(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側装置から該送信側装置とは異なる受信側装置に、パケットサイズが順次に増加または減少し、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズである複数の計測パケットを、所定の送信間隔で送信するステップと、
前記送信された計測パケットを前記受信側装置で受信し、該計測パケットの受信間隔を計測するステップと、
前記受信側装置で、前記送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算するステップと、
を備えるネットワーク帯域計測方法。
【請求項２】
前記受信側装置で、前記計測パケットごとのパケットサイズを、受信間隔計測手段が計測した前記計測パケットごとの受信間隔で除算することにより、前記計測パケットごとの受信レートを算出するステップと、
前記受信側装置で、前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したか否かを判断するステップと、
前記受信側装置で、前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したと判断したときの計測パケットの受信レートを用いて達成可能ＵＤＰスループットを計算するステップと、
を備える請求項１に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項３】
前記受信レートが飽和したか否かを判断するステップでは、前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、１つ前の前記計測パケットの前記受信レートと比較し、前記パケットサイズの増分に対する前記受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、前記受信レートが飽和したと判断する、請求項２に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項４】
前記利用可能帯域を計算するステップでは、前記受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて利用可能帯域を計算する、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測方法。
【請求項５】
送信側装置は、
パケットサイズを順次に増加または減少させ、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズである複数の計測パケットを生成する計測パケット生成手段と、
前記計測パケット生成手段が生成した複数の計測パケットを所定の送信間隔で、前記送信側装置とは異なる受信側装置に送信する計測パケット送信手段と、
を備え、
前記送信側装置とは異なる前記受信側装置は、
前記送信された計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する受信間隔計測手段と、
前記送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する利用可能帯域計算手段と、
を備えるネットワーク帯域計測システム。
【請求項６】
前記受信側装置は、
前記計測パケットごとのパケットサイズを、受信間隔計測手段が計測した前記計測パケットごとの受信間隔で除算することにより、前記計測パケットごとの受信レートを算出する受信レート算出手段と、
前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したか否かを判断する飽和判定手段と、
前記飽和判定手段で前記受信レートが飽和したと判断したときの前記受信レートを用いて達成可能ＵＤＰスループットを計算するスループット計算手段と、
を備える請求項５に記載のネットワーク帯域計測システム。
【請求項７】
前記飽和判定手段は、前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、１つ前の前記計測パケットの前記受信レートと比較し、前記パケットサイズの増分に対する前記受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、前記受信レートが飽和したと判断する、請求項６に記載のネットワーク帯域計測システム。
【請求項８】
前記利用可能帯域計算手段は、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちで前記パケットサイズが最大の計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する、請求項５ないし７のいずれか１項に記載のネットワーク帯域計測システム。
【請求項９】
パケットサイズが順次に増加または減少し、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズであって、受信側装置とは異なる送信側装置から等しい送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する受信間隔計測手段と、
前記計測パケットの送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する利用可能帯域計算手段と、
を備える受信側装置。
【請求項１０】
受信側装置のコンピュータに、
パケットサイズが順次に増加または減少し、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズであって、前記受信側装置とは異なる送信側装置から等しい送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する処理と、
前記計測パケットの送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する処理と、
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク帯域計測システム、方法、および、プログラムに関し、さらに詳しくは、短時間で端末間の通信経路で通信に利用可能な帯域とＵＤＰ通信で達成可能なスループットを同時に計測するネットワーク帯域計測システム、方法、および、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワーク帯域計測システムは、ＩＰ（Internet Protocol）ネットワークで利用可能な帯域（以下、利用可能帯域と呼ぶ）および／またはＵＤＰ（User Datagram Protocol）通信で達成可能なスループット（以下、達成可能ＵＤＰスループットと呼ぶ）を計測するシステムである。利用可能帯域は、ＩＰネットワークの物理帯域から、ＩＰネットワークに流れている他のトラヒック（以下、クロストラヒックと呼ぶ）を引いた空き帯域である。例えば、物理帯域が１００Ｍｂｐｓで、クロストラヒックが３０Ｍｂｐｓであれば、利用可能帯域は１００Ｍｂｐｓ−３０Ｍｂｐｓ＝７０Ｍｂｐｓである。
【０００３】
また、達成可能ＵＤＰスループットとは、ＩＰネットワークにＵＤＰパケットを流した時にクロストラヒックを押しのけて流すことができる最大の送信レートである。ＵＤＰ通信には、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）通信のようにパケットロスを検出することでＩＰネットワークの輻輳を検出して自ら送信レートを下げる輻輳制御の機能を備えていない。そのため、ＴＣＰ通信やＵＤＰ通信のクロストラヒックが流れている最中に、ＵＤＰ通信をＩＰネットワークに注入すると、クロストラヒックのＴＣＰ通信にパケットロスを発生させて輻輳制御により送信レートを下げさせ、クロストラヒックのＵＤＰ通信と競合してスループットを押し下げるという現象が起こる。
【０００４】
したがって、上述のＵＤＰ通信とクロストラヒックとの相互作用により、仮にクロストラヒックが大量に流れていて利用可能帯域が０Ｍｂｐｓの場合でも、新規にＵＤＰ通信を注入すると、前記ＵＤＰ通信のスループットは必ずしも０Ｍｂｐｓとはならず、例えば５Ｍｂｐｓなどの正の値のスループットを獲得する場合がある。クロストラヒックと新規に注入したＵＤＰ通信が混在した状態になるため、新規に注入したＵＤＰ通信が獲得できるスループットには上限があり、この上限が達成可能ＵＤＰスループットになる。つまり、利用可能帯域の値は必ずしも達成可能ＵＤＰスループットの値とは一致しないことに注意が必要である。また、達成可能ＵＤＰスループットは、物理帯域の大小、クロストラヒックに含まれるＴＣＰ通信とＵＤＰ通信の割合や本数などに依存して変化するため、物理帯域や利用可能帯域の値が分かっても達成可能ＵＤＰスループットの値を知ることはできない。
【０００５】
まとめると、利用可能帯域は、パケットロスが発生しない範囲で使える帯域であり、達成可能ＵＤＰスループットは、有る程度パケットロスは発生するものの、新規に注入する１本のＵＤＰ通信が獲得できる送信レートの最大値である。
【０００６】
利用可能帯域を把握することは、端末間で写真や資料などを、パケットロスを発生させずに、リアルタイムに共有する場合や、端末間で音声通話をする場合などで重要である。例えば、端末間で写真をリアルタイム共有する場合で、事前に、写真ごとに大・中・小などの複数のサイズが用意されている場合を考える。この場合、写真の共有に際して、利用可能帯域がわかれば、サイズごとに、送りたい写真を相手の端末に何秒で送ることができるかを事前に計算して求めることができる。サイズごとに求めた送信に要する時間と、送信に掛かる時間の許容値とを比較し、例えば、中サイズと小サイズとが許容値以内の時間で相手に送ることができるとすれば、送信する写真のサイズを中サイズとする。このようにすることで、許容時間以内で最も高精細な写真を相手に送ることができる。
【０００７】
また、複数の端末をフルメッシュで接続して、パケットロスを発生させずに、多者間音声会議を行う場合を考える。多者間音声会議で、１本の音声が消費する帯域は、既知の固定値であるとする。この場合、多者間会議の開始に際して、利用可能帯域がわかれば、何台までの端末が多者間音声会議に参加できるかを、事前に計算することができる。
【０００８】
非特許文献１は、利用可能帯域の計測が記載された文献である。非特許文献１では、送信側端末から、固定サイズの複数の計測パケット列を１つのまとまりとして受信側端末に送信する。非特許文献１では、受信側端末にて、各計測パケットの受信間隔の変化を検出することで、利用可能帯域を計測する。非特許文献１では、送信側端末から計測パケット列を送信する際に、各計測パケットの送信間隔を指数関数的に減少させる。送信間隔を指数関数的に減少させることで、計測パケット列内で、計測パケットの送信レートが指数関数的に増加する。
【０００９】
計測パケットがネットワークを通過する際に、計測パケットの間にクロストラヒックのパケットが挟まると、計測パケットの送信レートがネットワークの利用可能帯域を超えることがある。計測パケットの送信レートが利用可能帯域を超えると、受信側端末での計測パケットの受信間隔が、送信側端末での送信間隔に対して増加する。非特許文献１では、この性質を利用して、受信側端末において、計測パケットの受信間隔が送信側端末での送信間隔と比較して増加し始める箇所を検出し、計測パケットのパケットサイズをその箇所における送信間隔で除算することで、利用可能帯域を計算する。
【００１０】
特許文献１は、利用可能帯域を探索する方法が記載された文献である。特許文献１では、送信側端末から、固定サイズで時間間隔が等間隔の計測パケット列を受信側端末に送信する動作を複数回繰り返し実行する。送信側端末は、受信側端末において、受信間隔が増加傾向であると判断された場合には、送信間隔を指数関数的に減少させた計測パケット列を受信側端末に送信する。逆に、受信側端末において受信間隔が減少傾向であると判断されたとき、送信側端末は、送信間隔を指数関数的に増加させた計測パケット列を受信側端末に送信する。特許文献１では、このような動作を繰り返し行い、二分探索を行うことで、利用可能帯域を探索する。
【００１１】
非特許文献１では、パケットトレイン内の計測パケット間の送信間隔が変化するのに対し、特許文献１では、単一のパケットトレイン内の計測パケットの送信間隔は常に一定で、パケットトレインごとに、計測パケット間の送信間隔が変化する。
【００１２】
達成可能ＵＤＰスループットを把握することは、利用可能帯域が狭く、ある程度パケットロスが発生することを前提とした上で、端末間でＵＤＰ通信を用いたビデオ通話や音声通話をする場合などに重要である。例えば、ＦＥＣ（前方誤り訂正）を用いて映像のパケットに冗長度を施した上で、達成可能ＵＤＰスループットを超過しない送信レートでビデオ通話を行うことで、ある程度パケットロスが発生してもその影響を抑えると共に、流すことができる範囲内の送信レートでビデオ通話を行うことができる。
【００１３】
ここで、達成可能ＵＤＰスループットに基づいて映像の送信レートを決定する方法は、利用可能帯域だけに基づいて映像の送信レートを決定する方法と比較して、利用可能帯域が狭い場合に、映像の送信レートを高くできる優位性があることに注意が必要である。
【００１４】
特許文献３には、達成可能ＵＤＰスループットそのものではないが、無線ＬＡＮにおけるＭＡＣ層のスループットを算出する方法が記載されている。無線ＬＡＮにおけるＭＡＣ層の達成可能スループットが推定できれば、その推定値を用いて無線ＬＡＮ上での達成可能ＵＤＰスループットを近似できると考えられる。特許文献３では、計測端末から無線ＬＡＮアクセスポイント（ＡＰ）に対して、固定サイズのＭＡＣフレームを、指定した送信レートで連続送信することで、計測端末から送信したＭＡＣフレーム数と無線ＬＡＮのＡＰから返信されたＭＡＣ層のＡＣＫ数から算出したフレームエラー率と、ＭＡＣフレームのサイズと、指定した送信レートの３つのパラメータを用いて、無線ＬＡＮにおけるＭＡＣ層の達成可能スループットを算出する。
【００１５】
なお、特許文献２には、対象とするネットワークアドレスに送信するデータの最適なパケットサイズを決定する技術が記載されている。特許文献２には、一の端末から他の端末に向けて、パケットサイズを変更したテストデータを繰り返し送信し、送信側の端末で、受信側の端末からの応答があるか否かを調べることが記載されている。このテストデータの送信は、データ通信経路を構成するネットワーク機器が、どのパケットサイズにまで対応しているかを調べることを目的に行われる。特許文献２では、この目的のために、テストデータのパケットサイズは、通信経路を構成するネットワーク機器が対応できるパケットサイズの上限を超えたパケットサイズを含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第４１５３５１０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８１８０１号公報
【特許文献３】特開２００７−１１６３２９号公報
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】Vinay J. Ribeiro, Rudolf H. Riedi, Richard G. Baraniuk, Jiri Navratil and Les Cottrell, "pathChirp: Efficient Available Bandwidth Estimation for Network Paths,"in Proc of Passive and Active Measurement Workshop 2003.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
非特許文献１では、利用可能帯域が小さい場合でも、利用可能帯域を計測するために、１番目の計測パケットと２番目の計測パケットとの送信間隔を大きくする必要がある。このため、非特許文献１では、パケットトレインを構成する計測パケットの個数に線形比例する時間だけではパケットトレインを送り終えることができず、利用可能帯域の計測を短時間で行うことができない。
【００１９】
ここで、非特許文献１において、１番目の計測パケットと２番目の計測パケットとの送信間隔を小さくすると、最初から計測パケット列の送信レートが大きくなる。また、後続の計測パケットの送信レートが指数関数的に増加し、非常に大きな利用可能帯域しか検出できなくなる。このため、小さな利用可能帯域を検出するためには、１番目の計測パケットと２番目の計測パケットとの送信間隔は大きくせざるを得ない。
【００２０】
特許文献１では、単一のパケットトレインを送信するだけでは利用可能帯域が計算できず、二分探索を行うために、パケットトレインを何度も繰り返し送信する必要がある。このため、特許文献１に記載の技術でも、利用可能帯域の計測を短時間で行うことはできない。特許文献２は、通信に利用する最適なパケットサイズを決定することを目的としており、利用可能帯域を計測するものではない。
【００２１】
特許文献３では、ＡＣＫの返信がなかった場合にはＭＡＣフレームの再送タイムアウトを待つ必要があるため、１回の計測に時間がかかる。さらに、指定した送信レートに対して実際に流れたスループットが計測されるので、１回の計測で必ずしも最大のスループットである達成可能スループットが分かるとは限らない。例えば、指定する送信レートを徐々に上げながら、何回も計測を行うことなどをしないと達成可能スループットを計測することができない。したがって、達成可能スループットの計測を短時間で行うことができない。
【００２２】
非特許文献１、特許文献１、特許文献２は達成可能ＵＤＰスループットが計測できず、特許文献３は利用可能帯域が計測できない。したがって、利用可能帯域と達成可能ＵＤＰスループットの両方を計測する場合には、それぞれ個別に計測パケットを送信しなければならない。
【００２３】
本発明は、上記の問題点を解消し、短時間で利用可能帯域の計測が可能なネットワーク帯域計測システム、方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係るネットワーク帯域計測方法は、
送信側装置から該送信側装置とは異なる受信側装置に、パケットサイズが順次に増加または減少し、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズである複数の計測パケットを、所定の送信間隔で送信するステップと、
前記送信された計測パケットを前記受信側装置で受信し、該計測パケットの受信間隔を計測するステップと、
前記受信側装置で、前記送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算するステップと、
を備えることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第２の観点に係るネットワーク帯域計測システムは、
送信側装置は、
パケットサイズを順次に増加または減少させ、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズである複数の計測パケットを生成する計測パケット生成手段と、
前記計測パケット生成手段が生成した複数の計測パケットを所定の送信間隔で、前記送信側装置とは異なる受信側装置に送信する計測パケット送信手段と、
を備え、
前記送信側装置とは異なる前記受信側装置は、
前記送信された計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する受信間隔計測手段と、
前記送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する利用可能帯域計算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２６】
本発明の第３の観点に係る受信側装置は、
パケットサイズが順次に増加または減少し、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズであって、受信側装置とは異なる送信側装置から等しい送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する受信間隔計測手段と、
前記計測パケットの送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する利用可能帯域計算手段と、
を備える。
【００２７】
本発明の第４の観点に係るプログラムは、受信側装置のコンピュータに、
パケットサイズが順次に増加または減少し、かつ、該パケットサイズはネットワーク内でフラグメントされないサイズであって、前記受信側装置とは異なる送信側装置から等しい送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する処理と、
前記計測パケットの送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する処理と、
を実行させる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のネットワーク帯域計測システム、方法、および、プログラムは、短時間で利用可能帯域の計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の利用可能帯域計測方法の概略手順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の送信側装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の受信側装置の概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るネットワーク帯域計測システムを示すブロック図である。
【図５】送信側装置および受信側装置の構成を示すブロック図である。
【図６】送信時パケットトレインを示す図である。
【図７】受信時パケットトレインを示す図である。
【図８】計測パケットの計測データの一例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る利用可能帯域計測の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るネットワーク帯域計測システムの構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態３に係る計測データのデータ構造を示す図である。
【図１２】達成可能ＵＤＰスループットの計算の仕組みを模式的に示す図である。
【図１３】実施の形態３に係る達成可能ＵＤＰスループット計測の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態に係る送信側装置または受信側装置の物理的な構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施の形態の説明に先立って、本発明の概要について説明する。図１は、本発明の利用可能帯域計測方法の概略手順を示すフローチャートである。まず、送信側から、パケットサイズが順次に増加または減少する複数の計測パケットを、一定の送信間隔で送信する（ステップＳ１）。次いで、送信側から送信された計測パケットを受信側で受信し、連続して受信する計測パケットの受信間隔を計測する（ステップＳ２）。その後、計測パケットの送信時の送信間隔と、計測パケットの受信時の受信間隔とを比較し、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する（ステップＳ３）。
【００３１】
図２は、本発明の送信側装置の概略構成を示すブロック図である。送信側装置１０は、計測パケット生成手段１１と、計測パケット送信手段１２とを備える。計測パケット生成手段１１は、パケットサイズを順次に増加または減少させた複数の計測パケットを生成する。計測パケット送信手段１２は、計測パケット生成手段１１が生成した複数の計測パケットを、所定の送信間隔で、受信側の装置に送信する。
【００３２】
図３は、本発明の受信側装置の概略構成を示すブロック図である。受信側装置２０は、受信間隔計測手段２１と、利用可能帯域計算手段２２とを有する。受信間隔計測手段２１は、パケットサイズが順次に増加または減少し、送信側の装置から所定の送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する。利用可能帯域計算手段２２は、計測パケットの送信時の送信間隔と、計測パケットの受信時の受信間隔とを比較する。利用可能帯域計算手段２２は、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する。
【００３３】
本発明では、送信側から、パケットサイズが順次に増加または減少する計測パケットを、所定の送信間隔で送信する。受信側では、送信側から送信された計測パケットの受信間隔を計測し、受信間隔が送信間隔と等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する。本発明では、計測パケットトレインの送信を繰り返す必要がなく、単一の計測パケットトレインを送信することで、送信側から受信側までの通信経路の利用可能帯域を計測することができる。また、計測パケットの送信間隔は等間隔になるので、計測パケットの個数に線形比例した時間で、計測パケットトレインの送信を終えることができる。従って、本発明では、短時間で、利用可能帯域の計測が可能である。
【００３４】
（実施の形態１）
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態１に係るネットワーク帯域計測システムのネットワーク構成を示す。ネットワーク帯域計測システムは、送信側装置１０１と受信側装置１０２とを備える。送信側装置１０１と受信側装置１０２とは、ネットワーク１０３を介して接続されている。ネットワーク１０３には、送信側装置１０１と受信側装置１０２以外の図示しない装置が接続されていてもよく、それら図示しない装置間でクロストラヒックが流れていてもよい。
【００３５】
送信側装置１０１および受信側装置１０２は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯型コンピュータ（ＰＤＡ）、携帯電話、スマートフォン、固定電話、街頭マルチメディア端末、車載端末、ネットワーク接続機能付きテレビ、ネットワーク接続機能付きセットトップボックス、ゲーム機、ネットワーク接続機能付きプリンタ、ネットワーク接続機能付きスキャナなどの装置で構成できる。送信側装置１０１および受信側装置１０２は、これらには限定されるわけではなく、外部と情報をやり取りする機能を備えたその他の類似装置であってもよい。
【００３６】
図５は、送信側装置および受信側装置の構成を示すブロック図である。送信側装置１０１は、計測パケット生成手段１１０、計測パケット送信手段１１１、送受信手段１１２、および、パラメータ記憶手段１１３を備える。受信側装置１０２は、送受信手段１２０、受信間隔計測手段１２１、利用可能帯域計算手段１２２、および、計測データ記憶手段１２３を備える。送信側装置１０１および受信側装置１０２内の各手段の機能は、それぞれ、コンピュータが所定のプログラムに従って動作することで実現できる。
【００３７】
送信側装置１０１の計測パケット生成手段１１０は、受信側装置１０２に送信する複数の計測パケットを生成する。計測パケット生成手段１１０が生成する計測パケットは、パケットトレインとして、受信側装置１０２に送信される。計測パケット生成手段１１０は、パケットトレインの先頭パケットから最終パケットに向けて、パケットサイズが徐々に増大する計測パケットを生成する。送受信手段１１２は、ネットワーク１０３へのデータ送信、および、ネットワーク１０３からのデータ受信を行う。計測パケット送信手段１１１は、送受信手段１１２を介して、所定の送信間隔で計測パケットを送信する。
【００３８】
パラメータ記憶手段１１３は、最小パケットサイズと、パケット増加サイズと、計測パケットの送信間隔とを記憶する。計測パケット生成手段１１０は、パラメータ記憶手段１１３を参照し、最小パケットサイズから、パケット増加サイズずつ増加させた計測パケットを生成する。計測パケット送信手段１１１は、パラメータ記憶手段１１３に記憶された送信間隔で計測パケットを送信する。
【００３９】
ここで、最小パケットサイズ、パケット増加サイズ、および、パケットトレインを構成する計測パケットの数は、最終パケットを構成する計測パケットのパケットサイズが、ネットワーク１０３を通過可能なパケットサイズの範囲に収まるように設定されている。つまり、パケットトレインを構成する各計測パケットのパケットサイズは、全て、ネットワーク１０３を通過して受信側装置１０２に到達可能なパケットサイズに設定される。
【００４０】
受信側装置１０２の送受信手段１２０は、送信側装置１０１が送信した計測パケットを受信する。受信間隔計測手段１２１は、受信した計測パケットに関する情報（計測データ）を、計測データ記憶手段１２３に記憶する。計測データは、計測パケットの受信間隔を含む。利用可能帯域計算手段１２２は、送受信手段１２０が受信した計測パケットの計測データに基づいて、利用可能帯域を計算する。より詳細には、利用可能帯域計算手段１２２は、計測パケット受信時の受信間隔と、計測パケット送信時の送信間隔とを比較する。利用可能帯域計算手段１２２は、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちで、パケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する。
【００４１】
利用可能帯域計算手段１２２は、計算した利用可能帯域を、計測データ記憶手段１２３に記憶する。また、利用可能帯域計算手段１２２は、計算した利用可能帯域を、送受信手段１２０を介して、送信側装置１０１に送信する。送信側装置１０１の送受信手段１１２は、受信側装置１０２が送信した利用可能帯域の測定結果を受信する。
【００４２】
図６は、送信時パケットトレインを示す図である。送信時パケットトレイン１５０は、送信側装置１０１で送信される計測パケットトレインである。ここでは、計測パケット生成手段１１０が生成する計測パケットの個数をＮ個（Ｎは３以上の整数）としている。パケット番号は、計測パケットを識別するための番号である。送信時パケットトレイン１５０は、時系列に並んだパケット番号１番からＮ番までの計測パケットで構成される。各計測パケットには、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）パケットやＵＤＰ（User Datagram Protocol）パケットやＲＴＰ（Real-time Transport Protocol）パケットなどを用いることができる。
【００４３】
送信時パケットトレイン１５０にて、各計測パケットの送信間隔は、パラメータ記憶手段１１３が記憶する送信間隔に等しい。つまり、隣接する計測パケット間の時間間隔は、等間隔である。パケット番号１番の計測パケットのパケットサイズは、パラメータ記憶手段１１３に記憶された最小パケットサイズに等しい。パケット番号２番の計測パケットのパケットサイズは、パケット番号１番の計測パケットのサイズよりも、パラメータ記憶手段１１３が記憶するパケット増加サイズ分だけ大きい。以降、計測パケットのパケットサイズは、パケット番号が１つ増えるたびに、パケット増加サイズ分ずつ増加していく。計測パケット生成手段１１０は、各計測パケットに、パケット番号、パケットサイズ、および、送信間隔を含める。
【００４４】
図７は、受信時パケットトレインを示す図である。受信時パケットトレイン１６０は、受信側装置１０２が受信する計測パケットトレインを示す。送信時パケットトレイン１５０は、ネットワーク１０３を伝送され、受信時パケットトレイン１６０として、受信側装置１０２で受信される。受信時パケットトレイン１６０では、ある時点までは、計測パケットの受信間隔は、計測パケット送信時の送信間隔に等しい。しかし、計測パケットのパケットサイズが大きくなっていくと、ある時点で、計測パケットの受信間隔が、送信時の送信間隔よりも大きくなる。
【００４５】
利用可能帯域計算手段１２２は、計測パケットの受信間隔が送信間隔よりも大きくなったとき、その計測パケットの１つ前に送信された計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する。計測パケットのパケットサイズは増加していくので、受信間隔が送信間隔よりも大きくなる計測パケットの１つ前に送信された計測パケットは、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちで、パケットサイズが最大の計測パケットに相当する。利用可能帯域計算手段１２２は、受信間隔が送信間隔よりも大きくなる計測パケットの１つ前に送信された計測パケットのパケットサイズと送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する。
【００４６】
図８は、計測パケットの計測データの一例を示す図である。計測データ記憶手段１２３は、例えば図８に示すような構成で計測データを記憶する。計測データ記憶手段１２３は、送受信手段が受信した計測パケットのパケット番号、パケットサイズ、送信間隔、および、受信間隔を記憶する。受信間隔計測手段１２１は、送受信手段１２０が計測パケットを受信すると、受信された計測パケットに含まれるパケット番号、パケットサイズ、および、送信間隔を、計測データ記憶手段１２３のパケット番号、パケットサイズ、および、送信間隔に格納する。また、受信間隔計測手段１２１は、前回の計測パケット受信時刻と、今回の計測パケット受信時刻との差から計測パケットの受信間隔を求め、求めた受信間隔を、計測データ記憶手段１２３の受信間隔に格納する。
【００４７】
図９は、実施の形態１に係る利用可能帯域計測の動作の一例を示すフローチャートである。計測パケット生成手段１１０は、パケットトレインを構成するＮ個の計測パケットを生成する（ステップＳ１１）。計測パケット生成手段１１０は、パケットトレインの先頭であるパケット番号１番の計測パケットのパケットサイズを、パラメータ記憶手段１１３が記憶する最小パケットサイズとする。計測パケット生成手段１１０は、パケット番号が１つ増えるたびに、計測パケットのパケットサイズを、パラメータ記憶手段１１３が記憶するパケット増加サイズ分ずつ増加させる。一般化すれば、計測パケット生成手段１１０は、ｉ番目（ｉ＝１，２，３，・・・,Ｎ）の計測パケットのパケットサイズを、
パケットサイズ＝最小パケットサイズサイズ＋（ｉ−１）×パケット増加サイズ
とする。計測パケット生成手段１１０は、各計測パケットに、パケット番号と、パケットサイズと、パラメータ記憶手段１１３が記憶する送信間隔とを含める。
【００４８】
計測パケット送信手段１１１は、送受信手段１１２を介して、計測パケット生成手段１１０が生成した計測パケットを、１つずつ順次に受信側装置１０２に向けて送信する（ステップＳ１２）。その際、計測パケット送信手段１１１は、連続する計測パケット間の間隔が、パラメータ記憶手段１１３が記憶する送信間隔となるように、各計測パケットを順次に送信する。計測パケット送信手段１１１は、パケット番号に従って、パケット番号１番、パケット番号２番、・・・、の順に、パケット番号Ｎ番の計測パケットまで、各計測パケットを等間隔で送信する。送信側装置１０１から送信された計測パケットは、ネットワーク１０３を通り、受信側装置１０２で受信される。
【００４９】
受信側装置１０２の送受信手段１２０は、計測パケットを受信する。受信間隔計測手段１２１は、送受信手段１２０が計測パケットを受信すると、受信された計測パケットに含まれるパケット番号、パケットサイズ、および、送信間隔を、計測データ記憶手段１２３（図８）に格納する。また、受信間隔計測手段１２１は、２番目以降計測パケットに対し、その計測パケットの受信時刻と、１つ前の計測パケットの受信時刻との差を受信間隔として求め、計測データ記憶手段１２３に格納する。利用可能帯域計算手段１２２は、送受信手段１２０が計測パケットを受信するたびに、計測パケットの受信間隔と、計測パケットに含まれる送信間隔との大小関係を検査する（ステップＳ１３）。
【００５０】
送信時パケットトレイン１５０（図６）では、計測パケットのサイズが徐々に増加するので、送信側装置１０１が受信側装置１０２に向けて送信するパケットの単位時間当たりのデータ量が徐々に増加していく。単位時間当たりのデータ量が増加し、送信側装置１０１から受信側装置１０２への通信経路で利用可能な帯域を超えると、受信側装置１０２で受信される計測パケットの受信間隔が、計測パケット送信時の送信間隔よりも大きくなる。そこで、利用可能帯域計算手段１２２は、ステップＳ１３で計測パケットの受信間隔が送信間隔よりも大きいと判断すると、計測パケットのパケットサイズと送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する（ステップＳ１４）。
【００５１】
利用可能帯域計算手段１２２は、より詳細には、ステップＳ１４では、下記の手順で利用可能帯域を計算する。利用可能帯域計算手段１２２は、まず、受信間隔が送信間隔よりも大きくなった計測パケットのパケット番号を調べる。受信間隔が送信間隔よりも大きくなるときのパケット番号をｊとする。次いで、利用可能帯域計算手段１２２は、計測データ記憶手段１２３から、パケット番号がｊ−１番の計測パケットのパケットサイズと送信間隔とを取得する。その後、利用可能帯域計算手段１２２は、
利用可能帯域＝（ｊ−１番目の計測パケットのパケットサイズ）÷送信間隔
の計算式を用いて、利用可能帯域を計算する。利用可能帯域計算手段１２２は、送受信手段１２０を介して、計算した利用可能帯域を送信側装置１０１に送信する。
【００５２】
利用可能帯域計算手段１２２は、計測パケットの受信間隔が、送信時の送信間隔と等しいときは、計測パケットのパケット番号が、Ｎ番であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。受信側装置１０２は、ステップＳ１５で計測パケット番号がＮ番でないと判断されたときは、ステップＳ１３に戻り、次の計測パケットを受信する。利用可能帯域計算手段１２２は、計測パケット番号がＮ番のとき、つまり、受信した計測パケットがパケットトレインの最後の計測パケットであったときは、送受信手段１２０を介して、利用可能帯域が計算不能である旨を送信側装置１０１に送信する（ステップＳ６）。
【００５３】
本実施の形態では、送信側装置１０１は、パケットサイズが徐々に増加する計測パケットを、等間隔で受信側装置１０２に向けて送信する。受信側装置１０２は、計測パケットの受信間隔が送信間隔よりも大きくなる時点を検出し、その直前の計測パケットのパケットサイズと送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する。本実施の形態では、計測パケットの送信間隔は等間隔であり、パケットの個数（Ｎ個）に比例した時間でパケットトレインを送り終えることができる。また、本実施の形態では、単一のパケットトレインを送信することで、利用可能帯域を求めることができる。従って、利用可能帯域を、短時間で計測することができる。
【００５４】
本実施の形態では、利用可能帯域を短時間で計測できるので、例えば、端末間で写真や資料などをリアルタイムに共有する場合に、写真や資料などの送信に掛かる時間の許容値以内に送信可能なデータ量を、短い待ち時間で事前に計算することができる。また、複数の端末をフルメッシュで接続して多者間音声会議やビデオ会議を開始する際に、１本の音声や動画が消費する帯域が既知の固定値であるとして、何台までの端末が多者間音声会議やビデオ会議に参加できるかを、短い待ち時間で計算することができる。
【００５５】
前述の特許文献２では、テストデータ送信側の端末が、受信側の端末からテストデータに対する応答があるか否かを、テストごとに判断している。端末間の往復遅延時間（ＲＴＴ）をＲ秒とすると、特許文献２では、１回のテストで応答が返ってくるまでＲ秒待つ必要があり、Ｎ回のテストではＮ×Ｒ秒も待つ必要がある。１回のテストで応答が返ってこない場合には、タイムアウトするまで待つ必要があるので、タイムアウトまでＴ秒かかるとすると、Ｎ回テストするには、Ｎ×Ｔ秒も待つ必要がある。従って、特許文献２では、短時間でテストを終えることはできない。
【００５６】
一方、本実施の形態１では、単一のパケットトレインの送信で、利用可能帯域を求めることができる。利用可能帯域の計測で用いるパケットトレインのパケット数をＮ個とし、パケットの送信間隔をＳ秒とすると、（Ｎ−１）×Ｓ＋Ｒ秒で、利用可能帯域の計測を終えることができる。端末間の往復の遅延時間Ｒは、例えば県をまたいだ端末間では１０ミリ秒オーダーの遅延時間となる。また、ｐｉｎｇなどでは、タイムアウトまでに通常数秒かかるので、タイムアウトまでの時間Ｔは例えば３０００ミリ秒程度となる。Ｎ＝１００とすれば、特許文献２では、テストを終えるまでに、Ｎ×Ｒ＝１００×１０＝１０００ミリ秒、または、Ｎ×Ｔ＝１００×３０００＝３０００００ミリ秒も掛かる。一方、本実施の形態では、パケットトレインにおけるパケット送信間隔Ｓ＝１ミリ秒とすれば、（Ｎ−１）×Ｓ＋Ｒ＝９９×１＋１０＝１０９ミリ秒で利用可能帯域を求めることができ、桁違いに短い時間で利用可能帯域の計測を終えることができることがわかる。
【００５７】
（実施の形態２）
実施の形態２は、計測パケットのパケットサイズが順次減少する場合である。実施の形態２における送信側装置および受信側装置の構成は、図５に示す実施の形態１における送信側装置１０１および受信側装置１０２の構成と同様である。本実施の形態では、計測パケット生成手段１１０の動作が異なる。すなわち、実施の形態１では、計測パケット生成手段１１０は、最小パケットサイズから、パケット増加サイズずつ増加するパケットサイズの計測パケットを生成した。本実施の形態２では、パラメータ記憶手段１１３に、最大パケットサイズとパケット減少サイズとを記憶しておき、計測パケット生成手段１１０は、最大パケットサイズから、パケット減少サイズずつ減少するパケットサイズの計測パケットを生成する。その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００５８】
実施の形態２で用いるパケットトレインは、図６に示す送信時パケットトレイン１５０における計測パケットの並び順を逆にしたものに相当する。すなわち、パケット番号１番の計測パケットのパケットサイズが最も大きく、パケット番号が１つ増加するごとに、計測パケットのサイズがパケット減少サイズ分ずつ減少していき、パケット番号Ｎ番の計測パケットのパケットサイズが最も小さくなる。送信時パケットトレインとしてそのようなパケットトレインを用いた場合、受信側装置１０２側で受信される受信時パケットトレインでは、ある時点までは、計測パケットの受信間隔は、計測パケット送信時の送信間隔より大きく、ある時点以降は、受信間隔が送信間隔に等しくなる。
【００５９】
実施の形態２では、利用可能帯域計算手段１２２は、計測パケットの受信間隔が送信間隔と等しくなったとき、そのときの計測パケットのパケットサイズと送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する。つまり、利用可能帯域計算手段１２２は、受信間隔が送信間隔と等しくなる最初の計測パケットのパケットサイズと送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する。本実施の形態２でも用いるパケットトレインでは、計測パケットのパケットサイズは徐々に減少していくので、受信間隔と送信間隔とが等しくなる最初の計測パケットは、受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちで、パケットサイズが最大の計測パケットに相当する。本実施の形態２においても、実施の形態１と同様な効果が得られる。
【００６０】
なお、実施の形態１では、受信側装置１０２の送受信手段１２０は、計測パケットを受信するたびに、受信した計測パケットのパケット番号、パケットサイズ、送信間隔、および、受信間隔を計測データ記憶手段１２３に格納することとしたが、これには限定されない。利用可能帯域計算手段１２２は、受信間隔が送信間隔よりも大きくなった計測パケットの１つ前の計測パケットの計測データを用いて利用可能帯域を計算するので、計測データ記憶手段１２３には、Ｎ個の計測パケットの全てに対する計測データを記憶する必要はなく、１つ前に受信した計測パケットの計測データが記憶されていればよい。
【００６１】
また、実施の形態１では、送信間隔は一定の間隔なので、送受信手段１２０は、全ての計測パケットの送信間隔を、計測データ記憶手段１２３に記憶する必要はない。さらには、利用可能帯域の計算に必要な情報はパケットサイズと送信間隔との２つであるので、送受信手段１２０は、最低限、それら情報を計測データ記憶手段１２３に記憶すればよい。図９では、計測パケットを受信するたびに受信間隔と送信間隔とを比較したが、これには限定されない。例えば、利用可能帯域計算手段１２２は、パケットトレインを構成するＮ個の計測パケットの全て受信し終えた後に、計測データ記憶手段１２３を参照し、受信間隔が送信間隔よりも大きくなる計測パケットを特定して、利用可能帯域を計算してもよい。
【００６２】
図９のフローチャートでは、計測パケット生成手段１１０は、利用可能帯域の計測のたびに計測パケットを生成することとしているが、これには限定されない。例えば、計測パケット生成手段１１０が計測パケットを生成するのに代えて、事前に図示しない記憶装置に、パケットサイズが増加していく複数の計測パケットを記憶していてもよい。その場合、計測パケット送信手段１１１は、その記憶装置から計測パケットを読み出して、受信側装置１０２に向けて送信すればよい。
【００６３】
実施の形態１では、計測パケットのサイズを、パケット増加サイズずつ線形に増加させることとしたが、これには限定されない。例えば、計測パケット生成手段１１０は、１番目の計測パケットのパケットサイズを最小パケットサイズとし、パケット番号が１つ増加するたびに、パケットサイズが指数関数的に増加する計測パケットを生成してもよい。また、実施の形態２では、計測パケットのサイズを、パケット減少サイズずつ線形に減少させることとしたが、これには限定されにない。例えば、計測パケット生成手段１１０は、１番目の計測パケットのパケットサイズを最大パケットサイズとし、パケット番号が１つ増えるたびに、パケットサイズが指数関数的に減少する計測パケットを生成してもよい。
【００６４】
（実施の形態３）
実施の形態３のネットワーク帯域計測システムでは、達成可能なＵＤＰスループットを計測する。図１０は、本発明の実施の形態３に係るネットワーク帯域計測システムの構成を示すブロック図である。実施の形態３における送信側装置１０４の構成は、図５に示す実施の形態１における送信側装置１０１の構成と同様である。実施の形態３では、計測パケットとしてＵＤＰパケットを用いる。
【００６５】
実施の形態３における受信側装置１０５の構成は、図５に示す実施の形態１における受信側装置１０２の構成に対して受信レート算出手段１４４と達成可能ＵＤＰスループット計算手段１４５が追加されている。受信側装置１０４の送受信手段１４０、受信間隔計測手段１４１および利用可能帯域計算手段１４２は、実施の形態１と同様である。
【００６６】
受信レート算出手段１４４は、計測データ記憶手段１４３に記憶された各計測パケットのパケットサイズを、受信間隔計測手段１４１が計測した各計測パケットの受信間隔で除算することにより、各計測パケットの受信レートを算出し、該受信レートを計測データ記憶手段１４３に記憶する。
【００６７】
図１１は、実施の形態３に係る計測データのデータ構造を示す図である。計測データ記憶手段１４３は、例えば図１１に示すような構造で計測データを記憶する。図１１の例では、図８に示す計測データに対して、各計測パケットの受信レートが追加されている。
【００６８】
達成可能ＵＤＰスループット計算手段１４５は、計測データ記憶手段１４３に記憶された各計測パケットの受信レートについて、受信レートを計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、受信レートが飽和したか否かを判断する。計測パケットをパケットサイズの小さいものから大きいものへ順に送信する場合は、受信した計測パケットの順に受信レートをみて、受信レートが飽和したか否かを判断する。逆に計測パケットをパケットサイズの大きいものから小さいものへ順に送信する場合は、受信した計測パケットの逆の順に受信レートをみて、受信レートが飽和したか否かを判断する。そして、受信レートが飽和したと判断したときの受信レートを達成可能ＵＤＰスループットの計測値とする。
【００６９】
受信レートが飽和したか否かを判断するには、例えば、受信レートを計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、１つ前の計測パケットの受信レートと比較し、パケットサイズの増分に対する受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、受信レートが飽和したと判断する。
【００７０】
図１２は、達成可能ＵＤＰスループットの計算の仕組みを模式的に示す。図１２（ａ）は、パケット番号に対する送信レートを示す。図１２（ｂ）は、パケット番号に対する受信レートを示す。図１２では、計測パケットのパケットサイズは等差数列で、計測パケットは等間隔に送信されることを想定している。送信側装置１０４における各計測パケットの送信レートは、線形に増加する。そして、受信側装置１０５における各計測パケットの受信レートは、途中までは送信レートと同意に線形に増加する。しかし、利用可能帯域の計測に用いられる、受信間隔が広がり始める計測パケット以降において、受信レートの増分が徐々に少なくなっていく。そして、受信レートが飽和して、増分の値が所定の閾値以下になる計測パケットを特定すれば、その計測パケットに対応する受信レートの値が、達成可能ＵＤＰスループットの計測値となる。
【００７１】
計測パケットのパケットサイズが等差数列であっても、パケットサイズの大きいものから小さいものに順に送信する場合は、受信レートをパケットサイズの小さい計測パケットから順にみて、飽和したかどうかを判断すればよい。
【００７２】
ここで、計測パケットのパケットサイズが等差数列でない場合に一般化して考える。図１２（ｂ）の横軸をパケットサイズ（に比例する）とみなすと、図１２（ｂ）は受信レートをパケットサイズの小さいものから順に並べてプロットしたと考えることができる。そのとき、各点の横軸方向の間隔は、パケットサイズの増分である。その順序で、１つ前の計測パケットの受信レートと比較し、パケットサイズの増分に対する受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、受信レートが飽和したと判断できることが見て取れる。
【００７３】
したがって、計測パケットのパケットサイズが等差数列でなく、例えば指数関数的に増加または減少する場合でも、等差数列の場合と同じように飽和を判断できる。すなわち、受信レートをパケットサイズの小さい計測パケットから順にみて、パケットサイズの増分に対する受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、受信レートが飽和したと判断できる。パケットサイズが等差数列の場合は、各点の横軸方向の間隔はパケットサイズの増分に比例して一定なので、単純に受信レートの増分で飽和したかどうかを判断できる。
【００７４】
図１３は、実施の形態３に係る達成可能ＵＤＰスループット計測の動作の一例を示すフローチャートである。図１３のステップＳ２１〜Ｓ２６は、図９のステップＳ１１〜Ｓ１６と同様である。利用可能帯域を計算したか、利用可能帯域が計算不能であると判断したところから説明する。
【００７５】
受信レート算出手段１４４は、計測データ記憶手段１４３に記憶された各計測パケットのパケットサイズを、受信間隔計測手段１４１が計測した各計測パケットの受信間隔で除算することにより、各計測パケットの受信レートを算出し、該受信レートを計測データ記憶手段１４３に記憶する（ステップＳ２７）。達成可能ＵＤＰスループット計算手段１４５は、計測データ記憶手段１４３に記憶された各計測パケットの受信レートについて、１つ前の計測パケットの受信レートを比較し、受信レートの増分が規定の閾値以下になったか否かを調べることで、受信レートの増分が飽和したか否かを判断する（ステップＳ２８）。受信レートの増分が飽和したと判定した場合（ステップＳ２８；Ｙ）にはステップＳ２９に進み、飽和していないと判断した場合（ステップＳ２８；ＮＯ）にはステップＳ３０に進む。
【００７６】
達成可能ＵＤＰスループット計算手段１４５は、ステップＳ２８において受信レートの増分が飽和したと判断された計測パケットを特定し、該計測パケットに対応する受信レートの値を、達成可能ＵＤＰスループットの計測値として決定し、該計測値を送信側装置１０４に返信する（ステップＳ２９）。
【００７７】
受信レートが飽和していないと判断した場合は（ステップＳ２８；ＮＯ）、達成可能ＵＤＰスループット計算手段１４５は、計測パケットのパケット番号がＮ番であるか否か、すなわち最終計測パケットであるか否かを判断する（ステップＳ３０）。計測パケット番号が最終でないと判断されたときは（ステップＳ３０；Ｎ）、ステップＳ２７に戻り、次の計測パケットの受信レートの増分が飽和したか否かを判断する。計測パケットがパケットトレインの最後の計測パケットであったときは（ステップＳ３０；Ｙ）、送受信手段１４０を介して、達成可能ＵＤＰスループットが計算不能である旨を送信側装置１０４に送信する（ステップＳ３１）。
【００７８】
図１４は、本発明の実施の形態に係る送信側装置または受信側装置の物理的な構成例を示すブロック図である。
【００７９】
送信側装置１０１、１０４または受信側装置１０２、１０５は、図１４に示すように、制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４６、表示部４７および送受信部４８を備える。主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４６、表示部４７および送受信部４８はいずれも内部バス４０を介して制御部４１に接続されている。
【００８０】
制御部４１はＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、外部記憶部４３に記憶されている制御プログラム４４または４５に従って、利用可能帯域計測または達成可能ＵＤＰスループット計測のための処理を実行する。制御プログラム４４は、送信側装置１０１、１０４の処理を実行するためのプログラムである。制御プログラム４５は、受信側装置１０２、１０５の処理を実行するためのプログラムである。
【００８１】
主記憶部４２はＲＡＭ（Random-Access Memory）等から構成され、外部記憶部４３に記憶されている制御プログラム４４または４５をロードし、制御部４１の作業領域として用いられる。
【００８２】
外部記憶部４３は、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random-Access Memory）、ＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile Disc ReWritable）等の不揮発性メモリから構成され、上述の処理を制御部４１に行わせるための制御プログラム４４または４５を予め記憶し、また、制御部４１の指示に従って、この制御プログラム４４または４５が記憶するデータを制御部４１に供給し、制御部４１から供給されたデータを記憶する。
【００８３】
操作部４６はキーボードおよびマウスなどのポインティングデバイス等と、キーボードおよびポインティングデバイス等を内部バス４０に接続するインタフェース装置から構成されている。操作部４６を介して、利用可能帯域計測または達成可能ＵＤＰスループット計測を行う相手装置のアドレス、計測パケットのパケットサイズの初期値と増加分などが入力され、制御部４１に供給される。
【００８４】
表示部４７は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）またはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などから構成され、利用可能帯域計測または達成可能ＵＤＰスループット計測の結果などを表示する。
【００８５】
送受信部４８は、無線送受信機、無線モデムまたは網終端装置、およびそれらと接続するシリアルインタフェースまたはＬＡＮ（Local Area Network）インタフェースから構成されている。送受信部４８を介して、ＩＰネットワークに接続し、送信側装置１０１、１０４および受信側装置１０２、１０５の相互の通信を行う。
【００８６】
送信側装置１０１、１０４の計測パケット生成手段１１０、１３０、計測パケット送信手段１１１、１３１、送受信手段１１２、１３２、およびパラメータ記憶手段１１３、１３３の処理は、制御プログラム４４が、制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４６、表示部４７および送受信部４８などを資源として用いて処理することによって実行する。また、受信側装置１０２、１０５の送受信手段１２０、１４０、受信間隔計測手段１２１、１４１、利用可能帯域計算手段１２２、１４２、計測データ記憶手段１２３、１４３、受信レート算出手段１４４および達成可能ＵＤＰスループット計算手段１４５の処理は、制御プログラム４５が、制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、操作部４６、表示部４７および送受信部４８などを資源として用いて処理することによって実行する。
【００８７】
その他、前記のハードウエア構成やフローチャートは一例であり、任意に変更および修正が可能である。
【００８８】
制御部４１、主記憶部４２、外部記憶部４３、送受信部４８および内部バス４０などから構成される制御処理を行う中心となる部分は、専用のシステムによらず、通常のコンピュータシステムを用いて実現可能である。たとえば、前記の動作を実行するためのコンピュータプログラムを、コンピュータが読み取り可能な記録媒体（フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に格納して配布し、当該コンピュータプログラムをコンピュータにインストールすることにより、前記の処理を実行する送信側装置１０１、１０４または受信側装置１０２、１０５を構成してもよい。また、インターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有する記憶装置に当該コンピュータプログラムを格納しておき、通常のコンピュータシステムがダウンロード等することで送信側装置１０１、１０４または受信側装置１０２、１０５を構成してもよい。
【００８９】
また、送信側装置１０１、１０４または受信側装置１０２、１０５の機能を、ＯＳ（オペレーティングシステム）とアプリケーションプログラムの分担、またはＯＳとアプリケーションプログラムとの協働により実現する場合などには、アプリケーションプログラム部分のみを記録媒体や記憶装置に格納してもよい。
【００９０】
また、搬送波にコンピュータプログラムを重畳し、通信ネットワークを介して配信することも可能である。たとえば、通信ネットワーク上の掲示板(BBS：Bulletin Board System)に前記コンピュータプログラムを掲示し、ネットワークを介して前記コンピュータプログラムを配信してもよい。そして、このコンピュータプログラムを起動し、ＯＳの制御下で、他のアプリケーションプログラムと同様に実行することにより、前記の処理を実行できるように構成してもよい。
【００９１】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明のネットワーク帯域計測システム、送信側装置、受信側装置、方法、および、プログラムは、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、上記実施の形態の構成から種々の修正および変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【００９２】
上記の実施の形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００９３】
（付記１）パケットサイズが順次に増加または減少する複数の計測パケットを、所定の送信間隔で送信するステップと、
前記送信された計測パケットを受信し、該計測パケットの受信間隔を計測するステップと、
前記送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算するステップと、
を備えるネットワーク帯域計測方法。
【００９４】
（付記２）前記計測パケットごとのパケットサイズを、受信間隔計測手段が計測した前記計測パケットごとの受信間隔で除算することにより、前記計測パケットごとの受信レートを算出するステップと、
前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したか否かを判断するステップと、
前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したと判断したときの計測パケットの受信レートを用いて達成可能ＵＤＰスループットを計算するステップと、
を備える付記１に記載のネットワーク帯域計測方法。
【００９５】
（付記３）前記受信レートが飽和したか否かを判断するステップでは、前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、１つ前の前記計測パケットの前記受信レートと比較し、前記パケットサイズの増分に対する前記受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、前記受信レートが飽和したと判断する、付記２に記載のネットワーク帯域計測方法。
【００９６】
（付記４）前記利用可能帯域を計算するステップでは、前記受信間隔と送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて利用可能帯域を計算する、付記１ないし３のいずれかに記載のネットワーク帯域計測方法。
【００９７】
（付記５）前記計測パケットを送信するステップでは、前記複数の計測パケットを等間隔で送信する、付記１ないし４のいずれかに記載のネットワーク帯域計測方法。
【００９８】
（付記６）前記計測パケットを送信するステップに先行して、パケットサイズが順次に増加する複数の計測パケットを生成するステップをさらに備える、付記１ないし５のいずれかに記載のネットワーク帯域計測方法。
【００９９】
（付記７）前記利用可能帯域を計算するステップでは、前記受信間隔が前記送信間隔よりも大きくなる計測パケットの１つ前に受信した計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する、付記６に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１００】
（付記８）前記計測パケットを生成するステップでは、１番目の計測パケットのパケットサイズを所定の最小パケットサイズとし、２番目以降の計測パケットのパケットサイズを、１つ前の計測パケットのパケットサイズよりも所定のパケット増加サイズ分だけ大きなパケットサイズとする複数の計測パケットを生成する、付記６または７に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１０１】
（付記９）前記計測パケットを生成するステップでは、１番目の計測パケットのパケットサイズを所定の最小パケットサイズとし、２番目以降の計測パケットのパケットサイズを、１つ前の計測パケットのパケットサイズに対して指数関数的に増加するパケットサイズとする複数の計測パケットを生成する、付記６または７に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１０２】
（付記１０）前記計測パケットを送信するステップに先行して、パケットサイズが順次に減少する複数の計測パケットを生成するステップをさらに備える、付記１ないし５のいずれか一に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１０３】
（付記１１）前記利用可能帯域を計算するステップでは、前記受信間隔が前記送信間隔と等しくなる最初の計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する、付記１０に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１０４】
（付記１２）前記計測パケットを生成するステップでは、１番目の計測パケットのパケットサイズを所定の最大パケットサイズとし、２番目以降の計測パケットのパケットサイズを、１つ前の計測パケットのパケットサイズよりも所定のパケット減少サイズ分だけ小さなパケットサイズとする複数の計測パケットを生成する、付記１０または１１に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１０５】
（付記１３）前記計測パケットを生成するステップでは、１番目の計測パケットのパケットサイズを所定の最大パケットサイズとし、２番目以降の計測パケットのパケットサイズを、１つ前の計測パケットのパケットサイズに対して指数関数的に減少するパケットサイズとする複数の計測パケットを生成する、付記１０または１１に記載のネットワーク帯域計測方法。
【０１０６】
（付記１４）パケットサイズを順次に増加または減少させた複数の計測パケットを生成する計測パケット生成手段と、
前記計測パケット生成手段が生成した複数の計測パケットを所定の送信間隔で送信する計測パケット送信手段と、
前記送信された計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する受信間隔計測手段と、
前記送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する利用可能帯域計算手段と、
を備えるネットワーク帯域計測システム。
【０１０７】
（付記１５）前記計測パケットごとのパケットサイズを、受信間隔計測手段が計測した前記計測パケットごとの受信間隔で除算することにより、前記計測パケットごとの受信レートを算出する受信レート算出手段と、
前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したか否かを判断する飽和判定手段と、
前記飽和判定手段で前記受信レートが飽和したと判断したときの前記受信レートを用いて達成可能ＵＤＰスループットを計算するスループット計算手段と、
を備える付記１４に記載のネットワーク帯域計測システム。
【０１０８】
（付記１６）前記飽和判定手段は、前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、１つ前の前記計測パケットの前記受信レートと比較し、前記パケットサイズの増分に対する前記受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、前記受信レートが飽和したと判断する、付記１５に記載のネットワーク帯域計測システム。
【０１０９】
（付記１７）前記利用可能帯域計算手段は、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちで前記パケットサイズが最大の計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する、付記１４ないし１６のいずれかに記載のネットワーク帯域計測システム。
【０１１０】
（付記１８）前記計測パケット生成手段は、前記パケットサイズを指数関数的に増加または減少させる、付記１４ないし１７のいずれかに記載のネットワーク帯域計測システム。
【０１１１】
（付記１９）前記計測パケット生成手段は、前記パケットサイズを順次に増加させた計測パケットを生成し、
前記利用可能帯域計算手段は、前記受信間隔が前記送信間隔よりも大きくなる計測パケットの１つ前に受信した計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する、付記１４ないし１８のいずれかに記載のネットワーク帯域計測システム。
【０１１２】
（付記２０）前記計測パケット生成手段は、前記パケットサイズを順次に減少させた計測パケットを生成し、
前記利用可能帯域計算手段は、前記受信間隔が前記送信間隔と等しくなる最初の計測パケットのパケットサイズと前記送信間隔とに基づいて、利用可能帯域を計算する、付記１４ないし１８のいずれかに記載のネットワーク帯域計測システム。
【０１１３】
（付記２１）パケットサイズを順次に増加または減少させた複数の計測パケットを生成する計測パケット生成手段と、
前記計測パケット生成手段が生成した複数の計測パケットを所定の送信間隔で送信する計測パケット送信手段と、
を備える送信側装置。
【０１１４】
（付記２２）パケットサイズが順次に増加または減少し、所定の送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する受信間隔計測手段と、
前記計測パケットの送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する利用可能帯域計算手段と、
を備える受信側装置。
【０１１５】
（付記２３）コンピュータに、
パケットサイズを順次に増加または減少させた複数の計測パケットを生成する処理と、
前記複数の計測パケットを所定の送信間隔で送信する処理と、
を実行させるプログラム。
【０１１６】
（付記２４）コンピュータに、
パケットサイズが順次に増加または減少し、所定の送信間隔で送信される複数の計測パケットを受信し、計測パケットの受信間隔を計測する処理と、
前記計測パケットの送信間隔と前記計測した受信間隔とを比較し、前記受信間隔と前記送信間隔とが等しい計測パケットのうちでパケットサイズが最大の計測パケットを用いて利用可能帯域を計算する処理と、
を実行させるプログラム。
【０１１７】
（付記２５）パケットサイズが順次に増加または減少する複数の計測パケットを、所定の送信間隔で送信するステップと、
前記送信された計測パケットを受信し、該計測パケットの受信間隔を計測するステップと、
各計測パケットのパケットサイズを、受信間隔計測手段が計測した各計測パケットの受信間隔で除算することにより、各計測パケットの受信レートを算出するステップと、
前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したか否かを判断するステップと、
前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、前記受信レートが飽和したと判断したときの計測パケットの受信レートを用いて達成可能ＵＤＰスループットを計算するステップと、
を備えるネットワーク帯域計測方法。
【０１１８】
（付記２６）前記受信レートが飽和したか否かを判断するステップでは、前記受信レートを前記計測パケットのパケットサイズの小さいものから順にみて、１つ前の前記計測パケットの前記受信レートと比較し、前記パケットサイズの増分に対する前記受信レートの増分が所定の閾値以下になった場合に、前記受信レートが飽和したと判断する、付記２５に記載のネットワーク帯域計測方法。
【符号の説明】
【０１１９】
１０  送信側装置
１１  計測パケット生成手段
１２  計測パケット送信手段
２０  受信側装置
２１  受信間隔計測手段
２２  利用可能帯域計算手段
４０  内部バス
４１  制御部
４２  主記憶部
４３  外部記憶部
４４  制御プログラム（送信側装置）
４５  制御プログラム（受信側装置）
４６  操作部
４７  表示部
４８  送受信部
１０１  送信側装置
１０２  受信側装置
１０３  ネットワーク
１０４  送信側装置
１０５  受信側装置
１０６  ネットワーク
１１０  計測パケット生成手段
１１１  計測パケット送信手段
１１２  送受信手段
１１３  パラメータ記憶手段
１２０  送受信手段
１２１  受信間隔計測手段
１２２  利用可能帯域計算手段
１２３  計測データ記憶手段
１３０  計測パケット生成手段
１３１  計測パケット送信手段
１３２  送受信手段
１３３  パラメータ記憶手段
１４０  送受信手段
１４１  受信間隔計測手段
１４２  利用可能帯域計算手段
１４３  計測データ記憶手段
１４４  受信レート算出手段
１４５  達成可能ＵＤＰスループット計算手段
１５０  送信時パケットトレイン
１６０  受信時パケットトレイン
【図１】
0005928574.tif 000002
【図２】
0005928574.tif 000003
【図３】
0005928574.tif 000004
【図４】
0005928574.tif 000005
【図５】
0005928574.tif 000006
【図６】
0005928574.tif 000007
【図７】
0005928574.tif 000008
【図８】
0005928574.tif 000009
【図９】
0005928574.tif 000010
【図１０】
0005928574.tif 000011
【図１１】
0005928574.tif 000012
【図１２】
0005928574.tif 000013
【図１３】
0005928574.tif 000014
【図１４】
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