(57)【要約】【解決手段】  本発明は、ソースホストとあて先ホスト間のネットワークパスの各セグメントを特徴付ける方法およびその装置に関する。本発明は、サイズ、数、及びプロトコルにおいて異なることが可能な特定の予め決められた順序配列されたパケット群を送信および受信することによりデータを収集する工程を有し、前記パケットは前記ソースホストから送信され、あて先ノードにアドレス指定されるものである。ロードパケットは、典型的には、予め決められたノードで有効期限切れとなり、マーカーパケットはその移動が前記あて先において完了する。前記ロードパケットの有効期限切れの後、前記マーカーパケットは各セグメントの特徴付けをこれらのロードパケットの有効期限まで可能にする情報を獲得するための手段を提供する。その収集情報の更なる分析により、前記パケット群の特徴付けの調節を可能にし、前記サンプリングの最適化と前記ネットワークパスの特徴付けが可能となる。【選択図】      図５
2007520957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パス（ｅｎｄ−ｔｏ−ｅｎｄ  ｐａｔｈ）を特徴付ける方法であって、前記エンドツーエンド・パスは２若しくはそれ以上のノードを含み、この方法は、
ａ）各々が２若しくはそれ以上のマーカーパケットと１若しくはそれ以上のロードパケットとを含む、１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程であって、前記パケットの全てはソースホストおよびあて先ホストによって定義される共通のエンドツーエンド・パスに沿って移動するように設定されており、前記１若しくはそれ以上のロードパケットは前記エンドツーエンド・パスを横断して予め定められたノードへ進むように設定され、前記予め定められたノードは前記エンドツーエンド・パス沿いの任意のノードであるものである、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程と、
ｂ）前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を前記ソースホストから前記共通のエンドツーエンド・パスに沿って送信する工程と、
ｃ）前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の送信に関するデータを収集する工程と、
ｄ）前記データを分析することによって前記エンドツーエンド・パスの特性を明らかにする工程と
を有する方法。
【請求項２】
請求項１の方法において、前記データを収集する工程は、シンクホストで実行されるものである。
【請求項３】
請求項２の方法において、前記シンクホストは前記ソースホストである。
【請求項４】
請求項２の方法において、前記シンクホストは、前記エンドツーエンド・パスの外部のノードである。
【請求項５】
請求項１の方法において、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程は、前記１若しくはそれ以上のロードパケットを有効期間値（ｔｉｍｅ−ｔｏ−ｌｉｖｅ：ＴＴＬ）とともに設定する工程を有するものである。
【請求項６】
請求項１の方法において、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程は、前記予め定められたノードからのＰｏｒｔ  Ｕｎｒｅａｃｈａｂｌｅ（ポート非到達可能）応答を引き起こすように前記１若しくはそれ以上のロードパケットを設定する工程を有するものである。
【請求項７】
請求項５の方法において、前記エンドツーエンド・パスは、前記ソースホストと前記あて先ホストの間にある１若しくはそれ以上のターゲットホストを有し、前記有効期間値は、１若しくはそれ以上のターゲットホストのうちの１つで有効期限切れとなるように、前記１若しくはそれ以上のロードパケットについて設定されるものである。
【請求項８】
請求項１の方法において、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程は、前記１若しくはそれ以上のロードパケットと前記２若しくはそれ以上のマーカーパケットとを、ＩＣＰＭ、ＵＤＰ、およびＴＣＰを有する群から選択されたプロトコルを使用して設定する工程を有するものである。
【請求項９】
請求項１の方法において、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程は、前記２若しくはそれ以上のマーカーパケットが前記あて先ホストへ到達する前に有効期限切れとなるように有効期間値と共に前記２若しくはそれ以上のマーカーパケットを設定する工程を有し、前記２若しくはそれ以上のマーカーパケットの有効期間切れは、前記マーカーパケットが前記予め定められたノードを横断した後に生じるものである。
【請求項１０】
請求項１の方法において、前記データを収集する工程は、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の前記ソースホストからの転送と、シンクホストにおいて前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群に対する応答の受信に関する時間データの収集を有するものである。
【請求項１１】
請求項１０の方法において、前記データを収集する工程は、統計上有意な量の時間データが収集されるまで実行されるものである。
【請求項１２】
請求項１０の方法において、前記データを分析する工程は、前記２若しくはそれ以上のマーカーパケットおよび前記１若しくはそれ以上のロードパケットのうちの１若しくはそれ以上について、合計移動時間、最小合計移動時間、最大合計移動時間、平均合計移動時間、合計移動時間の標準偏差、および損失率のうちの１若しくはそれ以上を評価する工程を有するものである。
【請求項１３】
請求項１の方法において、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群は、第１のマーカーパケットを有し、その後に１若しくはそれ以上のロードパケットを、その後に第２のマーカーパケットを有するものである。
【請求項１４】
請求項１３の方法において、前記データを分析する工程は、一方向ビットレートを決定する工程を有するものである。
【請求項１５】
請求項１３の方法において、前記データを分析する工程は、一方向伝搬遅延を決定する工程を有するものである。
【請求項１６】
請求項１３の方法において、前記データを分析する工程は、一方向遅延変動を決定する工程を有するものである。
【請求項１７】
請求項１３の方法において、前記データを分析する工程は、一方向の利用可能なビットレートを決定する工程を有するものである
【請求項１８】
請求項１４の方法において、前記一方向ビットレートＢｍａｘは、実質的に次のように決定されるものであって、
【数１】
2007520957.tif 000013
ここで、ｎはロードパケット数であり、ＳＬは１つのロードパケットのサイズであり、ＳＭは１つのマーカーパケットのサイズであり、Λ１は前記第２のマーカーパケットの最小合計移動時間であり、Λ０は前記第１のマーカーパケットの最小合計移動時間である。
【請求項１９】
請求項１６の方法において、前記一方向遅延変動は、第１のロードパケットまたは最後のロードパケットのいずれかの標準偏差の変動係数と合計移動時間の平均とを評価することによって実質的に決定されるものである。
【請求項２０】
請求項１８の方法において、前記一方向の利用可能なビットレートＢａｖａｉｌは、実質的に次のように決定されるものであって、
【数２】
2007520957.tif 000014
ここで、（ｔ１−ｔ０）は前記最大ビットレートでの前記第１のマーカーパケットの後端と、最後のマーカーパケットの後端との間の時間であり、（ｔ２−ｔ０）は前記利用可能なビットレートでの前記最初のマーカーパケットの後端と前記最後のマーカーパケットとの間の時間である。
【請求項２１】
請求項１の方法において、前記修正する工程は、１若しくはそれ以上の指標を決定する工程と、この１若しくはそれ以上の指標に基づいて前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の１若しくはそれ以上のパラメータを修正する工程を有するものである。
【請求項２２】
請求項２１の方法において、前記パラメータを修正する工程は、ロードパケットの数を変更する工程、ロードパケットサイズを変更する工程、マーカーパケットサイズを変更する工程、マーカーパケットサイズをランプする（徐々に増加または減少させる）工程、ロードパケットサイズをランプする工程、ロードパケット・プロトコルを変更する工程、マーカーパケット・プロトコルを変更する工程、およびあて先ホストを変更する工程を有する群から選択されるものである。
【請求項２３】
請求項２１の方法において、前記パラメータを修正する工程は、最適化されたサンプリング手順を得るために反復の方法で実行されるものである。
【請求項２４】
請求項１の方法であって、この方法は、さらに、
収集されたデータの収束を評価する工程を有するものである。
【請求項２５】
請求項２４の方法において、前記収束を評価する工程は、百分率変化関数評価と、バイナリ列関数評価と、エントロピー符号化と、エントロピー解析関数評価と、収束指標の安定性の評価との工程を有するものである。
【請求項２６】
パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付けるための装置であって、
ａ）各々が２若しくはそれ以上のマーカーパケットと１若しくはそれ以上のロードパケットとを含む、１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成するための手段であって、前記パケットの全てはソースホストとあて先ホストによって定義される共通のエンドツーエンド・パスに沿って移動するように設定されており、前記１若しくはそれ以上のロードパケットは前記エンドツーエンド・パスを横断して予め定められたノードへ進むように設定され、前記予め定められたノードは前記エンドツーエンド・パス沿いの任意のノードであるものである、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成するための手段と、
ｂ）前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を、前記ソースホストから前記共通のエンドツーエンド・パスに沿って送信するための手段と、
ｃ）前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の送信に関するデータを収集するための手段と、
ｄ）前記データを分析することによって前記エンドツーエンド・パスの特性を明らかにするための手段と
を有する装置。
【請求項２７】
請求項２６の装置であって、この装置は、さらに、
１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の生成を収集データに基づいて適応するように修正するための手段を有し、前記手段は前記エンドツーエンド・パスの特徴付けを最適化するために適応するように修正するための手段である。
【請求項２８】
請求項２６の装置であって、この装置は、さらに、
収集されたデータの収束を評価するための手段を有する。
【請求項２９】
コンピュータ・プログラム製品であって、パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付ける方法を実行するためのコンピュータ・プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な媒体を有するものであって、
ａ）各々が２若しくはそれ以上のマーカーパケットと１若しくはそれ以上のロードパケットとを含む、１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程であって、前記パケットの全てはソースホストとあて先ホストによって定義される共通のエンドツーエンド・パスに沿って移動するように設定されており、前記１若しくはそれ以上のロードパケットは前記エンドツーエンド・パスを横断して予め定められたノードへ進むように設定され、前記予め定められたノードは前記エンドツーエンド・パス沿いの任意のノードであるものである、前記順序配列されたパケット群を生成する工程と、
ｂ）前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を前記ソースホストから前記共通のエンドツーエンド・パスに沿って送信する工程と、
ｃ）前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の送信に関するデータを収集する工程と、
ｄ）前記データを分析することによって前記エンドツーエンド・パスの特性を明らかにする工程と
を有するコンピュータ・プログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はネットワークの分野に関するものであり、特に、パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを評価する方法およびそのための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パケットベース・ネットワークでは、ネットワーク上の特定の２つのノード間の通信をテストすることがしばしば望まれる。これは、一般に、最初の１つのノードから送信されたテストパケットを"ループバック"するように他のノードに要求することによって前記ノードの前記最初の１つからの影響により可能となる。前記最初のノードは、返信された前記テストパケットを受信することによって、前記他のノードと通信が可能なだけでなく、前記パケットの往復時間をも確認することができる。
【０００３】
ＡＲＰＡインターネット・プロトコル（ＩＰ）のようなインターネットワーキング・プロトコルも、ループバック・テスト・パケットを利用することによって到達可能性および往復時間を決定する手段を提供することができる。したがって、ＩＰネットワークにおいて、インターネット・コントロール・メッセージ・プロトコル（ＩＣＭＰ）は、（エコー・リクエストおよびエコー応答メッセージを含む）制御および情報メッセージが異なるホストのＩＰソフトウェアとゲートウェイ間のＩＰデータグラムのデータ部分を通過することを可能にする。ＩＣＭＰが許可するその他のメッセージとしては、タイムスタンプ・リクエストとタイムスタンプ応答のメッセージが含まれ、これらは、双方のトランジット方向でのトランジット時間の予測を可能にする。一部のコンピュータ・オペレーティング・システムは、ユーザーが「ピング（接続試験用パケット）」と呼ばれるコマンドを使用してＩＣＭＰエコー・リクエストを送信することを可能にするものであって、前記ユーザーは、往復時間の決定を行う対象となるテストパケットの数とサイズを特定することができる。
【０００４】
また、ＡＲＰＡトランスミッション・コントロール・プロトコル（ＴＣＰ）においても、前記トランスミッション・コントロールのプロセスの一環として、同様の測定が継続的に行われていることも知られている。より具体的には、前記往復時間は、パケットが送信されてから、そのあて先ノードからの確認の返信が受信されるまでの間で測定されるものである。この往復時間は、継続的に平均化されて平滑化された往復時間予測になり、次にそれはリトランスミッション・タイムアウト・パラメータ（ＲＴＯ）の調整に用いられる。
【０００５】
米国特許第５，４７７，５３１号は、パケットベース・ネットワークをテストする方法とそのための装置を開示している。前記ネットワーク上の第１および第２のノード間のパケット送信の特性を確認するためパケットベース・ネットワークをテストする方法は、前記ノード間でパケットを送信する工程と、一方のノードで前記パケットを受信する工程と、パケットの送信と受信を相関することによって送信の特性を示す相関データを導く工程とを有し、前記パケットが１つのシーケンスとして送信されることを特徴とし、前記シーケンスにおいて前記パケットは互いに予め定められた関係にあり、前記シーケンス全体を通して１つのパラメータが変動する。そのようにして導き出された相関データは、前記予め定められた関係に対して敏感に反応するので、単一のパケットの通過では観察することができない送信特性を決定することが可能となる。
【０００６】
米国特許出願第２００２／００８０７２６号は、ネットワーク・スループット速度およびストリーミング利用率を決定するためのシステムおよびその方法を開示している。複数のネットワーク評価信号または試用テストパケットは、ネットワークを通して選択的に送受信される。前記評価信号に応答して、選択的なネットワーク評価パラメータが決定され、保管される。これらのパラメータに応答する待ち行列理論分析は、その応答時間と、ネットワークのストリーミング能力、利用率、性能を含むスループットの特性とを決定する。具体的には、この方法は、様々なサイズのＩＣＭＰエコーパケットの均一なバーストを用い、前記ＩＣＭＰエコーパケットは、目的のあて先へのネットワークパスの各ホストに送信される。ＩＣＭＰエコー・リプライの応答の後の分析により、パケットがどのように取り扱われ、どのようにネットワークパスを通過するかについて特定の仮定が作り出され、特に、パケットが損失されることなく送信時と同一の順序で到着する必要がある。
【０００７】
上述の米国特許および特許出願は、両方とも、ＩＣＭＰパケットを送信してネットワークパスの特性を決定する。これらのタイプのパケットは、例えば、ＩＣＭＰ速度制限対策、プロトコル特定のルーティングおよびブロッキング対策、および対ＤＤＯＳ（分散型サービス妨害）対策により、その他のプロトコルとは異なる取り扱いを受ける場合がある。更に、ソース（発信元）とあて先の間の中間ホスト宛てに送信されたパケットは、あて先へのパスに比べ、別のルートを採ることがしばしばあるために、ソース（発信元）からあて先へのパスの特徴付けエラーが生じる。加えて、このような評価テクニックは、前記ネットワークパスの非対称性に敏感である場合がある。
【０００８】
ネットワークの特徴付けに使用される１つのアルゴリズムは、パケットペア法であって、これは、連続に送信された２つの同等のサイズのプロービング・パケットの分散を元に、ネットワークパスの容量の予測を試みるものである。例えば、前記パケットペア法は、帯域と、前記ネットワークパスのボトルネックの存在とを評価することを目的とする。前記方法は、前記２つのパケット間の相関分離を評価し、そのような基準を収集した統計を分析する。この方法は、Ｒｏｂｅｒｔ  ＣｒｏｖｅｌｌａおよびＭａｒｋ  Ｃｒｏｖｅｌｌａが発案したものとしてよく知られているものであって、「Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｂｏｔｔｌｅｎｅｃｋ  Ｌｉｎｋ  Ｓｐｅｅｄ  ｉｎ  Ｐａｃｋｅｔ−Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（パケットスイッチ・ネットワークにおけるボトルネック・リンク速度の計測）」（Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ、Ｖｏｌ．２７−８、ｐｐ２９７−３１８、１９９６年１０月）に開示されているものである。しかしながら、パケットペア分散法は、その精度の低さが問題として指摘されており、この問題は、特にクロストラフィックがある場合に顕著となる。
【０００９】
ネットワーク分析に使用可能な別のアルゴリズムは、パケットトレインに基づくものである。具体的には、パケットトレインに基づくツールは前記パケットトレイン内部のパケットの分散を評価するものであって、統計上の差異がより少ないことが有益である。更に、前記ツールは前記ネットワークをロードすることによってクロストラフィック量を決定し、前記ロードに対する抵抗を分析する。パケットトレインに基づくアルゴリズムは、複数のパケットを有するトレインのサブコンポーネントである各車両の到着時間を測定するものであるが、パケットペア分散の場合のように個々のパケットの到着時間を測定することはしない。パケットトレインに基づくアルゴリズムは、高速ネットワークに関連するシステム時間分解能またはタイマー分解能に適合するよう前記車両のサイズを調整することが可能なものであり、パケットペア分散に基づくアルゴリズムは、典型的に、前記ネットワークを介して送信される個々のパケットのタイミングをいかに正確に測定できるかに依存するものである。米国特許出願第２００２／００８０７２６号は、パケットトレインに基づく方法について説明している。
【００１０】
また、別の第３のアルゴリズムは、テールゲーティングとして知られる方法を適用するものであって、典型的に、大型パケットの直後に小型パケットを送信するものであって、前記２つのパケットはペアとして送信される。前記大型パケットは、典型的に、その後に送信される前記小型のパケットの移動を制限するものとして知られており、これは、前記大型パケットが各転送ノードで必要とするシリアライゼーション時間がより大きいためである。あて先への前記ネットワークパス沿いのある時点で、前記大型パケットは、典型的に、ＴＴＬ（有効期間）満了機構の働きによって削除され、前記小型パケットは単独でその移動を完了する。この方法は、Ｋｅｖｉｎ  ＬａｉおよびＭａｒｙ  Ｂａｋｅｒが「Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  Ｌｉｎｋ  Ｂａｎｄｗｉｄｔｈｓ  Ｕｓｉｎｇ  Ａ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｓｔｉｃ  Ｍｏｄｅｌ  Ｏｆ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄｅｌａｙ（パケット遅延の決定性モデルを使用したリンク帯域測定）」（ＳＩＧＣＯＭＭ  ２８３−２９４，２０００）で開発および開示しているように、先行技術で応用されている。この方法が有益な点は、通常、より少ないネットワーク帯域を使用し、ＩＣＭＰパケットを取り扱うルータの一貫した動作に依存せず、時宜にかなった肯定応答の配信に依存しないことである。しかしながら、この方法の精度は非常に低いことが知られている。
【００１１】
パケットトレイン法とパケットペア分散法を取り入れたハイブリッド法について、Ａｔｔｉｌａ  ＰａｓｚｔｏｒおよびＤａｒｒｙｌ  Ｖｅｉｔｃｈは、「Ａｃｔｉｖｅ  Ｐｒｏｂｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｑｕａｒｔｅｔｓ（パケットカルテットを使用したアクティブ・プロービング）（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ２００２、ＡＣＭ  ＳＩＧＣＯＭＭ）の中で開示している。このハイブリッド法も、ＩＰネットワークのサンプリングの手段を提供するものである。この方法では、ＴＴＬ満了の適用によって「パケットカルテット」シーケンスにおけるパケットが有効期限切れとなることによって、ミッドパス・ホップに関連する統計を導き出す手段が提供される。この方法は、２ペアのテールゲーティング・パケットを使用し、前記大型パケットの有効期限切れ後に残っている２つのパケット間のパケットペア分散を使用することによる利益を得るものである。最大帯域および遅延変動分析を導き出すこの方法での分析の中心は、これらの帯域を特徴付けるために、遅延最小化スキームに明確に適用される。したがって、この方法は特定の動作の遅延配分を分析することによって適用可能な分析を決定するものであるので、複数分析法の必要性が生じる可能性がある。この評価法の欠点は、高速スケーラビリティが特定され、問題として提示されることである。
【００１２】
したがって、ＩＰネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付けるための、先行技術に関連する前述の問題を克服する能力のある新しい方法と装置が必要である。
【００１３】
この背景情報は、本発明の出願者が本発明に関連する可能性があると考える既知の情報を明らかにすることを目的として提供されているのであって、前述の情報のいかなる部分も、本発明に対する先行技術を構成するものと意図されるものではなく、そのように解釈されるべきでもない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の目的は、パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付ける方法と装置を提供することである。本発明の１つの観点に従い、パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付ける方法が提供され、前記方法は、各パケットが２若しくはそれ以上のマーカーパケットと１若しくはそれ以上のロードパケットとを含むものである１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程であって、この工程において前記パケットは全て、ソースホストおよびあて先ホストによって定められる共通のエンドツーエンド・パスに沿って移動するように設定されるものであって、前記１若しくはそれ以上のロードパケットが前記エンドツーエンド・パスを渡って予め定められたノードへ移動するように設定されるものであって、前記予め定められたノードは前記エンドツーエンド・パス沿いの任意のノードであるところの前記工程と、前記ソースホストから、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を前記共通のエンドツーエンド・パス沿いに送信する工程と、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の送信に関連するデータを収集する工程と、前記エンドツーエンド・パスの特徴付けを行うことによって前記データを分析する工程とを有するものである。
【００１５】
本発明の別の観点に従い、パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付けるための装置が提供され、前記装置は、各パケットが２若しくはそれ以上のマーカーパケットと１若しくはそれ以上のロードパケットとを含むものである、１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する手段であって、この手段において前記パケットは全て、ソースホストおよびあて先ホストによって定められる共通のエンドツーエンド・パスに沿って移動するように設定され、前記１若しくはそれ以上のロードパケットは前記エンドツーエンド・パスを渡って予め定められたノードへ移動するように設定され、前記予め定められたノードは前記エンドツーエンド・パス沿いの任意のノードであるところの前記手段と、前記ソースホストから、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を前記共通のエンドツーエンド・パス沿いに送信する手段と、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の送信に関連するデータを収集する手段と、前記エンドツーエンド・パスの特徴付けを行うことによって前記データを分析する手段とを有するものである。
【００１６】
本発明の別の観点に従い、コンピュータ・プログラム製品が提供され、前記コンピュータ・プログラム製品は、コンピュータ読み取り可能な媒体を有するコンピュータ・プログラム製品を有するコンピュータ読み取り可能な媒体を有するものであって、前記コンピュータ読み取り可能な媒体には、パケットベース・ネットワークのエンドツーエンド・パスを特徴付ける方法を実行するためのコンピュータ・プログラムが記録されており、前記コンピュータ・プログラム製品は、各パケットが２若しくはそれ以上のマーカーパケットと１若しくはそれ以上のロードパケットとを含むものである１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を生成する工程であって、この工程において前記パケットは全て、ソースホストおよびあて先ホストによって定められる共通のエンドツーエンド・パスに沿って移動するように設定されるものであって、前記１若しくはそれ以上のロードパケットは前記エンドツーエンド・パスを渡って予め定められたノードへ移動するように設定されるものであって、前記予め定められたノードは前記エンドツーエンド・パス沿いの任意のノードであるところの前記工程と、前記ソースホストから、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群を前記共通のエンドツーエンド・パス沿いに送信する工程と、前記１若しくはそれ以上の順序配列されたパケット群の送信に関連するデータを収集する工程と、前記エンドツーエンド・パスの特徴付けを行うことによって前記データを分析する工程とを有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
定義
「ソースホスト」という用語は、前記ネットワークパスの出所を特徴付けるためのパケットの送信元であるネットワークのロケーションまたはノードを意味するものとして使用される。
【００１８】
「あて先ホスト」という用語は、特定のソースホストに関連するエンドツーエンド・パスを定めるネットワークのロケーションまたはノードを意味するものとして使用される。
【００１９】
「ターゲットホスト」という用語は、特徴付け対象ネットワークのロケーションまたはノードを意味するものとして使用される。ターゲットホストは前記ソースホストと前記あて先ホストの間の中間ホストである場合も、前記あて先ホストである場合もある。
【００２０】
「シンクホスト」という用語は、送信されたパケットのステータスに関連する情報が収集されるネットワークのロケーションまたはノードを意味するものとして使用される。前記シンクホストとしては、前記ネットワーク内の任意のノードが可能であり、前記ソースホスト、あて先ホスト、または特徴付け対象のパス沿いにないノードが含まれる。
【００２１】
「パケット」という用語は、パケットベース・ネットワーク上で送信されている情報の１片を意味するものとして使用される。パケットのサイズは、例えばネットワーク容量およびサイズ実用性等、様々な条件によって変わる場合がある。パケットとは、インターネットまたはその他のパケット交換方式ネットワークの出所とあて先の間を行き来するデータの単位である。例えば、ファイルまたはその他のタイプの情報がパケット交換方式ネットワークを介して送信される場合、前記ファイルを、前記ネットワーク内を行き来するのに効率的なサイズの断片またはパケットに分割することができる。
【００２２】
「ロードパケット」および「ロード」という用語は、どちらも、ネットワークを介して送信されるパケットであって、特定の応答を得るために前記ネットワークにロードするための手段を提供するパケットを意味するものである。ロードパケットは、予め定められたあて先ホストへのパス沿いにある予め定められた数のノードが横断または「ホップ」した後に有効期限切れとなる場合がある。
【００２３】
「マーカーパケット」および「マーカー」という用語は、どちらも、ネットワーク上で送信されるパケットであって、前記ネットワークで送信されるロードに印をつけるまたはマークをつけるパケットを意味するものである。マーカーパケットは、前記マーカーパケットに関連付けられたロードの送信に対する前記ネットワークによる応答にマークをつけるために使用される。マーカーパケットは、予め定められたあて先ホストをあて先とするものである。マーカーパケットは前記あて先ホストへ到達することもあれば、前記マーカーパケットに元々関連付けられていたロードパケットが先に有効期限切れとなった場合に、予め定められた数のホップの後に有効期限切れとなる場合もある。
【００２４】
「層３」という用語は、通信モデルのネットワーク層を意味するものとして使用されるものであって、ＩＰネットワークを介した情報送信を可能にするルーティング情報、あて先およびその他の関連サービスを提供するものである。例えば、一般に参照されるオープン・システム・インターコネクション（ＯＳＩ）と呼ばれる多層通信モデルにおいて、層３は、例えば、前記ネットワークにある近隣ノードのあて先の検出と、ルートの選択と、サービスの質と、ローカル・ホスト・ドメインから輸送層（層４）へ入信するメッセージの認識および転送とに関わるものであって、前記輸送層は、メッセージの確実な到着を行い、選択的にエラー検査機構とデータフロー制御を提供する。層３は特定のプロトコルに指定されたものである場合があるが、層３の定義を追加的に使用して、別の任意のパケットベース通信モデルにおける同様のオペレーション層を定義することができる。
【００２５】
「層３デバイス」という用語は、ネットワーク層とも呼ばれるパケットベース通信モデルの層３で動作するデバイスを意味するものとして使用される。層３デバイスとしては、例えば、ルータ、または当業者であれば容易に理解するであろうその他のネットワーク層に適したデバイスが含まれる。
【００２６】
「セグメント」という用語は、層３で応答する隣接ホスト間にあるネットワークパスの一部を意味するものとして使用されており、ホストとしてはソースホスト、ターゲットホスト、シンクホスト、またはあて先ホストが可能である。１セグメントは、更に、前記セグメントの始まりまたは終わりにあるものと見做される１ホストを有する。
【００２７】
「高速ネットワーク」という用語は、１０／１００Ｍｂｐｓより速い速度で動作する能力のあるパケット交換方式ネットワークであって、より一般的に述べると、今日の典型的なローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）よりも高速で動作するパケット交換方式ネットワークである。
【００２８】
特に否定しない限り、本書で使用されている全ての技術用語および科学用語は、本発明の分野の当業者が一般に理解するものと同一の意味を有するものである。
【００２９】
本発明は、パケット交換方式ネットワークのエンドツーエンド・パスおよび前記パス間の全セグメントについて、リアルタイムで非侵入性の特徴付けを行う手段を提供するものであって、そのエンドホストに依存せずに動作し、且つ遠隔配備される動作エージェントを必要としないものである。本発明は、ワンエンド式テクニック、すなわち、前記ネットワークをその容量まではロードしない、またはその返信パスを測定しない有効な一方向測定として効果的に特徴付けられるものである。本発明は、ある範囲の条件下で柔軟に動作可能であって、律速機構および対ＤＤＯＳ（分散型サービス妨害）機構の存在下で動作可能なものである。本発明は、ＵＤＰ（ユーザー・データグラム・プロトコル）、ＴＣＰ（トランスミッション・コントロール・プロトコル）のような非ＩＣＭＰ（インターネット・メッセージ・コントロール・プロトコル）プロトコルに関して、プロトコル／アプリケーション特定の動作に加え、例えばトラフィック・シェーピングおよび律速など、前記ネットワークパスの影響を追加的に特徴付けることができる。本発明は、更にスケーラブルなものであるので、高速ネットワークの伝送パスを特徴付ける能力を有する。
【００３０】
本発明は、ソースホストとあて先ホストをつなぐパスを特徴付ける方法と装置を提供するものであって、前記ソースホストと前記あて先ホストをつなぐネットワークパスの各応答セグメントの特徴付けを含む。本発明は、データ収集を最初の段階として有するものであって、この段階において、ネットワークパスのサンプリングは、サイズ、数、プロトコルの異なる場合のある特定の順序配列されたパケット群を送受信する手段によって可能となるものであって、全パケットは前記ソースホストから前記あて先ホスト宛に送信されるものである。これら順序配列されたパケット群は、戦略的に配列されるマーカーパケットとロードパケットを含むものであって、前記ロードパケットは、典型的に、前記ソースホストとあて先ホストの間の予め定められたノードで有効期限切れとなる。特定の順序配列されたパケット群の前記ロードパケットの有効期限切れ後、前記ロードパケットに関連付けられた前記マーカーパケットは、前記ロードパケットの有効期限切れまでのネットワーク特性に関連する情報を捉える手段を提供する。これら順序配列されたパケット群と前記ネットワークのインタラクションに関連するこの情報は、前記シンクホストで収集されるものであって、前記シンクホストは、前記ソースホストとあて先ホストをつなぐネットワークパス沿いのノードである場合も、そうでない場合もある。その後、前記収集情報を分析することによって、前記ソースホストとあて先ホストをつなぐネットワークパス沿いの各セグメントの特徴付けが可能となる。本発明では、前記順序配列されたパケット群の特徴付けと前記収集情報の相関を実行することによって、前記収集情報のより詳細な分析を組み込むことが可能であるので、サンプリング中に使用された前記順序配列されたパケット群の特徴付けを調整する手段が可能となり、結果的に前記サンプリングの最適化と前記ネットワークパスの特徴付けが可能となる。本発明は、様々なプロトコルを使用する手段を提供することによって、特定のプロトコルへのネットワークの応答を選択するための手段を提供すると同時に、前記順序配列されたパケット群に従い、そのネットワークの応答を評価するための手段を提供する。
【００３１】
図１を参照すると、出所１０とあて先３０をつなぐ潜在ネットワークパスが図示されており、図において、このパスは多数の層３デバイス、例えばルータ２０によって多数のセグメントに分離可能なものである。本発明に関しては、ソースホスト５０とあて先ホスト６０をつなぐパスは図２に図示されており、図において、前記ソースホストとあて先ホストの間には多数の層３デバイスまたはターゲットホスト７０がある。シンクホスト８０も本発明に組み込まれるものであって、前記シンクホストとしては前記ネットワークパス沿いのホストの任意の１つか、または評価対象パスの外にあるノードが可能である。本発明に従い、順序配列されたパケット群は前記ソースホスト５０を出所とするものであって、前記あて先ホスト６０をあて先とするものである。これら順序配列されたパケット群の設定および前記順序配列されたパケット群と前記ネットワークのインタラクションは、前記ソースホストから前記あて先ホストへのネットワークパス沿いに、各ターゲットホスト７０に関する特性を決定することを可能にする。前記サンプリングセッション中の前記順序配列されたパケット群の送信に関連する情報は、分析のために前記シンクホスト８０で受信される。
【００３２】
前記ネットワークには、前記順序配列されたパケット群をパス沿いに送信し、前記順序配列されたパケット群が前記パスを横断した後に、前記順序配列されたパケット群またはそれらに対する応答を受信するための１若しくはそれ以上の機構が接続される。１つの実施形態において、パケットシーケンサーを出所とするものである順序配列されたパケット群は、リフレクションポイントまでパス沿いに移動した後、伝搬して前記パケットシーケンサーに戻るものであって、この実施形態において、前記パケットシーケンサーは前記ソースホストに配置することができる。別の実施形態において、パケットシーケンサーを前記ソースホストに配置して送信テストデータを収集し、別のパケットシーケンサーを前記シンクホストに配置して前記順序配列されたパケット群またはそれらに対する応答の受信に関連する情報を収集する。パケットシーケンサーは、パケットが発信される時刻と、返信パケットが受信される時刻についての情報を記録することができる。パケットシーケンサーは、例えば送信されたパケットのタイプと、受信されたパケットのタイプとに関する情報を追加的に収集することができる。前記サンプリング段階に収集された全情報は、テストデータと見做される。
【００３３】
加えて、前記ネットワークには、前記テストデータを受信し、必要に応じて前記サンプリング分析の適合または修正のほかに希望する前記テストデータの分析を実行するための分析システムが連結されている。前記分析システムは、当業者には容易に理解されるように、プログラムされたコンピュータを有すること、またはハードウェアまたはその他の形の計算システムに設定することが可能である。前記分析システムは、パケットシーケンサーとともに共通のデバイスをホストとすること、または共通のロケーションに配置することが可能であるが、前記パケットシーケンサーと物理的に分離することも可能である。例えば、前記分析システムおよびパケットシーケンサーを両方とも前記ソースホストに配置することが可能であって、この場合、前記ソースホストは前記シンクホストとしての機能も果たす。パケットシーケンサーおよび前記分析システムのポジションは、前記ソースホストおよび前記シンクホストの選択に依存する場合がある。
【００３４】
サンプリング段階
前記サンプリング法は、「ロードおよびマーカー」の使用を統合するものであって、一部のパケットは前記ネットワークに「ローディング」する役割を果たすことによって特定の応答を生成し、その他のパケットは前記応答に「マーキング」する役割と、分析のために前記シンクホストに戻る役割とを果たす。ロードおよびマーカーのパターンの様々な設定が可能であって、異なる設定を使用してネットワークパスをサンプル抽出し、単数または複数の特定の特性のために使用することができる。最も一般的な設定は、図３で図示するように、マーカーパケット１１０を所々に含むロードパケット順序群１００を含むものである。図３では隣接するマーカーの間に同数のロードが描かれているが、必ずしもそうである必要はなく、これは単に順序配列されたパケット群のより一般的な設定の１つの実施形態に過ぎない。ロードおよびマーカーは、例えばヘッダー値、プロトコル、サイズ等、特定の特性によって区別することができるものであって、前記マーカーの数とポジションはその実施の仕方に依存する。前記マーカーによって、結果的に生じるシステム必要経費を必要とせず、送信される各個別パケットの追跡による欠点を生じることもなく、前記順序配列されたパケット群全体のポジションおよび動作を追跡することが可能となる。加えて、多くの例において、ネットワークパスからの応答を引き起こすことも、その応答を観察することも実行不可能である場合がある。例えば、前記ネットワークパス沿いに送信される全パケットが前記設定である場合、前記ネットワークパス沿いのＩＣＭＰエコーの律速機構は、その他のプロトコルに関連するパスの応答を変更する場合がある。しかしながら、その他のプロトコルを送信することによって、望ましい応答を観察することが難しくなる場合がある。したがって、望ましい応答を生成するための望ましいプロトコルの順序配列されたパケット群の範囲内に、容易に観察可能な応答を生成するパケットを埋め込むことによって、前記望ましい条件下にあるネットワークパスの機能を観察することが可能となり、結果的に前記機能を特徴付けることが可能となる。
【００３５】
本発明の１つの実施形態において、図４を参照し、順序配列されたパケット群の第１の設定は、第１のマーカーパケット１００Ａと、それに続く一連のロードパケット１１０と、第２のマーカーパケット１００Ｂとを含むものである。この設定において、先行マーカーパケットと後続マーカーパケットは、それらマーカーパケットの間にある前記ロードパケットへのネットワークパスの応答にマーク付けをするための手段を提供する。
【００３６】
本発明の１つの実施形態において、前記マーカーパケットはロードパケットと同一のサイズであるが、この設定を操作することによって、例えば望ましいサンプリングセッション中に使用するために最適なマーカーのサイズを選択することができる。前記マーカーとして典型的なのはＩＣＭＰエコーパケットであるが、これらも、ＵＤＰまたはＴＣＰのような他のプロトコルを用いて同等に定義することが可能であって、プロトコルの選択は、ネットワークパスの実施と望ましい特性に基づいて決定することができる。前記マーカーは、典型的に、前記あて先ホストをあて先とするものであるが、前記ネットワークパス沿いのその他のノードを前記マーカーの望ましいあて先として選択することができる。更に、前記マーカーは、前記あて先へ届く前にどこかのノードで有効期限切れとなる場合もあるが、この場合、前記ロードは前のノードで有効期限切れとなっている。この動作は、例えば前記マーカーが有効期限切れとなる前記ノードから、何らかの応答を引き出す場合がある。加えて、前記マーカーを、例えば前記ＩＣＭＰエコー応答パケットなど前記順序配列されたパケット群の送信に関連する情報を受信するための望ましいロケーションを特定するために設定することもできる。本発明において、この望ましいロケーションは前記シンクホストであって、前記シンクホストとしては、特徴付けの対象である前記ネットワークパス沿いのノードまたは前記ネットワークパスの外のものが可能である。
【００３７】
本発明の１つの実施形態において、前記ロードパケットはサイズが同一のものであって、典型的に、前記ソースホストからそれに隣接するターゲットホストへの部分パスまたはセグメントＭＴＵ（最大転送単位）が許可する最大のサイズとして作成される。前記ロードは、例えばＩＣＭＰ、ＵＤＰ、またはＴＣＰなど任意のプロトコルを使用して設定可能であるが、本発明の１つの実施形態において、前記ロードはＵＤＰを使用して設定される。前記ロードの設定中、前記ロードのあて先は前記あて先ホストであるが、特定の条件下では、このパラメータについて前記パス沿いのその他のノードを選択することもできる。加えて、前記ロードはそれらのＩＰヘッダーでのＴＴＬ（有効期間）値で設定されるものであって、前記ＴＴＬ値は、特徴付け対象の前記ネットワークパス沿いの特定の層３ノードまたはターゲットホストで有効期限切れとなるように特定の値に設定される。例えば、ＴＴＬ＝１で設定されたロードは、第１のホップまたは層３デバイストラバースで有効期限切れとなり、ＴＴＬ＝２に設定されたロードは第２のホップで有効期限切れとなる。予め定められたホップでロードが有効期限切れした後、前記ロードと前記ネットワークパスの前記ホップまでのインタラクションに関する情報が前記シンクホストに送信される。２つの特定のマーカーパケットの間の１若しくはそれ以上のロードパケットが同一のＴＴＬで設定されていることに注意することが重要である。
【００３８】
本発明の１つの実施形態において、前記サンプリング段階は、特定された選択済みあて先ホストへの前記ネットワークパス沿いの前記層３ノードの各々とともに開始する。この特定プロセスは、例えば、層３経路探索機構を使用することにより、前記特定されたあて先への到達可能性と、前記あて先までの間のノードの数とを決定することができる。その後、ロードおよびマーカーとを有する一連のパケットが前記ロードのＴＴＬ有効期限とともに前記あて先ホストへ送信され、前記有効期限によって、それらは異なるターゲットホストで有効期限切れとなる。１つの実施形態において、前記ロードは任意の好ましいプロトコル、例えばＵＤＰのパケットを有することができ、前記マーカーはＩＣＭＰエコーパケットを有することができる。有効期限切れとなるロードによって、前記ターゲットホストによって生成されるＩＣＭＰ  ＴＴＬ有効期限切れメッセージが生じる場合があり、前記ターゲットホストで有効期限切れが生じ、これらのメッセージは前記予め定められたシンクホストへ転送される。前記マーカーは、前記あて先ホストへと引き続き移動し、例えば前記マーカーがＩＣＭＰを使用して生成されたものである場合、前記シンクホストへ送り戻されるＩＣＰＭエコー応答パケットとなることができる。あるいは代わりに、前記マーカーが前記ロードの有効期限の後にノードで有効期限切れとなり、前記マーカーに関連するＴＴＬ有効期限メッセージが前記シンクホストに送り戻される場合もある。前記順序配列されたパケット群の送信開始時刻、およびその結果生じるメッセージと応答を前記シンクホストが受信する時刻に関連する情報の収集と分析を通して、前記ソースホストと前記あて先ホストをつなぐ前記ネットワークパスの各セグメントの特性を評価することができる。１つの実施形態において、前記ソースホストは前記シンクホストでもあって、別の実施形態において、前記あて先ホストは前記シンクホストである。そうでない場合は、前記メッセージと応答パケットの送信のための明確なシンクホストを特定するよう前記マーカーと前記ロードを設定することができる。この場合、前記送信タイミングと受信タイミングの付加的同期が必要とされるので、例えば、グローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）を使用するなどしてそれを行うことにより、この明確なシンクホストのロケーションに基づくメッセージおよび応答パケット移動時間の追加または短縮を考慮に入れることによってほぼ同等の精度を実現する。
【００３９】
別の実施形態において、その他のプロトコルにおいて前記マーカーを構成することによって、前記マーカーパケットへの応答を引き出すためのほぼ同等の機構を実現し、前記あて先ホストからエラー応答を生成する。例えば、ＵＤＰプロトコルを使用してマーカーを構成し、前記あて先ホストで非アクティブポートを使用するよう設定することができる。前記ＵＤＰマーカーパケットは、ＩＣＭＰポート到達不可能応答を生成することができる。しかしながら、いずれの実施形態においても、前記ロードパケットのプロトコルの選択は、前記マーカーパケットのプロトコルの選択に依存しないものであることに注目すべきである。
【００４０】
本発明に従って生成されるものである順序配列されたパケット群の移動の例が、図５に示されている。ソースホスト５０で、順序配列されたパケット群１５０はあて先ホスト６０をそのあて先として作成され、前記ロードパケットは２に等しいＴＴＬで設定され、マーカーパケットは先行して前記ロードパケットに続く。前記順序配列されたパケット群は、そのパケットのＴＴＬを徐々に減らしながら第１のターゲットホスト７０Ａを横断し、第２のセグメント沿いに第２のターゲットホストへと進むものであって、前記第２のターゲットホストで、前記ロードパケットは有効期限切れとなり、前記ネットワークパス沿いのそれらの移動に関連する情報１７０は、収集とその後の分析のために予め定められたシンクホスト８０に送信される。例えば、この情報を、前記第２のターゲットホスト７０ＢからのＩＣＭＰ  ＴＴＬ有効期限メッセージの形とすることが可能である。最初に送信された前記順序配列されたパケット群に関連付けられた前記マーカーパケットは、前記ネットワークパス沿いに続行して前記あて先ホスト６０へ進み、そこで、収集と後の分析のために前記予め定められたシンクホスト８０に反映される。例えば、この情報を、前記出所のホストに戻されたＩＣＭＰエコー応答パケットの形とすることが可能である。この例において、前記第３のターゲットホスト７０Ｃは、前記戻された情報のタイミング測定とスペーシング測定に影響を与えない場合があるが、これは、このターゲットホストの結果として前記２つのマーカーパケット間のスペーシングの修正が起きるとは限らないためであり、同時に、前記マーカーパケットは、前記第２のターゲットホスト７０Ｂおよび前記７０Ｂまでの間の、前記順序配列されたパケット群と前記ネットワークのインタラクションに関する情報を提供する。前記ロードパケットの有効期限切れ後、前記マーカーパケットのうち一方は前記ネットワーク内でクロストラフィックを経験し、もう一方はその影響を受けない場合、前記マーカーパケット間のスペーシングは変更される場合がある。
【００４１】
前記ロードパケットは、前記ネットワークパス沿いに移動するにつれて、前記ロードパケットが通過または横断するネットワークデバイスの影響と、前記ネットワークに関連付けられるその他の特徴とのインタラクションの影響を受ける。例えば、前記ネットワークパスの帯域圧縮、対面通行、変化は、前記ロードを混乱させ、結果的に前記関連マーカーも混乱させる場合がある。例えば、前記ソースホストを出所とするパケットに対する、前記ＴＴＬ有効期限のタイミングと、前記シンクホストに戻るエコー応答パケットのタイミングの分配は、ロード数、パケットサイズ、往復時間、合計移動時間、パケット損失、スペーシング、オーダリングについて測定される。このデータは、これらおよびその他のネットワーク特性を評価するための手段を提供することができる。
【００４２】
図６は、より高い容量のセグメント沿いに移動していたマーカーおよびロードパケットのスペーシングに低容量セグメントが与える影響を示す。この影響は、ヴァン・ジャコブソン図として表されている。パケット間のスペーシングを、前記パスに現れる帯域圧縮で導入することができる。図６が図示するように、前記低容量セグメント２１０に到達する前の前記順序配列されたパケット群は、前記高容量セグメント２００内に狭い間隔で配置されている。前記低容量領域に到達すると前記パケットの送信速度は低下し、その結果、隣接するパケット間のスペーシングが増す。その後の高容量セグメント２２０に到達すると、前記パケットは典型的に、前記低容量セグメントを横断中に作り出されたこのスペースを減らすことができないので、前記パケット間のスペーシングは、前記ネットワークパスの２つの異なるセグメントの送信速度の相関を示すものとなる。しかし、前記パケット間のスペーシングは、前記ネットワーク沿いにクロストラフィックが存在すると変わる場合があり、この要因は、それが前記順序配列されたパケット群の全パケットではなく前記パケットの一部のみに影響を与えるものである場合、前記パケット間のスペーシングを減少する場合があり、前記クロストラフィックは前記影響を受けるパケットの遅延を結果的に増加することができる。クロストラフィックによる影響を受けるパケットをクロストラフィックの影響を受けていないパケットから区別することができれば、クロストラフィックの存在およびそれが前記パケットに与える影響を検出することができる。
【００４３】
図７は、前記低容量セグメント２１０を横断後の前記ロードパケットの有効期限切れ後に知覚される前記マーカーのスペーシング１１０と、前記有効期限に関連するメッセージ１７０の生成とを図示する。この方法において、前記マーカー間のスペーシング１１０は、例えば、前記順序配列されたパケット群に関連付けられたロードパケットが有効期限切れとなった前記ノードを含む前記あて先ホストまでの前記ネットワークパス沿いのボトルネックの影響を表すことができる。
【００４４】
前記ロードパケットが有効期限切れとなるターゲットホストがボトルネックであるか、またはそれがボトルネックに続くものである場合、前記マーカーパケットは、前記ロードが有効期限切れとなった地点から、それらの間の分離を維持しながら前記あて先ホストへ引き続き進む場合がある。一部の状況においては、前記マーカーパケットは、その他のあらゆる現象、例えばその後のボトルネックやクロストラフィックによる影響を受けることなく、前記あて先ホストまでの残りの移動をすることができる。前記あて先ホストからはね返ってきた前記マーカーパケットも、その他の現象による影響を受けることなく前記シンクホストへの移動をすることができる。前記マーカーがその他の知覚される影響に遭遇しない場合、マーカー応答は、前記ロードが有効期限切れしたノードを代表するパケット間分離とともに前記シンクホストに到着することができるので、前記ネットワークパスのそのセグメントの特徴化の手段が提供される。前記マーカーパケットの分離が十分に大きい場合、前記ロードパケットの有効期限切れ後に横断した低容量セグメントは前記マーカーパケットのスペーシングに影響を与えない場合がある。この場合、前記低容量セグメントにおける前記第１のマーカーパケットの送信速度の低下が前記第２のマーカーパケットの追加的な遅延につながらない場合があり、したがって、前記マーカーパケット間のスペーシングは、前記ロードパケットの有効期限切れの後、一定に維持され得る。前記マーカーパケット間のこのスペーシングは典型的に減少しないものであるが、例えば、前記マーカーパケットの一方だけがクロストラフィックとの相互作用を持つと、前記マーカーパケット間のスペーシングの減少が生じる場合がある。
【００４５】
一例として、競合するトラフィックによって遅延したか、待ち行列で互いに遭遇したか、または失われたものであるマーカーおよびマーカー応答を、前記ネットワークパスによる追加的な影響を受けずに戻ってきた前記マーカー応答からの応答の分配において隔離することができる。１つの実施形態において、最大ビットレートの分析のために選択される前記ネットワークからの応答は、前記有効期限切れロードに関連する全ての応答が受信されたときの最小合計移動時間（ＴＴＴ）を持つマーカーと、元々の送信順序にあるマーカーとに基づくものとなる。その他の分析は、データ選択のためのその他の要求事項を有する場合がある。ロードおよびマーカーの両方に対する応答パケットの分配を維持および分析することによって、前記ネットワークパスについての広範な特性を明らかにする。これらの特性としては、パケットサイズ、パケット数、プロトコル、ＴＴＬのようなパラメータに基づく特性が可能であって、前記パラメータは、前記順序配列されたパケット群の最初の送信時に設定されたものである。前記マーカーの最初の送信に関連する前記マーカー応答の分配を、前記送信に関連する情報および前記ロードに関連する有効期限切れメッセージの受信とともに分析することによって、前記エンドツーエンド・ネットワークパスを、前記ソースホストから前記予め定められたあて先ホストまで、「ホップ」ごとまたはセグメントごとに特徴付けることができる。前記ネットワークパスのこの特徴付けは、一方向の最大ビットレートと、一方向の伝搬遅延と、一方向の遅延変動と、一方向の利用可能なビットレートとを有する測定を含むものである。
【００４６】
上記に基づき、本発明のサンプリング段階がその後の分析のための関連情報を収集する能力に、パケットベース・ネットワークの速度能力が影響を与えない場合があることは明白であり、したがって、完全なネットワークパスの特徴付けは、たとえそれが高速ネットワークであっても可能である。典型的な制限要因は、前記順序配列されたパケット群を前記ネットワークパスに確実に配置することを可能にするために必要な精度であって、この要因は、前記ソースホストのネットワーク・インターフェイス・カード（ＮＩＣ）に依存する。望ましいレベルの特徴付けを提供するには、前記ＮＩＣを十分に制御できることが必要であり、それによって、送信および応答受信時刻に関して収集されたデータの精度が十分なものとなる必要がある。
【００４７】
特徴付けを可能にする分析段階
特徴付けを可能にする分析段階は、前記ネットワークパス容量と、前記望ましいパケットを必要な形で前記ネットワーク上に配置するための能力に関して予め定められた一連の仮定に基づいて定義することができる。したがってこの分析に関しては、オペレーティング・システムおよび送信速度に影響するその他の制限的プロセスの影響を減らす能力のあるパケットを準備および送信するための機構が存在するものと仮定することができ、そうすることによって、隣接するシリーズの一部として送信されるパケットの時間的な分離が最小限となるようにする。そうすれば、前記ソースホストからの前記順序配列されたパケット群の送信速度を、主に前記ソースホストのＮＩＣの最大送信能力によって制限することができる。このパラメータを、その層２仕様によって定義することが可能であって、例えば、そのＩＰネットワークに存在することが可能な層３の何らかの影響を伴う高速イーサーネットでは、例えば１００Ｍｂｐｓとすることができる。
【００４８】
前記分析を実行するための以下に挙げる手順は、特定の順序配列されたパケット群を送信することを仮定しているが、当業者であれば、この提供される順序を拡大することによって、別の設定の順序配列されたパケット群を使用して望ましい測定を確定し得ることを容易に理解するべきであり、そのようなものは本発明の範囲内であると見做される。
【００４９】
本発明の１つの実施形態において、図８は、順序配列されたパケット群を図示しており、前記ネットワークのサンプル抽出に使用される前記順序配列されたパケット群は、前記ネットワークパスの望ましい分析に必要な生データを提供するものであって、この分析において、前記順序配列されたパケット群の各パケットのアイデンティティが特定される。隣接して送信される一連のパケットをロードＬｉと称し、ｉは前記一連のパケットにおける指数であって、１からｎまでの整数に等しいものであって、前記パケットは、前記ソースホストのＮＩＣの最大送信能力で送信されたときに前記パケット間の分離が最小となるように設定される。この順序配列されたパケット群は、更に、追加的な２つのパケットを有するものであって、それらパケットのうちの１つは前進し、もう一方は前記ロードパケットの後に続くものであって、前記追加的なパケットは、各々、マーカーＭ０およびＭ１と呼ばれる。これらのマーカーも、前記ロードに対して隣接して送信されるものであって、マーカーと、それに隣接するロードパケットとの間の分離は最小化される。
【００５０】
各パケットは、特定のＩＰアドレスとして指定されるあて先ホストとともに送信することができるものであって、前記ＩＰアドレスは、評価対象ネットワークを介してソースホストからアクセス可能なものであって、前記ソースホストはそのシンクホストとして指定される。両方のマーカーパケットに関連付けられたＴＴＬパラメータを、例えばＴＴＬ＝２５５など最大許容値に設定可能であって、各ロードパケットに関連付けられたＴＴＬパラメータは、例えば０<ｈ<２５６の間の整数値ｈに設定される。このタイプの設定は、典型的に、前記マーカーパケットが前記あて先ホストへ到達することを可能にし、前記ロードパケットは、典型的に、前記ソースホストと前記あて先ホストの間のターゲットホストで有効期限切れとなる。特定の順序配列されたパケット群の中では、前記ロードパケットの各パケットのＴＴＬに同一の値が割り当てられるが、その他の順序配列されたパケット群のロードパケットに関連付けられたＴＴＬは変更され、異なるターゲットホストに対応する変数として扱われる。ｈの値が、前記ソースホストと前記あて先ホストの間のパスにおける層３のホップ数未満であると、前記ロードパケットＬｉは有効期限切れとなり、「ＴＴＬ有効期限」メッセージが前記ターゲットホストから前記シンクホストへ送信され、有効期限切れした各ロードパケット当たり１つのメッセージが送信される。この実施例において、前記ソースホストとシンクホストとは同一であるが、必ずしもそうである必要はなく、別の設定のためには、前記収集された情報の修正が必要とされる。特定の順序配列されたパケット群に関連付けられたマーカーパケットは、それに関連付けられたロードパケットの有効期限とは無関係に前記あて先ホストへ移動する。前記あて先ホストへ到達すると、前記あて先ホストは応答パケットを、例えばエコー応答パケットの形で前記シンクホストへ送信することになり、この場合、各マーカーパケット当たり１つのエコー応答が送信される。別の実施形態において、前記マーカーパケットは前記あて先ホストからのＩＣＭＰポート非到達性パケットを要求することができるか、または前記マーカーパケットは前記あて先ホストの前のどこかのノードからのＴＴＬ有効期限パケットを要求することができる。
【００５１】
１つの実施形態において、前記ロードパケットは、ＵＤＰプロトコルのために特定されるプロトコルを使用して定義されるものであって、均一のサイズＳＬである。そのマーカーパケットはＩＣＭＰエコーパケットであって、両方とも同一のサイズＳＭであって、このサイズは前記ロードパケットのサイズＳＬと異なる場合がある。前記ロードパケットが有効期限切れとなるターゲットホストからそのシンクホストへ送信されるＩＣＭＰ  ＴＴＬ有効期限パケットのサイズは、別のサイズＳＥが可能であって、これは、例えば６４バイトなど、比較的小さくすることが可能である。前記あて先ホストから前記シンクホストへ送信されるＩＣＭＰエコー応答パケットは、その元々のＩＣＭＰエコー・マーカーパケットのサイズＳＭと同一となる。
【００５２】
別の実施形態において、各マーカーパケットは異なるサイズが可能であり、結果的に、ＩＣＭＰエコー応答マーカーパケットは、前記あて先ホストから前記シンクホストに送信されるものとなり、それらは、各々の元々のＩＣＭＰエコー・マーカーパケットと同一のサイズである。追加的な実施形態において、前記マーカーパケットは、例えばＵＤＰのようなその他のプロトコルのものとすることが可能であって、それらの元のサイズとは無関係に、例えば６４バイトの比較的小さいサイズの、前記あて先ホストから前記シンクホストへのＩＣＭＰポート非到達性パケットを生成することができる。
【００５３】
１つの実施形態において、以下は、前記エンドツーエンド・サンプリングとネットワークパス分析を可能にし、選択されたパケットベース・ネットワークパスのセグメントごとの特徴付けを可能にするための工程の順序を提供するものであって、あて先ホストを選択し、選択的に、層３ホップＨの数と、それに対応する、前記ソースホストとあて先ホストの間にある全ての可視層３ホップのＩＰアドレスとを決定することができ、それによって、それらの間の全てのターゲットホストを特定することができる。その後、隣接する、順序配列されたロードおよびマーカーパケット群の複数のシリーズを、前記あて先ホストＩＰアドレスへ送信する。異なる順序配列されたパケット群のロードパケットに関連付けられた、有効期限を変数とするＴＴＬを、１からＨの範囲内の値に設定することが可能であって、それによって、前記ソースホストとあて先ホストの間の、前記あて先ホストを含めた前記あて先ホストまでの全ターゲットホストからのデータ収集が可能となる。全パケットの送信時間を前記ソースホストで各プローブパケットについて記録し、返信パケット時間を、受信された各有効期限パケットまたは応答パケットについて記録し、前記送信されたパケットに関連するそれぞれのタイミングと、その結果そこから返される情報を相関することによって分析を行う。特定のＴＴＬ値について、１パケットシリーズ内の各パケットのタイミングの統計を取り、各ＴＴＬ値について十分な統計が記録されたら、前記統計を使用し、特定のＴＴＬによって特定されたターゲットホストに関連付けられた測定の範囲を導き出す。この手順は、結果として、各個別ホップについて決定される測定を与えることができる。
【００５４】
本発明に従ったネットワークパスのサンプリング段階の結果は、サンプル抽出されたエンドツーエンド・ネットワークパス内の選択された各々のターゲットホストに帰属する統計値の収集を含む。前記サンプリング段階の間に送信された前記ロードパケットに関連付けられたＴＴＬ値は、特定のターゲットホストと前記収集情報を相関する手段を提供する。したがって、各ターゲットホストをＴＴＴの統計値と関連付けることが可能であって、前記ＴＴＴは、前記ソースホストでの前記シリーズの最初のパケットの送信の開始から、前記シンクホストでの前記シリーズの特定のパケットに関する確認の受信が完了するまでの時間として定義することができる。加えて、各ターゲットホストを、前記ＴＴＴ分布からの推論と関連付けることができる。
【００５５】
個々のパケットタイミングは、パケットが前記ネットワークインターフェイスを完全に去ったときと、確認パケットが前記シンクホストで完全に受信されたときの、送信を行っている前記ソースホストにおける現地時刻の間の差に基づくパケットタイミングが可能である。１つの実施形態において、前記タイミングは送受信される前記パケットの「後端」に関係する。この測定は、往復時間（ＲＴＴ）と呼ばれるものであって、前記ＴＴＴと関連するが、ＲＴＴは、前記最初のパケットをその関心対象パケットを通して送信するために必要な時間を前記ＴＴＴから差し引いたものと等しい。図９は、標準時間図において、順序配列されたパケット群の第４のパケットのＴＴＴとＲＴＴの関係を図示するものであって、この図において、時間は縦軸に沿って増す。
【００５６】
前記サンプリング段階中、表１で特定される記号の各々を表す値は、収集された情報に基づいて決定される。表１は、サンプル抽出されたパケットの統計に適用される分析を記述するために必要とされる命名法を紹介するものである。各測定は、適格なサンプルのみを選択するよう、適切なフィルタリングがパケットタイミングの分布に適用されたものと仮定している。例えば、その先行および後続マーカーの最小ＴＴＴは、同一の順序配列されたパケット群から両方の値が導き出されたものであることを要求する場合がある。表１に定められる値は、パケットベース・ネットワークのセグメントに関連する特性の評価を可能にするものであって、前記特性としては、一方向最大ビットレート、一方向伝搬遅延、一方向遅延変動、一方向の利用可能なビットレートが含まれる。
【００５７】
１つの実施形態によるこれらの特性を導き出すためのプロセスは、以下の仮定を考慮して下記に提供される。前記シンクホストと前記ソースホストが同一であること。前記あて先ホストは、前記ロードパケットがＵＤＰであって、例えば前記ロードパケットに関連付けられたＴＴＬ値が前記ソースホストと前記あて先ホストの間のホップ数より大きいなど、定められたターゲットホストが前記あて先ホストを超えるように前記ＴＴＬが設定されている場合に、ＩＣＭＰポート非到達性確認パケットを生成する。返信パスの待ち時間は、前記ネットワークパスの往路部分と対称であって、前記ネットワークの十分なサンプリングを行うことにより、各ターゲットホストについて収集される情報を統計的に有意なものとし、望ましい分析が可能となる。マーカーパケットは、前記ロードパケットがいったん有効期限切れとなったら、互いに独立なものと仮定されるものであって、したがって、前記ネットワークパスの層３デバイスの待ち行列において互いに遭遇することがないか、またはそれらが互いに遭遇すれば、その事実が検出され、その影響を受けるパケットの適切な分析を行うことが可能である。
【００５８】
【表１】
2007520957.tif 000003
【００５９】
一方向ビットレート
当業者であれば容易に理解するように、前記一方向ビットレートは、出所とあて先の間をビットが一方向に転送される場合の最大速度と見做される。図６が示すように、順序配列されたパケット群の全パケットが、例えば低容量セグメントなどビットレート・ボトルネックに到着すると、隣接するパケットの後端と後端の間の分離時間が増す。例えばその後のネットワーク容量またはクロストラフィックなどその他の影響がない場合、この特徴的な分離は持続する。例えばネットワーク容量の更なる減少などその後の圧縮があれば、それによって前記パケット間の更なる分離が生じる場合がある。特定の順序配列されたパケット群に関連するロードがいったん有効期限切れとなると、それらに関連付けられた前記２つのマーカーパケットの後端の間の相対分離は一定に維持され、それらの有効期限切れの時間でのロードの存在を代表するものとして維持される。したがって、前記マーカー分離は、前記関連付けられたロードの有効期限切れ地点までであってその先は含まない前記ネットワークパスの性質の残留的な目安としての役割を果たすことができる。
【００６０】
前記マーカー間の分離の増加または減少が可能である状況は、前記マーカーパケットに関連する応答の送信から受信までの総合時間も増すことになる。前記最小時間Λ０およびΛ１を選択することによって、その他のトラフィックに遭遇せずに端から端まで移動したパケットが前記一方向ビットレートの評価に使用される見込みが最も高くなる。十分な統計サンプリングを収集することによって、少なくとも１対のパケットの最小時間は、確実に一次予測としてこの特性を代表するものとなり得る。例えば、パケットサイズ、ロード数、プロトコルなどその他のパラメータに対する前記ネットワークの感度によって、前記ネットワークパスの特徴付けを更に精緻化することができる。
【００６１】
例えば、図１０を参照すると、前記一方向ビットレートの計算に必要なデータの概略が示されている。この順序配列されたパケット群のロードパケットに関連付けられたＴＴＬはｈに設定されているので、ターゲットホストｈを横断後に前記パケットは有効期限切れとなり、予め定められたシンクホストへＴＴＬ有効期限パケット１０５が送信される。前記ロードの有効期限切れ地点までデータを送信可能な速度、すなわち前記一方向ビットレートＢｍａｘは、２つのマーカーの後端と後端の間にあるマーカーの全ての部分を含めた前記２つのマーカー間の合計ビット数として計算することができるものであって、次のように定義される。
【００６２】
【数３】
2007520957.tif 000004
【００６３】
一方向伝搬遅延
当業者であれば容易に理解するように、前記一方向伝搬遅延は、想像上のゼロバイトのパケットがＩＰネットワーク内の出所からあて先まで移動するためにかかる時間として定義することができる。本発明に関しては、前記ＴＴＬ有効期限の確認がターゲットホストから戻るために必要な最小ＲＴＴは、パケットが前記ソースホストからこのターゲットホストまで行って戻るための往復時間を表す。各中間ノードでの前記パケットのシリアライゼーション時間は、前記ＲＴＴ時間に含まれるものであって、シリアライゼーション時間はパケットサイズの関数である。前記送信パケットのサイズが前記受信パケットのサイズと異なる場合もある。ゼロバイトというサイズを持ち、返信パスの対称性を仮定するものであるパケットによるシリアライゼーション時間に関連する検討材料がないので、前記ソースホストから前記ターゲットホストへのゼロバイト・パケットの伝搬時間は、このゼロバイト・パケットのＲＴＴの半分となることが可能である。
【００６４】
１つの実施形態において、前記ロードパケットは前記ターゲットホストに順序だって到着するものと仮定すると、最初のロードパケットＬ１の最小時間α１は最小となるべきである。この値は、前記第１のマーカーパケットＭ０およびＬ１が前記ターゲットホストへ移動するための時間と、Ｌ１の有効期限（Ｅｘｐｉｒｙ）に関連付けられたＴＴＬ有効期限パケットが前記シンクホストへ戻るための時間とを有するものであって、α１は次のように決定される。
【００６５】
【数４】
2007520957.tif 000005
【００６６】
この式において、ｔｐｒｏｐは一方向伝搬時間、ｔｓｅｒ（Ｓｘ）はＳｘサイズのパケットの一方向シリアライゼーション時間である。
【００６７】
したがって、前記ロードパケットＳＬまたは前記マーカーパケットＳＭのサイズを変化させることによって、前記サンプリング段階中に、最小ＲＴＴα１の値の範囲を作り出すことができる。α１が前記パケットサイズＳｘに線形依存するものと仮定し、バイトサイズがゼロであるパケットＳｘ＝０についての予測値α１を次のように見積ることが可能であって、その後、前記一方向伝搬はα１（０）／２として見積られる。
【００６８】
【数５】
2007520957.tif 000006
【００６９】
この式において、α１（Ｓｘ）はＳｘ＝ＳＬ＋ＳＭ＋ＳＥの値での最小ＴＴＴであって、ＳＬおよびＳＭのいずれかまたは両方はサイズが異なるものであって、Ｓｌａｒｇｅ ＞＞ Ｓｓｍａｌｌとなる。
【００７０】
一方向遅延の変動
当業者であれば容易に理解するように、前記一方向遅延の変動は、特定のパスに沿ったパケットの移動時間の範囲として定義することが可能であって、そのシステムに存在するジターと関係する場合がある。この尺度は、パケット遅延の分布を表す。例えば、トラフィックの多いネットワークでは、クロストラフィックのレベルがネットワーク内で大きく異なるので、各パケットは一意の遅延を示す場合がある。本発明のコンテクストにおいては、一方向遅延の変動は、パケットが前記ソースホストから前記ターゲットホストへ移動するための移動時間の変動性として定義されるものであって、一連の順序配列されたパケット群の中の特定のパケットの経時的ＴＴＴの分布から前記移動時間を推測できるので、このように定義されるのである。
【００７１】
本発明のサンプリング段階中に抽出される前記ロードτｉのＴＴＴ値は、この分布の主要な尺度を表すことができる。図１１は、簡略化された単一のパケットの事例でのＲＴＴの典型的分布を図示するものであって、この事例においてＲＴＴはτ０すなわち１つのパケットのみを含む順序配列されたパケット群のＴＴＴと同一であって、ＲＴＴはミリ秒でｘ軸上で表されており、特定のＲＴＴの発生頻度はｙ軸上に表されている。更に、この典型分布の最小時間３００、平均時間３１０、標準偏差３２０が概略的に示されている。前記ＲＴＴ分布は、例えば前記パケットサイズまたはパケットタイプの関数である。順序配列されたパケット群のτｉであるＴＴＴの分布は、性質的に同様であって、個々のＲＴＴ分布から導き出すことができる。
【００７２】
前記一方向遅延の変動の全体的な分布を表す単一の概値は、次のように定められる変動係数ＣｏＶと等しい。
【００７３】
【数６】
2007520957.tif 000007
【００７４】
この式において、選択された標準偏差および平均は、典型的に、最初または最後のロードパケットのＴＴＴに関するものである。
【００７５】
前記一方向の遅延変動は、送信されるロードパケットのサイズまたは数に対するものとして表すことができる。しかし、前記平均ＴＴＴは、その返信パスの性質についての仮定を含めて使用されているものであって、その返信パスの潜伏期がその往路パスと対称であり、対面するトラフィックのような制限的影響またはプロトコル特定の速度制限が前記返信パスではごくわずかであるといった仮定を含んでいる。
【００７６】
一方向の利用可能なビットレート
前記一方向の利用可能なビットレートを使用し、アプリケーションが使用可能な最大ビットレートの百分率Ｂｍａｘを記述することができる。経時的に変動し得るクロストラフィックやその他の制限的影響が存在する場合、前記利用可能なビットレートは、典型的に経時的に変動する。前記利用可能なビットレートの任意の尺度は、何らかの粗視化または経時的平均化を推測する。本発明で考慮される前記利用可能なビットレートの値は、統計サンプリングが実行された期間にかけての前記利用可能なビットレートの平均値を表すものである。前記利用可能なビットレートの合計値Ａｉ（Ｔ）は、次のように決定することができる。
【００７７】
【数７】
2007520957.tif 000008
【００７８】
この式において、λ（ｔ）はクロストラフィックが占領している合計容量の割合を表す時間連続関数である。
【００７９】
特記すべき点として、あらゆる任意の時点でパケットが割合として前記ネットワークリンクを占領することはないので、ネットワークトラフィックは、実際には離散である。時間ｔにおいて競合するクロストラフィックがパスにないときは、関数λ（ｔ）には０という値が割り当てられ、前記パスにクロストラフィックがあるときは１という値が割り当てられることになる。λ（ｔ）の連続的性質は、粗視化された期間Ｔが、ある１つのパケットが前記ネットワークのある任意の地点を通過するために必要とする時間よりもはるかに大きい場合に、良い概数を与えることができる。
【００８０】
特定のエンドツーエンド・パスは前記ソースホストからターゲットホストへの一方向のビットレートを提供するものと仮定すると、Ｂｍａｘすなわち前記第１のマーカーパケットＭ０の後端と前記最後のマーカーパケットＭ１の後端の間の時間の微分を、前記最大ビットレートに関連付けることができる。前記利用可能なビットレートが、最大ビットレートｘ＊Ｂｍａｘの単純な割合であると仮定すると、次のように決定することが可能な割合ｘは、同一の量のデータを前記ソースホストから前記ターゲットホストへ通過させるために必要な合計時間の増加を決定することになる。
【００８１】
【数８】
2007520957.tif 000009
【００８２】
この式において、前記割合ｘ＝（ｔ１−ｔ０）／（ｔ２−ｔ０）は、その最小ＴＴＴ（α）と平均ＴＴＴ（τ）とによって表現することができるため、ｘ＝α／τである。
【００８３】
例として、図１２は、前記利用可能なビットレートと前記最大ビットレートの比較を表す略図である。具体的には、クロストラフィックが前記ネットワークの部分に存在しない場合、前記利用可能なビットレートはその最大ビットレートとなり、前記最初のマーカーパケットの後端と前記最後のマーカーパケットの後端の間の時間は、図１２（ａ）が示すように、ｔ１−ｔ０によって表される。図１２（ｂ）が示すように、クロストラフィックが存在する場合は、前記利用可能なビットレートは前記最大ビットレートの割合であり、前記最初のマーカーパケットの後端と前記最後のマーカーパケットの後端の間の時間は、ｔ２−ｔ０によって表される。特記すべき点として、ｔ２はｔ１より大きく、クロストラフィックの存在下では、同一の量の情報が通過するためにかかる時間は増加する。
【００８４】
前記利用可能なビットレートＢａｖａｉｌは、使用される仮定と含まれるネットワークの影響に依存し、順序配列されたパケット群のロードの最初または最後のパケットか、またはそのマーカーパケットによって定義することができる。対面トラフィックまたはその他の制限的影響は、潜在的に、送信されるパケットの通過に敏感に反応するものであるので、前記ロードの最初のパケットは最も代表的なものとなる場合がある。あるいは、前記ロードの存在が前記対面トラフィックの変動性を安定化するものと仮定し、前記最後のロードパケットを使用することが適切である場合もある。前記マーカーパケットの使用は、前記制限的影響についての一部の仮定が前記ターゲットホストを通過することを要求するが、これは、前記マーカーの平均ＴＴＴが最小ＲＴＴとは異なり、ロードの有効期限の後に前記ネットワークパス沿いに追加的な過渡信号遅延を含む場合があるためである。特記すべき点として、前記平均ＴＴＴの使用は、与えられた情況に適応可能である可能性のある、前記往路パスに対する前記返信パスの性質についての仮定を意味する。
【００８５】
適応されるサンプリングとテストフロー
当業者であれば容易に理解するように、パケットベース・ネットワークパスの性質は、可変である場合がある。パスおよびその要素の特徴付けは、前記特徴付けプロセスにかかる時間と、結果の精度と、前記ネットワークパスのロードに関して最適化することができる。本発明の１つの実施形態に従い、このサンプリング手順の最適化を、適応サンプリングの使用と関連分析の適用とによって実現可能である。この適応サンプリング・プロセスは、予め定められた指標の評価とともに開始し、使用される非最適化サンプリング法からの結果として得ることができるものである。その後、１若しくはそれ以上の適応操作を実行して前記サンプリング法を改善する。最後に、収束プロセスを使用することにより、望ましい精度レベルで評価対象のネットワークパスを特徴付けるために十分なサンプリングが実行されたかどうかを決定する。
【００８６】
１つの実施形態において、前記適応プロセスは、次善サンプリング法のパターンについて生パケットのタイミングと損失値を検討するものであって、これらのパターンは指標と呼ばれる。これらの指標は代替サンプリング法の決定を可能にするものであって、前記代替サンプリング法に対して、テスト対象のネットワークパスは、サンプリングという観点において改善された方法で応答する。前記適応プロセスは、テスト対象の前記ネットワークパスにとって最も効果的なサンプリング法が決定されるまで、前記サンプリング法の変更またはそれへの適応を繰り返すことができる。加えて、前記適応プロセスを、その他のプロセスから隔離してテスト対象のネットワークパスの１ホップに対して行うこと、あるいはそれを、前記ネットワークパスのホップの全体または部分シーケンスに基づいて選択的に行うことが可能である。
【００８７】
１つの実施形態において、サンプリング結果における指標の存在は、使用された次善サンプリング法を示すことができる。あるいは、サンプリング結果に含まれる指標がない場合、それは、そのサンプリング法がテスト対象のネットワークパスの特徴付けに対して有効であったことを示すことができる。具体的なサンプリング結果の中に複数の指標が存在する場合、それは、複数の次善サンプリング法パラメータを示す場合があり、また、複数の指標は、単一のより具体的な次善サンプリング法パラメータを示す場合がある。
【００８８】
１つの実施形態において、適応操作は、サンプリング法およびそのパラメータの変更を定義するものであって、各操作を、ある特定のネットワーク条件一式を許すか補うものとして設計することができる。単一の操作または複数の操作を１つのサンプリング法に適用することができる。更に、１つの操作を繰り返し適用するか、あるいは逆にすることができ、前記操作の効果がその逆効果を生み出すために無効化されることによって、例えば、テスト対象のネットワークから望ましい効果を発見する手段を提供する。
【００８９】
１つの実施形態において、特定のサンプリング法の特定のサンプリング結果一式に存在する１若しくはそれ以上の指標一式は、より有効なサンプリング法を生成するために適用される操作を決定することができる。例えば、１若しくは複数の操作を、前記指標に基づいて、現行のサンプリング法パラメータに適用することができる。この適応プロセスは、継続的にそのサンプリング結果を監視し、次善サンプリング法の指標を検出した後、例えば、もっとも有効なサンプリング法が発見されるまで、前記サンプリング法に操作を繰り返し適用し続けることができる。１つの実施形態において、サンプリング法を、その適応がより正確な結果をもたらすという十分な証拠がある場合のみ適応することができる。
【００９０】
１つの実施形態において、前記収束プロセスが実行されるものであって、この手順とは、ネットワーク性能の特性を決定するために必要な精度の安定性を調べるために、収集されたサンプルを検討することが可能な適応分析の１つのタイプである。前記収束プロセスは、すでに収集済みのテストサンプルの数が、安定性を実現するために十分であるかどうかを決定することができ、これが実現されない場合は、前記収束プロセスは、安定性の実現のために追加的に必要なテストサンプルの概数を示すことができる。
【００９１】
本発明の１つの実施形態において、前記適応プロセス中、過去の適応の履歴を維持することが可能であって、前記適応プロセス中、そのサンプリング法パラメータに変更を加える前に、この履歴を評価することができる。場合によっては、影響を与えるように設計されているサンプリング法パラメータに適用される適応は、後続サンプリングに対して望ましい効果をもたらさないことがある。１つの指標および後続の１若しくはそれ以上の適応操作が望ましい効果をもたらさない場合、前記適応プロセスは、前記適応を実行した対象である指標の重要性を制限することができる。この方法において、前記適応プロセスは、評価対象であるその特定のネットワークパスに対して過去に効果がなかった、選択された指標の影響を低減することができる。
【００９２】
指標
指標とは、サンプリング結果に含まれる望ましくない特性またはパターンであって、１若しくはそれ以上の次善サンプリング法を代表するものである（訳注：Ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ  ａｒｅ  ｕｎｄｅｓｉｒａｂｌｅ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｒ  ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｉｎ  ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｒｅｓｕｌｔ  ｔｈａｔ  ａｒｅ  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ  ｏｆ  ｏｎｅ  ｏｒ  ｍｏｒｅ  ｓｕｂ−ｏｐｔｉｍａｌ  ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．であると仮定して訳しました）。サンプリング結果に含まれる指標がない場合、それは、そのサンプリング法がテスト対象のネットワークパスの特徴付けに対して有効であったことを示す。しかし、サンプリング結果に含まれる指標がないということは、その定義された指標によって代表される特性一式のみについて、前記サンプリング法が有効であること、すなわち、望ましくない特性がないことのみを意味するものである。
【００９３】
１つの実施形態において、次善サンプリング法パラメータ、または故意のネットワーク安全機構または不故意のネットワーク欠陥のいずれかであるネットワークストレスのいくつかの指標を、生パケットタイミングと損失値から導き出すことができる。これらの指標としては、例えば、マーカー・リオーダリング、マーカー圧縮、ロード・リオーダリング、マーカー損失率、ロード損失率、報告済みネットワークエラー、遅いエンドホスト、およびこれらの状況の特定の組み合わせがあるが、これらに限定されない。
【００９４】
以下に、前記サンプリング手順の間に収集されたデータからこれらの指標を決定する１つの方法を提供するが、各指標の代替定義を導き出すことが可能であることは容易に理解されるであろう。
【００９５】
マーカー・リオーダリングは、ネットワーク送信中に前記後続マーカーが前記先行マーカーを追い越すと発生する。したがって、前記先行および後続マーカーパケットの受信時間を比較することによって、そのマーカー・リオーダリング指標が提供され、後続マーカーの受信時間がより小さい場合、それはネットワーク送信中に前記マーカーの位置が変わったことを示す指標となる。
【００９６】
マーカー圧縮は、軽度のマーカー・リオーダリングであって、前記マーカーパケットは圧縮され、より接近するが、受信順序は変わらない。前記先行マーカーと後続マーカーの送信時間における差を、前記パケットの間の受信時間の差と比較することによって、マーカー圧縮指標が提供される。予め定められたしきい範囲内で受信時間デルタがより小さいことは、前記先行マーカーがネットワーク送信の間に前記後続マーカーと比較して不釣合いに遅延したことを示す場合がある。
【００９７】
ロード・リオーダリングは、ネットワーク送信中にロードパケットの順序が変わると発生する。前記ロード・リオーダリング指標は、前記マーカー・リオーダリング指標と同義と見做すことができるが、前記ロードパケット・タイミングに基づく点において異なる。
【００９８】
１若しくはそれ以上のマーカーパケットの損失の観察を、前記マーカーパケット損失指標とすることが可能であって、１若しくはそれ以上の前記ロードパケットの損失の観察を、前記ロード損失指標とすることが可能である。
【００９９】
更に、ネットワークデバイスまたは層３デバイスからの明白な指示を、報告済みネットワーク状況とすることが可能である。前記報告済みネットワーク状況指標は、一般に、前記パケットベース・ネットワーク内のＩＣＭＰメッセージの形をとるものであるが、これに限定されない。
【０１００】
前記遅いエンドホスト指標は、前記後続および先行マーカーパケットのＴＴＴの差と、最も少ないロードパケットのＴＴＴと最初の最も多いロードパケットのＴＴＴの差との比率として定義することができ、１よりも十分に大きい比率は、遅いエンドホストであることを示すことができる。
【０１０１】
１つの実施形態において、パケット損失に基づく指標の場合、前記パケットの最初の送信から合理的な時間が経過し、確認返信パケットの受信がないと、パケットは損失したものと見做される。損失されたパケットとして分類するまでの合理的な時間の定義は、テスト対象のネットワークパスに依存する場合があり、共通のパケットベース・ネットワークのシナリオであっても、大きく異なる場合がある。当業者であれば容易に理解するはずであるが、期待されるパケット移動時間を決定する良く知られた機構がいくつかあり、それを使用して合理的な時間を定義することができる。代替実施形態において、否定確認を使用してパケット損失を特定することができる。
【０１０２】
適応操作
１つの実施形態において、アクティブ・サンプリング法を最適化するために前記適応操作が用いられるが、前記適応操作は、例えば、ロード数の変化、ロードサイズの変化、マーカーサイズの変化、マーカーサイズのランピング、ロードサイズのランピング、ロードパケット・パラメータの変化、マーカーパケット・パラメータの変化、繰り返し数の変化を含む調整とすることができる。
【０１０３】
本発明の１つの実施形態において、前記適応操作は次のように定義される。１）境界内の前記ロード数の増加または減少による前記ロード数の変化であって、テスト中のネットワークパスにかかる需要を変更することができる。ロード数の増加は、前記ネットワークおよびターゲットホストにかかる需要を増やすことができ、前記ロード数の減少はその逆の作用を有する。２）境界内のロードサイズの増加または減少による前記ロードサイズの変化は、前記サンプリング・プロセスを妨害するいくつかの種類のパケットフィルタリングとネットワーク欠陥状況を避けることができる。３）境界内のマーカーサイズの増加または減少による前記マーカーサイズの変化は、前記ネットワークパスと、テスト対象のあて先ホストとにかかる需要を変えることができる。＿例えば、マーカーサイズの増加は、前記エンドホストと、前記エンドホストを残りの前記ネットワークパスにつなぐネットワークとにかかる需要を増やす。４）マーカーパケットのサイズをランピングすることにより、前記先行および後続マーカーのサイズの変更を要求することができ、それによって、前記先行マーカーが前記後続マーカーより小さい場合は前向きの傾斜を誘導することができ、前記先行マーカーが前記後続マーカーより大きい場合は後ろ向きの傾斜を誘導することができる。この方法においてマーカーパケットのサイズを変更することにより、各マーカーパケットの生存性とタイミング特性を変更することができる。５）ロードパケットのサイズをランピングすることにより、そのロード群内の全てのパケットに、前向きまたは後ろ向きの傾斜を与える。この方法においてロードパケットのサイズを変化させることにより、前記ロード群全体の生存性とタイミング特性を変更することができる。６）ロードパケット・パラメータの変化によって、様々なプローブパケット設定を取り扱う場合に、ネットワーク特性を探索することができる。変更可能なロードパケット・パラメータとしては、例えば、ネットワーク・プロトコル、サービスのネットワークタイプなどがある。異なるパケット・パラメータを持つロードパケットは、同一のホストへの異なるネットワークパスを使うことができ、異なる応答タイミングと損失特性を有することができるものであって、前記ロードパケットには、異なるネットワーク・ポリシーが適用されている場合がある。７）マーカーパケット・パラメータの変化によって、様々なプローブパケット設定を取り扱う場合に、エンドホスト応答とともにネットワーク特性を探索することができる。調整可能なマーカー・パラメータとしては、ネットワーク・プロトコル、生存時間、例えばポート番号などプロトコル特定のパラメータが挙げられる。異なるパケット・パラメータを持つマーカーパケットは、そのターゲットホストへの異なるネットワークパスを使うことができ、異なる応答タイミングと損失特性を有することができるものであって、前記マーカーパケットには、異なるネットワーク・ポリシーが適用されている場合がある。８）例えば利用可能な帯域、一方向ビットレート、一方向伝搬遅延など、高いレベルのネットワーク測定を行うために実行される繰り返し数および／またはサンプル数の変化。前記ネットワークのサンプル抽出は、過剰であっても不足であっても同等に望ましくないので、この適応操作が必要となる場合がある。例えば、サンプルが多すぎると、その性能測定に長期的影響と、不必要なテスト時間およびネットワークトラフィックとが組み込まれる場合がある。あるいは、サンプル数が少なすぎると、前記ネットワークの真の性質が捉えられない場合があり、結果的に、ネットワーク性能評価の精度が低くなる場合がある。
【０１０４】
下表は、本発明の１つの実施形態に従った前記適応プロセスの指標、必要な前条件、応答を示す。本発明の１つの実施形態において、前記サンプリング結果に存在する特定の指標に対して、満たされていない必要な前条件とともに応答が定められている場合がある。このシナリオでは、前記適応プロセスの履歴を使用し、最も有効な次善テスト法として、例えば評価対象のネットワークの特徴付けに使用可能な次善テスト法を決定することができる。
【０１０５】
【表２】
2007520957.tif 000010
【０１０６】
収束
１つの実施形態において、アダプテーション・プロセスに関連付けられた収束のプロセスは、ネットワーク性能の正確な特徴付けに必要とされるサンプリングの量に関連する１若しくはそれ以上の予測を提供すること、および追加的に、十分なサンプリングが行われたかどうかを決定することができる。例えば、前記ネットワークのサンプリングが過剰であることは、前記ネットワークのサンプリングが不十分であるのと同等に望ましくないことである。例えば、抽出サンプルが多すぎると、前記サンプリング・プロセスが偶発的に長期的影響を捉えることになり、それが前記ネットワーク性能の測定に影響を与える場合と、不必要でスト時間とネットワークロードを増やす場合とがある。あるいは、抽出サンプルが少なすぎると、それらのサンプルに由来する前記ネットワーク性能の特徴付けは大きい信頼区間を有することになり、結果的に得られる計算の効果すなわちその精度を低減する場合がある。
【０１０７】
１つの実施形態において、前記収束プロセスは、前記サンプリング期間全体にわたり前記収束プロセスと関連する収束指標を評価することができる。１つの実施形態において、ネットワーク性能の特徴付けに関連付けることのできる３つの収束指標があり、それらの各々は、イントランジェント、トランジェント、または診断的特性のうちの１つの安定性を捉えるものであって、イントランジェント特性または尺度は時間的に固定されており、トランジェント特性または尺度は時間的に変動するものであって、診断的特性はネットワーク機能異常に関する推論の基礎となり得るものである。
【０１０８】
本発明の１つの実施形態において、収束指標がその平衡値に近づく速度を、何らかの合理的な漸近の値が仮定されるまで監視することができる。本発明のこの観点を、先行値に対する前記収束指標の現在の統計値の比較に基づいて実行することによって、サンプリング速度に対する、選択された収束指標の変化の速度を決定することができる。例えば、前記シリーズの中の特定のパケットの最小移動時間が、最後のｘサンプリングについて変化しなかった場合、前記最小値に依存する全ての尺度は、任意の期待値に対して安定なものと見做すことができる。
【０１０９】
１つの実施形態において、前記３つの収束指標は、全てパケットタイミングと損失分布とに基づくものであって、より高いレベルの情報も大量の履歴情報へのアクセスも必要としない。前記トランジェント・ネットワーク特性指標は、典型的には最後のロードパケットまたは後続マーカーパケットである、選択されたパケットのＲＴＴまたはＴＴＴの平均値である。前記イントランジェント・ネットワーク特性指標は、前記パケットのうちの１つまたはパケットの組み合わせであって典型的には前記マーカーパケットであるものの最小パケットのデルタＴＴＴである。前記診断的ネットワーク特性指標は、特定のサンプルにおける一連のパケットにおける各ロードパケットおよびマーカーパケットのパケット損失分布である。
【０１１０】
１つの実施形態において、前記収束プロセスは５段階を有するものであって、最初の３つの段階は各々の新しいサンプルによって引き起こされるものであって、残りの２つの段階は定期的に引き起こされるか、または要求を受けて引き起こされるものである。この方法において前記段階を分離することによって、より高い計算上の要求を持つ関数が予定される頻度を減らすことができるため、前記収束分析のための全体的な計算上の要求が低減される。具体的には、前記収束プロセスは、前記サンプリング期間全体の収束指標を評価し、蓄積されたサンプルに関する安定性を評価する。前記蓄積されたサンプル分布が、母集団の分布を正確に予測すると、前記サンプル分布は収束したものと見做される。したがって、サンプル分布が収束されたときに、前記分布に新しいサンプルを追加しても、前記分布が有意に変更されることはない。
【０１１１】
本発明の１つの実施形態において、前記５つの収束段階とは、１）百分率変更関数、２）バイナリ列エンコーダ、３）エントロピー・エンコーダ、４）エントロピー解析関数、５）収束指標安定性関数である。
【０１１２】
収束の第１の段階は、百分率変更関数によって提供されるものであって、前記関数は、サンプルが既存のサンプル集合と組み合わされる前と組み合わされた後の収束指標を比較する。更に、１若しくはそれ以上の百分率変更関数を組み合わせて、この段階の収束のための、より包括的な百分率変更関数を作ることもできる。例えば、イントランジェント・ネットワーク特性のためのサンプル百分率変化の実施は、先行マーカーと後続マーカーの最速ＴＴＴ時間の百分率を計算することを有するものであって、前記２つの収束指標の間の最大の百分率変化は、全体的な百分率変化関数として捉えることができる。
【０１１３】
収束の第２の段階は、バイナリ列関数によって提供されるものであって、前記関数は、１とゼロの文字列をエンコードし、収集される各サンプルについて、一桁を前記ストリングに付加する。前記関数が１を付加するのは、特定のサンプルについての前記百分率変化関数の結果が、予め定められたしきい値より大きい場合であって、それ以外の場合はゼロが付加される。
【０１１４】
収束の第３の段階は、エントロピー・エンコーダによって提供されるものであって、前記エントロピー・エンコーダは、前記バイナリ列から冗長情報を削除し、エントロピー文字列を生成する。サンプルの履行としての前記バイナリ列は、実行長エンコード方式を使用してエントロピー・エンコード処理される。あるいは、前記実行長エンコーダの代わりに任意のエントロピー・エンコーダを使用することができる。別の実施形態において、前記サンプル実行のエントロピー・エンコーダは、逆変換を必要としない場合があり、したがって、前記収束プロセス実行中の時間およびスペースの要求が改善される。
【０１１５】
収束の第４の段階は、エントロピー解析関数によって提供されるものであって、この関数は、前記エントロピー文字列の後部に含まれるエントロピーの量を、前記エントロピー文字列の前部に含まれるエントロピーの量と比較して決定する。前記文字列の異なる部分にあるエントロピーの量は、前記エントロピー符号化文字列に含まれるそれらの部分の長さを調べることによって予測可能である。入力文字列に比べ、より長いエントロピー文字列は、エントロピーがより多いことを示すものであり、より短いものは、エントロピーがより少ないことを示すものである。例えば、サンプル全体が安定化するにつれ、前記文字列の終末には、より少ないエントロピーが含まれる。
【０１１６】
収束の最後の段階は、収束指標の安定性の評価によって提供されるものであって、これは、前記バイナリ列の終末のエントロピーを前記文字列の残りと比較して評価するものである。
【０１１７】
１つの実施形態において、前記収束指標安定性評価のサンプル実行は、前記文字列を最小エントロピー文字列と残留文字列とに分割する。前記最小エントロピー文字列は、最後の２進数字と最少量のエントロピーを含む部分文字列のエントロピー文字列を検索することによって検出される。前記残り文字列と前記最小エントロピー文字列のエントロピー値の比率が、そのエントロピー比となる。前記エントロピー比を、選択的に、前記エントロピー比を適切なスケールの百分率の収束値に変換する関数にマップすることもできる。この実行において、その比率を、分母を４とする次のような分数にマップすることができる。
【０１１８】
【数９】
2007520957.tif 000011
【０１１９】
別の実施形態において、前記収束指標安定性のサンプル実行は、前記実行長符号化文字列の数字の値の第１および第２の統計モーメントすなわち実行長モーメントを計算する。最後の実行長の値と、前記実行長モーメントの正の３シグマの値とによって、そのエントロピー比が形成される。次に、前記エントロピー比は、次の関数にマップされる。
【０１２０】
【数１０】
2007520957.tif 000012
【０１２１】
テストのフローロジック
本発明の１つの実施形態において、適応されるサンプリング手順のフィードバック・プロセスの一部として、テストフローを修正することが可能であって、前記サンプリング段階の結果は、その後に選択されるサンプリングパラメータと、その後のサンプリング目的の選択を修正する場合がある。
【０１２２】
前記テストフローロジックは、適応動作について記述される機構と収束を制御することができる。このロジックは、冗長であるか、条件的であるか、選択的であるか、若しくはテストの目的上不適切である測定プロセスの観点を特定および除去することも可能である。
【０１２３】
１つの実施形態において、テストフローロジックは、前記テストの残りを実行する前にそのソースホストとあて先ホストの間の接続性を評価することを要求することができる。パラメータ化に関しては、前記ソースホストから前記あて先ホストへのパスＭＴＵの測定は、前記パスＭＴＵを超えるパケットは典型的に失われるため、有効利用可能な最大パケットサイズを確立する。例えば、精緻な実行において、前記ネットワークパス内の速度制限を、前記サンプリング段階の適応につながる前記パケット損失パターンに関して検出し、特定することによって、その検出された速度制限の影響を回避するか、または計上することが可能である。加えて、前記サンプリング段階中の１若しくはそれ以上の指標の収束の遅延または欠如は、例えば、最適なサンプリングモードを選択する適応サイクルをもたらす場合がある。
【０１２４】
バリエーション
本発明の具体的な実施形態について、例証を目的として説明してきたが、本発明の意図と範囲から逸脱することなく、様々な修正が可能であるものと理解される。特に、機械により読み取り可能な信号の保管、本発明の方法に従ったコンピュータ動作の制御のための、固体または流体送信媒体、磁気または光ワイヤ、テープ、またはディスク等のコンピュータ・プログラム製品またはプログラム要素、あるいはプログラム保管またはメモリ装置の提供、および／または本発明のシステムに従ってその構成要素を構成することは、本発明の範囲に含まれるものである。
【０１２５】
更に、本発明の方法の各工程は、パーソナルコンピュータ、サーバ、またはそれと同様の任意の汎用コンピュータで実行可能であって、且つ、１若しくはそれ以上の、Ｃ＋＋、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐ１／１など任意のプログラミング言語から生成されるプログラム要素、モジュール、またはオブジェクト、あるいはその一部を使用して実行可能である。加えて、各工程、または前記の各工程を実行するファイルまたはオブジェクトまたはそれと同様のものは、特別の目的のためのハードウェア、またはその目的のために設計された回路モジュールによって実行可能である。
【０１２６】
したがって、上記に説明した本発明の実施形態と同一のものを様々な方法で変更し得ることは明白である。そのような変更は、本発明の意図および範囲からの逸脱と解釈されるべきではなく、当業者に明白なそのような全ての修正は、以下の請求項の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１は、出所とあて先をつなぐネットワークパスを表す概略図であって、例えばルータまたはゲートウェイなど多数の層３デバイスを含む。
【図２】図２は、本発明の１つの実施形態に従ったコンポーネントを定めるネットワークパスを表す概略図である。
【図３】図３は、本発明の１つの実施形態に従った１つの順序配列されたパケット群を表す概略図である。
【図４】図４は、本発明の別の実施形態に従った１つの順序配列されたパケット群を表す概略図である。
【図５】図５は、本発明の１つの実施形態に従った、ソースホストからあて先ホストまでをつなぐネットワークパス沿いに移動する１つの順序配列されたパケット群と、シンクホストへの情報送信とを表す概略図である。
【図６】図６は、パケットが通過するセグメントの容量の変動によって、前記パケットの時間内の分配がどのように変更されるかを示すヴァン・ジャコブソン図である。
【図７】図７は、前記ロードパケットが有効期限切れしたノードを含めた前記ノードまでの前記ネットワークパス沿いのボトルネックまたは制限の影響が前記マーカーパケットの分離にどのように反映されるかを示すヴァン・ジャコブソン図である。
【図８】図８は、マーカーパケットおよびロードパケットの１つの順序群を示すものであって、本発明の１つの実施形態に従った各パケット識別子を示す。
【図９】図９は、１つの順序配列されたパケット群の第４のパケットの往復時間（ＲＴＴ）と総移動時間（ＴＴＴ）の差異を示す概略図である。
【図１０】図１０は、ホップｈへのＩＰネットワークの一方向ビットレートの計算に必要なデータを表す概略図であって、関連ロードおよびマーカーとそれらの送受信タイミングに関連するものである。
【図１１】図１１は、本発明に従ったサンプリング段階を使用して観察した往復時間（ＲＴＴ）を表すヒストグラムの例であって、その変動は監視対象パケットのクロストラフィックに依存する。このヒストグラム例は、この例のＲＴＴの平均と標準偏差の近似同定を含む
【図１２】図１２ａは、クロストラフィックのないネットワークの特定のセクションで利用可能な最大ビットレートの例を示す概略図である。  図１２ｂは、クロストラフィックのあるネットワークの同一のセクションでの送信に利用可能なビットレートの例を示す概略図である。
【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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【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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【国際調査報告】
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