(57)【要約】【課題】簡易な処理で遅延分布のパーセンタイル値を推定する監視装置を提供する。【解決手段】監視装置は、ネットワークの２つのノード装置間で実行した遅延測定のｎ個（ｎは自然数）の測定値を収集して蓄積する手段と、前記収集したｎ個の測定値に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値（０＜ｐ＜１）を更新する手段とを備えており、前記更新する手段は、前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値と前記ｎ個の測定値に基づき前記更新前の値の確からしさを示す重み係数を求める第１の手段と、前記重み係数を使用して、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後の値を決定する第２の手段とを備えている。【選択図】図３
2011171794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの２つのノード装置間で実行した遅延測定のｎ個（ｎは自然数）の測定値を収集して蓄積する手段と、
前記収集したｎ個の測定値に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値（０＜ｐ＜１）を更新する手段と、
を備えており、
前記更新する手段は、
前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値と前記ｎ個の測定値に基づき前記更新前の値の確からしさを示す重み係数を求める第１の手段と、
前記重み係数を使用して、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後の値を決定する第２の手段と、
を備えている監視装置。
【請求項２】
前記ｎ個の測定値の中で、前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値以下である測定値の数がｋであるとき、前記重み係数は、前記２つのノード装置間における遅延分布が前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値に従うとした場合において、前記ｎ個の測定値の中のｋ個の測定値が前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値以下となる確率に基づく値である、
請求項１に記載の監視装置
【請求項３】
前記重み係数は、ｋが０及びｎに等しいときは、
【数１】
2011171794.tif 000007
であり、それ以外の場合には、
【数２】
2011171794.tif 000008
である、
請求項２に記載の監視装置。
【請求項４】
前記更新する手段は、
前記ｎ個の測定値における１００ｐパーセンタイル値を判定する第３の手段を、さらに、備えており、
前記第２の手段は、前記ｎ個の測定値における１００ｐパーセンタイル値を、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後の値を決定に使用する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項５】
前記ｎ個の測定値を、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後に削除する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の監視装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の監視装置としてコンピュータを機能させるプログラム。
【請求項７】
遅延情報収集手段が、２つのノード装置間で実行した遅延測定のｎ個（ｎは自然数）の測定値を収集するステップと、
重み係数計算手段が、前記収集したｎ個の測定値と、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値（０＜ｐ＜１）に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値の確からしさを示す重み係数を求めるステップと、
推定値更新手段が、前記重み係数に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値を更新するステップと、
を備えている遅延分布の監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークの遅延分布を監視する技術に関し、より詳しくは、遅延分布のパーセンタイル値を、多数の測定データを保持し続けることなく推定する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークを通過するパケットの遅延量はトラフィック量により変動するが、遅延量は信号品質の重要なパラメータの１つであるため、ネットワークの運用者は、この遅延量の分布を監視し、遅延量が所定の基準を満たさなくなる状態が発生した場合には、その状態を解消させるための何らかの対処を行うことが求められている。所定の基準は、例えば、“９５％のパケットがＸ秒以内の遅延である”といった、パーセンタイル値で定義される。
【０００３】
例えば、特許文献１には、遅延量等の測定値の同時結合分布を推定し、推定した同時結合分布を基にパーセンタイル値を推定する構成が開示されている。しかしながら、収集した測定値からヒストグラムを求め、その後、ヒストグラムを近似した離散確率分布を作成して最尤推定を行うなど、その処理量が大きいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３７１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明は、簡易な処理で遅延分布のパーセンタイル値を推定する監視装置、方法及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】
【０００６】
本発明による監視装置によれば、
ネットワークの２つのノード装置間で実行した遅延測定のｎ個（ｎは自然数）の測定値を収集して蓄積する手段と、前記収集したｎ個の測定値に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値（０＜ｐ＜１）を更新する手段とを備えており、前記更新する手段は、前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値と前記ｎ個の測定値に基づき前記更新前の値の確からしさを示す重み係数を求める第１の手段と、前記重み係数を使用して、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後の値を決定する第２の手段とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明における監視装置の他の実施形態によれば、
前記ｎ個の測定値の中で、前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値以下である測定値の数がｋであるとき、前記重み係数は、前記２つのノード装置間における遅延分布が前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値に従うとした場合において、ｎ個の測定値の中のｋ個の測定値が前記１００ｐパーセンタイル値の更新前の値以下となる確率に基づく値であることも好ましい。
【０００８】
また、本発明における監視装置の他の実施形態によれば、
前記重み係数は、ｋが０及びｎに等しい時は、
【０００９】
【数１】
2011171794.tif 000003
であり、それ以外の場合には、
【００１０】
【数２】
2011171794.tif 000004
であることも好ましい。
【００１１】
さらに、本発明における監視装置の他の実施形態によれば、
前記更新する手段は、前記ｎ個の測定値における１００ｐパーセンタイル値を判定する第３の手段を、さらに、備えており、前記第２の手段は、前記ｎ個の測定値における１００ｐパーセンタイル値を、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後の値を決定に使用することも好ましい。
【００１２】
さらに、本発明における監視装置の他の実施形態によれば、
前記ｎ個の測定値を、前記１００ｐパーセンタイル値の更新後に削除することも好ましい。
【００１３】
本発明によるプログラムによれば、
上記監視装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする。
【００１４】
本発明による監視方法によれば、
遅延情報収集手段が、２つのノード装置間で実行した遅延測定のｎ個（ｎは自然数）の測定値を収集するステップと、重み係数計算手段が、前記収集したｎ個の測定値と、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値（０＜ｐ＜１）に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値の確からしさを示す重み係数を求めるステップと、推定値更新手段が、前記重み係数に基づき、前記２つのノード装置間における遅延分布の１００ｐパーセンタイル値を更新するステップとを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
ヒストグラムを作成して分布を推定するといった処理が不要であり、簡単な処理で遅延分布を監視することが可能になる。また、各回の測定結果を、更新に利用した後に削除することができ、必要な記憶容量が少なくて済むという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明によるシステム構成図である。
【図２】本発明による監視装置の概略的な構成図である。
【図３】推定部の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明を実施するための形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明によるシステム構成を示す図であり、本発明によるシステムは、本発明による監視装置１００とネットワーク２００とを含んでいる。ネットワーク２００は、図において四角で示す複数のノード装置を含んでおり、本発明による監視装置１００は、ネットワーク２００の複数のノード装置と通信可能な様に構成されている。なお、各ノード装置は、任意の他のノード装置に遅延測定用の信号を送信し、当該他のノード装置との間の伝送遅延を測定する機能を備えている。
【００１８】
図２は、本発明による監視装置の概略的な構成図である。図２に示す様に、本発明による監視装置は、遅延情報収集部１と、一時蓄積部２と、推定部３と、履歴蓄積部４と、情報出力部５とを備えていえる。
【００１９】
遅延情報収集部１は、ノード装置に対して遅延測定の実行を命令し、その測定結果を収集し、収集した測定値を一時蓄積部２に保存する。なお、遅延測定の実行を命令する際には、測定の相手側となるノード装置も指定する。以下、任意の２つのノード装置間で特定されるパケットの経路を区間と呼ぶ。
【００２０】
推定部３は、各区間の１００ｐパーセンタイル値（０＜ｐ＜１）と、一時蓄積部２に蓄積されている当該区間の遅延の測定値に基づき、当該区間の１００ｐパーセンタイル値を更新し、更新結果を履歴蓄積部４及び情報出力部５に出力する。
【００２１】
履歴蓄積部４は、各区間の１００ｐパーセンタイル値の履歴を保持しており、例えば、更新により、１００ｐパーセンタイル値が所定の閾値以上変動した区間や、１００ｐパーセンタイル値が所定値以上の振幅で振動している区間や、１００ｐパーセンタイル値が閾値を超えた区間等、所定の基準を超えた区間を情報出力部５に出力する。なお、情報出力部５は、ユーザとのインタフェース部であり、推定部３が更新した最新の１００ｐパーセンタイル値や、履歴蓄積部４からの所定の基準を超えた区間等をユーザに表示する機能を有している。
【００２２】
以下に、推定部３による、１００ｐパーセンタイル値の推定処理について説明する。まず、推定部３は、一時蓄積部２に保存されている、ある区間の１回目の遅延測定により得られたｎ個の測定値から、当該区間の１００ｐパーセンタイル値の初期値ε１を求める。具体的には、ｎ＝１００であり、ｐ＝０．９５（９５パーセンタイル値）とすると、９５番目に小さい値を、当該区間の１００ｐパーセンタイル値の初期値ε１とする。なお、１００ｐパーセンタイル値の初期値ε１を求めるために使用した、１回目の遅延測定でのｎ個の測定値は、一時蓄積部２から削除する。
【００２３】
続いて、推定部３は、一時蓄積部２に新たに保存された、当該区間の２回目の遅延測定により得られたｎ個の測定値から、当該区間の１００ｐパーセンタイル値を更新する（更新後の値をε２とする。）。なお、１００ｐパーセンタイル値を更新するために使用した、２回目の遅延測定でのｎ個の測定値は、１００ｐパーセンタイル値の更新後、一時蓄積部２から削除する。以後、同様に、推定部３は、当該区間の１００ｐパーセンタイル値εｔと、ｔ回目の遅延測定でのｎ個の測定値から、当該区間の１００ｐパーセンタイル値の更新後の値εｔ＋１を求め、ｔ回目の遅延測定でのｎ個の測定値を一時蓄積部２から削除することを繰り返す。
【００２４】
続いて、推定部３における１００ｐパーセンタイル値の更新処理について説明する。図３は、推定部３の概略的な構成図であり、推定部３は、パーセンタイル値計算部３１と、重み係数計算部３２と、推定値更新部３３とを備えている。まず、パーセンタイル値計算部３１は、ｔ回目の遅延測定でのｎ個の測定値から、ｔ回目の遅延測定における１００ｐパーセンタイル値ｘｔを判定して、ｔ回目の遅延測定における１００ｐパーセンタイル値ｘｔを推定値更新部３３に出力する。具体的には、ｎ＝１００であり、ｐ＝０．９５（９５パーセンタイル値）とすると、ｔ回目の遅延測定での９５番目に小さい値を、ｔ回目の遅延測定における１００ｐパーセンタイル値ｘｔとする。
【００２５】
重み係数計算部３２は、履歴蓄積部４より、現在の１００ｐパーセンタイル値εｔを取得し、ｔ回目の遅延測定でのｎ個の測定値の内、その値が１００ｐパーセンタイル値εｔ以下である測定値の数ｋを求め、重み係数Ｗｔを、以下の式により算出する。
【００２６】
【数３】
2011171794.tif 000005
【００２７】
推定値更新部３３は、ｔ回目の遅延測定における１００ｐパーセンタイル値ｘｔと、重み係数Ｗｔと、当該区間の現在の１００ｐパーセンタイル値εｔから、当該区間の更新後の１００ｐパーセンタイル値εｔ＋１を以下の式により求める。
εｔ＋１＝Ｗｔ・εｔ＋（１−Ｗｔ）・ｘｔ                                （２）
【００２８】
上記式（１）及び（２）によるパーセンタイル値の更新処理について以下に説明する。まず、ある区間の遅延分布が、当該区間の現在の１００ｐパーセンタイル値εｔに従うとすると、当該区間において遅延量がεｔ以下になる確率はｐである。したがって、ｔ回目の遅延測定でのｎ個の測定値の中で、その値が現在の１００ｐパーセンタイル値εｔ以下の数がｋになる確率Ｐは、
Ｐ＝ｎＣｋｐｋ（１−ｐ）ｎ−ｋ                                        （３）
となる。
【００２９】
式（３）の最大値ＰＭａｘは、ｋ＝ｎｐのときであり、以下の式で表わされる。
ＰＭａｘ＝ｎＣｎｐｐｎｐ（１−ｐ）ｎ−ｎｐ                                （４）
【００３０】
式（３）を式（４）により正規化し、スターリングの公式を用いて近似することで、以下に示すｐ、ｎ、ｋの関数であるα（ｐ，ｎ，ｋ）を得ることができる。なお、ここでは簡単のため、ｎｐが整数値となる様にｎ及びｐを選択しているものとする。
【００３１】
【数４】
2011171794.tif 000006
【００３２】
本願発明は、式（５）を重み係数としたものである。上記式から明らかなように、重み係数は、ｔ回目の遅延測定の結果が、現在の１００ｐパーセンタイル値εｔに完全に従うとき、つまり、遅延がεｔ以下である測定値の数がｎｐであるときに１となり、ｋの値がｎｐから離れる程小さくなる値である。
【００３３】
式（２）は、式（１）で求めた重み係数、つまり、現在の１００ｐパーセンタイル値εｔの確からしさを示す値により、現在の１００ｐパーセンタイル値εｔを調整した値と、ｔ回目の遅延測定における１００ｐパーセンタイル値ｘｔを、同じく前記確からしさで調整した値を加算するものであり、よって、１００ｐパーセンタイル値は、ネットワークの状態の変化に応じて、徐々に、更新されることになる。また、本発明においては、各回の測定結果を、更新に利用した後に削除することができる。つまり、過去の測定結果を保持しておく必要がなく、必要な記憶容量が少なくて済むという利点を有している。また、ヒストグラムを作成して分布を推定するといった処理が不要であり、簡単な処理で遅延分布を監視することが可能になる。
【００３４】
なお、εｔ及びｘｔの平均値と、式（２）の値を比較して、大きい方を更新後の１００ｐパーセンタイル値としたり、重み係数Ｗｔが所定の閾値より大きい場合にはεｔを、そうでなければｘｔを、更新後の１００ｐパーセンタイル値としたり、式（２）に代えて、以下の式により求めた値を更新後の１００ｐパーセンタイル値εｔ＋１とする形態であっても良い。
εｔ＋１＝（Ｗｔ・εｔ２＋（１−Ｗｔ）・ｘｔ２）０．５                    （６）
【００３５】
また、上述した実施形態において、監視装置は、ノード装置とは異なる装置としていがた、本発明による監視装置においては、必要な記憶容量や、その処理負荷が軽いため、図２に記載の機能ブロックを各ノード装置に組み込み、各ノード装置が１００ｐパーセンタイル値を監視して、上位の管理装置に通知する形態であっても良い。この場合、遅延情報収集部１は、組み込まれているノード装置が測定した測定値のみを収集することになる。さらに、上述した実施形態においては各回における遅延測定の測定値の数をｎ個としていたが、ｎは各回において異なる値であっても良い。
【００３６】
なお、本発明による監視装置は、コンピュータを図２及び３に示す各部として機能させるプログラムにより実現することができる。これらコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。さらに、本発明は、ハードウェア及びソフトウェアの組合せによっても実現可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  遅延情報収集部
２  一時蓄積部
３  推定部
４  履歴蓄積部
５  情報出力部
３１  パーセンタイル値計算部
３２  重み係数計算部
３３  推定値更新部
１００  監視装置
２００  ネットワーク
【図１】
2011171794.tif 000009
【図２】
2011171794.tif 000010
【図３】
2011171794.tif 000011