(57)【要約】【課題】サンプリング負荷を低減するとともに推定精度を向上することが可能な交流トラヒック推定装置を提供する。【解決手段】交流トラヒック推定装置１０は、ネットワークＮＷ内の一部のノードのパケットサンプリング情報に基づいてフロー帯域を推定するフロー帯域推定部１３と、フロー帯域の精度を算出するフロー帯域精度算出部１４と、精度が所定値よりも大きいフローを、交流トラヒックの計算対象から除外する既知変数除外部１５と、精度が所定値以下のフロー同士のフロー帯域を足し合わせることを、足し合わされたフロー帯域の精度が所定値よりも大きくなるまで行い、足し合わされたフロー帯域に基づいて交流トラヒックの計算の初期値を推定する初期値推定部１７と、既知変数除外部１６による除外結果と、初期値推定部１７による推定結果と、に基づいて、交流トラヒックを計算する交流トラヒック計算部１８と、を備える。【選択図】図２
2018032905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク内の一部のノードからサンプリングされたパケットに関するパケットサンプリング情報に基づいて、フロー帯域を推定するフロー帯域推定部と、
推定された前記フロー帯域に基づいて、前記フロー帯域の精度を算出するフロー帯域精度算出部と、
前記フロー帯域の精度が所定値以下のフロー同士の前記フロー帯域を足し合わせることを、足し合わされた前記フロー帯域の精度が前記所定値よりも大きくなるまで行い、足し合わされた前記フロー帯域に基づいて、交流トラヒックの計算の初期値を推定する初期値推定部と、
前記初期値推定部による推定結果と、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量と、ネットワークの網構成情報と、に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する交流トラヒック計算部と、
を備えることを特徴とする交流トラヒック推定装置。
【請求項２】
前記フロー帯域の精度が所定値よりも大きいフローを、交流トラヒックの計算対象から除外する既知変数除外部を備え、
前記交流トラヒック計算部は、さらに前記既知変数除外部による除外結果に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する
ことを特徴とする請求項１に記載の交流トラヒック推定装置。
【請求項３】
交流トラヒック推定装置が、
ネットワーク内の一部のノードからサンプリングされたパケットに関するパケットサンプリング情報に基づいて、フロー帯域を推定するフロー帯域推定ステップと、
推定された前記フロー帯域に基づいて、前記フロー帯域の精度を算出するフロー帯域精度算出ステップと、
前記フロー帯域の精度が所定値以下のフロー同士の前記フロー帯域を足し合わせることを、足し合わされた前記フロー帯域の精度が前記所定値よりも大きくなるまで行い、足し合わされた前記フロー帯域に基づいて、交流トラヒックの計算の初期値を推定する初期値推定ステップと、
前記初期値推定ステップによる推定結果と、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量と、ネットワークの網構成情報と、に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する交流トラヒック計算ステップと、
を実行することを特徴とする交流トラヒック推定方法。
【請求項４】
前記交流トラヒック推定装置が、
前記フロー帯域の精度が所定値よりも大きいフローを、交流トラヒックの計算対象から除外する既知変数除外ステップを実行し、
前記交流トラヒック計算ステップにおいて、さらに前記既知変数除外ステップによる除外結果に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する
ことを特徴とする請求項３に記載の交流トラヒック推定方法。
【請求項５】
コンピュータを、
ネットワーク内の一部のノードからサンプリングされたパケットに関するパケットサンプリング情報に基づいて、フロー帯域を推定するフロー帯域推定手段、
推定された前記フロー帯域に基づいて、前記フロー帯域の精度を算出するフロー帯域精度算出手段、
前記フロー帯域の精度が所定値以下のフロー同士の前記フロー帯域を足し合わせることを、足し合わされた前記フロー帯域の精度が前記所定値よりも大きくなるまで行い、足し合わされた前記フロー帯域に基づいて、交流トラヒックの計算の初期値を推定する初期値推定手段、
前記初期値推定手段による推定結果と、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量と、ネットワークの網構成情報と、に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する交流トラヒック計算手段、
として機能させるための交流トラヒック推定プログラム。
【請求項６】
コンピュータを、
前記フロー帯域の精度が所定値よりも大きいフローを、交流トラヒックの計算対象から除外する既知変数除外手段として機能させ、
前記交流トラヒック計算手段は、さらに前記既知変数除外手段による除外結果に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する
ことを特徴とする請求項５に記載の交流トラヒック推定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークにおける交流トラヒックを推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワークにおける各通信機器（ノード）間を流れるトラヒック量（以下、交流トラヒックという）を知ることが、網設計、障害ノードの特定、網使用状況の可視化等のために必要とされている。交流トラヒックを知ることは、網内の全てのトラヒックを追跡することによって可能であるが、これは、転送を行う転送装置側の性能及び追跡を行うコレクタ側の性能の両面に観点から現実的ではない。
【０００３】
これに対して、比較的容易に取得可能な情報に基づいて交流トラヒックを推定する技術が検討されている。かかる技術は、カウンタ取得方式（非特許文献１参照）及びサンプリング方式（非特許文献２参照）という２つの方式に分類される。
【０００４】
カウンタ取得方式は、各リンクのインターフェースカウンタを取得し、取得されたインターフェースカウンタとルーティング情報とに基づく演算を行うことによって、交流トラヒックを推定する方式である。
【０００５】
サンプリング方式は、パケットをサンプリングし、サンプリングされたパケットに関する情報とインターフェース情報とに基づく演算を行うことによって、フロー帯域を推定する方式である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Y. Zhang, M. Roughan, N. Duffield, A. Greenberg, "Fast accurate computation of large-scale IP traffic matrices from link loads," in SIGMETRICS '03 Proceedings of the 2003 ACM SIGMETRICS international conference on Measurement and modeling of computer systems Pages 206-217
【非特許文献２】P. Phaal, et al., "InMon Corporation's sFlow: A Method for Monitoring Traffic in Switched and Routed Networks," in IETF RFC 3176, ［online］, ［平成２８年８月１０日検索］, インターネット＜URL; https://www.ietf.org/rfc/rfc3176.txt＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
カウンタ取得方式では、トラヒック分布及び／又はトラヒック量の差分が大きいフローがある場合には、交流トラヒックの推定精度が低下するおそれがある。
【０００８】
また、サンプリング方式では、フロー帯域が小さいほど、フロー帯域の推定精度が低下する。さらに、サンプリング方式において、ｓＦｌｏｗ、ＮｅｔＦｌｏｗ等といったパケットをサンプリングしてフロー情報を得る手法では、通信機器側の負荷が大きく、サンプリングレートが制限されてしまう。さらに、条件によってはサポートされていない通信機器があったり、全くサポートされていない通信機器もある。また、サンプリングレートによっては数［ｍｓ］オーダーでサンプリングパケットの処理を行う必要があるため、コレクタ側の負荷が大きく、高性能な装置が必要となる。
【０００９】
本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、サンプリング負荷を低減するとともに推定精度を向上することが可能な交流トラヒック推定装置、交流トラヒック推定方法及び交流トラヒック推定プログラムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の交流トラヒック推定装置は、ネットワーク内の一部のノードからサンプリングされたパケットに関するパケットサンプリング情報に基づいて、フロー帯域を推定するフロー帯域推定部と、推定された前記フロー帯域に基づいて、前記フロー帯域の精度を算出するフロー帯域精度算出部と、前記フロー帯域の精度が所定値以下のフロー同士の前記フロー帯域を足し合わせることを、足し合わされた前記フロー帯域の精度が前記所定値よりも大きくなるまで行い、足し合わされた前記フロー帯域に基づいて、交流トラヒックの計算の初期値を推定する初期値推定部と、前記初期値推定部による推定結果と、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量と、ネットワークの網構成情報と、に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する交流トラヒック計算部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によると、サンプリング方式のみを用いる場合と比較して、ネットワークの一部のノードからサンプリングされたパケットを用いるので、サンプリング負荷を低減することができる。
また、カウンタ取得方式のみを用いる場合と比較して、交流トラヒックの推定精度を向上することができる。
また、カウンタ取得方式とサンプリング方式とを単に組み合わせた場合と比較して、精度が大きい（誤差が小さい）フロー帯域を交流トラヒックの計算対象から除外するので、交流トラヒックの推定精度を向上することができる。
【００１２】
前記交流トラヒック推定装置は、前記フロー帯域の精度が所定値よりも大きいフローを、交流トラヒックの計算対象から除外する既知変数除外部を備え、前記交流トラヒック計算部は、さらに前記既知変数除外部による除外結果に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する構成であってもよい。
【００１３】
また、本発明の交流トラヒック推定方法は、交流トラヒック推定装置が、ネットワーク内の一部のノードからサンプリングされたパケットに関するパケットサンプリング情報に基づいて、フロー帯域を推定するフロー帯域推定ステップと、推定された前記フロー帯域に基づいて、前記フロー帯域の精度を算出するフロー帯域精度算出ステップと、前記フロー帯域の精度が所定値以下のフロー同士の前記フロー帯域を足し合わせることを、足し合わされた前記フロー帯域の精度が前記所定値よりも大きくなるまで行い、足し合わされた前記フロー帯域に基づいて、交流トラヒックの計算の初期値を推定する初期値推定ステップと、前記初期値推定ステップによる推定結果と、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量と、ネットワークの網構成情報と、に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する交流トラヒック計算ステップと、を実行することを特徴とする。
【００１４】
前記交流トラヒック推定方法は、前記交流トラヒック推定装置が、前記フロー帯域の精度が所定値よりも大きいフローを、交流トラヒックの計算対象から除外する既知変数除外ステップを実行し、前記交流トラヒック計算ステップにおいて、さらに前記既知変数除外ステップによる除外結果に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する構成であってもよい。
【００１５】
また、本発明は、コンピュータを前記交流トラヒック推定装置として機能させるための交流トラヒック推定プログラムとしても具現化可能である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、ネットワークの交流トラヒックを推定するにあたって、サンプリング負荷を低減するとともに推定精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る交流トラヒック推定システムを示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係る交流トラヒック推定装置を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態に係る交流トラヒックの推定手法を説明するための図であり、（ａ）はネットワークにおけるトラヒックを示す模式図、（ｂ）は既知変数除外部及び初期値推定部におけるフロー帯域の取り扱いを説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る交流トラヒック推定方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
続いて、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係る交流トラヒック推定システム１は、複数の端末装置２と、複数の端末装置２を通信可能に接続するネットワーク（網）ＮＷと、交流トラヒック推定装置１０と、を備える。
【００１９】
＜ネットワーク＞
ネットワークＮＷは、複数のノードＮを通信可能に接続することによって構成されている。本実施形態において、ノードＮ１〜Ｎ４は、それぞれ端末装置２と通信可能に接続されている。ノードＮ５は、リンクを介してノードＮ１，Ｎ３とそれぞれ通信可能に接続されているとともに、リンクを介してノードＮ６と通信可能に接続されている。ノードＮ６は、リンクを介してノードＮ２，Ｎ４とそれぞれ通信可能に接続されているとともに、リンクを介してノードＮ５と通信可能に接続されている。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、ノードＮ１とノードＮ２とは、ノードＮ５，Ｎ６を介して通信を行っている。ここで、ノードＮ１からノードＮ２へのトラヒック量（通信帯域）をＴ１２とし、ノードＮ２からノードＮ１へのトラヒック量（通信帯域）をＴ２１とする。
また、ノードＮ１とノードＮ３とは、ノードＮ５を介して通信を行っている。ここで、ノードＮ１からノードＮ３へのトラヒック量（通信帯域）をＴ１３とし、ノードＮ３からノードＮ１へのトラヒック量（通信帯域）をＴ３１とする。
また、ノードＮ１とノードＮ４とは、ノードＮ５，Ｎ６を介して通信を行っている。ここで、ノードＮ１からノードＮ４へのトラヒック量（通信帯域）をＴ１４とし、ノードＮ４からノードＮ１へのトラヒック量（通信帯域）をＴ４１とする。
【００２１】
本発明において、交流トラヒックとは、ネットワークＮＷの通信における入口ノードＮから出口ノードＮへのトラヒック量（通信帯域）である。本実施形態では、ノードＮ１〜Ｎ６のうち、ノードＮ１〜Ｎ４のいずれかが入口ノードであり、ノードＮ１〜Ｎ４の残りのいずれかが出口ノードである。例えば、入口ノードＮ１、出口ノードＮ２の交流トラヒックをＴ１２とし、入口ノードＮ２、出口ノードＮ１の交流トラヒックをＴ２１とする。また、ネットワークＮＷにおける全ての交流トラヒックを組み合わせたものが、後記する交流トラヒックベクトルＴである。
【００２２】
＜交流トラヒック推定装置＞
図１に示すように、交流トラヒック推定装置１０は、ネットワークＮＷにおける交流トラヒックを、カウンタ取得方式及びサンプリング方式を組み合わせることによって推定する装置である。交流トラヒック推定装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read-Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路等によって構成されている。
図２に示すように、交流トラヒック推定装置１０は、機能部として、記憶部１１と、情報収集部１２と、初期パラメータ設定部１３と、フロー特定部１４と、フロー帯域推定部１５と、フロー帯域精度算出部１６と、既知変数除外部１７と、初期値推定部１８と、交流トラヒック計算部１９と、を備える。
【００２３】
＜記憶部＞
記憶部１１は、網構成情報データベース（ＤＢ）１１ａと、リンクトラヒック情報データベース（ＤＢ）１１ｂと、パケットサンプリング情報データベース（ＤＢ）１１ｃと、を備える。
【００２４】
≪網構成情報ＤＢ≫
網構成情報ＤＢ１１ａには、網構成情報と、ルーティング情報と、が記憶されている。網構成情報は、ネットワークＮＷのトポロジーに関する情報である。ルーティング情報は、ネットワークＮＷ内のルーティングに関する情報である。ルーティング情報としては、例えば、後記するネクストホップ情報が挙げられる。
【００２５】
≪リンクトラヒック情報ＤＢ≫
リンクトラヒック情報ＤＢ１１ｂには、トラヒックカウンタ情報が記憶されている。トラヒックカウンタ情報は、２つのノードＮを通信可能に接続するリンク（ポート）ごとのトラヒック量である。
【００２６】
≪パケットサンプリング情報ＤＢ≫
パケットサンプリング情報ＤＢ１１ｃには、パケットサンプリング情報が記憶されている。パケットサンプリング情報は、サンプリングされたパケットに関する情報である。パケットサンプリング情報としては、後記するソース・ディスティネーションアドレス、サンプリングされたパケットのサイズ、推定対象のフローにおいてサンプリングされたパケット数ｎ、サンプリングされた全パケット数Ｎ等が挙げられる。本実施形態では、ノードＮ１〜Ｎ６のうち、ノードＮ１がサンプリングを実施している。
【００２７】
＜情報収集部＞
情報収集部１２は、ネットワークＮＷ内のノードＮと通信を行うことによって、網構成情報ＤＢ１１ａ、リンクトラヒック情報ＤＢ１１ｂ及びパケットサンプリング情報ＤＢ１１ｃに必要な情報を収集し、収集された情報を各ＤＢ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに記憶させる。本実施形態では、情報収集部１２は、パケットサンプリング情報をノードＮ１から収集し、収集されたパケットサンプリング情報をパケットサンプリング情報ＤＢ１１ｃに記憶させる。
【００２８】
＜初期パラメータ設定部＞
初期パラメータ設定部１３は、オペレータによって操作される図示しない外部端末装置から送信された初期パラメータを取得する。初期パラメータ設定部１３は、取得された初期パラメータをフロー帯域精度算出部１６及び初期値推定部１８へ出力し、フロー帯域精度算出部１６及び初期値推定部１８に設定する。初期パラメータとしては、測定周期ｓ、信頼係数ｐ及びサンプリングレートｒが挙げられる。
なお、初期パラメータ設定部１３が取得された初期パラメータを記憶部１１内の初期パラメータデータベースに記憶させ、フロー帯域精度算出部１６及び初期値推定部１８が初期パラメータデータベースを参照することによって各種計算を行う構成であってもよい。
【００２９】
＜フロー特定部＞
フロー特定部１４は、網構成情報ＤＢ１１ａに記憶されたルーティング情報と、パケットサンプリング情報ＤＢ１１ｃに記憶されたパケットサンプリング情報と、に基づいて、フローの経路を特定する。フロー特定部１４は、フローの経路の特定結果をフロー帯域推定部１５へ出力する。
【００３０】
詳細には、フロー特定部１４は、ルーティング情報と、パケットサンプリング情報に含まれるソース・ディスティネーションアドレスと、に基づいて、フローの経路を特定する。例えば、ネットワークＮＷがＩＰ（Internet Protocol）ルーティングプロトコルであるＯＳＰＦ（Open Shortest Path First）を用いたネットワークである場合には、各ノードＮは、ネクストホップ情報を保持している。かかるネクストホップ情報がルーティング情報に含まれているため、フロー特定部１４は、かかるネクストホップ情報を１ホップずつ追跡することによって、フローの経路を特定することができる。
【００３１】
＜フロー帯域推定部＞
フロー帯域推定部１５は、フロー特定部１４によるフローの経路の特定結果と、パケットサンプリング情報ＤＢ１１ｃに記憶されたパケットサンプリング情報と、に基づいて、フローによって用いられる帯域であるフロー帯域を推定する。フロー帯域推定部１５は、推定されたフロー帯域をフロー帯域精度算出部１６へ出力する。
【００３２】
＜フロー帯域精度算出部＞
フロー帯域精度算出部１６は、フロー帯域推定部１５によって推定されたフロー帯域と、パケットサンプリング情報ＤＢ１１ｃに記憶されたパケットサンプリング情報と、に基づいて、フロー帯域の推定精度を算出する。平均パケットサイズ（サンプリングされたパケットのサイズから算出）をＰ［ｂｙｔｅ］、測定周期をｓ［秒］、サンプリングレートをｒ、推定対象のフローにおいてサンプリングされたパケット数をｎ、サンプリングされた全パケット数をＮ、推定されたフロー帯域をｂ［Ｇｂｐｓ］、全帯域をＢ［Ｇｂｐｓ］、信頼係数をｐ＝９５［％］とすると、フロー帯域の推定精度すなわち誤差ａ［％］及びサンプリングされたパケット数ｎは、下記式（１）の関係を満たす。
ａ＝１９６・（１／ｎ）０．５  …式（１）
の関係を満たす。
また、推定されたフロー帯域ｂ［Ｇｂｐｓ］、推定対象のフローにおいてサンプリングされたパケット数ｎ、サンプリングされた全パケット数Ｎ、全帯域Ｂ［Ｇｂｐｓ］は、下記式（２）の関係を満たす。
ｂ＝ｎ・Ｂ／Ｎ  …式（２）
の関係を満たす。
式（１）（２）によると、推定されたフロー帯域ｂ［Ｇｂｐｓ］は、下記式（３）によって表される。
ｂ＝１９６２・Ｂ／（Ｎ・ａ２）  …式（３）
一方、サンプリングレートｒは、ｒ個のパケットごとに１個のパケットをサンプリングすることを示している。１周期で流れるパケットの量の方程式は、下記式（４）によって表される。
Ｂ・ｓ・１０９＝８・ｒ・Ｐ・Ｎ  …式（４）
したがって、式（３）（４）によると、誤差ａは、下記式（５）によって算出される。
ａ＝｛１９６２・８・ｒ・Ｐ／（ｓ・ｂ・１０９）｝０．５  …式（５）
【００３３】
なお、フロー帯域精度算出部１６は、サンプリングされたパケットのサイズに基づいて、平均パケットサイズＰを算出することができる。また、フロー帯域精度算出部１６は、定期的に収集されたリンクトラヒック情報の今回値と前回値との差分を測定周期ｓで割ることによって、全帯域Ｂを算出することができる。
【００３４】
フロー帯域精度算出部１６は、算出された誤差ａが予め設定された許容誤差未満であるか許容誤差以上であるかを判定する。また、フロー帯域精度算出部１６は、算出された誤差ａのうち、予め設定された許容誤差未満である誤差ａに対応する（すなわち、精度が予め設定された許容精度よりも大きい）フロー帯域ｂを既知変数除外部１７へ出力し、許容誤差以上である誤差ａに対応する（すなわち、精度が予め設定された許容精度（所定値）以下である）フロー帯域ｂを初期値推定部１８へ出力する。
【００３５】
＜既知変数除外部＞
既知変数除外部１７は、フロー帯域精度算出部１７から出力された誤差ａが許容誤差未満であるフロー帯域ｂを取得し、取得されたフロー帯域ｂを初期変数からの除外対象とする。
【００３６】
例えば、図３（ｂ）に示す例では、既知変数除外部１７は、誤差ａが許容誤差（５［％］）未満であるフロー帯域Ｔ１２，Ｔ２１を初期変数からの除外対象とする。すなわち、既知変数除外部１７は、交流トラヒックベクトルＴ＝（Ｔ１，…Ｔｉ，…Ｔｎ）から、Ｔ１２，Ｔ２１を除外する。ここで、Ｔｉ＝（Ｔｉ１，Ｔｉ２，…Ｔｉｎ）ｔである。
【００３７】
すなわち、既知変数除外部１７は、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量に基づいて、リンクトラヒックベクトルＸを設定する。また、既知変数除外部１７は、ネットワークの網構成情報に基づいてルーティング行列Ａ及びルーティング行列の疑似逆行列Ａ−１を設定する。ルーティング行列Ａは、交流トラヒックがどのノードＮを経由しているかを表す行列である。
そして、既知変数除外部１７は、フロー帯域が除外される一対のノードＮ（対地）を表す列を、ルーティング行列Ａ（及びその疑似逆行列Ａ−１）から削除する。また、既知変数除外部１７は、フロー帯域が除外される一対のノードＮ（対地）を表す行を、交流トラヒックベクトルＴから削除する。
既知変数除外部１７は、フロー帯域が除外される一対のノードＮ（対地）を表す列又は行が削除された各行列Ａ，Ａ−１，Ｔを交流トラヒック計算部１９へ出力する。さらに、既知変数除外部１７は、削除された許容誤差未満であるフロー帯域（本実施形態では、Ｔ１２，Ｔ２１）を交流トラヒック計算部１９へ出力する。
【００３８】
＜初期値推定部＞
初期値推定部１８は、フロー帯域精度算出部１６から出力された誤差ａが許容誤差以上であるフロー帯域ｂを取得し、許容誤差以上のフローをまとめて１フローとみなし、フロー帯域の和を算出する。初期値推定部１８は、算出されたフロー帯域の和の誤差を算出し、算出された誤差と許容誤差とを比較する。誤差が許容誤差未満である場合には、初期値推定部１８は、かかるフロー帯域の和を用いて初期値を推定する。一方、誤差が許容誤差以上である場合には、初期値推定部１８は、フロー帯域の和に他のフロー帯域を加えることによって新たなフロー帯域の和を算出する。初期値推定部１８は、新たなフロー帯域の和の誤差を算出し、算出された誤差と許容誤差とを比較する。初期値推定部１８は、かかる動作を許容誤差以上のフローがなくなるまで繰り返す。
【００３９】
例えば、図３（ｂ）に示す例では、フロー帯域Ｔ１３，Ｔ１４の和の誤差が、許容誤差未満になるものとする。なお、初期値推定部１８は、加算を繰り返しても誤差が許容誤差未満とならないフロー帯域の和に関しては、初期値推定に用いず、かかるフロー帯域を破棄する構成であってもよい。
【００４０】
また、初期値推定部１８は、Ｇｒａｖｉｔｙモデルを改良した手法を用いて、交流トラヒック計算の初期値を推定する。従来のカウンタ取得方式では、Ｇｒａｖｉｔｙモデルを用いて、下記式に基づいて初期値の推定を行っていた。
【００４１】
【数１】
2018032905.tif 000003
【００４２】
これに対し、初期値推定部１８は、複数のフローをまとめてフロー帯域の和を推定した結果を用いることによって、初期値の推定精度を向上する。図３（ｂ）に示す例において、推定されたフロー帯域Ｔ１３，Ｔ１４の和をＴ１３＋Ｔ１４＝ｔ１３―１４とすると、初期値推定部１８は、下記式に基づいて初期値を推定する。Ｔｉｊは、初期値（初期ベクトル）Ｔ０のｉ行ｊ列の要素である。
【００４３】
【数２】
2018032905.tif 000004
【００４４】
ここで、初期値推定処理を一般化して説明する。ノードｘからノードｓ（ｓ＝１，２，…）へのフロー帯域の和が許容推定誤差未満となるノードｓの集合をＵｘとする。ｘからｓへのフロー帯域をｔｘ−ｓとすると、ノードｘからノードｓへのフロー帯域の和ｓｕｍｘは、下記式によって算出される。
ｓｕｍｘ＝Σｔｘ−ｓ  （ただし、ｓ∈Ｕｘ）
ここで、Ｕｋが空集合ではないことを満たす整数をｋとすると、初期値推定部１８は、下記式に基づいて初期値を推定する。Ｔｉｊは、初期値（初期ベクトル）Ｔ０のｉ行ｊ列の要素である。
【００４５】
【数３】
2018032905.tif 000005
【００４６】
初期値推定部１８は、このようにして推定された初期値を、交流トラヒックベクトルＴの初期値Ｔ０として交流トラヒック計算部１９へ出力する。
【００４７】
＜交流トラヒック計算部＞
交流トラヒック計算部１９は、既知変数除外部１７による除外結果と、初期値推定部１８による推定結果と、ネットワークにおけるリンクごとのトラヒック流量と、ネットワークの網構成情報と、に基づいて、ネットワークにおける交流トラヒックを計算する。
【００４８】
詳細には、交流トラヒック計算部１９は、ＴｏｍｏＧｒａｖｉｔｙ法を用いて、リンクトラヒック量がリンクに収容される交流トラヒックと等しくなる方程式が成立する解を発見する。リンクトラヒックベクトルＸ、ルーティング行列Ａ、交流トラヒックベクトルＴには、
Ｘ＝Ａ・Ｔ
が成立する。ここで、初期値推定部１８によって推定された交流トラヒックベクトルＴの初期値をＴ０とすると、
Ｔ＝Ｔ０＋Ａ−１・（Ｘ−Ａ・Ｔ０）
ここで、Ａ−１は、ルーティング行列Ａの疑似逆行列であり、リンク数×ノード数（フロー数）２の大きさとなる行列である。
【００４９】
また、交流トラヒック計算部１９は、既知変数から除外されたフロー帯域を既知変数除外部１７から取得し、取得されたフロー帯域を前記した交流トラヒックベクトルＴに加えることによって、最終的な推定結果である交流トラヒックベクトルを算出する。ここで、フロー帯域を交流トラヒックベクトルにＴに加えるとは、既知変数除外部１７において削除された行にフロー帯域を戻すことによって、交流トラヒックベクトルにおける行を復活させることを意味する。
【００５０】
すなわち、交流トラヒック推定装置１０は、サンプリングされたノードＮ１に関する情報に基づいて、ノードＮ１に関連する交流トラヒックＴ１２，Ｔ２１，Ｔ１３，Ｔ３１，Ｔ１４，Ｔ４１に加えて、ノードＮ１に関連しない交流トラヒックＴ２３，Ｔ３２，Ｔ２４，Ｔ４２，Ｔ３４，Ｔ４３も推定することができる。
【００５１】
＜動作例＞
続いて、本発明の実施形態に係る交流トラヒック推定装置１０による交流トラヒック推定方法について、図４を参照して説明する（適宜図２等参照）。なお、交流トラヒック推定装置１０は、かかる動作例の事前に、情報収集部１２が前記した情報を収集する情報収集ステップと、初期パラメータ設定部１３が初期パラメータを設定する初期パラメータ設定ステップと、フロー特定部１４がフローの経路を特定するフロー特定ステップを実行しているものとする。
【００５２】
まず、フロー帯域推定部１５が、パケットサンプリング情報等に基づいて、フロー帯域を推定する（ステップＳ１、フロー帯域推定ステップ）。
【００５３】
続いて、フロー帯域精度算出部１６が、推定されたフロー帯域の精度すなわち誤差を算出する（ステップＳ２、フロー帯域精度算出ステップ）。
【００５４】
続いて、フロー帯域精度算出部１６が、算出された誤差と許容誤差とを比較し、誤差が許容誤差未満であるフロー帯域を既知変数除外部１７へ出力するとともに、誤差が許容誤差以上であるフロー帯域を初期値推定部１８へ出力する（ステップＳ３）。
【００５５】
続いて、既知変数除外部１７が、算出された誤差が許容誤差未満であるフロー帯域に基づいて、既知変数除外処理を行う（ステップＳ４、既知変数除外ステップ）。また、初期値推定部１８が、算出された誤差が許容誤差以上であるフロー帯域を足し合わせることによって、誤差が許容誤差未満であるフロー帯域の和を得て、得られたフロー帯域の和に基づいて、初期値推定処理を行う（ステップＳ４、初期値推定ステップ）。ステップＳ４における既知変数除外処理及び初期値推定処理は、同時に実行されてもよく、順次実行されてもよい。
【００５６】
続いて、交流トラヒック計算部１９が、既知変数除外処置結果及び初期値推定処理結果に基づいて、交流トラヒックを計算する（ステップＳ５、交流トラヒック計算ステップ）。
【００５７】
本発明の実施形態に係る交流トラヒック推定装置１０は、サンプリング方式のみを用いる場合と比較して、ネットワークＮＷの一部のノードＮ（本実施形態では、ノードＮ１）からサンプリングされたパケットを用いるので、サンプリング負荷を低減することができる。
また、交流トラヒック推定装置１０は、カウンタ取得方式のみを用いる場合と比較して、交流トラヒックの推定精度を向上することができる。
また、交流トラヒック推定装置１０は、カウンタ取得方式とサンプリング方式とを単に組み合わせた場合と比較して、精度が大きい（誤差が小さい）フロー帯域を交流トラヒックの計算対象から除外するので、交流トラヒックの推定精度を向上することができる。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本発明は、コンピュータを交流トラヒック推定装置として機能させる交流トラヒック推定プログラム、又は、コンピュータに交流トラヒック推定方法を実行させる交流トラヒック推定プログラムとしても具現化可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    交流トラヒック推定装置
１５    フロー帯域推定部
１６    フロー帯域精度算出部
１７    既知変数除外部
１８    初期値推定部
１９    交流トラヒック計算部
【図１】
2018032905.tif 000006
【図２】
2018032905.tif 000007
【図３】
2018032905.tif 000008
【図４】
2018032905.tif 000009