(57)【要約】【課題】  パケット交換データ通信ネットワークにおいてエンティティ間で異なる経路をとる場合であっても、ネットワークオペレータが通信経路を容易に理解できるようにする。【解決手段】  少なくとも２つの通信するエンティティ間の通信経路を含むコントロールモジュール２４０と、前記２つの通信するエンティティ間の前記通信経路に沿って送信されるデータパケットをモニタするための少なくとも１つのモニタモジュール２３１と、コントロールモジュール２４０に接続され、モニタモジュール２３１においてモニタされたデータパケットのためのデータパケット転送パラメータを受信するコンパレータモジュール２５０と、同じパケットトレースに関連する前記記憶されたパケットトレースレコードを正規化するためのディスプレイコントローラ２７０とを備えてなる、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示するためのパケットトレース診断システム２０１を提供する。【選択図】  図１
2006270961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モニタされるべきパケットトレースを決定するコントロールモジュールであって、該パケットトレースは少なくとも２つの通信するエンティティ間の通信経路を含み、該決定されたパケットトレースに関するデータパケット転送パラメータを記憶するものであるコントロールモジュールと、
前記２つの通信するエンティティ間の前記通信経路に沿って送信されるデータパケットをモニタするための少なくとも１つのモニタモジュールと、
前記コントロールモジュールに接続され、前記モニタモジュールにおいてモニタされたデータパケットのためのデータパケット転送パラメータを受信するために入力を有するコンパレータモジュールであって、モニタされたデータパケットのためのデータパケット転送パラメータと前記記憶されたパケット転送パラメータとを比較し、該モニタされたデータパケットが、前記モニタされるべきパケットトレースに関するパケットトレースレコードの一部を形成するか否かを判定するものであるコンパレータモジュールと、
そのようなパケットトレースレコードを記憶するためのメモリと、
同じパケットトレースに関連する前記記憶されたパケットトレースレコードを正規化するためのディスプレイコントローラと、
前記正規化されたパケットトレースレコード間の任意の差が該正規化されたパケットトレースレコードを視覚化することによりジッタとして示されるように、前記正規化されたパケットトレースレコードのそれぞれが同じ点から開始している系統図の形式で前記パケットトレースを表示するためのディスプレイと
を備えてなる、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示するパケットトレース診断システム。
【請求項２】
複数のモニタモジュールを備えている請求項１に記載のパケットトレース診断システム。
【請求項３】
前記モニタモジュールのそれぞれが、所定の特性を有するデータパケットだけをモニタするために、前記通信経路においてデータパケットをフィルタリングするためのフィルタモジュールを備えている請求項１又は２に記載のパケットトレース診断システム。
【請求項４】
前記フィルタモジュールは、前記コントロールモジュールによって制御され、前記所定の特性を有するデータパケットをフィルタリングするものである請求項３に記載のパケットトレース診断システム。
【請求項５】
前記モニタモジュールのそれぞれが、前記コンパレータモジュールに伝送する前に前記データパケット転送パラメータを圧縮する圧縮モジュールを備えている請求項１から４のいずれかに記載のパケットトレース診断システム。
【請求項６】
前記モニタモジュールのそれぞれが、前記コントロールモジュール及び前記コンパレータモジュールから離れた前記通信ネットワーク内の場所にある請求項１から５のいずれかに記載のパケットトレース診断システム。
【請求項７】
前記系統図がメッセージシーケンス図である請求項１から６のいずれかに記載のパケットトレース診断システム。
【請求項８】
前記ディスプレイは、前記コントロールモジュール及び前記コンパレータモジュールから離れた前記通信ネットワーク内の場所にある請求項１から７のいずれかに記載のパケットトレース診断システム。
【請求項９】
モニタされるべきパケットトレースを決定するステップであって、該パケットトレースは少なくとも２つの通信するエンティティ間の通信経路を含むものである、決定するステップと、
前記決定されたパケットトレースに関するデータパケット転送パラメータを記憶するステップと、
前記２つの通信するエンティティ間の前記通信経路に沿って送信されるデータパケットをモニタするステップと、
前記モニタされたデータパケットが前記モニタされるべきパケットトレースに関するパケットトレースレコードの一部を形成するか否かを判定するために、前記モニタされたデータパケットのためのデータパケット転送パラメータと前記記憶されたパケット転送パラメータとを比較するステップと、
そのようなパケットトレースレコードを記憶するステップと、
同じパケットトレースに関する前記記憶されたパケットトレースレコードを正規化するステップと、
前記正規化されたパケットトレースレコード間の任意の差が該正規化されたパケットトレースレコードを視覚化することによりジッタとして示されるように、前記正規化されたパケットトレースレコードのそれぞれが同じ点から開始している系統図の形式で前記パケットトレースを表示するステップと
を含んでなる、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示する方法。
【請求項１０】
選択されたデータパケットだけがモニタされるように、前記通信経路に沿って送信される前記データパケットをフィルタリングするステップをさらに含む請求項９に記載の通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示する方法。
【請求項１１】
前記パケットトレースを表示するステップが、ラダー図とも呼ばれるメッセージシーケンス図を用いることを含む請求項９又は１０に記載の通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示する方法。
【請求項１２】
前記通信経路のための許容データパケット転送特性を予め決定するために、ユーザ入力を用いるステップをさらに含む請求項９から１１のいずれかに記載の通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示するためのパケットトレース診断システムに関し、より具体的には、ネットワーク内の障害又は誤りを迅速で容易に検出できるようにするために、同じエンドポイント間の複数のパケット転送をモニタして表示するためのパケットトレース診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネットなどのいくつかのデータ通信ネットワークはパケット交換技術を用いており、ソースデータがパケットへと分割される。パケットは、限定されるものではないが、（送信側エンティティからの）出発時刻又は作成時刻や、（受信側エンティティにおける）到着時刻や、パケットの発信元アドレスや、パケットの宛先アドレスや、受信側エンティティ（媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスなどの固有のＩＤ）や、パケットタイプなどの属性によって定義することができる。
【０００３】
インターネットなどのパケット交換データ通信ネットワークでは、多くの場合、通信する装置又はエンティティ間に１つの専用の接続が存在しない。ソースデータを構成する各パケットは、完全な宛先アドレスを含むことができ、各パケットを個別に送出し、ルーティングすることができる。非同期転送モード（ＡＴＭ）ネットワークなどの他のパケット交換ネットワークは、データ転送の開始時に確立される仮想回線を利用し、パケットは、データ転送が終了し、仮想回線を解放することができるまで、同じ経路を経由して転送される。
【０００４】
パケットトレースは、２つ以上の通信するエンティティ、たとえばルータ間での一連又は一つながりの関連した１以上のパケット交換であると定義することができる。パケットトレースの例は、モバイルインターネットプロトコルバージョン６（ＩＰｖ６）ハンドオーバを制御するインターネットプロトコル（ＩＰ）シグナリングパケットの交換や、セッション開始プロトコル（ＳＩＰ）転送に関係するパケット交換、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）を用いるファイル転送を伴うパケットを含む。
【０００５】
ある交換シーケンスを形成するいくつかのパケットが対応するタイプである場合には、あるパケットトレースが別のパケットトレースと類似であると考えることができるが、対応する発信元及び宛先アドレスはそれぞれ一致する場合もあるが、異なっていてもよい。出発時刻及び到着時刻が異なる場合もあるので、これらの状況では、送信時刻及び受信時刻は、必ずしも類似のパケットトレースを判定するのに適した判定基準ではない。
【０００６】
パケットトレースは、通信するエンティティにおけるパケットの作成又は出発時刻及び到着時刻から導出される一連のタイミング点を含む。或る場合には、パケットの作成時刻は、特定の構成要素からのパケットの出発時刻と実質的に同じであると仮定することもできるが、他の場合には、ネットワーク構成要素のタイプにもよるが、作成時刻が出発時刻とは少し異なる場合がある。これらのタイミング点のいずれを用いることもでき、これ以降の説明では出発時刻が用いられることになるが、所望により、その代わりに作成時刻を用いることができることは理解されよう。通信するエンティティ間でパケットを伝送することに関連する遅延によって、又は通信するエンティティにおける処理遅延によって、又はパケット処理／プロトコルアルゴリズムの一部として生じる、タイムアウトなどの遅延によって、タイミング点間で時間遅延が引き起こされる場合がある。
【０００７】
そのようなパケット交換データ通信ネットワークは、かなり複雑なルーティングを含むことができ、エンティティ間で異なる経路をとることができる場合には、メッセージパケットをモニタするのが難しくなる可能性がある。とられる経路によっては、トランザクション時間が異なる場合があり、或る時間にわたってパケットが配達されなくなる場合には、パケットが失われる可能性があるか、又は失われたものと見なされる可能性がある。そのため、種々の通信経路に沿って迅速に、ネットワークオペレータによって容易に理解されるようにして、メッセージの送信及び受信を評価することが望ましい。システムのそのようなモニタは、リアルタイムに実行される必要があるか、そうでなくても、ネットワークの迅速な解析を提供する必要がある。このことは、今日の複雑なネットワークでは困難なことが多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、本発明は、従来技術の問題を克服するか、又は少なくとも軽減する、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタして表示するためのパケットトレース診断システ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】
【０００９】
したがって、第１の態様では、本発明は、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタし、表示するためのパケットトレース診断システムを提供し、本パケットトレース診断システムは、モニタされるべきパケットトレースを決定するためのコントロールモジュールであって、ここで、パケットトレースは少なくとも２つの通信するエンティティ間の通信経路を含み、決定されたパケットトレースに関するデータパケット転送パラメータを記憶するものであるコントロールモジュールと、２つの通信するエンティティ間の通信経路に沿って送信されるデータパケットをモニタするための少なくとも１つのモニタモジュールと、モニタモジュール及びコントロールモジュールに接続され、モニタされたデータパケットのためのデータパケット転送パラメータと、記憶されたパケット転送パラメータとを比較し、モニタされたデータパケットが、モニタされるべきパケットトレースに関するパケットトレースレコードの一部を形成するか否かを判定するためのコンパレータモジュールと、そのようなパケットトレースレコードを記憶するためのメモリと、同じパケットトレースに関連する記憶されたパケットトレースレコードを正規化（normalize）するためのディスプレイコントローラと、正規化されたパケットトレースレコード間の任意の差が正規化されたパケットトレースレコードを視覚化することによりジッタとして示されるように、正規化されたパケットトレースレコードのそれぞれが同じ点から開始している系統図の形式でパケットトレースを表示するためのディスプレイとを備えてなる。
【００１０】
パケットトレース診断システムは、複数のモニタモジュールを備えることができ、各モニタモジュールは、所定の特性を有するデータパケットだけをモニタするために、通信経路においてデータパケットをフィルタリングするためのフィルタモジュールを備えることができる。
【００１１】
フィルタモジュールは、コントロールモジュールによって制御されており、所定の特性を有するデータパケットをフィルタリングすることができる。
【００１２】
各モニタモジュールは、コンパレータモジュールに伝送する前にデータパケット転送パラメータを圧縮するための圧縮モジュールを備えることができる。
【００１３】
一実施の形態では、各モニタモジュールは、コントロールモジュール及びコンパレータモジュールから離れた通信ネットワーク内の場所にある。
【００１４】
同様に、そのディスプレイは、通信ネットワーク内のコントロールモジュール及びコンパレータモジュールから離れた場所に存在することもできる。その系統図には、いわゆるラダー図などのメッセージシーケンス図を用いることができる。
【００１５】
第２の態様によると、本発明は、通信ネットワーク内のパケット転送をモニタし、表示する方法を提供し、本方法は、モニタされるべきパケットトレースを決定するステップであって、パケットトレースは少なくとも２つの通信するエンティティ間の通信経路を含む、判定するステップと、コントロールモジュールが、判定されたパケットトレースに関するデータパケット転送パラメータを記憶するステップと、２つの通信するエンティティ間の通信経路に沿って送信されるデータパケットをモニタするためのモニタモジュールと、モニタモジュール及びコントロールモジュールに接続され、モニタされたデータパケットのためのデータパケット転送パラメータと記憶されたパケット転送パラメータとを比較し、モニタされたデータパケットがモニタされるべきパケットトレースに関するパケットトレースレコードの一部を形成するか否かを判定するためのコンパレータモジュールと、そのようなパケットトレースレコードを記憶するためのメモリと、同じパケットトレースに関する記憶されたパケットトレースレコードを正規化するためのディスプレイコントローラと、正規化されたパケットトレースレコード間の任意の差が正規化されたパケットトレースレコードを視覚化することによりジッタとして示されるように、正規化されたパケットトレースレコードのそれぞれが同じ点から開始している系統図の形式でパケットトレースを表示するためのディスプレイとを含む。
【００１６】
この方法は、選択されたデータパケットだけがモニタされるように、通信経路に沿って送信されるデータパケットをフィルタリングするステップをさらに含みうる。
【００１７】
パケットトレースを表示するステップは、ラダー図とも呼ばれるメッセージシーケンス図を用いることを含みうる。
【００１８】
この方法は、通信経路のための許容データパケット転送特性を予め決定するために、ユーザ入力を用いるステップをさらに含みうる。
【００１９】
ここで、一例にすぎないが、本発明の例示的な実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の一実施形態は、パケットトレース診断システムを提供する。パケットトレース診断システムを用いるネットワーク４００の概略図を図１に示す。本発明のこの実施形態では、パケットトレース診断システムは、ネットワークの管理システム２００（ＮＭＳ）としての役割も果たすことができるＵＮＩＸ（登録商標）ソラリスなどの１以上のコンピュータ（そのうちの１つだけを示す）と、パケットをモニタするための特定の対象箇所においてネットワークにわたって分散配置される１以上のモニタリングプローブ１２０とにより実現される。
【００２１】
ネットワーク４００は、Ｒ１〜Ｒ７を付された一連のルータ１００を含み、各ルータは一連の通信経路６００によって接続される。ネットワーク４００は、特定の対象経路３００も含み、その経路は、ルータＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４を接続する一連の通信経路６００を含む。対象経路３００は、解析されることになるプロトコルインタラクションに応じて、対象経路３００内の特定の箇所１４０をモニタするように構成されるモニタリングプローブ１２０（この場合には、２つのそのようなプローブ）によってモニタされる。そのようなモニタリングプローブは、ハードウエア内、ファームウエア内、又はソフトウエア内に存在することができ、（図１に示すように）独立して存在することができるか、又はネットワーク装置内に組み込むことができる。後者の一例は、リナックスカーネルへと動的にロード可能なカーネルモジュールを追加するように、実行オペレーションシステムのカーネルに組み込まれるソフトウエアであろう。
【００２２】
モニタリングプローブ１２０は、接続５００によってＮＭＳ２００に接続するように構成され、その接続５００は、そのモニタリングプローブの場所に応じて、直に接続される場合があるか、又はその接続そのものがネットワーク４００内のルータのうちの１以上を経由する場合がある。ＮＭＳ２００は、図４と図５と図６とを参照して後に説明するように、結果として生成されるパケットトレースを表示するためのグラフィカル・ユーザインタフェース（ＧＵＩ）を含みうる。
【００２３】
モニタリングプローブ１２０とともに、ＮＭＳ２００上で実現することができるパケットトレース診断システムは、パケット交換通信ネットワーク、たとえばＩＰネットワーク又はインターネット内の潜在的な問題又は障害を検出するために、リアルタイム又は履歴パケットトレースについての情報を照合し、パケットトレースを解析することができる。
【００２４】
パケットトレース診断システム２０１の上位の概略図が図２を参照して説明される。例示されるパケットトレース診断システム２０１は、ＮＭＳ２００及び一対のモニタリングプローブ２３０を備えており、通信ネットワークにわたって選択された経路に沿って通信されているパケットをモニタするか、又は特定のルータのような特定の構成要素間で通信されている、選択されたタイプのパケットをモニタするために用いることができる。各モニタリングプローブ２３０はフィルタモジュール２３１を備え、そのフィルタは、関連するパケットだけがモニタされるように、ＮＭＳ２００から構成することができ、結果として、モニタされている同じネットワーク経路に沿って伝送することができる他のパケットがモニタされるのを防ぐ。フィルタモジュールは、関連するものとしてモニタされる各パケットに正確なタイムスタンプも与える。パケットのフィルタリングはフィルタ処理段階において行われ、そのことを後に図３を参照しながらさらに説明する。各モニタリングプローブは、フィルタモジュールによって許されている関連するパケットから関連するパケットデータを抽出し、関連するパケットデータをＮＭＳ２００に転送する。ＮＭＳ２００に転送されるパケットデータは圧縮（又はハッシュ）され、通信経路５００にかかる負荷を小さくすることができる。
【００２５】
ＮＭＳ２００はユーザインタフェース２２０を備えており、このユーザインタフェース２２０は、人間または可能であればパケットトレース診断システムを制御するＮＭＳ内又は他の場所にある自動ルーチンでありうるユーザを介し、ユーザの要求に応じて、パケットトレース診断システム２０１の開始段階においてＮＭＳ２００及びモニタリングモジュール２３０を構成することができる。開始段階については、図３を参照して後にさらに説明する。
【００２６】
ＮＭＳ２００はプロセッサ２６０をさらに備えており、プロセッサ２６０は、図３及び図４を参照してさらに説明するように、学習段階において、選択された通信経路のための標準又は有効パケットトレースのための許容データパケット転送特性を予め決定する。メモリモジュール２９０を用いて、履歴パケットトレースと、選択された通信経路のための所定の許容データパケット転送特性とを記憶することができる。
【００２７】
ＮＭＳ２００は測定モジュール２４０をさらに備えており、測定モジュール２４０は、図３及び図５を参照してさらに説明される運用段階において、モニタされたパケットデータを受信し、選択された通信経路のためのデータパケット転送特性を測定する。測定モジュール２４０は妥当性検証モジュール２８０をさらに備えており、適当なネットワークプロトコルに関連するリアルタイム又は履歴パケットトレースの妥当性を検証することができる。これは、そのパケットトレースを、学習段階においてプロセッサ２６０によって決定される、標準パケットトレース又は有効パケットトレースと見なされるものと比較することによって達成される。
【００２８】
ＮＭＳ２００はコンパレータ２５０をさらに備えており、コンパレータ２５０は、測定されたリアルタイム又は履歴データパケット転送特性を所定の許容パケット転送特性と比較し、それにより選択された通信経路のための欠陥のあるデータパケット転送を特定できるようにする。この場合には、パケットロスの特定と、過大なパケット遅延の特定と、パケット伝送遅延変動（ジッタ）の計算とが行われる。コンパレータ２５０を用いて、図５を参照して後にさらに説明する、運用段階の妥当性検証後のステップ（Ｂ２）が実行される。
【００２９】
ディスプレイ２７０を用いて、コンパレータ２５０又は妥当性検証モジュール２８０の結果を表示することができる。ディスプレイ２７０は、図５と図６と図７とを参照してさらに説明されるように、ＮＭＳのＧＵＩ上に表示される、パケットトレース診断システム２０１の結果を提示するために用いられる。別法では、所望の場合には、ディスプレイは、ＮＭＳから離れた他の場所に配置することができる。
【００３０】
パケットトレース診断システムの使用の種々の段階を示す流れ図２０が図３に示される。先に説明されたように、パケットトレース診断システム２０１を用いて、通信ネットワークにわたって選択された経路に沿って通信されている全てのデータパケットをモニタすることができるか、又は特定のルータなどの、特定の構成要素間で通信されている選択されたタイプのパケットをモニタすることができる。パケットトレース診断システム２０１は、初期段階２２において、ユーザ要件に従って構成することができる。そして、システム２０は、フィルタ処理段階２４と学習段階２６と運用段階２８とに進んだ後に、自動的に又は外部からのユーザ入力によって、パケットトレース診断システム２０を終了（３０）することができる。
【００３１】
フィルタ処理段階２４を用いて、関連するパケットだけがパケットトレース診断システム２０によって評価され、ネットワークのモニタされる同じ経路に沿って伝送される場合がある他のパケットが解析されるのを防ぐようにすることができる。学習段階２６では、図４を参照してさらに説明するように、標準又は有効パケットトレースのための許容特性が決定される。図５において概略的に示される運用段階２８では、適当なネットワークプロトコルに関連するリアルタイム又は履歴パケットトレースの妥当性を検証することができる。これは、そのパケットトレースを、学習段階２６において決定されるような、標準パケットトレース又は有効パケットトレースと見なされるものと比較することによって達成される。
【００３２】
パケットトレース診断システム２０のフィルタ処理段階２４と学習段階２６と運用段階２８とにおいてパケットを比較するために、パケットは、それらの種々の共通の特性によって分類される。各パケットに関連するタイミング点を用いて、モニタされているネットワークの標準的な運用上の限界と見なされるものが判定され、任意のトランザクションがこれらの限界を超えているか否かが判定される。
【００３３】
パケットトレース診断システム２０によって解析することができる適当なパケット特性は、パケットロスと、パケット伝送遅延と、パケット伝送遅延変動（ジッタ）とである。本発明の他の実施形態では、解析するための他のパケット特性、たとえばＴＣＰ／ＩＰ再送を考慮に入れることができものと考えられる。標準的な運用上の限界を超える特性を有する１以上のパケットを特定することにより、モニタされているネットワーク内の現在の、又は潜在的な障害を診断することができる可能性がある。たとえば、モニタされている経路に沿って通信される一連のパケットが、その宛先ルータにおいて許容できない到着時刻をそれぞれ有するものと指摘される場合には、パケットトレース診断システム２０は、対象経路上のどこかに問題があるかもしれないことを特定することができるであろう。パケットトレース診断システム２０によって照合されるような、パケット特性に関するさらに多くの情報を用いて、その問題をさらに具体的に診断することができる。たとえば、スループットなどのパケット特性を評価することによって、ＴＣＰ／ＩＰウインドウサイズに関する問題を特定することができる。
【００３４】
或るデータ転送内の類似のパケットを比較するために、或るパケットのシーケンスが有効であるか否かを判定する必要がある。各パケットが、開始段階２２において手動で指定されるか、又は学習段階２６において決定されるような、有効パケットトレース内の個々のパケットと同じ又は類似のタイプを有する場合には、パケットトレースのシーケンスは有効であるものと見なされる。任意選択的には、各パケットが、開始段階２２において手動で指定されるか、又は学習段階２６において決定されるような、有効パケットトレース内の個々のパケットと同じ発信元及び宛先アドレスを有する場合には、パケットトレースのシーケンスは有効であるものと見なされる。さらに、学習段階２６において決定される個々のタイミング点と比較されるときに、或るパケットトレースのシーケンスが有効であり、各タイミング点の偏差が許容限界内にある場合には、そのパケットトレースは時間的に有効であるものと見なされる。
【００３５】
パケットトレース診断システム２０のフィルタ処理段階２４は、多数のプロトコルによる通信が、モニタされているリンク上で同時に行われている場合に必要になる可能性がある。パケットのうちのいくつかだけが、行われている解析に関連する場合があるので、処理負荷を小さくするために、フィルタ処理段階２４によって、ユーザはオプションのパケットフィルタを設定し、どのパケットが学習段階２６まで転送されることになるかを判定できるようになる。フィルタ処理判定基準を満たすパケットが、次の段階、すなわち学習段階２６に転送される。たとえば、或る特定のプロトコルの場合には、どのパケットがタイプＡ、Ｂ又はＣであるかを予想するために、パケットがどのタイプであるかを見分けることができる。判定するのが容易でないかもしれないシーケンスがこれらのパケットの有効シーケンス（複数の場合もあり）であるとき、パケットトレース診断システム２０を用いることができる。これらの状況では、既知のパケットタイプ（Ａ、Ｂ及びＣ）のみが解析されることになり、同じリンク上に存在するかもしれない全ての無関係のパケットタイプ（Ｄ、Ｅ）は阻止される。
【００３６】
学習段階２６は２つの動作モードを有し、第１の動作モードでは、そのシーケンスの特性が予めわかっているパケットトレースのためのタイミング点が学習される。第１のモードは、当該技術分野において知られているような標準的な有限状態機械を用いて実施することができる。
【００３７】
パケットが到着する結果として、状態遷移が生じることになり、パケット到着時刻又はパケット作成時刻が記憶されるであろう。所定の時間内に有効パケットが到着しなかった場合には、タイムアウトが生じたということであり、有限状態機械がその開始状態にリセットされるであろう。無効パケット（たとえば、パケットトレースシーケンスに一致しなかったパケット）が到着した場合には、有限状態機械はその開始状態にリセットされるであろう。ループ又はブランチが生じ、別の有効シーケンスを表すこともできる。終了状態に達した場合には、シーケンスが有効なパケットトレースが特定されている。学習されたタイミング情報（パケット到着時刻又はパケット作成時刻）を用いて、時間的に有効なパケットトレースのための許容時限を計算することができる。
【００３８】
学習段階２６の第１のモードが成功するためには、シーケンスが有効なパケットトレースだけが入力として供給されることが確保されなければならない。さらに、個別のパケットトレースの開始及び終了パケットを判定できなければならない。これは、１つのシーケンスの終了時及び開始時のパケットの特性の知識を用いて、又は「タイムアウト」として知られている、トレース間の合間（time gap）を用いて果たすことができる。
【００３９】
学習段階２６の第２のモードでは、図４を参照して後にさらに説明されるように、そのシーケンスの特性が予めわかっていないパケットトレースのためのタイミング点が学習される。
【００４０】
図４は、流れ図によって、学習段階２６の第２の動作モードを説明する。到着するパケットがパケットトレースレコード（複数のパケットの動的なアレイ）に記憶される。所定の時間内にパケットが到着しない場合には、タイムアウトが生じたということであり、新たなパケットトレースレコードが開始される。学習セッションは割込み信号において終了する。このことは、流れ図の以下のステップによってさらに説明される。
【００４１】
Ａ１．パケットトレースレコードの動的なアレイを初期化する。
【００４２】
Ａ２．パケットが到着しているか？
到着している場合には、ステップＡ５に進む。
到着していない場合には、ステップＡ３に進む。
【００４３】
Ａ３．パケットタイムアウトが生じているか？
パケットが、「タイムアウト」として知られている、或る特定の時間内に到着しない場合には、そのパケットは失われたか、又はもともと送信されなかったものと仮定される。このタイムアウトの値は、解析されるプロトコル（複数の場合もあり）、標準的なネットワーク条件及び通信するエンティティにおける標準的な処理時間に従って選択されなければならない。
タイムアウトが生じている場合には、ステップＡ６に進む。
タイムアウトが生じていない場合には、ステップＡ４に進む。
【００４４】
Ａ４．学習が終了したか？
終了した場合には、その処理を終了する。
終了していない場合には、ステップＡ２に進む。
【００４５】
Ａ５．パケットトレースにパケットを追加して、ステップＡ２に戻る。
【００４６】
Ａ６．新たなパケットトレースを開始し、ステップＡ２に戻る。
【００４７】
このパケットトレース学習過程の結果を用いるとき、要するに、ディスプレイ上に、種々のシーケンスが有効なパケットトレースを表す有向グラフを作成することができる。学習されたタイミング情報（パケット到着時刻又はパケット作成時刻）を用いて、時間的に有効なパケットトレースのための許容時限を計算することができる。
【００４８】
許容時限を計算するために、パケット到着／作成時刻の標準偏差を計算し、その標準偏差の倍数を限界として選択することが適当であるかもしれない。
【００４９】
パケット到着／作成時刻は、シーケンス開始時刻のような一定の基準点に対して求めることができるか、又は以前のパケット到着／作成時刻に関連して、たとえばパケット到着／作成時刻間の時間に関連して求めることができる。絶対的な尺度を用いるか、相対的な尺度を用いるかの選択は、実施上の問題である。
【００５０】
図５は、本発明の第１の実施形態による、パケットトレース診断システムの運用段階のための流れ図を示す。運用段階２８では、リアルタイムパケットトレース診断が実行される。これは以下の３つのステップを含む。
【００５１】
Ｂ１．パケットトレース妥当性検証：この場合には、到来するパケットのシーケンス及びタイミング検査が実行される。パケットトレース妥当性検証は、先に説明されたのと同じような有限状態機械を用いて実施することができる。パケットトレース妥当性検証は、有効な開始パケットが現れるときに開始し、シーケンスが有効なトレースが特定される場合に、又はタイムアウトが生じる場合に終了する。各有効開始パケットによって、新たな有限状態機械インスタンスが呼び出される。２つの個別のパケットトレース妥当性検証機能、すなわちパケットトレースシーケンス妥当性検証及びパケットトレース時間妥当性検証を実行することができる。
【００５２】
パケットトレースシーケンス妥当性検証の場合、タイムアウト遷移は、パケットが失われているか、発信元によって送信されていないことを指示し、結果として、個別のＥＮＤ−ＦＡＩＬ状態に遷移するようになる。
【００５３】
パケットトレース時間妥当性検証の場合、タイムアウト遷移ははるかに短く、過度に遅延したパケットを指示しており、結果として、個別のＥＮＤ−ＦＡＩＬ状態に遷移するようになる。時限のための値は、先に説明されたように、学習段階において学習された許容時限である。
【００５４】
Ｂ２．検証後解析：この場合には、パケットロスの特定、過度のパケット遅延の特定及びパケット伝送遅延変動（ジッタ）の計算が行われる。その解析は、パケットトレースシーケンス妥当性検証の結果を特定する機能、すなわちその結果が合格であったか、不合格であったかを特定する機能と、パケットトレース時間妥当性検証の結果を特定する機能、すなわちその結果が合格であったか、不合格であったかを特定する機能と、図７を参照してさらに説明するパケット伝送遅延変動（ジッタ）計算とを実行することからなる。
【００５５】
Ｂ３．結果表示：この場合には、図６及び図７を参照してさらに説明されるように、パケットトレース診断の結果の提示がＮＭＳのＧＵＩ上に表示される。
【００５６】
図６は、メッセージトランザクションＭ１、Ｍ２、Ｍ３を示すメッセージシーケンス図（ラダー図）を示しており、そのメッセージトランザクションは、本発明の一実施形態による、２つの通信するエンティティＡとエンティティＢとの間の双方向ハンドシェイクを表す。梯子の支柱６１、６２は水平方向に位置合わせされ、同期した時間軸を表すために用いられ、支柱６１と６２との間の横木７１は通信のフローの方向を示す。各横木７１の開始点は第１の通信するエンティティＡからの送信（又は作成又は出発）の時刻を表し、各横木７１の終点は、第２の通信するエンティティＢにおける受信（到着）の時刻を表す。たとえば、第１のメッセージＭ１はｔ1tにおいてエンティティＡから送信される。ｔ1tは全ての他のトランザクションのための基準点になり、ｔ0として表すこともできる。エンティティＢにおける第１のメッセージＭ１の受信は時刻ｔ1rにおいて記録される。第２のメッセージＭ２はｔ2tにおいてエンティティＢから送信され、ｔ2rにおいてエンティティＡによって受信される。相対的なタイミング点を用いて、通信ネットワークの一部の動作をモニタすることができる。このようにしてメッセージトランザクションを表現することにより、許容される標準的な動作条件に入らないパケットを迅速に観察することができる。
【００５７】
図７は、本発明の一実施形態による、パケット伝送遅延変動（ジッタ）計算の結果を表示するために用いられる、類似のメッセージトランザクションの４つの事例を表示するメッセージシーケンス図を示す。
【００５８】
第１のメッセージの測定された到着／作成時刻をタイミング基準点として用いて、或る時間にわたって同じラダー図上に類似のメッセージトランザクションの事例をプロットすることにより、出発（又は作成）及び到着時刻の変動が一般的に、横木を「太くしたもの」としてラダー図上で観察されるであろう。
【００５９】
或る時間が経過した後には、個々のメッセージのうちの任意のメッセージの到着／作成時刻を視覚的に区別することさえできなくなり、横木は太い帯のように見えるであろう。いずれの場合でも、同じラダー図上に統計的に有意な数の有効で、類似のトランザクションがプロットされる場合には、タイミング基準点であり、定義によって０の遅延変動を示すことになる第１のメッセージの出発（作成）時刻を除いて、各メッセージの出発（作成）及び到着時刻に関連する最大／最小遅延変動（ジッタ）のための値を読み出すことができるであろう。
【００６０】
たとえば、図７において点Ｘで測定されるような時刻をとり、１つのエンティティにおける一連のメッセージの１組の到着時刻を、
Ｓ＝｛ｔ1，ｔ2，ｔ3，．．．，ｔn｝
のように１組のＳとして定義することができるｔ1，ｔ2，ｔ3．．．ｔnとすることにより、以下の式も定義することができる。
ｔmin＝ｍｉｎ（Ｓ）
ｔmax＝ｍａｘ（Ｓ）
平均μ＝（ｔ1＋ｔ2＋ｔ3＋．．．＋ｔn）／４
分散σ2＝［（ｔ1−μ）2＋（ｔ2−μ）2＋（ｔ3−μ）2＋．．．＋（ｔn−μ）2］／４
標準偏差＝σ
【００６１】
遅延変動は、以下のように、或る標準偏差を有する平均として表すことができる。
（μ、σ）
【００６２】
別法では、遅延変動は、メッセージ時間の中央値±遅延変動値のための値として表すことができる。
（ｔmax＋ｔmin）／２±（ｔmax−ｔmin）／２
【００６３】
別法では、遅延変動は、メッセージ時間の平均＋最大遅延変動値及びメッセージ時間の平均−最小遅延変動値として表すことができる。
μ＋（ｔmax−μ），μ−（μ−ｔmin）
【００６４】
別法では、遅延変動は、時間に関する特定の基準点を用いることなく、単にスカラー遅延変動値として表すことができる。
（ｔmax−ｔmin）
【００６５】
その到着／作成時刻が許容変動範囲と異なる任意のメッセージトランザクションは、視覚的に、計算によって極めて容易に特定することができる。異なるメッセージタイプの場合に異なる色を用いることにより、ラダー図システムの視覚的な態様を、特にさらに複雑なトランザクションの場合に改善することができる。
【００６６】
パケット特性の統計的な評価に関するオプションを、パケットトレース診断システムの開始段階においてユーザが選択できることも考えられる。このようにして、ユーザ要件に従って、モニタされる経路のための許容限界を較正することができる。
【００６７】
また、本発明の他の実施形態では、３つ以上の通信するエンティティ間のトランザクションを提供することができることと、ラダー図において、通信するエンティティを表す支柱を必要に応じて増減できることも考えられる。
【００６８】
本発明の範囲から逸脱することなく、数多くの変形を行うことができることは当業者には明らかであろう。たとえば、他の実施形態では、解析の結果を種々の異なる方法で表示することができることが考えられる。任意のＰＡＳＳ／ＦＡＩＬ結果は、棒上にＰＡＳＳ／ＦＡＩＬのためのパーセンテージを付けたヒストグラムとして表示することが最も望ましいかもしれない。遅延変動（ジッタ）結果は、メッセージシーケンス図と、注釈として与えられる、各タイミング点における遅延変動（ジッタ）の程度とを用いて表示することが最も望ましいかもしれない。
【００６９】
また、通信プロトコルを正確に効率的にモニタして、標準的な挙動からの逸脱を視覚化できるようにして、ネットワークオペレータが、不完全なシーケンス、又は異常なシーケンス、及び時間のずれを迅速に特定するのを助けることができることも考えられる。標準的な挙動の特徴は、標準的な動作から集められた履歴データを用いて、標準的な有効メッセージ交換のための限度を設定し、統計的手法を用いてデータを評価／解析することによって求められる。異常な挙動をリアルタイムに評価して、誤り警告又は警報信号を生成し、潜在的な問題に関して前もって警告を与えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態による通信ネットワークの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるパケットトレース診断システムの概略図である。
【図３】本発明の一実施形態によるパケットトレース診断システムの上位の流れ図である。
【図４】本発明の一実施形態によるパケットトレース診断システムの学習段階において行われるステップを表す流れ図である。
【図５】本発明の一実施形態によるパケットトレース診断システムの運用段階のための流れ図である。
【図６】本発明の一実施形態による、２つの通信するエンティティ間の双方向ハンドシェイクを表すメッセージトランザクションを表示するメッセージシーケンス図である。
【図７】本発明の一実施形態による、遅延変動（ジッタ）計算の結果を表示するために用いられる類似のメッセージトランザクションの４つの事例を表示するメッセージシーケンス図である。
【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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