係の計測結果である。
【００７３】
このとき半二重リンクの往復での利用可能帯域幅は、
（１０−５）／２＝２．５（Ｍｂｐｓ）
となるが、図８のグラフから計測用パケット送出速度Ｘが２〜３（Ｍｂｐｓ）付近のときに利用可能帯域幅検出のためのパラメータＱが急激に減少していることが分かる。
【００７４】
このように（１）式で求めたパラメータＱと閾値Ｒを用いることにより、ネットワーク経路の片方向利用可能帯域幅が計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を超えているかどうかを調べることができる。この計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を２分法により変化させながら本発明のネットワーク性能測定方法で繰り返しネットワーク性能を調査することによってネットワークの利用可能帯域幅を推定でき、この２分法による推定は次のようになる。
【００７５】
▲１▼ループカウンタＡ＝１とする。計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  に所定の初期値を入れる。またループ数をＺとする。
【００７６】
▲２▼計測用パケットをパケット出力速度Ｘ／Ｐ（ｐｐｓ）  でサイズがＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットを出力し、ネットワークの経路の利用可能帯域幅がこのときのパケット送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を超えているかどうか調査する。
【００７７】
▲３▼経路の利用可能帯域幅が計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を超えているならば、更に計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を増加できることから、
Ｘ＝Ｘ＋Ｘ／２Ａ  
とする。また、経路の利用可能帯域幅が計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を超えていなければ、
Ｘ＝Ｘ−Ｘ／２Ａ  
とする。
【００７８】
▲４▼ループカウンタＡをＡ＝Ａ＋１とする。ループカウンタＡがループ回数Ｚ未満であれば▲２▼に戻る。ループカウンタＡがループ回数Ｚ以上であれば処理を終了し、このときの計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  付近が経路の片方向利用可能帯域幅になる。この利用可能帯域幅Ｘ（ｂｐｓ）  はパケット送出速度Ｘ／Ｐ（ｐｐｓ）  で表わしてもよい。
【００７９】
図９は２分法による経路の利用可能帯域幅の推定処理のフローチャートである。
【００８０】
まずステップＳ１で初期設定を行う。初期設定の内容は、ループカウンタをＡ＝１、転送速度初期設定Ｘ（ｂｐｓ）  を例えば転送速度１０（Ｍｂｐｓ）のイーサネットであればＸ＝１０００００００（ｂｐｓ）  、ループ回数をＺ＝８回、計測用パケットがルータにキューイングされていると判断するためのパラメータＱの判定に用いる閾値をＲ＝０．８、１ループごとに出力する計測用パケットの数をｎ＝１１、計測用パケットのサイズＰ＝１２０００（ｂｉｔ）  とする。
【００８１】
続いてステップＳ２で単位時間当りの送出パケット数を示すパケット送出速度Ｘ／Ｐ（ｐｐｓ）  で大きさＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットをｎ＝１１個送出し、送出開始から受信完了までの伝搬時間Ｔ（１），Ｔ（２），・・・Ｔ（ｎ）を計測する。
【００８２】
次にステップＳ３に進み、（１）式に従い、隣合う計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  を求め、パラメータＮ（ｉ）  、更にパラメータＱを求める。次にステップＳ４で、ステップＳ３で求めたパラメータＱが閾値Ｒ＝０．８未満か否かチェックする。
【００８３】
パラメータＱが閾値Ｒ以上であれば、計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  は経路の利用可能帯域幅未満であり、送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を増加できることから、ステップＳ５で２分法に従って計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を増加させる。
【００８４】
一方、ステップＳ４でパラメータＱが閾値Ｒ未満であった場合には、計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  は経路の利用可能帯域幅を超えており、ステップＳ６で２分法に従って計測用パケットの送出速度Ｘを下げる。
【００８５】
続いてステップＳ７でループカウンタＡを１つカウントアップした後、ステップＳ８でループカウンタＡの値がステップＳ１で設定したループ回数Ｚ＝８回未満か否かチェックし、８回未満であればステップＳ２に戻り、同じ処理を繰り返す。８回の計測用パケットの送出による処理が済むと、ステップＳ９に進み、そのとき求められている計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を経路の片方向利用可能帯域幅と推定する。
【００８６】
本発明による経路の利用可能帯域幅の推定は、はさみうち法を利用することもできる。はさみうち法は、関数ｆ（Ｘ）についてｆ（ａ）＝０となる値ａを求めるための代数方程式の解法であり、次の手順をとる。
【００８７】
▲１▼変数Ｘ１，Ｘ２の初期値をｆ（Ｘ１）≦０，ｆ（Ｘ２）＞０となるように選択する。
【００８８】
▲２▼ＸＹ平面上の２つの点｛Ｘ１，ｆ（Ｘ１）｝，｛Ｘ２，ｆ（Ｘ２）｝を、直線Ｌ１で結ぶ。
【００８９】
▲３▼Ｘ軸と直線Ｌ１との交点を（Ｘ３，０）とする。
【００９０】
▲４▼ｆ（Ｘ１）×ｆ（Ｘ２）＜０なので、ｆ（Ｘ３）はｆ（Ｘ１）とｆ（Ｘ２）のどちらか一方との符号が等しい。ｆ（Ｘ３）×ｆ（Ｘ１）＞０のとき、Ｘ１にＸ３を代入し、ｆ（Ｘ３）×ｆ（Ｘ２）＜０のときＸ２にＸ３を代入し、▲２▼以降の作業を繰り返す。これによって、Ｘ１とＸ２は次第に値ａに収束する。
【００９１】
図１０は、はさみうち法を使用して利用可能帯域幅を求める性能判定処理のフローチャートである。
【００９２】
まずステップＳ１で初期設定を行う。初期設定の内容は、図９に示した２分法のパラメータに加え、はさみうち法固有のパラメータとしてＸ１＝０，Ｙ１＝０．５とし、Ｘ２に計測レンジの最大値（ｂｐｓ）  を入れる。計測レンジの最大値は、計測対象経路について利用可能帯域幅はこの値より下であるということが分かっている値である。例えば転送速度１０（Ｍｂｐｓ）のイーサネットであれば、Ｘ２＝１０００００００とする。
【００９３】
またループ回数Ｚを例えばＺ＝８とする。更に計測用パケットがルータにキューイングされていると判断するための閾値ＲをＲ＝０．８程度とする。
【００９４】
次にステップＳ２でパケット送出速度Ｘ２／Ｐ（ｐｐｓ）  でサイズがＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットｎ＝１１個を送出し、各計測用パケットについて伝搬時間Ｔ（１），Ｔ（２），・・・Ｔ（ｎ）を計測する。
【００９５】
次にステップＳ３で（３）式に基づき、隣接する計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  からパラメータＮ（ｉ）  を求め、最終的にパラメータＱを求める。このパラメータＱが計測用パケットの送出速度Ｘ２に対応したＹ２となる。
【００９６】
続いてステップＳ４でＸＹ平面上の座標（Ｘ１，Ｙ１）と（Ｘ２，Ｙ２）を通る直線をＹ軸方向に−Ｒだけ平行移動した直線がＸ軸と交わる点を（Ｘ３，０）とすると、
Ｘ３＝Ｘ１−（Ｘ１−Ｘ２）（Ｙ１−Ｒ）／（Ｙ１−Ｙ２）
となる。次にステップＳ５で、新たに求めたパケット送出速度Ｘ３／Ｐ（ｐｐｓ）  で大きさＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットをＮ＝１１個送出し、各伝搬時間Ｔ（１），Ｔ（２），・・・Ｔ（ｎ）を計測する。
【００９７】
続いてステップＳ６で、（１）式に従って隣接する計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  とパラメータＮ（ｉ）  及びパラメータＱを求め、この結果、このときのパラメータＱがパケット送出速度Ｘ３に対応したＹ３となる。次にステップＳ７で
（Ｙ１−Ｒ）（Ｙ３−Ｒ）＜０
ならば、ステップＳ９でＸ２＝Ｘ３，Ｙ２＝Ｙ３とし、ステップＳ７が成立しなければ、ステップＳ８でＸ１＝Ｘ３、Ｙ１＝Ｙ３とする。
【００９８】
次にステップＳ１０でループカウンタＡを１つカウントアップした後、ステップＳ１１でループカウンタＡがループ回数Ｚ＝８に達するまで、ステップＳ４からの処理を繰り返す。そしてＺ＝８回のループ処理の結果、ステップＳ１２で、最終的に得られたそのときの計測用パケットの送出速度Ｘ３（ｂｐｓ）  を経路の利用可能帯域幅とする。
【００９９】
図１１は、図１０のはさみうち法による経路の利用可能帯域幅の推定処理を、図８に示した計測用パケット送出速度ＸとパラメータＱの特性について具体的に表わしている。即ち、はさみうち法によりＱ＝Ｒ（但し、Ｒ＝０．８とする）となるときの計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を求める手順は次のようになる。
【０１００】
▲１▼計測対象経路の利用可能帯域幅が例えば８．０（Ｍｂｐｓ）以下であることが分かっていたとすると、このときまずＸ２＝８．０（Ｍｂｐｓ）で計測用パケットを送出してパラメータＱ１を求める。
【０１０１】
▲２▼点Ａ（０，１）と点Ｂ（８，０Ｑ１通る直線Ｌ１を引き、それと直線ｙ＝Ｒとの交点Ｃ（Ｘ１，Ｒ）のＸ座標値Ｘ１を求める。この送出速度Ｘ１（Ｍｂｐｓ）で計測用パケットを送出してパラメータＱ２を求め、これにより点Ｄ（Ｘ１，Ｑ２）が求まる。
【０１０２】
▲３▼（１−Ｒ）（Ｑ２−Ｒ）＞０，（Ｑ１−Ｒ）＞０，（Ｑ１−Ｒ）（Ｑ２−Ｒ）＜０なので、（Ｑ２−Ｒ）と正負の符号が異なるのは（Ｑ１−Ｒ）である。これによって、点Ｄ（Ｘ１，Ｑ２）と点Ｂ（８，Ｑ１）を結ぶ直線Ｌ２とｙ＝Ｒとの交点Ｅ（Ｘ２，Ｒ）を求める。
【０１０３】
▲４▼送出速度Ｘ２（Ｍｂｐｓ）で計測用パケットを送出してパラメータＱ３を求め、これによって点Ｆ（Ｘ２，Ｑ３）が求まる。
【０１０４】
▲５▼（Ｑ２−Ｒ）（Ｑ３−Ｒ）＜０，（Ｑ１−Ｒ）（Ｑ３−Ｒ）＞０なので、
（Ｑ３−Ｒ）と正負の符号が異なるのは（Ｑ２−Ｒ）である。これによって、点Ｆ（Ｘ２，Ｑ３）と点Ａ（Ｘ１，Ｑ２）を結ぶ直線（図示せず）とｙ＝Ｒとの交点（Ｘ３，Ｒ）を求める。以下、この作業を繰り返すことにより、計測用パケット送出速度はＱ＝Ｒとなるような送出速度へ収束する。
【０１０５】
図１２は、計測用パケットの送出速度を単調増加で変化させて利用可能帯域幅を求めるためのフローチャートである。図１２において、まずステップＳ１で初期設定を行う。この初期設定にあっては、計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  に転送速度初期値として、例えば下限値となる１０００（ｂｐｓ）  を入れる。また計測用パケットの出力速度の増分ΔＸを例えば１０００（ｂｐｓ）  とする。
【０１０６】
更に、パケットがルータにキューイングされていると判断するための閾値Ｒは０．８、１ループごとに出力する計測用パケットの数ｎは１１個、計測用パケットのサイズＰは１２０００（ｂｉｔ）  とする。
【０１０７】
次にステップＳ２でパケット送出速度Ｘ／Ｐ（ｐｐｓ）  で大きさＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットをｎ＝１１個送出し、各計測用パケットの伝搬時間Ｔ（１），Ｔ（２），・・・Ｔ（ｎ）を計測する。
【０１０８】
次にステップＳ３で、（１）式に従って隣接する計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  、パラメータＮ（ｉ）  及びＱを算出する。次にステップＳ４で、パラメータＱが閾値Ｒ未満であれば、計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  は経路の利用可能帯域幅未満であることから、ステップＳ５で計測用パケットの送出速度Ｘ
（ｂｐｓ）  をΔＸだけ増加し、ステップＳ２からの処理を繰り返す。
【０１０９】
このような計測用パケットの送出速度Ｘの増分ΔＸによる繰り返しで、ステップＳ４においてパラメータＱが閾値Ｒを超えると、そのときの計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  は経路の利用可能帯域幅を超えたことから、ステップＳ６に進み、そのときの計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を経路の利用可能帯域幅とする。
【０１１０】
図１３は、計測用パケットの送出速度を単調減少で変化させて経路の利用可能帯域幅を求めるためのフローチャートである。図１３にあっては、ステップＳ１の初期設定において計測用パケットの出力速度Ｘ（ｂｐｓ）  の初期値として計測レンジの最大値例えば１０００００００（ｂｐｓ）  を設定する。また単調減少のために使用する出力速度増分ΔＸとしてΔＸ＝−１０００を設定する。それ以外は図１２の単調増加の場合と同じである。
【０１１１】
次にステップＳ２で、初期設定した計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  に基づくパケット送出速度Ｘ／Ｐ（ｐｐｓ）  で大きさＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットをｎ＝１１個送出し、各計測用パケットの伝搬時間Ｔ（１），Ｔ（２），・・・Ｔ（ｎ）を計測する。
【０１１２】
続いてステップＳ３で、（１）式に基づいて隣接する計測用パケットの伝搬時間の差ΔＴ（ｉ）  、パラメータＮ（ｉ）  及びパラメータＱを求める。
【０１１３】
続いてステップＳ４でパラメータＱが閾値Ｒ未満か否かチェックする。この場合は単調減少であることから、最初のパラメータＱは閾値Ｒを超えており、即ちそのときの計測用パケット送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  は経路の利用可能帯域幅を超えていることから、ステップＳ６で増分ΔＸ＝−１０００（ｂｐｓ）  だけ送出速度Ｘを減少させ、ステップＳ２に戻り、同様な処理を繰り返す。
【０１１４】
このような計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  の単調減少により、ステップＳ４においてパラメータＱが閾値Ｒ未満になると、それまでの経路の利用可能帯域幅を超えていた送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  が、このとき利用可能帯域幅に入ることから、ステップＳ５でこのときの計測用パケットの送出速度Ｘ（ｂｐｓ）  を経路の利用可能帯域幅とする。
【０１１５】
図１４は、本発明によるネットワーク通信性能測定装置の第２実施形態であり、ネットワーク内の特定のルータを通る経路を指定して経路の利用可能帯域幅を測定するようにしたことを特徴とする。
【０１１６】
図１４において、ネットワークに対し設けた通信装置１０に本発明による計測用パケット送信部１６を設け、通信装置１２に計測用パケット受信部２２を設けた場合、ルータを指定しない場合には、例えばルータ１２−１を通る経路がネットワークにより決められる。
【０１１７】
これに対し本発明の第２実施形態にあっては、特定のルータ１２−３を通る経路をユーザが指定できる。このように計測用パケット送信部１６からネットワーク内のルータ１２−３を通って計測用パケット受信部２２に到達する経路を計測対象経路として指定したい場合には、例えばＩＰパケットのソースルーティングオプションを用いる。
【０１１８】
ソースルーティングオプションとしてＩＰヘッドのヘッダに特定のルータ例えばルータ１２−３のアドレスを記述して計測用パケット送信部１６から計測用パケットを送信すると、送信された計測用パケットは指定されたアドレスのルータ１２−３を通って計測用パケット受信部２２に到達する。これによって計測用パケット送信部１６からネットワーク内の特定のルータ１２−３を通り計測用パケット受信部２２に到達する経路が計測対象となる。ここでソースルーティングオプションによって設定できるルータの数の上限は７である。
【０１１９】
ネットワークの特定のルータを通る経路を指定する以外の点は、図２乃至図１３に示した第１実施形態の場合と同じである。
【０１２０】
図１５は、本発明によるネットワーク通信性能測定装置の第３実施形態である。この第３実施形態にあっては、計測用パケット送信部１６と計測用パケット受信部１８、更に性能判定部２２を、ネットワーク上の近い通信装置１０，１２に配置している。また計測用パケット送信部１６、計測用パケット受信部１８及び性能判定部２２をネットワーク上の同じ通信装置上に配置してもよい。
【０１２１】
この場合の計測対象経路１４は、計測用パケット送信部１６と計測用パケット受信部１８を置いた地点が終端となる任意の経路となる。もちろん性能判定部２２は、計測用パケット受信部１８を配置した通信装置１２のみならず、計測用パケット送信部１６を配置した通信装置１０及び計測用パケット受信部１８を配置した通信装置１２と通信可能なネットワーク上の任意の通信装置に置くことができる。
【０１２２】
このように計測用パケット送信部１６と計測用パケット受信部１８がネットワーク上の同一場所もしくは近い場所に存在する場合、計測用パケット送信部１６は計測対象経路１４の終端のノードとなる通信装置１２−３で折り返し、計測用パケット受信部１８に戻ってくるような往復経路を計測対象経路１４として片側の利用可能帯域幅を推定する。
【０１２３】
図１５のように、計測用パケット送信部１６と計測用パケット受信部１８がネットワーク上の同一場所または近くに存在し、この場所からある特定のルータ（通信装置１２−３）までの往復経路の性能を計測したい場合、計測用パケット送信部１６は宛先アドレスをルータ１２−３に指定した計測用パケットを送出する。
【０１２４】
このための計測用パケットにはＵＤＰパケット及びｉｃｍｐ    ｅｃｈｏパケットを用いることができる。ＵＤＰパケットを用いる場合は、計測用パケット送信部１６はルータ１２−３の７番ポートに対しＵＤＰパケットを送出する。ルータ１２−３の７番ポートはエコーポートと呼ばれ、このエコーポートに送られたパケットはそのまま送信元に送り返されるようになっている。
【０１２５】
またルータ１２−３がｉｃｍｐ    ｅｃｈｏパケットを受け取った場合も、送信元へ送り返される。ｉｃｍｐ    ｅｃｈｏパケットを用いるときには、ＵＮＩＸ等で表示になっている「ｐｉｎｇ」を用いることができる。ＵＤＰパケット及びｉｃｍｐ    ｅｃｈｏパケットのいずれの場合にも、計測用パケット送信部１６が送信したパケットはルータ１２−３で送り返され、計測用パケット受信部１８で受信される。
【０１２６】
図１６は、図１５の第３実施形態の機能ブロック図である。この第３実施形態にあっては、第１実施形態と同様、ネットワーク通信性能測定装置は、計測用パケット送信部１６、計測用パケット受信部１８、性能判定部２２に設けられたデータ収集部２６、伝搬時間計測部２８及び線路性能推定部３０で構成される。
【０１２７】
第１実施形態との相違は、計測用パケット送信部１６からネットワークの計測対象経路の終端ノード４６に対し計測用パケット３２を送出し、計測用パケット３４を計測用パケット受信部１８に送り返すことによって往復経路の性能を計測する。
【０１２８】
更に詳細に説明すると次のようになる。いま図１５において計測用パケット送信部１６をＵ、計測用パケット受信部１８をＶ、ネットワーク上の終端ノードとなるルータ１２−３をＷとすると、Ｕ−Ｗ−Ｖという経路の利用可能帯域幅を計測することができる。
【０１２９】
このＵ−Ｗ−Ｖという往復経路の利用可能帯域幅の計測を利用して、その経路の片方向での利用可能帯域幅つまりＵ−Ｖという経路の利用可能帯域幅を次の手法により計測する。
【０１３０】
まず第１計測処理として、計測用パケット送信部１６、計測用パケット受信部１８及び性能判定部２２により、サイズＰ（ｂｉｔ）  のＵＤＰパケットを計測用パケットとして使用し、経路Ｕ−Ｗ−Ｖの利用可能帯域幅Ｂ１（ｂｐｓ）  を推定する。ここで計測用パケットとして使用するＵＤＰパケットは、ヘッダ込みで４９９３（ｂｉｔ）  以上、データ部は４６０９（ｂｉｔ）  以上である。
【０１３１】
次に第２推定処理として、第１推定処理と同じサイズＰ（ｂｉｔ）  のＵＤＰパケットを計測用パケットとして使用し、このＵＤＰパケットの生存時間ＴＴＬ（Ｔｉｍｅ  −Ｔｏ  Ｌｉｖｅ）を計測対象経路１４のホップ数と同じ数に設定し、ルータ１２−３からの返りには「ｉｃｍｐ    ｔｉｍｅ    ｅｘｃｅｅｄｅｄエラー」が返ってくるように設定し、計測用パケット送信部１６、計測用パケット受信部１８及び性能判定部２２によって経路Ｕ−Ｗ−Ｖの利用可能帯域幅Ｂ２（ｂｐｓ）  を推定する。
【０１３２】
ここで計測用パケットとして送出するＵＤＰパケットのホップ数は、終端ノードとなるルータ１２−３までの間に位置するルータ１２−１，１２−２の数に１を加えた数に設定する。即ち、ホップ数＝２＋１＝３となる。
【０１３３】
このホップ数をＵＤＰパケットの生存時間ＴＴＬに設定すると、計測用パケット送信部１６から送出する際にＴＴＬ＝３であり、ルータ１２−１〜１２−３を通過するごとに１つずつ減少され、ルータ１２−３に達したときにＴＴＬ＝０となることで、ルータ１２−３が終端ノードとなって、「ｉｃｍｐ    ｔｉｍｅｅｘｃｅｅｄｅｄエラー」としてエラーパケットを返す。
【０１３４】
この「ｉｃｍｐ    ｔｉｍｅ    ｅＸｃｅｅｄｅｄエラー」パケットの大きさは、計測用パケット送信部１６から送出した４９９３（ｂｉｔ）  以上のＵＤＰパケットよりサイズの小さいヘッダ込みで４９９２（ｂｉｔ）  になる。更に計測対象経路１４の片方向の利用可能帯域幅の真の値をＢｔ（ｂｐｓ）  とする。
【０１３５】
このような第１推定処理及び第２推定処理について、次の手法により片方の経路Ｕ−Ｗの利用可能帯域幅を推定する。
【０１３６】
まず第１推定処理における最終的な計測用パケットの送出間隔をδ１（ｓｅｃ）  とし、また第２推定処理における最終的な計測用パケットの送出間隔をδ２（ｓｅｃ）とすると、
Ｐ／δ１＝Ｂ１
Ｐ／δ２＝Ｂ２
となる。
【０１３７】
また計測対象経路１４の中に含まれる半二重リンクがボトルネックであり、その片道経路Ｕ−Ｗでの利用可能帯域幅がＢｔ（ｂｐｓ）  の場合、往路にＸ（ｂｐｓ）  のトラフィックを流したときには、復路には同時にＢｔ−Ｘ（ｂｐｓ）  のトラフィックを流すことが可能である。即ち、往路と復路に同時にパケットが流れたときのトラフィックの合計は両者の和で与えられ、これは真の利用可能帯域幅Ｂｔ（ｂｐｓ）  となる。
【０１３８】
したがって、第１推定処理及び第２推定処理において、半二重リンクについて（往路を流れる計測用パケット量）＋（復路を流れる計測用パケット量）＝利用可能帯域幅
の関係を式に表わすと次のようになる。
【０１３９】
Ｐ／δ１＋Ｐ／δ１＝Ｂｔ
Ｐ／δ２＋４９９２／δ２＝Ｂｔ
この式から
δ２／δ１＝Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
となる。よって、第１推定処理による計測結果Ｂ１と第２推定処理による計測結果Ｂ２の関係が
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
のとき、計測対象経路１４の中の半二重リンクがボトルネックとなっていると判断することができる。
【０１４０】
このようにして計測対象経路１４の中の半二重リンクがボトルネックになっていると判断されたならば、片側の経路Ｕ−Ｗの利用可能帯域幅Ｂｔ（ｂｐｓ）  は往復経路Ｕ−Ｗ−Ｖの利用可能帯域幅Ｂ１（ｂｐｓ）  の２倍となるので
Ｂｔ＝２Ｂ１
であると推定できる。
【０１４１】
また
Ｂ１／Ｂ２＝（Ｐ＋４９９２）／２Ｐ
の条件以外の場合には、即ち計測対象経路１４の中の半二重リンクはボトルネックになっていないかあるいは経路中に半二重リンクが存在しない場合には、片方向の経路Ｕ−Ｖの利用可能帯域幅Ｂｔ（ｂｐｓ）  は往復経路Ｕ−Ｗ−Ｖの利用可能帯域幅Ｂ１（ｂｐｓ）  と等しいので、
Ｂｔ＝Ｂ１
であると推定できる。
【０１４２】
図１７は、図１５の第３実施形態における往復経路を対象とした性能計測処理のフローチャートである。図１７において、まずステップＳ１が第１推定過程であり、サイズＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットを用いて往復経路Ｕ−Ｗ−Ｖの利用可能帯域幅Ｂ１（ｂｐｓ）  を図３〜図１３に示したと同じ第１実施形態の手法により推定する。
【０１４３】
次にステップＳ２が第２推定過程となり、サイズＰ（ｂｉｔ）  の計測用パケットを対象計測経路の往路に送信し、復路は小さいサイズ４９９２（ｂｉｔ）  のエラーパケットを返送して往復経路Ｕ−Ｖ−Ｗの利用可能帯域幅Ｂ２（ｂｐｓ）  を推定する。
【０１４４】
次のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５は第３推定過程となる。まずステップＳ３で第１推定過程と第２推定過程で求めた利用可能帯域幅Ｂ１，Ｂ２の比（Ｂ１／Ｂ２）が（Ｐ＋４９９２）／Ｐに実質的に等しいか否かチェックする。もし等しければステップＳ４に進み、半二重リンクが経路中に存在し、ボトルネックになっていると判断し、この場合の片側利用可能帯域幅Ｂｔ（ｂｐｓ）  を２Ｂ１（ｂｐｓ）  と推定する。
【０１４５】
ステップＳ３の条件が成立しない場合には、ステップＳ５に進み、経路中には半二重リンクが存在しないかあるいは半二重リンクがボトルネックになっていないと判断し、この場合の片方向の利用可能帯域幅Ｂｔ（ｂｐｓ）  をＢ１（ｂｐｓ）  と推定する。
【０１４６】
尚、上記の実施形態は、計測用パケットとしてＵＤＰパケットや    ｉｃｍｐｅｃｈｏパケットを使用する場合を例にとるものであったが、これ以外の適宜のパケットを計測用パケットに使用してもよい。また本発明は上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。更に本発明は、その目的と利点を損なわない適宜の変形を含む。
【０１４７】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明によれば、少数の計測用パケットを送受信することによって経路の利用可能帯域幅を十分な精度をもって正確に推定することができる。これによって多数の計測用パケットを送信してネットワークに負荷をかけることなく、短時間でネットワーク性能を推定することができる。例えばＴＣＰの利用可能帯域計測ツール「Ｔｒｅｎｏ」では２０秒間の計測に１００００個以上のパケットを使用するケースもある。これに対し本発明にあっては、利用可能帯域幅の推定に時分法やはさみうち法を用いることで、例えば１回のループにつきパケットを２０個送出し、８回のループで利用可能帯域幅を推定するとすれば、合計１６０個のパケットで計測が可能となり、ネットワークに負荷をかけることなく短時間でネットワーク性能を推定できる。
【０１４８】
またＴＣＰの利用可能帯域計測ツール「Ｔｒｅｎｏ」では、ＴＣＰの挙動をシミュレートするためにパケットの送受信を繰り返し、ウィンドウサイズを変化させるだけの時間が必要であり、少なくとも１０秒〜６０秒くらいの計測時間が必要である。これに対し本発明によれば、利用可能帯域幅の推測に時分法やはさみうち法を用いれば、数秒のオーダーで高速な計測が実現できる。
【０１４９】
更にまた本発明にあっては、複数個の計測用パケットについて隣接する計測用パケットの伝搬時間の間の相関関係を用いることにより、他のトラフィックによる外乱の影響の少ない計測結果を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明の第１実施形態の説明図
【図３】図２の第１実施形態の機能ブロック図
【図４】本発明によるネットワーク性能測定処理のフローチャート
【図５】他のトラフィックを含む計測用パケットの送出速度（Ｐ／δ＋Ｉ）が経路のボトルネックリンク速度μより遅い場合の隣接するパケット伝搬時間の関係図
【図６】他のトラフィックを含む計測用パケットの送出速度（Ｐ／δ＋Ｉ）が経路のボトルネックリンク速度μより速い場合の隣接するパケット伝搬時間の関係図
【図７】利用可能帯域幅推定のためのパラメータＮ（ｉ）  が１となる領域の説明図
【図８】１０Ｍｂｐｓ  の半分二重リンクをもつ往復経路で計測用パケットの送出速度を変化させて求めたパラメータＱの説明図
【図９】二分法を用いた本発明の利用可能帯域幅推定処理のフローチャート
【図１０】はさみうち法を用いた本発明の利用可能帯域幅推定処理のフローチャート
【図１１】はさみうち法による利用可能帯域幅推定処理の具体例を図８を例にとって示した説明図
【図１２】単調増加法を用いた本発明の利用可能帯域幅推定処理のフローチャート
【図１３】単調減少法を用いた本発明の利用可能帯域幅推定処理のフローチャート
【図１４】特定のルータを通る経路を対象とする本発明の第２実施形態の説明図
【図１５】往復経路を対象とした本発明の第３実施形態の説明図
【図１６】図１５の第３実施形態の機能ブロック図
【図１７】図１６による往復経路の性能測定処理のフローチャート
【符号の説明】
１０，１２，２０：通信装置
１４：計測対象経路
１６：計測用パケット送信部
１８：計測用パケット受信部
２２：性能判定部
２４：計測用パケット（ＵＤＰパケット）
２６：データ収集部
２８：伝搬時間計測部
３０：線路性能推定部
４６：終端ノード
【図１】
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【図２】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0003587352.tif 000019
【図１７】
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