(57)【要約】  通信品質推定システムは、ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置と、通信品質推定装置とを備える。複数の装置は、第１装置と、第２装置と、第１装置より下流で第２装置より上流に配置された第３装置とを含む。通信品質推定装置は、第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、第２装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを比較することにより、第３装置における通信品質を推定する。
2009069460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置と、
通信品質推定装置と
を備え、
前記複数の装置は、
第１装置と、
第２装置と、
前記第１装置より下流で前記第２装置より上流に配置された第３装置と
を含み、
前記通信品質推定装置は、前記第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、前記第２装置が送出するパケットのうち前記第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを比較することにより、前記第３装置における通信品質を推定する
通信品質推定システム。
【請求項２】
請求の範囲１に記載の通信品質推定システムであって、
前記第１装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第１パケットを抽出する第１計測装置であり、
前記第２装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第２パケットを抽出する第２計測装置であり、
前記第３装置は、前記第１計測装置より下流で前記第２計測装置より上流に配置された第３計測装置であり、
前記通信品質推定装置は、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することにより、前記第３計測装置における通信品質を推定する
通信品質推定システム。
【請求項３】
請求の範囲２に記載の通信品質推定システムであって、
前記第３計測装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則と異なる第２のサンプリング規則に適合する第３パケットを抽出し、
前記通信品質推定装置は、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することによって、前記第３計測装置において前記第１のサンプリング規則に適合する第４パケットの数を推定し、また、前記抽出された第３パケットの数と前記推定された第４パケットの数を組み合わせることによって、前記第３計測装置における通信品質を推定する
通信品質推定システム。
【請求項４】
請求の範囲１に記載の通信品質推定システムであって、
前記第１装置における通信品質は推測可能であり、
前記第２装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第２パケットを抽出する第２計測装置であり、
前記第３装置は、前記第１装置より下流で前記第２計測装置より上流に配置された第３計測装置であり、
前記通信品質推定装置は、前記第１装置が送出するパケットのうち前記第１のサンプリング規則に適合する前記第１パケットの数と、前記抽出された第２パケットの数とを比較することにより、前記第３計測装置における通信品質を推定する
通信品質推定システム。
【請求項５】
請求の範囲４に記載の通信品質推定システムであって、
前記第３計測装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則と異なる第２のサンプリング規則に適合する第３パケットを抽出し、
前記通信品質推定装置は、前記第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することによって、前記第３計測装置において前記第１のサンプリング規則に適合する第４パケットの数を推定し、また、前記抽出された第３パケットの数と前記推定された第４パケットの数を組み合わせることによって、前記第３計測装置における通信品質を推定する
通信品質推定システム。
【請求項６】
請求の範囲１乃至５のいずれかに記載の通信品質推定システムであって、
前記通信品質推定装置は更に、前記第１のサンプリング規則に適合するパケットの発生確率に基づいて、前記第１装置、前記第２装置及び前記第３装置の各々における通信品質を統計的に推定する
通信品質推定システム。
【請求項７】
請求の範囲３又は５に記載の通信品質推定システムであって、
前記通信品質推定装置は更に、前記第１のサンプリング規則及び前記第２のサンプリング規則の両方に適合するパケットの発生確率に基づいて、前記抽出された第３パケットの数及び前記推定された第４パケットの数から前記第３計測装置における通信品質を統計的に推定する
通信品質推定システム。
【請求項８】
請求の範囲１乃至７のいずれかに記載の通信品質推定システムであって、
前記通信品質推定装置は、前記推定された通信品質に応じて、サンプリング規則の設定を動的に変更する
通信品質推定システム。
【請求項９】
請求の範囲３、５及び７のいずれかに記載の通信品質推定システムであって、
前記通信品質推定装置は、前記推定された通信品質が所定の基準を満足しない場合、前記第３計測装置に設定されるサンプリング規則を、前記第２のサンプリング規則から前記第１のサンプリング規則に切り換える
通信品質推定システム。
【請求項１０】
請求の範囲１乃至９のいずれかに記載の通信品質推定システムであって、
前記通信品質は、通信量とパケットロス量のうち少なくとも１つを含む
通信品質推定システム。
【請求項１１】
ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置に接続された通信品質推定装置であって、
前記複数の装置は、
第１装置と、
第２装置と、
前記第１装置より下流で前記第２装置より上流に配置された第３装置と
を含み、
前記通信品質推定装置は、
前記第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、前記第２装置が送出するパケットのうち前記第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを示すパケット数データが格納される記憶手段と、
前記パケット数データを参照し、前記第１パケットの数と前記第２パケットの数とを比較することにより、前記第３装置における通信品質を推定する比較推定手段と
を備える
通信品質推定装置。
【請求項１２】
請求の範囲１１に記載の通信品質推定装置であって、
前記第１装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第１パケットを抽出する第１計測装置であり、
前記第２装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第２パケットを抽出する第２計測装置であり、
前記第３装置は、前記第１計測装置より下流で前記第２計測装置より上流に配置された第３計測装置であり、
前記パケット数データは、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数を示し、
前記比較推定手段は、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することにより、前記第３計測装置における通信品質を推定する
通信品質推定装置。
【請求項１３】
請求の範囲１２に記載の通信品質推定装置であって、
前記第３計測装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則と異なる第２のサンプリング規則に適合する第３パケットを抽出し、
前記パケット数データは、更に、前記抽出された第３パケットの数を示し、
前記比較推定手段は、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することによって、前記第３計測装置において前記第１のサンプリング規則に適合する第４パケットの数を推定し、また、前記抽出された第３パケットの数と前記推定された第４パケットの数を組み合わせることによって、前記第３計測装置における通信品質を推定する
通信品質推定装置。
【請求項１４】
ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置に関する通信品質推定方法であって、
前記複数の装置は、
第１装置と、
第２装置と、
前記第１装置より下流で前記第２装置より上流に配置された第３装置と
を含み、
前記通信品質推定方法は、
前記第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、前記第２装置が送出するパケットのうち前記第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを取得するステップと、
前記第１パケットの数と前記第２パケットの数とを比較することにより、前記第３装置における通信品質を推定するステップと
を含む
通信品質推定方法。
【請求項１５】
請求の範囲１４に記載の通信品質推定方法であって、
前記取得するステップは、
前記第１装置が送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第１パケットを抽出するステップと、
前記第２装置が送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第２パケットを抽出するステップと
を含み、
前記推定するステップは、
前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することにより、前記第３装置における通信品質を推定するステップ
を含む
通信品質推定方法。
【請求項１６】
請求の範囲１５に記載の通信品質推定方法であって、
前記取得するステップは、
前記第３装置が送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則と異なる第２のサンプリング規則に適合する第３パケットを抽出するステップ
を更に含み、
前記推定するステップは、
前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することによって、前記第３装置において前記第１のサンプリング規則に適合する第４パケットの数を推定するステップと、
前記抽出された第３パケットの数と前記推定された第４パケットの数を組み合わせることによって、前記第３装置における通信品質を推定するステップと
を含む
通信品質推定方法。
【請求項１７】
ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置に関する通信品質推定処理をコンピュータに実行させる通信品質推定プログラムが記録された記録媒体であって、
前記複数の装置は、
第１装置と、
第２装置と、
前記第１装置より下流で前記第２装置より上流に配置された第３装置と
を含み、
前記通信品質推定処理は、
前記第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、前記第２装置が送出するパケットのうち前記第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを示すパケット数データを、記憶装置から読み出すステップと、
前記パケット数データを参照し、前記第１パケットの数と前記第２パケットの数とを比較することにより、前記第３装置における通信品質を推定するステップと
を含む
記録媒体。
【請求項１８】
請求の範囲１７に記載の記録媒体であって、
前記第１装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第１パケットを抽出する第１計測装置であり、
前記第２装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則に適合する前記第２パケットを抽出する第２計測装置であり、
前記第３装置は、前記第１計測装置より下流で前記第２計測装置より上流に配置された第３計測装置であり、
前記パケット数データは、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数を示し、
前記推定するステップは、前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することにより、前記第３計測装置における通信品質を推定するステップを含む
記録媒体。
【請求項１９】
請求の範囲１８に記載の記録媒体であって、
前記第３計測装置は、送出するパケットの中から前記第１のサンプリング規則と異なる第２のサンプリング規則に適合する第３パケットを抽出し、
前記パケット数データは、更に、前記抽出された第３パケットの数を示し、
前記推定するステップは、
前記抽出された第１パケットの数と前記抽出された第２パケットの数とを比較することによって、前記第３計測装置において前記第１のサンプリング規則に適合する第４パケットの数を推定するステップと、
前記抽出された第３パケットの数と前記推定された第４パケットの数を組み合わせることによって、前記第３計測装置における通信品質を推定するステップと
を含む
記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信品質を推定するための技術に関する。特に、本発明は、パケットサンプリング技術に基づいて通信品質を推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＴＴＨ（Fiber To The Home）等のブロードバンド環境の普及と共に、ＩＰネットワークを利用した音声通信ＶｏＩＰ（Voice over IP）やストリーム映像配信が一般的になりつつある。これらのリアルタイム系アプリケーションでは、ネットワーク品質の劣化が直ちにユーザ体感品質の劣化に結びつく。そのため、ネットワーク品質に対する要求が厳しく、フロー（一連の関連するパケットの並び）の品質を把握しておくことが重要となる。フロー品質を把握するために、ネットワーク上のある観測点を通過するパケットを取得することが考えられる。取得されたパケットの情報を解析することにより、フロー品質を計測することが可能となる。【０００３】
その一方で、ブロードバンドの普及により、１Ｇｂｐｓを超えるような高速ネットワーク回線が急速に増加している。そのような高速ネットワーク回線では、フロー毎の品質を常時計測することは困難である。従って、フロー品質の計測手法をより軽量化することが望まれる。【０００４】
フロー品質の計測を軽量化するためには、観測点を通過するパケットのうち、所定の条件（規則）に適合するパケットのみを抽出し、それ以外のパケットを抽出しないことが有効である。言い換えれば、パケットのサンプリングを実施することが好適であり、以下「パケットサンプリング」と参照される。また、パケットをサンプリングするか否かの判定に用いられる上記所定の条件は、以下「サンプリング規則」と参照される。例えば、特許文献１（国際公開ＷＯ／２００７／０１０７６３号公報）、非特許文献１（鶴  正人，“インターネットのトラヒック計測技術の最新動向  −次世代のフロー計測技術−”，２００４年６月，Ｉｎｔｅｒｏｐ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ．）、非特許文献２（山崎  康広，下西  英之，村瀬  勉，“パケットサンプリングを用いたＵＤＰ／ＲＴＰストリーム品質計測の評価”，電子情報通信学会技術報告（ＴＭ２００５−６２），Ｍａｒｃｈ  ２００６．）を参照されたい。【０００５】
上記非特許文献１には、パケット追跡計測（Trajectory Sampling）の手法が開示されている。パケット追跡計測では、多数の観測点においてパケット情報が収集される。全てのパケット情報を収集することは実質的に不可能であるため、パケットサンプリングが必須となる。ここで、非特許文献１では、各観測点におけるサンプリング規則を同一に設定すること、すなわち、観測点間のサンプリング規則の“consistency”が重要であることが示唆されている。この場合、ある観測点でサンプリングされたパケットは、他の観測点でもサンプリングされることになる。逆に、ある観測点でサンプリングされなかったパケットは、他の観測点でもサンプリングされないことになる。多数の観測点において収集されたパケット情報は、データ集約サーバに集約される。データ集約サーバは、集約されたパケット情報を突き合わせることによって、大域的なフローを追跡する。【０００６】
上記非特許文献２及び特許文献１には、リアルタイム系アプリケーションの多くで使用されているＵＤＰ／ＲＴＰ（Real-time  Transport  Protocol）セッションの品質計測を軽量化するための技術が開示されている。より詳細には、当該関連技術によれば、ＲＴＰヘッダのフィールドの一種である「シーケンス番号（以下、単に「ＳＮ」と参照される場合がある）」に基づいて、パケットサンプリングが実施される。言い換えれば、サンプリング規則は所定のＳＮであり、その所定のＳＮのパケットだけがサンプリングされる。ここで、あるフローのＳＮは、送信端末がパケットを送信するたびに１ずつ増加させるフィールドであることに留意されたい。従って、あるフローに関して、ＳＮの確率分布は一様であり、各ＳＮの発生確率はほぼ均一となる。このようなＳＮの性質を利用することにより、次に示されるように“統計的”な手法を導入することが可能となる。【０００７】
図１は、当該関連技術による、ＳＮを利用したフロー品質の推定方法を説明するための概念図である（特許文献１の図１０参照）。図１において、ＵＤＰ／ＲＴＰに基づくあるフローが例示されている。このフローによれば、送信装置から受信装置に向けて１０個のパケットが送出される（ＳＮ＝１〜１０）。また、送信装置から受信装置の間には４台の観測器が設けられており、各パケットは、それら観測器を通過して受信端末に送られる。各観測器は、通過するパケットのうち、所定のサンプリング規則に適合するパケットのみをサンプリングする。ここでも、各観測器におけるサンプリング規則は同一であり、観測器間でサンプリング規則は統一されることに留意されたい。【０００８】
図１の例では、サンプリング規則は「ＳＮ＝偶数」に統一されている。従って、各観測器は、通過するパケットのうち、ＳＮが偶数であるパケットのみを抽出する。この時例えば、上流の２箇所の観測器では、ＳＮ＝２，４，６，８，１０の５個のパケットが抽出され、下流の２箇所の観測器では、ＳＮ＝２，４，８，１０の４個のパケットが抽出されたとする。各観測器におけるサンプリング規則は同じに設定されているため、本来であれば、各観測器における抽出パケットは同種・同数となるはずである。しかしながら、図１の例では、２台目の観測器と３台目の観測器との間で、抽出パケットの数に差異が存在している。このことは、２台目の観測器と３台目の観測器との間の区間で、パケットロスが発生したことを意味する。このように、各観測器におけるサンプリング規則を統一することにより、パケットロスの有無、すなわち、品質劣化の有無を検出することができる。【０００９】
更に、上述の通り、あるフローに関して各ＳＮの発生確率はほぼ均一である。従って、サンプリング規則が「ＳＮ＝偶数」に設定される場合、「ある観測器を通過したパケット数は、その観測器で抽出されたパケット数の倍である」と“統計的”に推定される。例えば、ある観測器における抽出パケット数が５である場合（ＳＮ＝２，４，６，８，１０）、当該観測器を通過したパケット数（期待値）は１０であると統計的に推定される。また、ある観測器における抽出パケット数が４である場合（ＳＮ＝２，４，８，１０）、当該観測器を通過したパケット数（期待値）は８であると統計的に推定される。このように、サンプリング規則に適合するパケットの発生確率を考慮することによって、ある箇所における通過パケット数を、その箇所における抽出パケット数から統計的に推測することができる（非特許文献２参照）。同様にして、ある区間におけるパケットロス数を統計的に推測することもできる。【００１０】
図１を用いて説明された上記方法は、以下「統計推定方式」と参照される場合がある。統計推定方式によれば、ＳＮに基づくパケットサンプリングにより、ある箇所におけるフロー品質を、当該箇所におけるパケットのサンプリング結果から統計的に推定することができる。サンプリング規則と統計的手法を導入することにより、フロー品質の計測にかかる負荷を低減できていると言える。但し、統計的手法が用いられるため、推定されるフロー品質（期待値）には統計的誤差が存在する。実際の値に対する期待値の誤差範囲は、以下「エラー率（％）」と参照される。このエラー率は次の式（１）で与えられる。【００１１】
2009069460.tif 000003
【００１２】
上記式（１）において、パラメータｃは、サンプル数（抽出パケット数）である。パラメータｄは、信頼区間係数である。信頼区間が９５％の場合、パラメータｄは１９６である。上記式（１）は、非特許文献３（http://www.inmon.com/pdf/sFlowBilling.pdf）や上記非特許文献２に記載されている。
【発明の開示】
【００１３】
本願発明者は、次の点に着目した。それは、上述の統計推定方式では、フロー品質（期待値）の推定精度が悪くなる可能性があることである。上述の通り、推定されるフロー品質に関するエラー率は、式（１）で与えられる。式（１）から明らかなように、エラー率は、サンプル数（抽出パケット数）ｃの逆数に依存している。従って、サンプル数ｃが少ない場合、推定精度が悪化する。例えばサンプル数ｃが１５０００の場合、エラー率は約１．６％であるが、サンプル数ｃが１００の場合には、エラー率は約１９．６％にも上昇する。このように、サンプル数ｃが少ない場合、統計誤差が大きくなり、推定精度が劣化する。
【００１４】
本発明の１つの目的は、統計推定方式とは異なる方式を提案することにある。より詳細には、本発明の１つの目的は、通信品質の推定精度を向上させることができる技術を提供することにある。
【００１５】
本発明の第１の観点において、通信品質推定システムが提供される。その通信品質推定システムは、ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置と、通信品質推定装置とを備える。複数の装置は、第１装置と、第２装置と、第１装置より下流で第２装置より上流に配置された第３装置とを含む。通信品質推定装置は、第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、第２装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを比較することにより、第３装置における通信品質を推定する。
【００１６】
本発明の第２の観点において、ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置に接続された通信品質推定装置が提供される。複数の装置は、第１装置と、第２装置と、第１装置より下流で第２装置より上流に配置された第３装置とを含む。通信品質推定装置は、記憶装置と比較推定部とを備える。記憶装置には、第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、第２装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを示すパケット数データが格納される。比較推定部は、パケット数データを参照し、第１パケットの数と第２パケットの数とを比較することにより、第３装置における通信品質を推定する。
【００１７】
本発明の第３の観点において、ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置に関する通信品質推定方法が提供される。複数の装置は、第１装置と、第２装置と、第１装置より下流で第２装置より上流に配置された第３装置とを含む。通信品質推定方法は、（Ａ）第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、第２装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを取得することと、（Ｂ）第１パケットの数と第２パケットの数とを比較することにより、第３装置における通信品質を推定することと、を含む。
【００１８】
本発明の第４の観点において、ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の装置に関する通信品質推定処理を、コンピュータに実行させる通信品質推定プログラムが提供される。複数の装置は、第１装置と、第２装置と、第１装置より下流で第２装置より上流に配置された第３装置とを含む。通信品質推定処理は、（ａ）第１装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第１パケットの数と、第２装置が送出するパケットのうち第１のサンプリング規則に適合する第２パケットの数とを示すパケット数データを、記憶装置から読み出すことと、（ｂ）パケット数データを参照し、第１パケットの数と第２パケットの数とを比較することにより、第３装置における通信品質を推定することと、を含む。
【００１９】
本発明によれば、通信品質の推定精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
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。【００２１】
【図１】図１は、関連技術に記載された「統計推定方式」を説明するための概念図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態に係る「比較推定方式」を説明するための概念図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態に係る通信品質推定システムの全体構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、各フローの経路を示す概念図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態における各計測装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る通信品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態における通信品質推定方法を示すフローチャートである。
【図８】図８は、第１の処理例を説明するための図である。
【図９】図９は、第１の処理例を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２の処理例を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の処理例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る通信品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第２の実施の形態における通信品質推定方法を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第３の処理例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第３の処理例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第４の処理例を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第４の処理例を説明するための図である。
【図１８】図１８は、本発明の第３の実施の形態を示す概念図である。
【図１９】図１９は、本発明の第４の実施の形態に係る通信品質推定装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、第４の実施の形態における通信品質推定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。【００２３】
１．概念
図２は、本発明の実施の形態に係る通信品質推定システム１による処理を概念的に説明するための図である。通信品質推定システム１は、複数の計測装置２０及び通信品質推定装置３０を備えている。計測装置２０のそれぞれは、ネットワーク上に配置されている。通信品質推定装置３０は、それら計測装置２０に接続されている。【００２４】
各計測装置２０は、パケットの伝送を行う機能を有しており、フローは、送信装置から複数の計測装置２０を経由して受信装置に伝送される。例えば図２に示されるように、複数の計測装置２０は、第１計測装置２０−１、第２計測装置２０−２、及び第３計測装置２０−３を含んでいる。第３計測装置２０−３は、第１計測装置２０−１と第２計測装置２０−２の間に配置されている。言い換えれば、第３計測装置２０−３は、第１計測装置２０−１より下流で第２計測装置２０−２より上流に配置されている。フローは、第１計測装置２０−１、第３計測装置２０−３、第２計測装置２０−２の順番に伝送される。【００２５】
また、各計測装置２０は、設定されたサンプリング規則に従ってパケットサンプリングを実施する機能を有している。つまり、各計測装置２０は、自身が受け取り送出するパケットのうち、サンプリング規則に適合するパケットだけをサンプリング（抽出）する。抽出されたパケットの情報は、通信品質推定装置３０に送られる。【００２６】
第１計測装置２０−１と第２計測装置２０−２に関しては、同じ第１サンプリング規則ＳＲＡが設定される。従って、第１計測装置２０−１は、送出するパケットの中から第１サンプリング規則ＳＲＡに適合する「第１パケットＰＡ１」を抽出する。また、第２計測装置２０−２は、送出するパケットの中から第１サンプリング規則ＳＲＡに適合する「第２パケットＰＡ２」を抽出する。サンプリング規則が同じであるため、第１計測装置２０−１で抽出されたパケットは、第２計測装置２０−２でも抽出されるはずである。逆に、第１計測装置２０−１で抽出されないパケットは、第２計測装置２０−２でも抽出されない。つまり、パケットロスが無ければ、第１パケットＰＡ１と第２パケットＰＡ２は種類と数において同じになる。【００２７】
一方、第３計測装置２０−３に関しては、上記第１サンプリング規則ＳＲＡを設定する必要はない。図２で示される例では、第３計測装置２０−３に対して第１サンプリング規則ＳＲＡは設定されず、その代わり、第１サンプリング規則ＳＲＡと異なる第２サンプリング規則ＳＲＢが設定される。従って、第３計測装置２０−３は、送出するパケットの中から第２サンプリング規則ＳＲＢに適合する「第３パケットＰＢ３」を抽出する。しかしながら、第３計測装置２０−３は、第１サンプリング規則ＳＲＡに適合するパケット（便宜上、以下「第４パケットＰＡ３」と参照される）の抽出は行わない。【００２８】
各計測装置２０によって抽出されたパケットの情報は、通信品質推定装置３０に送られる。これにより、通信品質推定装置３０は、第１計測装置２０−１において抽出された第１パケットＰＡ１の数と、第２計測装置２０−２において抽出された第２パケットＰＡ２の数を算出することができる。このとき、通信品質推定装置３０は、第３計測装置２０−３において上記第１サンプリング規則ＳＲＡに適合する第４パケットＰＡ３の数を直接算出することはできない。しかしながら、以下に説明されるように、通信品質推定装置３０は、第１パケットＰＡ１の数と第２パケットＰＡ２の数に基づいて、第４パケットＰＡ３の数を“推定”することができる。【００２９】
上述の通り、あるフローは、第１計測装置２０−１、第３計測装置２０−３、第２計測装置２０−２の順番に伝送される。パケットロスが無い場合、各計測装置を通過する通過パケット数は同じである。一方、パケットロスが発生する場合、上流から下流に行くに従って、通過パケット数は単調減少し、パケットロス数は単調増加する。従って、第１サンプリング規則ＳＲＡに適合する第１パケットＰＡ１、第４パケットＰＡ３、及び第２パケットＰＡ２のそれぞれの数の間には、次の関係式（２）が成り立つ：
ＰＡ１の数  ≧  ＰＡ３の数  ≧  ＰＡ２の数        ・・・（２）【００３０】
この関係式（２）で示されるように、第１パケットＰＡ１の数と第２パケットＰＡ２の数は、それぞれ、第４パケットＰＡ３の上限値と下限値を与えている。それら第１パケットＰＡ１及び第２パケットＰＡ２の数は、直接観測により確定している。従って、第４パケットＰＡ３の数は、第１パケットＰＡ１の数以下であり第２パケットＰＡ２の数以上であることが確定する。第１パケットＰＡ１の数と第２パケットＰＡ２の数が同じである場合、第４パケットＰＡ３の数は一意に決まる。それ以外の場合、第４パケットＰＡ３の数は、第１パケットＰＡ１の数以下であり第２パケットＰＡ２の数以上のある数である。このように、第３計測装置２０−３において第４パケットＰＡ３を直接観測しなくても、その第３計測装置２０−３の上流と下流における直接観測の結果を比較することによって、第４パケットＰＡ３の数を推定することができる。【００３１】
通信品質推定装置３０は、以上に説明された方式で、第４パケットＰＡ３の数を推定する。つまり、通信品質推定装置３０は、第１パケットＰＡ１の数と第２パケットＰＡ２の数を比較することによって、第４パケットＰＡ３の数を推定する。この第４パケットＰＡ３の数が、第３計測装置２０−３における通信品質の指標となる。つまり、通信品質推定装置３０は、第１パケットＰＡ１の数と第２パケットＰＡ２の数とを比較することにより、第３計測装置２０−３における通信品質を推定することができる。【００３２】
図１で示された「統計推定方式」に対し、図２で示された方式は、以下「比較推定方式」と参照される。統計推定方式によれば、サンプリング規則に適合するパケットの発生確率を考慮することによって、ある計測点における通信品質が、当該計測点における実際のパケットサンプリング結果から統計的に推定される。一方、比較推定方式によれば、ある計測点における通信品質は、当該計測点の上流と下流における実際のパケットサンプリング結果から推定される。比較推定方式では、統計的手法を導入する必要はない。【００３３】
比較推定方式により得られる効果は、次の通りである。【００３４】
まず、通信品質の推定処理にかかる負荷が低減される。それは、必ずしも全ての計測装置２０でパケットサンプリングを行う必要がないからである。図２で示された例では、第３計測装置２０−３による第１サンプリング規則ＳＲＡを用いたパケットサンプリングは不要である。その場合であっても、第１計測装置２０−１と第２計測装置２０−２におけるパケットサンプリングの結果に基づいて、第３計測装置２０−３における通信品質を推定することが可能である。より一般的には、複数の計測装置２０のうち一部だけで実際にパケットサンプリングを実施すればよい。パケットサンプリングが実施された計測装置２０の間の対象計測装置に関しては、比較推定方式により通信品質を推定可能である。パケットサンプリングの量を減らすことができるので、処理負荷が低減される。【００３５】
更に、通信品質の推定精度が向上する。それは、統計的手法が導入されないからである。統計推定方式の場合、統計的手法が用いられるため、推定される通信品質（期待値）には統計的誤差が存在する。上記式（１）で表されるように、エラー率はサンプル数ｃの逆数に依存しており、サンプル数ｃが少ないと推定精度が悪化する。また、信頼区間は１００％ではないため、実際の値は誤差範囲の外に存在する可能性もある。一方、比較推定方式の場合、推定される通信品質の誤差は、サンプル数ｃに依存しない。図２で示された例の場合、上記関連式（２）で表されるように、第４パケットＰＡ３の数の誤差範囲は、第１パケットＰＡ１の数（上限値）と第２パケットＰＡ２の数（下限値）との間である。それら上限値と下限値は直接観測に基づいて得られるため、誤差範囲は、サンプル数に依存せず、且つ、確定している。実際の値は、必ずその誤差範囲内に存在する。このように、比較推定方式によれば、通信品質の推定精度が向上する。【００３６】
尚、第１サンプリング規則ＳＲＡがある一種類のフローの一部のパケットだけに適合している場合、図２に示されるように、第３計測装置２０−３に第２サンプリング規則ＳＲＢを設定することも有効である。その場合、第３計測装置２０−３において、第２サンプリング規則ＳＲＢに適合する第３パケットＰＢ３は実際に抽出される。通信品質推定装置３０は、抽出された第３パケットＰＢ３の数と、上記比較推定方式に従って推定された第４パケットＰＢの数を組み合わせることによって、第３計測装置２０−３における当該フローの通信品質を推定することができる。このように、第１サンプリング規則ＳＲＡと異なる第２サンプリング規則ＳＲＢを補完的に用いることにより、通信品質の推定精度を更に向上させることも可能である。【００３７】
以下、様々な実施の形態や様々な処理例を説明する。【００３８】
２．第１の実施の形態
２−１．構成
図３は、通信品質推定システム１の全体構成の一例を概略的に示している。図３において、通信品質推定システム１は、ネットワーク上でパケットの伝送を行う複数の伝送装置と通信品質推定装置３０とを備えている。複数の伝送装置は、ネットワーク上に配置された端末１１〜１５及び計測装置２１〜２５を含んでいる。本実施の形態において、通信品質推定装置３０は、各伝送装置とネットワークを介して接続されたサーバ３１である。図３で示されるネットワークは、３つのフローＦＡ、ＦＢ、ＦＣの通信が行われている状態にある。【００３９】
図４は、フローＦＡ、ＦＢ、ＦＣの各々の経路を示す概念図である。各フローは、ＵＤＰ／ＲＴＰに基づいて通信されている。より詳細には、フローＦＡでは、送信装置としての端末１１（ＩＰアドレス：１０．５６．１３４．２２１）から受信装置としての端末１２（ＩＰアドレス：１０．５４．１３４．１０１）に向けて、ＲＴＰシーケンス番号（ＳＮ）が１〜３００００の３００００個のパケットが流れる。このフローＦＡは、端末１１から、計測装置２１、２５、２２を順番に経由して、端末１２へ伝送される。また、フローＦＢでは、送信装置としての端末１５（ＩＰアドレス：１０．５６．１３４．２２０）から受信装置としての端末１２（ＩＰアドレス：１０．５４．１３４．１０１）に向けて、２００００個のパケットが流れる（ＳＮ：１〜２００００）。このフローＦＢは、端末１５から、計測装置２１、２５、２２を順番に経由して、端末１２へ伝送される。フローＦＣでは、送信装置としての端末１３（ＩＰアドレス：１０．５６．１３４．２１９）から受信装置としての端末１４（ＩＰアドレス：１０．５４．１３４．１００）に向けて、１００００個のパケットが流れる（ＳＮ：１〜１００００）。このフローＦＣは、端末１３から、計測装置２３、２５、２４を順番に経由して、端末１４に伝送される。【００４０】
図５は、各計測装置（２１〜２５）の構成例を示すブロック図である。各計測装置は、例えばルータであり、パケット伝送機能を有している。また、各計測装置は、設定されたサンプリング規則に従ってパケットサンプリングを実施する機能を有している。具体的には、各計測装置は、処理装置２００と記憶装置２５０を備えている。処理装置２００は、パケットの取り込みと送出を行うキャプチャ部２１０と、パケットサンプリングを行うサンプリング部２２０を有している。記憶装置２５０には、設定されたサンプリング規則を示すサンプリング規則データＤＳＲが格納されている。【００４１】
サンプリング規則は、パケットをサンプリングするか否かの判定に用いられる条件を与えている。本実施の形態では、サンプリング規則は、ＲＴＰパケット中の所定のフィールドに関する条件を与える。その所定のフィールドは、通信中に変化するフィールド（例えば、ＩＰヘッダのＴＴＬフィールドやチェックサムフィールド）を除いたフィールド全体、あるいはその一部（例えば、送受信ＩＰアドレス、シーケンス番号、ポート番号、プロトコルＩＤ等）である。尚、本実施の形態において、計測装置２１〜２５のそれぞれに設定されるサンプリング規則は、必ずしも同一ではない。【００４２】
図６は、本実施の形態に係る通信品質推定装置３０としてのサーバ３１の構成例を示すブロック図である。サーバ３１は、処理装置３００と記憶装置３５０を備えている。処理装置３００は、ＣＰＵを含んでおり、各種データ処理を実行する。記憶装置３５０としては、ＲＡＭやＨＤＤが例示される。【００４３】
記憶装置３５０には、サンプリング規則データベースＤＢＳＲ、抽出パケットデータベースＤＢＰ、パケット数データＮＵＭ、推定品質データＱＴＹ等が格納される。サンプリング規則データベースＤＢＳＲは、計測装置２１〜２５のそれぞれに適用されているサンプリング規則を示している。例えば、各計測装置のＩＤ番号と設定されているサンプリング規則との対応関係が示されている。抽出パケットデータベースＤＢＰ、パケット数データＮＵＭ、及び推定品質データＱＴＹは、後述される通信品質推定処理において作成されるデータである。【００４４】
また、記憶装置３５０には、通信品質推定処理のためのプログラムＰＲＯＧが格納されている。プログラムＰＲＯＧは、処理装置３００によって実行されるソフトウェアである。典型的には、プログラムＰＲＯＧは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されており、処理装置３００によって読み込まれる。処理装置３００は、このプログラムＰＲＯＧを実行することにより、後述される通信品質推定処理を実現する。より詳細には、図６に示されるように、処理装置３００は、パケット蓄積部３１０、パケット数カウント部３２０及び比較推定部３３０を備えている。これらパケット蓄積部３１０、パケット数カウント部３２０及び比較推定部３３０は、処理装置３００がプログラムＰＲＯＧを実行することにより実現される。【００４５】
２−２．動作
図７は、本実施の形態における通信品質推定方法を示すフローチャートである。図７と既出の図５及び図６を参照して、通信品質推定処理を説明する。ネットワーク中の計測装置２１〜２５をパケットが通過すると処理が開始される。【００４６】
（ステップＳ２００）
ステップＳ２００では、各計測装置２１〜２５がパケットサンプリングを実施する。【００４７】
（ステップＳ２１０）
具体的には、パケットが計測装置に入力されると、キャプチャ部２１０が入力されたパケットを取り込む。キャプチャ部２１０は、パケットフォワーディング処理を行い、パケットをネットワークに送出する。それと共に、キャプチャ部２１０は、取り込んだパケットの情報をサンプリング部２２０に転送する。パケット情報としては、パケットそのものが例示される。あるいは、パケット情報は、パケットヘッダの一部であってもよいし、パケットヘッダにハッシュ処理を施すことにより得られる数値であってもよい。【００４８】
（ステップＳ２２０）
サンプリング部２２０は、キャプチャ部２１０からパケット情報を受け取る。そして、サンプリング部２２０は、サンプリング規則データＤＳＲが示すサンプリング規則を参照し、当該パケットがサンプリング対象か否かの判定を行う。パケット情報に含まれる所定のフィールドがサンプリング規則に適合する場合、当該パケットはサンプリング対象である。それ以外の場合、当該パケットはサンプリング対象ではない。サンプリング部２２０は、サンプリング対象のパケット情報に計測装置のＩＤ番号を付加して、サーバ３１に転送する。【００４９】
このように、ステップＳ２００において、各計測装置は、自身が送出するパケットのうち、サンプリング規則に適合するパケットだけをサンプリング（抽出）する。抽出されたパケットの情報は、計測装置のＩＤ番号と共に、サーバ３１に転送される。その転送タイミングとしては、パケット毎、一定間隔毎、あるいは、抽出パケット数が一定数に達する度などが考えられる。【００５０】
（ステップＳ３００）
ステップＳ３００では、サーバ３１が通信品質の推定処理を行う。【００５１】
（ステップＳ３１０）
サーバ３１が各計測装置２１〜２５から送られてくる情報を受け取ると、パケット蓄積部３１０は、受け取った情報を整理して記憶装置３５０に随時蓄積する。具体的には、パケット蓄積部３１０は、各計測装置２１〜２５から受け取った抽出パケットに関する情報を、記憶装置３５０の抽出パケットデータベースＤＢＰに格納していく。このとき格納される情報は、パケット情報の少なくとも一部と計測装置のＩＤ番号である。例えば、抽出パケットが属するフローのＩＤ番号と、計測装置のＩＤ番号が、抽出パケットデータベースＤＢＰに格納される。【００５２】
（ステップＳ３１５）
通信品質の推定処理は、ある単位毎に実行される。例えば、その処理は、あるフローの通信が終了した際に実行される。あるいは処理は、一定間隔毎に実行されてもよい。あるいは処理は、ある特殊なパケット（ＴＣＰのＳＹＮやＦＩＮ、特定のシーケンス番号を持つパケット等）が到着した際に実行されてもよい。推定処理の開始タイミングが到来すると、次のステップＳ３２０が実行される。【００５３】
（ステップＳ３２０）
パケット数カウント部３２０は、上述の抽出パケットデータベースＤＢＰの検索を行い、分類毎に抽出パケットの数をカウントする。例えば、その分類は、計測装置のＩＤ番号（以下、「装置番号」と参照される）とフローのＩＤ番号（以下、「フロー番号」と参照される）である。この場合、パケット数カウント部３２０は、装置番号とフロー番号の組み合わせ毎に抽出パケットを分類し、その分類毎に抽出パケット数をカウントする。このカウント結果を示す情報が、パケット数データＮＵＭである。パケット数データＮＵＭは、例えば、装置番号、フロー番号、及び抽出パケット数を示すテーブルである。その他の情報として、パケットロス数、パケットの抽出時刻、サンプリング規則等が記載されていてもよい。このように、パケット数カウント部３２０は、抽出パケットデータベースＤＢＰを参照し、パケット数データＮＵＭを作成する。作成されたパケット数データＮＵＭは、記憶装置３５０に格納される。【００５４】
（ステップＳ３３０）
次に、比較推定部３３０は、記憶装置３５０からパケット数データＮＵＭを読み出す。そのパケット数データＮＵＭには、各計測装置２１〜２５でサンプリング規則に従って抽出された抽出パケットの数が示されている。従って、上述の第１節で説明された「比較推定方式」により、比較推定部３３０は、通信品質を推定することができる。推定された通信品質を示す情報が、推定品質データＱＴＹである。比較推定部３３０は、推定品質データＱＴＹを作成し、記憶装置３５０に格納する。【００５５】
例えば、あるフローの通信品質を推定する場合を考える。この場合、比較推定部３３０は、パケット数データＮＵＭの装置番号とフロー番号を参照し、当該フローがどの計測装置を経由したかを認識する。次に、比較推定部３３０は、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを参照し、当該フローが経由した計測装置の各々に適用されているサンプリング規則を確認する。同じサンプリング規則が適用されている計測装置が存在する場合、それら計測装置の間に配置されている他の計測装置における通信品質を、比較推定方式により推定することが可能である。従って、比較推定部３３０は、該当する装置番号とフロー番号を用いてパケット数データＮＵＭを検索し、同じサンプリング規則が適用されている計測装置のそれぞれにおいて抽出された抽出パケットの数を取得する。そして、比較推定部３３０は、取得したそれぞれのパケット数を用いることにより、比較推定方式に基づいて通信品質を推定することができる。【００５６】
２−３．処理例（１）
次に、図８及び図９を参照して、具体的な処理の一例を説明する。図８において、端末１１（ＩＰアドレス：１０．５６．１３４．２２１）から端末１２（ＩＰアドレス：１０．５４．１３４．１０１）に向けて、フローＦＡの通信が行われている。フローＦＡの総パケット数は３００００個である（ＳＮ：１〜３００００）。また、端末１５（ＩＰアドレス：１０．５６．１３４．２２０）から端末１２（ＩＰアドレス：１０．５４．１３４．１０１）に向けて、フローＦＢの通信が行われている。フローＦＢの総パケット数は２００００個である（ＳＮ：１〜２００００）。フローＦＡ、ＦＢの双方とも、計測装置２１、２５、２２を経由している。また、計測装置２５（第３装置）は、計測装置２１（第１装置）より下流で計測装置２２（第２装置）より上流に配置されている。【００５７】
本例において、サンプリング規則は、ＲＴＰパケット中の「送信元ＩＰアドレス」に関連している。計測装置２１と計測装置２２に適用される第１サンプリング規則ＳＲＡは、同一であり、「送信元ＩＰアドレス＝２の倍数」である。一方、計測装置２５に適用される第２サンプリング規則ＳＲＢは、第１サンプリング規則ＳＲＡと異なっており、「送信元ＩＰアドレス≠２の倍数」である。【００５８】
この場合、計測装置２１は、送信元ＩＰアドレスの最後が２で割り切れるパケット、すなわち、端末１５からのフローＦＢのパケットＰＢ１（第１パケット）を抽出する。また、計測装置２２は、送信元ＩＰアドレスの最後が２で割り切れるパケット、すなわち、端末１５からのフローＦＢのパケットＰＢ２（第２パケット）を抽出する。一方、計測装置２５は、フローＦＢのパケットＰＢ３（第４パケット）は抽出しない。その代わり、計測装置２５は、送信元ＩＰアドレスの最後が２で割り切れないパケット、すなわち、端末１１からのフローＦＡのパケットＰＡ３（第３パケット）を抽出する。【００５９】
図９を参照して、パケット数カウント部３２０ａは、分類毎に抽出パケットの数をカウントする。本例において、その分類は、装置番号とフロー番号の組み合わせである。従って、パケット数カウント部３２０ａは、抽出パケットＰＢ１、ＰＢ２、ＰＡ３のそれぞれの数をカウントし、パケット数データＮＵＭを作成する。図９において、パケット数データＮＵＭはエントリＤ１〜Ｄ３を含んでおり、各エントリは、装置番号、フロー番号、及びパケット数（通信量）の対応関係を示している。例えば、計測装置２１で抽出されたパケットＰＢ１の数は２００００個であり、計測装置２２で抽出されたパケットＰＢ２の数は２００００個であり、計測装置２５で抽出されたパケットＰＡ３の数は３００００個である。【００６０】
比較推定部３３０ａは、パケット数データＮＵＭを参照して、比較推定方式により通信品質の推定を行う。まず、パケット数データＮＵＭから、フローＦＢが計測装置２１と計測装置２２を通過したことが判明する。次に、比較推定部３３０ａは、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを参照し、それら計測装置２１、２２のそれぞれに適用されているサンプリング規則を確認する。本例では、それぞれのサンプリング規則は同じ「送信元ＩＰアドレス＝２の倍数」である。従って、計測装置２１、２２の間に配置された計測装置２５に対して、比較推定方式を適用することが可能である。比較推定部３３０ａは、パケット数データＮＵＭを再度参照し、計測装置２１で抽出されたパケットＰＢ１の数（＝２００００）と、計測装置２２で抽出されたパケットＰＢ２の数（＝２００００）を取得する。それら２つの数の比較から、計測装置２５を通過したフローＦＢのパケットＰＢ３の数は“２００００個”であると推定される。図９に示される推定品質データＱＴＹは、この推定結果を示している。【００６１】
このように、計測装置２５においてフローＦＢのパケットＰＢ３は直接抽出されないが、そのパケットＰＢ３の数（通信量）は、上流と下流の抽出結果から推定可能である。計測装置２５においてフローＦＢを抽出する必要がないため、処理負荷が軽減される。直接観測をしなくても、計測装置２５におけるフローＦＢの品質（通信量）を高精度に推定することが可能である。【００６２】
更に、本例では、計測装置２１におけるフローＦＡの品質を、次に示されるように推定することも可能である。端末１１からのフローＦＡに関しては、図８に示されるように、計測装置２５においてパケットＰＡ３が抽出されているが、計測装置２１においてパケットＰＡ１（送信元ＩＰアドレス≠２の倍数）は抽出されていない。ここで、プロトコルの暗黙の前提条件を考慮すると、フローＦＡの起点となる端末１１（送信装置）から送出されるパケットの個数が判明する可能性がある。その場合、端末１１（第１装置）と計測装置２５（第２装置）との間に配置されている計測装置２１（第３装置）におけるフローＦＡの通信量を、比較推定方式により推定することが可能となる。【００６３】
例えば、図８及び図９で示された例において、計測装置２５で抽出されたパケットＰＡ３のシーケンス番号（ＳＮ）を参照することにより、「ＳＮが１〜３００００であるパケットが計測装置２５を通過したこと」が判明する。プロトコルがＵＤＰ／ＲＴＰであることを考慮すると、このことは、「送信装置から３００００個のパケットが送出されたこと」を意味する。従って、パケット数カウント部３２０ａは、パケットＰＡ３の数をカウントする際に、そのＳＮを参照することによって、送信装置から送出されるパケット数は３００００であると推定することができる。そして、この情報も、パケット数データＮＵＭに追加される。その後の処理は同様である。比較推定部３３０ａは、送信装置から送出されたパケットの数（＝３００００）とパケットＰＡ３の数（＝３００００）から、計測装置２１を通過したフローＦＡのパケットＰＡ１の数を“３００００個”と推定する。図９に示される推定品質データＱＴＹ’は、この推定結果を示している。【００６４】
以上に説明されたように、比較推定方式において、２台の計測装置を利用する必要は必ずしもない。例えば１台の送信装置と１台の計測装置を利用することによって、比較推定方式を実施することも可能である。また、計測装置の代わりとして利用できる装置は、送信装置以外にも考えられる。例えば、品質を補完する中継装置がネットワーク中に設置される場合、その中継装置から送出されるパケットの個数は、下流の計測装置における抽出パケット群から推測可能である。従って、１台の中継装置と１台の計測装置を利用することによって、比較推定方式を実施することも可能である。より一般的には、ネットワーク中のある装置での通信品質が何らかの手段で推測可能な場合、当該装置と計測装置を利用することによって、比較推定方式を実施することが可能である。【００６５】
尚、上記説明において、サンプリング規則の対象フィールドは「送信元ＩＰアドレス」であったが、それに限られない。比較推定方式が利用される場合の対象フィールドは、次の条件（Ａ）を満たせばよい。
「条件（Ａ）：通信中に変化するフィールドを除いたフィールド全体、あるいはその一部」
通信中に変化するフィールドとしては、例えば、ＩＰヘッダのＴＴＬフィールドやチェックサムフィールドが挙げられる。但し、条件（Ａ）は、計測装置が配置されているネットワーク領域内で満たされていればよい。従って、複数の計測装置が同一ＬＡＮ内に配置されている場合は、ＴＴＬフィールドやＭＡＣアドレスなども条件（Ａ）に適合する。【００６６】
２−４．処理例（２）
次に、図１０及び図１１を参照して、具体的な処理の他の例を説明する。図１０に示されるように、フローＦＡが、端末１１から計測装置２１、２５、２２を経由して端末１２へ通信されている。フローＦＡの総パケット数は３００００個である（ＳＮ：１〜３００００）。本例によれば、このフローＦＡに関して、ある計測装置における「通信量」及び「パケットロス量」が比較推定方式により推定される。【００６７】
本例において、サンプリング規則は、ＲＴＰパケット中の「ＲＴＰシーケンス番号（ＳＮ）」に関連している。フローＦＡのＳＮは、端末１１がパケットを送信するたびに１ずつ増加させるフィールドである。図１０に示されるように、計測装置２１と計測装置２２に適用される第１サンプリング規則ＳＲＡは、同一であり、「ＳＮ＝偶数」である。一方、計測装置２５に適用される第２サンプリング規則ＳＲＢは、第１サンプリング規則ＳＲＡと異なっており、「ＳＮ＝奇数」である。これら第１サンプリング規則ＳＲＡと第２サンプリング規則ＳＲＢは、互いに直交していると言える。【００６８】
この場合、計測装置２１は、フローＦＡのパケットのうち、ＳＮが偶数であるパケットＰＡ１（第１パケット）を抽出する。また、計測装置２２は、フローＦＡのパケットのうち、ＳＮが偶数であるパケットＰＡ２（第２パケット）を抽出する。一方、計測装置２５は、フローＦＡのパケットのうち、ＳＮが偶数であるパケットＰＡ３（第４パケット）は抽出しない。その代わり、計測装置２５は、同じフローＦＡのパケットのうち、ＳＮが奇数であるパケットＰＢ３（第３パケット）を抽出する。【００６９】
図１１を参照して、パケット数カウント部３２０ｂは、分類毎に抽出パケットの数をカウントする。本例において、その分類は、装置番号とフロー番号の組み合わせである。従って、パケット数カウント部３２０ｂは、フローＦＡに関して抽出パケットＰＡ１、ＰＡ２、及びＰＢ３のそれぞれの数をカウントする。このとき、パケット数カウント部３２０ｂは、次に示されるように、各計測装置２１、２２、２５までの「パケットロス数」もカウントすることができる。【００７０】
フローＦＡのＳＮは、端末１１がパケットを送信するたびに１ずつ増加させるフィールドである。従って、最初の抽出パケットのＳＮとサンプリング規則が分かれば、それ以降の抽出パケットのＳＮを予測することができる。例えば、計測装置２１に適用されているサンプリング規則は、「ＳＮ＝偶数」である。従って、パケットロスが無ければ、計測装置２１で抽出されるパケットＰＡ１のＳＮは、２、４、６、８、１０、・・・、２ｎ（ｎは１以上の整数）と続くと予測される。もし、予測されたＳＮのパケットＰＡ１が抽出されていない場合、パケットロスが発生したと判断され得る。【００７１】
従って、パケット数カウント部３２０ｂは、上述の抽出パケットデータベースＤＢＰを参照してカウント処理（ステップＳ３２０）を実施するにあたり、サンプリング規則データベースＤＢＳＲも参照する（図６参照）。これにより、パケット数カウント部３２０ｂは、各計測装置に適用されているサンプリング規則を認識し、各計測装置において抽出されるべきパケットのＳＮを予測することができる。各計測装置に関する「パケット数（通信量）」と「パケットロス数」を初期値０が設定された後、カウント処理が開始する。カウント処理において、パケット数カウント部３２０ｂは、パケット情報に含まれるＳＮを参照し、予測されたＳＮのパケットが抽出パケットデータベースＤＢＰに存在するか否かを判定する。予測されたＳＮのパケットが存在する場合、パケット数カウント部３２０ｂは「パケット数」をカウントアップする。一方、予測されたＳＮのパケットが存在しない場合、パケット数カウント部３２０ｂは「パケットロス数」をカウントアップする。このようにして、パケット数カウント部３２０ｂは、各計測装置２１、２２、２５における「パケット数（通信量）」と「パケットロス数」をカウントすることができる。【００７２】
図１１には、カウント結果を示すパケット数データＮＵＭの例が示されている。パケット数データＮＵＭはエントリＤ１〜Ｄ３を含んでおり、各エントリは、装置番号、フロー番号、パケット数（通信量）及びパケットロス数の対応関係を示している。本例では、計測装置２１において抽出されたパケットＰＡ１の数は１４９９０であり、パケットロス数は１０である。また、計測装置２２において抽出されたパケットＰＡ２の数は１４９８０であり、パケットロス数は２０である。また、計測装置２５において抽出されたパケットＰＢ３の数は１５０００であり、パケットロス数は０である。【００７３】
比較推定部３３０ｂは、パケット数データＮＵＭを参照して、比較推定方式により通信品質の推定を行う。まず、パケット数データＮＵＭから、フローＦＡが計測装置２１、２２、２５を通過したことが判明する。次に、比較推定部３３０ｂは、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを参照し、それら計測装置２１、２２、２５のそれぞれに適用されているサンプリング規則を確認する。本例では、２つの計測装置２１、２２に適用されたサンプリング規則が同じ「ＳＮ＝偶数」である。従って、計測装置２１、２２の間に配置された計測装置２５に対して、比較推定方式を適用することが可能である。比較推定部３３０ｂは、パケット数データＮＵＭを再度参照し、計測装置２１で抽出されたパケットＰＡ１の数（＝１４９９０）と、計測装置２２で抽出されたパケットＰＡ２の数（＝１４９８０）を取得する。それら２つの数の比較から、計測装置２５を実際に通過したパケットＰＡ３（ＳＮ＝偶数）の数は“１４９８０〜１４９９０”であると推定される。また、計測装置２５でのパケットＰＡ３（ＳＮ＝偶数）のロス数は“１０〜２０”であると推定される。【００７４】
一方で、計測装置２５において、ＳＮ＝奇数であるパケットＰＢ３は実際に測定されている。パケット数データＮＵＭに示されるように、計測装置２５を実際に通過したパケットＰＢ３（ＳＮ＝奇数）の数は、１５０００個であることが判明している。従って、パケットＰＡ３（ＳＮ＝偶数）の推定数と、パケットＰＢ３（ＳＮ＝奇数）の抽出数を組み合わせることによって、比較推定部３３０ｂは、計測装置２５における通信品質（通信量とパケットロス数）を推定することができる。図１１に示される推定品質データＱＴＹは、この推定結果を示している。計測装置２５におけるフローＦＡの通信量は、“２９９８０〜２９９９０”であると推定される。また、計測装置２５までのパケットロス数は、“１０〜２０”であると推定される。【００７５】
このように、計測装置２５においてパケットＰＡ３は直接抽出されないが、そのパケットＰＡ３の数は、上流と下流の抽出結果から推定可能である。そして、パケットＰＡ３の推定数とパケットＰＢ３の実測数を補完的に組み合わせることによって、計測装置２５における通信品質を推定することができる。計測装置２５においてパケットＰＡ３を抽出する必要がないため、処理負荷が軽減される。【００７６】
更に、推定精度は、統計推定方式の場合よりも高い。比較例として、統計推定方式により計測装置２５における通信量を推定する場合を考える。この場合、計測装置２５におけるサンプリング規則も、他と同じ「ＳＮ＝偶数」に設定される。計測装置２５におけるパケットＰＡ３の抽出数（サンプル数ｃ）は、エラー率が最小となる１５０００（最大数）であるとする。ＳＮ＝偶数の発生確率は５０％であるため、計測装置２５における全パケット数（通信量）の期待値は“３００００”と統計的に推定される。このとき、サンプル数ｃが１５０００であるため、上記式（１）から、エラー率は１．６％（信頼区間＝９５％）と算出される。従って、計測装置２５における通信量は、“２９５２０〜３００４８０”と推定される。この推定範囲“２９５２０〜３００４８０”は、明らかに、本実施の形態における推定範囲“２９９８０〜２９９９０”より大きい。逆に言えば、本実施の形態に係る比較推定方式は、推定精度の点において、統計推定方式よりも優れている。【００７７】
また、上述の処理例（１）の場合と同様に、プロトコルの暗黙の前提条件を考慮することにより、計測装置２１における通信品質を推定することも可能である。サンプリング規則「ＳＮ＝奇数」に適合するパケット群ＰＢに関しては、計測装置２５においてパケットＰＢ３が抽出されている。その抽出パケットＰＢ３のＳＮを参照することにより、「送信装置からＳＮ＝１〜３００００のパケットが送出されたこと」が推定される。従って、送信装置が送出するパケットのうち「ＳＮ＝奇数」に適合するパケットの数は１５０００であると推定される。パケット数カウント部３２０ｂは、この情報もパケット数データＮＵＭに追加する。【００７８】
比較推定部３３０ｂは、送信装置から送出されたパケットの数（＝１５０００）と抽出パケットＰＢ３の数（＝１５０００）から、計測装置２１におけるパケットＰＢ１（ＳＮ＝奇数）の数を“１５０００個”と推定する。更に、計測装置２１におけるパケットＰＡ１（ＳＮ＝偶数）の数は“１４９９０個”であることが判明している。従って、パケットＰＡ１（ＳＮ＝偶数）の抽出数と、パケットＰＢ１（ＳＮ＝奇数）の推定数を組み合わせることによって、比較推定部３３０ｂは、計測装置２１における通信品質（通信量とパケットロス数）を推定することができる。図１１に示される推定品質データＱＴＹ’は、この推定結果を示している。計測装置２１における通信量は“２９９９０”であり、パケットロス数は“１０”であると推定される。【００７９】
尚、上記説明において、サンプリング規則の対象フィールドは「ＲＴＰシーケンス番号（ＳＮ）」であったが、それに限られない。比較推定方式により通信量とパケットロス数が推定される場合の対象フィールドは、既出の条件（Ａ）と共に次の条件（Ｂ）を満たせばよい。
「条件（Ｂ）：ある１パケットを抽出すると、それ以降の抽出パケットが予測できるフィールド」
この条件（Ｂ）は、パケットロス数の推定に必要となる。【００８０】
２−５．変形例
上記説明において、サーバ３１（通信品質推定装置３０）が複数の計測装置から独立して設けられる構成が示されたが、通信品質推定システム１の構成はそれに限られない。通信品質推定装置３０の機能は、少なくとも１つの計測装置に組み込まれていても構わない。つまり、計測装置が、通信品質推定装置３０の役割を兼ねることも可能である。この場合、少なくとも１つの計測装置が、パケット蓄積部３１０、パケット数カウント部３２０、比較推定部３３０等を有する。各計測装置が、パケット蓄積部３１０、パケット数カウント部３２０、比較推定部３３０等を有していてもよい。計測装置間でデータのやりとりを行うことにより、同じ推定処理を実現可能である。【００８１】
また、通信品質推定装置３０は、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを必ずしも有する必要はない。例えば、各計測装置は、抽出パケットの情報及び装置番号と共に、設定されているサンプリング規則データＤＳＲの内容を、通信品質推定装置３０に送信することができる。この場合でも、通信品質推定装置３０は、各計測装置に設定されているサンプリング規則を認識することができるので、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを要しない。【００８２】
また、上記説明において、各計測装置がパケットのフォワーディングパス上に存在する形態が示されたが、形態はそれに限られない。スイッチのミラーポートやネットワークＴＡＰ機器等がある場合、計測装置は、直接フォワーディングパス上に存在しなくても構わない。また、ルータやスイッチのパケット観測機能のような仕組みを利用しても構わない。【００８３】
また、上記説明において、フローやＳＮ毎の分類で品質推定が実施される例が示されたが、分類はそれに限られない。ポート毎の分類や、より上位のアプリケーション毎の分類も可能である。より上位のアプリケーションとしては、ＭＰＥＧやＳＶＣ（Scalable Video Coding）が例示される。サンプリング規則の対象は、ＭＰＥＧヘッダのシーケンス番号、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャ等であってもよい。また、ＳＶＣの基本レイヤと拡張レイヤで分類することも考えられる。例えば、計測装置２１、２２が基本レイヤを取得し、計測装置２５が拡張レイヤを取得する場合、計測装置２５における基本レイヤ品質を、計測装置２１、２２での観測結果から比較推定することが可能である。その他、ＲＴＰのＭビットの値で分類することも考えられる。例えば、計測装置２１、２２がＭビット＝１のパケットを取得し、計測装置２５がＭビット＝０のパケットを取得する場合、計測装置２５におけるＭビット＝１のパケットの品質を、計測装置２１、２２での観測結果から比較推定することが可能である。【００８４】
３．第２の実施の形態
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と「統計推定方式」の組み合わせである。第２の実施の形態では、直接観測と比較推定方式ではカバーしきれない箇所の通信品質が、統計推定方式によりカバーされる。以下の説明において、第１の実施の形態と重複する説明は、適宜省略される。【００８５】
３−１．構成
本実施の形態において、各計測装置２１〜２５の構成は、第１の実施の形態と同じである。【００８６】
図１２は、本実施の形態におけるサーバ３１（通信品質推定装置３０）の構成例を示すブロック図である。本実施の形態によれば、処理装置３００は、パケット蓄積部３１０、パケット数カウント部３２０、比較推定部３３０に加えて、統計推定部３４０を備えている。この統計推定部３４０は、統計推定方式の機能を提供する。統計推定部３４０以外の機能は、第１の実施の形態と同じである。【００８７】
また、記憶装置３５０に格納される推定品質データＱＴＹは、比較推定品質データＱＴＹ−Ｃと統計推定品質データＱＴＹ−Ｓを含んでいる。比較推定品質データＱＴＹは、比較推定部３３０によって、第１の実施の形態と同様に作成される。統計推定品質データＱＴＹ−Ｓは、統計推定部３４０によって作成される。【００８８】
３−２．動作
図１３は、本実施の形態における通信品質推定方法を示すフローチャートである。ステップＳ２００は、第１の実施の形態と同じである。ステップＳ３００は、ステップＳ３１０、Ｓ３１５、Ｓ３２０、Ｓ３３０に加えて、ステップＳ３４０を含んでいる。ステップＳ３４０以外は、第１の実施の形態と同じである。【００８９】
ステップＳ３４０において、統計推定部３４０は、統計推定方式に基づいて通信品質の推定を行う。このとき、統計推定部３４０は、直接観測された量だけでなく比較推定方式によって推定された量をも用いて、通信品質を統計的に推定する。そのため、統計推定部３４０は、記憶装置３５０から、パケット数データＮＵＭ（直接観測結果）と共に比較推定品質データＱＴＹ−Ｃ（比較推定結果）を読み出す。また、統計推定部３４０は、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを参照して、抽出パケット及び比較推定パケットの発生確率を算出する。算出された発生確率、抽出パケット数、及び比較推定パケット数に基づいて、統計推定部３４０は、通信品質（期待値）を統計的に推定する。推定された通信品質を示す情報が、統計推定品質データＱＴＹ−Ｓである。【００９０】
このように、本実施の形態によれば、直接観測により判明する量に加えて比較推定方式により推定される量に基づいて、統計推定方式が実施される。単に統計推定方式だけが適用される場合と比較して、ベースとなるサンプル数ｃが増加するため、推定精度も向上する（既出の式（１）参照）。【００９１】
３−３．処理例（３）
次に、図１４及び図１５を参照して、具体的な処理の他の例を説明する。既出の処理例（２）と同様に、フローＦＡの通信品質の推定処理を考える。フローＦＡの総パケット数は３００００個である（ＳＮ：１〜３００００）。図１４に示されるように、計測装置２１と計測装置２２に適用される第１サンプリング規則ＳＲＡは、同一であり、「ＳＮ＝３ｎ（ｎは１以上の整数）」である。一方、計測装置２５に適用される第２サンプリング規則ＳＲＢは、第１サンプリング規則ＳＲＡと異なっており、「ＳＮ＝３ｎ＋１」である。【００９２】
この場合、計測装置２１は、フローＦＡのパケットのうち、ＳＮが３で割り切れるパケットＰＡ１（第１パケット）を抽出する。また、計測装置２２は、フローＦＡのパケットのうち、ＳＮが３で割り切れるパケットＰＡ２（第２パケット）を抽出する。一方、計測装置２５は、フローＦＡのパケットのうち、ＳＮが３で割り切れるパケットＰＡ３（第４パケット）は抽出しない。その代わり、計測装置２５は、同じフローＦＡのパケットのうち、ＳＮを３で割ると１余るパケットＰＢ３（第３パケット）を抽出する。【００９３】
既出の処理例（２）と同様に、パケット数カウント部３２０ｃは、パケット数データＮＵＭを作成する。図１５に示されるように、本例では、計測装置２１において抽出されたパケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）の数は１００００であり、パケットロス数は０である。また、計測装置２２において抽出されたパケットＰＡ２（ＳＮ＝３ｎ）の数は９９９０であり、パケットロス数は１０である。また、計測装置２５において抽出されたパケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数は９９９５であり、パケットロス数は５である。【００９４】
既出の処理例（２）と同様に、比較推定部３３０ｃは、比較推定方式によりパケット数（通信量）とパケットロス数の推定を行う。本例では、計測装置２５を通過するパケットＰＡ３（ＳＮ＝３ｎ）に対して比較推定方式を適用可能である。図１５中の比較推定品質データＱＴＹ−Ｃに示されるように、パケットＰＡ３（ＳＮ＝３ｎ）の数は“９９９０〜１００００”であると推定される。また、計測装置２５でのパケットＰＡ３（ＳＮ＝３ｎ）のロス数は“０〜１０”であると推定される。一方で、パケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数は直接抽出により判明している。従って、パケットＰＡ３（ＳＮ＝３）とパケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の合計数は、“１９９８５〜１９９９５”であると推定され、パケットロス数は“５〜１５”であると推定される。【００９５】
その後、統計推定部３４０ｃが更に、統計推定方式に従って、抽出／推定されていないパケット数（通信量）を推定する。この時、統計推定部３４０ｃは、パケット数データＮＵＭと比較推定品質データＱＴＹ−Ｃを参照し、実際に抽出されたパケット数と既に推定されたパケット数の合計を「サンプル数ｃ」として用いる。また、統計推定部３４０ｃは、サンプリング規則データベースＤＢＳＲを参照し、上記サンプル数ｃのパケットの発生確率を算出する。言い換えれば、統計推定部３４０ｃは、サンプリング規則「ＳＮ＝３ｎ」や「ＳＮ＝３ｎ＋１」に適合するパケットの発生確率を算出する。その発生確率とサンプル数ｃに基づいて、統計推定部３４０ｃは、各計測装置におけるパケット数（通信量）とパケットロス量を統計的に推定する。推定結果が、図１５中の統計推定品質データＱＴＹ−Ｓに示されている。【００９６】
計測装置２１を通過するフローＦＡに関して、パケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）の数だけが既に判明している。また、フローＦＡのうちパケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）の発生確率は１／３である。パケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）の数、すなわちサンプル数ｃは１００００であるため、計測装置２１を通過するフローＦＡの通信量（期待値）は“３００００”と統計的に推定される。また、計測装置２１までのパケットロス数（期待値）は“０”と統計的に推定される。但し、サンプル数ｃが１００００であるため、エラー率は１．９６％（信頼区間＝９５％）である。従って、計測装置２１におけるフローＦＡの通信量は、“２９４１２〜３０５８８”の範囲にあると推定される。【００９７】
計測装置２２を通過するフローＦＡに関して、パケットＰＡ２（ＳＮ＝３ｎ）の数だけが既に判明している。また、フローＦＡのうちパケットＰＡ２（ＳＮ＝３ｎ）の発生確率は１／３である。パケットＰＡ２（ＳＮ＝３ｎ）の数、すなわちサンプル数ｃは９９９０であるため、計測装置２２を通過するフローＦＡの通信量（期待値）は“２９９７０”と統計的に推定される。また、計測装置２２までのパケットロス数（期待値）は“３０”と統計的に推定される。但し、サンプル数ｃが９９９０であるため、エラー率は約１．９６％（信頼区間＝９５％）である。従って、計測装置２２におけるフローＦＡの通信量は、“２９３８２〜３０５５８”の範囲にあると推定される。【００９８】
計測装置２５を通過するフローＦＡに関して、パケットＰＡ３（ＳＮ＝３ｎ）の数が既に推定されており、また、パケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数が既に判明している。この場合、サンプル数ｃとして、パケットＰＡ３の推定数とパケットＰＢ３の抽出数の合計（＝１９９８５〜１９９９５）が用いられる。また、フローＦＡのうちパケットＰＡ３（ＳＮ＝３ｎ）及びパケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の両方の発生確率は２／３である。従って、計測装置２５を通過するフローＦＡの通信量（期待値）は“２９９７７．５〜２９９９２．５”と統計的に推定される。また、計測装置２５までのパケットロス数（期待値）は、“７．５〜２２．５”と統計的に推定される。通信量の下限値（＝２９９７７．５）に関するエラー率は約１．３９％（信頼区間＝９５％）であり、その下限値の範囲は“２９５６０．５〜３０３９４．５”である。一方、通信量の上限値（＝２９９９２．５）に関するエラー率も約１．３９％（信頼区間＝９５％）であり、その上限値の範囲は“２９５７５．５〜３０４０９．５”である。従って、計測装置２５におけるフローＦＡの通信量は、“２９５６０．５〜３０４０９．５”の範囲にあると推定される。【００９９】
以上に説明されたように、比較推定方式と統計推定方式を組み合わせることによって、各計測装置における通信品質（通信量、パケットロス量）を推定することができる。このとき、統計推定処理は、直接観測により判明する量に加えて比較推定方式により推定される量に基づいて実施される。単に統計推定方式だけが適用される場合と比較して、ベースとなるサンプル数ｃが増加するため、エラー率が減少し、推定精度も向上する。例えば本例において、計測装置２１、２２に関する推定結果のエラー率は約１．９６％であるのに対し、計測装置２５に関する推定結果のエラー率は約１．３９％である。これは、計測装置２５に関する統計推定処理において、比較推定方式で推定された量も考慮に入れられたからである。【０１００】
尚、既出の処理例（１）、（２）の場合と同様に、プロトコルの暗黙の前提条件を考慮し、送信装置（端末１１）と計測装置２５を用いることによって、計測装置２１における通信品質を比較推定することも可能である。この場合、計測装置２１に関する推定結果のエラー率も減少する。【０１０１】
また、上記説明において、サンプリング規則の対象フィールドは「ＲＴＰシーケンス番号（ＳＮ）」であったが、それに限られない。比較推定方式と統計推定方式を組み合わせる場合の対象フィールドは、既出の条件（Ａ）と共に次の条件（Ｃ）を満たせばよい。
「条件（Ｃ）：各数値の確率分布が既知であるフィールド」
この場合、サンプリング規則に適合するパケットの発生確率を算出することができ、統計推定方式を適用することが可能となる。例えば、ＲＴＰシーケンス番号（ＳＮ）の場合、ＳＮの確率分布は一様であり、各ＳＮの発生確率はほぼ均一となる。パケットロス量の推定も行われる場合には、既出の条件（Ｂ）も組み合わされる。【０１０２】
３−４．処理例（４）
次に、図１６及び図１７を参照して、具体的な処理の他の例を説明する。既出の処理例（３）と同様に、フローＦＡの通信品質の推定処理を考える。フローＦＡの総パケット数は３００００個である（ＳＮ：１〜３００００）。【０１０３】
本例では、計測装置２１、２２、２５に適用されるサンプリング規則がそれぞれ異なっている。具体的には、図１６に示されるように、計測装置２１にはサンプリング規則「ＳＮ＝３ｎ」が適用される。計測装置２２にはサンプリング規則「ＳＮ＝３ｎ＋２」が適用される。計測装置２５にはサンプリング規則「ＳＮ＝３ｎ＋１」が適用される。この場合、計測装置２１は、フローＦＡのパケットのうち、パケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）を抽出する。計測装置２２は、フローＦＡのパケットのうち、パケットＰＣ２（ＳＮ＝３ｎ＋２）を抽出する。計測装置２５は、フローＦＡのパケットのうち、パケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）を抽出する。【０１０４】
既出の処理例（３）と同様に、パケット数カウント部３２０ｄは、パケット数データＮＵＭを作成する。図１７に示されるように、本例では、計測装置２１において抽出されたパケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）の数は１００００であり、パケットロス数は０である。また、計測装置２２において抽出されたパケットＰＣ２（ＳＮ＝３ｎ＋２）の数は９９９０であり、パケットロス数は１０である。また、計測装置２５において抽出されたパケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数は９９９５であり、パケットロス数は５である。【０１０５】
本例では、比較推定部３３０ｄは、プロトコルの暗黙の前提条件を考慮し、送信装置（端末１１）を１つの計測装置とみなして、比較推定処理を実施する。その比較推定処理の結果が、図１７中の比較推定品質データＱＴＹ−Ｃに示されている。【０１０６】
サンプリング規則「ＳＮ＝３ｎ＋１」に適合するパケット群ＰＢに関して、計測装置２５においてパケットＰＢ３が抽出されている。従って、端末１１と計測装置２５との間に配置された計測装置２１に対して比較推定方式を適用可能である。具体的には、計測装置２１を通過したパケットＰＢ１（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数は、“９９９５〜１００００”と推定される。パケットロス数は“０〜５”と推定される。【０１０７】
サンプリング規則「ＳＮ＝３ｎ＋２」に適合するパケット群ＰＣに関して、計測装置２２においてパケットＰＣ２が抽出されている。従って、端末１１と計測装置２２との間に配置された計測装置２１、２５の両方に対して、比較推定方式を適用可能である。具体的には、計測装置２１を通過したパケットＰＣ１（ＳＮ＝３ｎ＋２）の数は、“９９９０〜１００００”と推定される。パケットロス数は“０〜１０”と推定される。同様に、計測装置２５を通過したパケットＰＣ３（ＳＮ＝３ｎ＋２）の数は、“９９９０〜１００００”と推定される。パケットロス数は“０〜１０”と推定される。【０１０８】
その後、既出の処理例（３）と同様に、統計推定部３４０ｄが統計推定処理を実施する。その統計推定処理の結果が、図１７中の統計推定品質データＱＴＹ−Ｓに示されている。【０１０９】
計測装置２１に関して、パケットＰＡ１（ＳＮ＝３ｎ）の数は“１００００”であり、パケットＰＢ１（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数は“９９９５〜１００００”であり、パケットＰＣ１（ＳＮ＝３ｎ＋２）の数は“９９９０〜１００００”である。全種類のパケット数が既に測定あるいは比較推定されているため、統計推定処理は不要である。計測装置２１を通過するフローＦＡの通信量は“２９９８５〜３００００”と推定される。また、パケットロス数は“０〜１５”と推定される。【０１１０】
計測装置２２に関して、パケットＰＣ２（ＳＮ＝３ｎ＋２）の数は“９９９０”であり、その他は測定も推定もされていない。従って、既出の処理例（３）と同様に、統計推定処理が実施される。具体的には、計測装置２２を通過するフローＦＡの通信量（期待値）は“２９９７０”と推定され、パケットロス数（期待値）は“３０”と推定される。通信量のエラー率は約１．９６％（信頼区間＝９５％）である。また、パケットロス数のエラー率は約６２％である。【０１１１】
計測装置２５に関して、パケットＰＢ３（ＳＮ＝３ｎ＋１）の数は“９９９５”であり、パケットＰＣ３（ＳＮ＝３ｎ＋２）の数は“９９９０〜１００００”であり、その他は測定も推定もされていない。従って、既出の処理例（３）と同様に、統計推定処理が実施される。具体的には、計測装置２５を通過するフローＦＡの通信量（期待値）は“２９９７７．５〜２９９９２．５”と推定され、パケットロス数（期待値）は、“７．５〜２２．５”と推定される。通信量のエラー率は約１．３９％である。【０１１２】
以上に説明されたように、計測装置２１、２２、２５に適用されるサンプリング規則がそれぞれ異なっていても、既出の処理例（３）と同様の処理が可能である。【０１１３】
尚、上記処理例において、サンプル数ｃがある範囲を有している場合、統計推定処理は当該範囲の上限値と下限値の両方に対して実施されていた。しかしながら、統計推定処理の方法はそれに限られない。例えば、サンプル数ｃがある範囲を有している場合、当該範囲に含まれる代表値（例：中間値）に対して統計推定処理が実施されてもよい。また、ベイズ推定方式等を利用することによって、通信品質が統計的に推定されてもよい。重要なことは、直接観測と比較推定方式ではカバーしきれない箇所の通信品質が、統計的な手法によりカバーされることである。【０１１４】
４．第３の実施の形態
上述の実施の形態において、各計測装置において抽出されるパケット量は、ほぼ均等であった。しかしながら、各計測装置における抽出パケット量が不均一となるように、各計測装置におけるサンプリング規則が設定されてもよい。【０１１５】
例えば、図１８に示されるように５台の計測装置２０−１〜２０−５があるフローの通信を行う状況を考える。一般的に、通信速度は、中心のコアネットワーク付近では高く、ネットワークのエッジに近づくにつれて低くなる。図１８で示された例では、計測装置２０−１、２０−５が低速ネットワーク上に位置し、計測装置２０−２、２０−４が中速ネットワーク上に位置し、計測装置２０−３が高速ネットワーク上に位置している。この場合、より高速なネットワーク上の計測装置の負荷がなるべく軽減されるように、サンプリング規則を設定することが好適である。【０１１６】
例えば図１８において、計測装置２０−３にはサンプリング規則ＳＲＡが適用されている。フローのうちパケット群ＰＡは、このサンプリング規則ＳＲＡに適合する。また、計測装置２０−２、２０−４にはサンプリング規則ＳＲＢが適用されている。フローのうちパケット群ＰＢは、このサンプリング規則ＳＲＢに適合する。また、計測装置２０−１、２０−５にはサンプリング規則ＳＲＣが適用されている。フローのうちパケット群ＰＣは、このサンプリング規則ＳＲＣに適合する。ここで、「パケット群ＰＡの要素数＜パケット群ＰＢの要素数＜パケット群ＰＣの要素数」となるように、サンプリング規則ＳＲＡ、ＳＲＢ、ＳＲＣが設定される。結果として、より高速なネットワーク上の計測装置におけるパケットサンプリング処理の負荷がより軽減され、好適である。【０１１７】
図１８で示されるような状況であっても、比較推定方式を採用することによって、フロー品質を高精度に推定することが可能となる。また、統計推定方式が補完的に採用されてもよい。【０１１８】
５．第４の実施の形態
既出の図１で示された「従来の統計推定方式」によれば、全ての計測装置に対して同一のサンプリング規則が適用される。そのため、比較推定方式を採用することはできない。一方で、サンプリング規則が統一されるため、計測装置間で抽出パケット数の差が検出されれば、パケットロスが発生した区間を直ちに特定することができる。つまり、ある１箇所における通信品質の推定精度は低いものの、通信品質が劣化する区間を断定することができる。【０１１９】
従って、「上述の実施の形態」と「従来の統計推定方式」を状況に応じて動的に切り換えることによって、より精密な通信品質の解析が可能になると考えられる。言い換えれば、サンプリング規則の設定を動的に切り換えることによって、状況に応じた適切な解析を行うことが可能となる。本発明の第４の実施の形態では、サンプリング規則の設定を動的に変更することができる技術が提供される。尚、既出の実施の形態と重複する説明は省略される。【０１２０】
図１９は、第４の実施の形態におけるサーバ３１（通信品質推定装置３０）の構成例を示すブロック図である。既出の実施の形態と比較して、本実施の形態に係る処理装置３００は、更にサンプリング規則変更部４００を備えている。このサンプリング規則変更部４００は、推定品質データＱＴＹを参照し、推定された通信品質（通信量あるいはパケットロス量）に応じて、サンプリング規則の設定を動的に変更する。【０１２１】
図２０は、本実施の形態における通信品質推定方法を示すフローチャートである。ステップＳ２００及びステップＳ３００は、既出の実施の形態のいずれかと同じである。【０１２２】
（ステップＳ４００）
サンプリング規則変更部４００は、比較推定部３３０や統計推定部３４０によって作成された推定品質データＱＴＹを、記憶装置３５０から読み出す。そして、サンプリング規則変更部４００は、推定された通信品質（通信量あるいはパケットロス量）を参照し、必要に応じてサンプリング規則の設定を変更する。より詳細には、サンプリング規則変更部４００は、次のような処理を行う。【０１２３】
（ステップＳ４１０）
サンプリング規則変更部４００は、推定された通信品質を参照し、サンプリング規則の変更が必要か否かの判定を行う。具体的には、推定された通信品質が所定の基準を満足しない場合、サンプリング規則変更部４００は、サンプリング規則の変更が必要であると判定する。例えば、パケットロス量がある閾値（数あるいは率）を超えた場合、あるいは、通信量がある閾値以下に減少した場合が挙げられる。【０１２４】
（ステップＳ４２０）
通信品質が所定の基準を満足しなくなると、品質劣化区間を特定するために、サンプリング規則変更部４００は、サンプリング規則の変更を行う。具体的には、サンプリング規則変更部４００は、必要な計測装置にサンプリング規則の変更を指示し、同時に、サンプリング規則データベースＤＢＳＲ中の変更箇所を書き換える。変更が指示された計測装置間では、サンプリング規則は統一される。このとき、全ての計測装置におけるサンプリング規則を統一する必要は必ずしも無い。品質劣化区間の特定に必要な計測装置におけるサンプリング規則だけが同一に設定されてもよい。【０１２５】
（ステップＳ５００）
サンプリング規則が変更された後、「従来の統計推定方式」に従って、品質劣化区間が特定される。この場合、比較推定部３３０は機能しないが、統計推定部３４０は機能する。統計推定部３４０は、各計測装置におけるパケットサンプリング結果から、各計測装置における通信品質を統計的に推定する。計測装置間での通信品質の差から、品質劣化区間を特定することが可能である。【０１２６】
例えば、既出の図１０で示された場合を考える。サンプリング規則変更部４００は、推定された通信品質（通信量及びパケットロス量）をモニターする。通信品質が所定の基準を満足しているうちは（ステップＳ４１０；Ｙｅｓ）、サンプリング規則変更部４００は、サンプリング規則の変更を行わない。従って、高精度な比較推定方式がそのまま維持される。そのうち、計測装置２２までのパケットロス量が閾値を超えたとする（ステップＳ４１０；Ｎｏ）。この場合、サンプリング規則変更部４００は、各計測装置におけるサンプリング規則を統一する（ステップＳ４２０）。例えば、計測装置２５に設定されるサンプリング規則を、「ＳＮ＝奇数」から「ＳＮ＝偶数」に切り換える。これにより、各計測装置におけるサンプリング規則が統一され、従来の統計推定方式（ステップＳ５００）が可能となる。【０１２７】
同様にして、「従来の統計推定方式」から「比較推定方式」への切り換えも可能である。【０１２８】
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。【０１２９】
本出願は、２００７年１１月２６日に出願された日本国特許出願２００７−３０４７０４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。
【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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