(57)【要約】  ネットワーク検証装置（１）は、各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得部（１１）と、通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、対象ネットワーク内の各スイッチ装置における分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得部（１２）と、分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における対象ネットワークの状態を推定する検証処理部（１３）と、を備える。
2015052958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するネットワーク検証装置において、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得部と、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得部と、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理部と、
を備えるネットワーク検証装置。
【請求項２】
前記複数の転送規則情報に含まれる前記入力時ヘッダデータ及び前記出力時ヘッダデータの組み合わせに基づいて、前記分類情報を生成する分類情報生成部と、
前記生成された分類情報に基づいて前記複数の転送規則情報から前記複数の分類別転送規則情報を生成する分類別転送規則情報生成部と、
を更に備える請求項１に記載のネットワーク検証装置。
【請求項３】
前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割部と、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得部と、
を更に備え、
前記検証処理部は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルとの積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記分類された通信制御単位毎に表す複数の分類別トラフィックベクトルを生成する第１算出部と、
前記複数の分類別トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表すトラフィックベクトルを生成する第２算出部と、
を含む、
請求項１または２に記載のネットワーク検証装置。
【請求項４】
前記検証処理部は、
前記第１算出部で生成される前記複数の分類別トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を表す物理トラフィックベクトルを生成する第３算出部、
を更に含む、
請求項３に記載のネットワーク検証装置。
【請求項５】
前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割部と、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得部と、
を更に備え、
前記検証処理部は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルと、該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送規則情報を示す分類別転送規則行列との積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記分類情報により分類される通信制御単位毎に表す分類別流出トラフィックベクトルを生成する第１算出部と、
前記複数の分類別流出トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表す流出トラフィックベクトルを生成する第２算出部と、
を含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載のネットワーク検証装置。
【請求項６】
前記検証処理部は、
前記第１算出部で生成される前記複数の分類別流出トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別流出物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流出するトラフィック量を表す流出物理トラフィックベクトルを生成する第３算出部、
を更に含む、
請求項５に記載のネットワーク検証装置。
【請求項７】
前記トラフィック量は、トラフィック量の確率分布で示される、
請求項３から６のいずれか１項に記載のネットワーク検証装置。
【請求項８】
前記検証処理部は、
前記複数の分類別転送行列の固有値を算出する第４算出部、
を含み、
前記第４算出部で算出される複数の固有値に基づいて、前記対象ネットワーク内にループ経路が存在するか否かを判定する、
請求項１から７のいずれか１項に記載のネットワーク検証装置。
【請求項９】
複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するコンピュータが、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得処理と、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得処理と、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理と、
を実行することを含むネットワーク検証方法。
【請求項１０】
複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するコンピュータを、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得手段、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得手段、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理手段、
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークを検証する装置、方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークは、Ｌ２スイッチ、Ｌ３スイッチ等と呼ばれるスイッチ装置から形成される。ネットワークに流入するトラフィックは、これらスイッチ装置により転送制御された後、そのネットワークから流出し、宛先に送り届けられる。ネットワーク管理者は、慎重にネットワーク設計を行った上で、各スイッチ装置を適切に接続し、かつ、各スイッチ装置にルーティングやフィルタリング等の設定を適切にそれぞれ行う必要がある。【０００３】
一方で、近年、ＳＤＮ（Software Defined Networking）と呼ばれる、ソフトウェアでネットワークを制御及び管理するコンセプトが注目を浴びている。ＳＤＮによれば、物理的に接続されたネットワーク上で仮想的なネットワークを自由に構築することができる。仮想的なネットワークを実現する技術には、ＶＰＮ（Virtual Private Network）、ＶＬＡＮ（Virtual Local Area Network）等が存在する。また、ＯｐｅｎＦｌｏｗ（登録商標）は、ＳＤＮを実現する技術の１つである。ＯｐｅｎＦｌｏｗでは、コントローラが、複数のスイッチ装置と通信を行うことにより、トラフィックの経路設定や転送指示等を行う。【０００４】
上述のような仮想的なネットワーク（以降、仮想網とも表記される）及び物理ネットワークにおける通信品質は、各スイッチ装置のトポロジや、各スイッチ装置に対する転送設定等に応じて、左右される。そこで、所望の通信品質を保証するために、そのようなネットワークに関し各種検証が行われる。以下の特許文献１では、複数のＶＬＡＮを跨ぐような通信範囲でも特定可能なＶＬＡＮ通信検査システムが提案される。また、以下の非特許文献１では、ネットワーク仕様及び構成を静的に検査するためのＨＳＡ（Header Space Analysis）と呼ばれる手法が提案されている。このＨＳＡでは、パケットヘッダがＬビットのビット列とみなされ、各パケットがＬ次空間の或る点とみなされ、パケットがその空間上の或る点から別の点に転送されるとみなされる。また、スイッチ装置ごとにパケット転送ルールを示す転送関数Ｔが作成される。一つのパケットに対して、複数のパケットをコピーし、転送するため、転送関数Ｔの出力はヘッダと出力スイッチポートの組の集合となる。ＨＳＡでは、転送関数Ｔを推移的に適用することで、経路が求められ、ループ経路が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５０３５３３７号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Peyman Kazemian、George Varghese、Nick McKeown著、「Header Space Analysis: Static Checking For Networks」、NSDI'12 Proceedings of the 9th USENIX conference on Networked Systems Design and Implementation、２０１２年、ｐｐ．９−２２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の各提案手法では、検証対象のネットワークに流入するトラフィックを構成する通信制御単位に関する、ネットワーク帯域の定量的な性質を扱うことができない。ここで、通信制御単位とは、対象ネットワーク内のスイッチ装置において転送規則が適用される通信単位を意味し、フレーム、パケット、セッション、フロー等が例示される。ここでは、通信制御単位は制限されない。【０００８】
本発明の目的は、通信制御単位を考慮したネットワーク検証を効率的に行う技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するネットワーク検証装置において、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得部と、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得部と、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理部と、
を備えるネットワーク検証装置が提供される。【００１０】
本発明によれば、
複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するコンピュータが、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得処理と、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得処理と、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理と、
を実行することを含むネットワーク検証方法が提供される。【００１１】
本発明によれば、
複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するコンピュータを、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得手段、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得手段、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理手段、
として機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、通信制御単位を考慮したネットワーク検証を効率的に行う技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【００１４】
【図１】第１実施形態におけるネットワーク検証装置の処理構成例を概念的に示すブロック図である。
【図２】対象ネットワークを概念的に示す図である。
【図３】物理トポロジ情報の一例を示す図である。
【図４】転送規則情報の一例を示す図である。
【図５】分類別転送規則情報Ｒ（ｎ）の構造例を示す図である。
【図６】分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の構造例を示す図である。
【図７】出力処理部による出力イメージの例を示す図である。
【図８】出力処理部による出力イメージの他の例を示す図である。
【図９】第１実施形態におけるネットワーク検証装置のハードウェア構成例を概念的に示す図である。
【図１０】第１実施形態におけるネットワーク検証装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１１】分類別転送行列Ｒ（ｎ）の生成に関する第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１２】物理トポロジ行列Ｇの生成、即ち、図１１の（Ｓ１１４）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１３】要素行列ｈ｜Ｅ｜の生成、即ち、図１２の（Ｓ１２２）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１４】要素行列Ｓｓｄ，ｓｓの生成、即ち、図１３の（Ｓ１３４）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１５】分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）の生成、即ち、図１１の（Ｓ１１５）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１６】要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）の生成、即ち、図１５の（Ｓ１５４）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１７】要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）の生成、即ち、図１６の（Ｓ１６３）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置の詳細動作例を示すフローチャートである。
【図１８】第２実施形態におけるネットワーク検証装置の処理構成例を概念的に示す図である。
【図１９】第２実施形態におけるネットワーク検証装置の動作例を示すフローチャートである。
【図２０】第３実施形態におけるネットワーク検証装置の処理構成例を概念的に示す図である。
【図２１】第３実施形態におけるネットワーク検証装置の動作例を示すフローチャートである。
【図２２】実施例１において、第１分類に対応する分類別転送行列Ｒ（１）を生成する際に用いられる物理トポロジ行列Ｇを示す図である。
【図２３】実施例１において、第１分類に対応する分類別転送行列Ｒ（１）を生成する際に用いられる分類別転送規則行列Ｌ（１）を示す図である。
【図２４】実施例１において、第２分類に対応する分類別転送行列Ｒ（２）を生成する際に用いられる物理トポロジ行列Ｇを示す図である。
【図２５】実施例１において、第２分類に対応する分類別転送行列Ｒ（２）を生成する際に用いられる分類別転送規則行列Ｌ（２）を示す図である。
【図２６】実施例１における要求トラフィック情報を示す図である。
【図２７】実施例１における各分類の分類別トラフィックベクトルを示す図である。
【図２８】実施例１におけるトラフィックベクトルを示す図である。
【図２９】実施例１における各分類の分類別流出トラフィックベクトルを示す図である。
【図３０】実施例１における流出トラフィックベクトルを示す図である。
【図３１】実施例１における物理トラフィックベクトルｖＰを示す図である。
【図３２】実施例１における流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を示す図である。
【図３３】実施例２における要求トラフィック情報を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１６】
［第１実施形態］
第１実施形態におけるネットワーク検証装置は、複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークの検証を行う。当該スイッチ装置は、フレーム、パケット、フロー等と呼ばれる所定通信制御単位を転送する装置である。当該スイッチ装置は、例えば、Ｌ２スイッチ、Ｌ３スイッチ、Ｏｐｅｎｆｌｏｗ（登録商標）スイッチ等である。本実施形態では、スイッチ装置で転送される通信制御単位を制限しない。通信制御単位は、フレーム又はパケットのヘッダデータによって特定され得る。また、検査対象となる対象ネットワークは、物理網であってもよいし、仮想網であってもよい。例えば、通信制御単位がフローであり、当該スイッチ装置がＯｐｅｎｆｌｏｗ（登録商標）スイッチである場合には、対象ネットワークは仮想網となる。
【００１７】
〔処理構成〕
図１は、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の処理構成例を概念的に示すブロック図である。第１実施形態におけるネットワーク検証装置１は、分類情報取得部１１と、ネットワーク情報取得部１２と、検証処理部１３とを少なくとも有する。
【００１８】
なお、対象ネットワークは図２及び図３のように示される。図２は、対象ネットワークを概念的に示す図である。また、図３は、物理トポロジ情報の一例を示す図である。図２及び図３に示されるように、対象ネットワークは、３つの物理ポートｐ１、ｐ２及びｐ３をそれぞれ持つ４個のスイッチｅ１、ｅ２、ｅ３及びｅ４から構成される。スイッチｅ１において、ポートｐ１は外部に接続され、ポートｐ２はスイッチｅ２のポートｐ２に接続され、ポートｐ３はスイッチｅ３のポートｐ２に接続される。スイッチｅ２において、ポートｐ１は外部に接続され、ポートｐ２はスイッチｅ１のポートｐ２に接続され、ポートｐ３はスイッチｅ４のポートｐ１に接続される。スイッチｅ３において、ポートｐ１は外部に接続され、ポートｐ２はスイッチｅ１のポートｐ３に接続され、ポートｐ３はスイッチｅ４のポートｐ２に接続される。スイッチｅ４において、ポートｐ３は外部に接続され、ポートｐ２はスイッチｅ３のポートｐ３に接続され、ポートｐ１はスイッチｅ２のポートｐ３に接続される。
【００１９】
分類情報取得部１１は、対象ネットワークに含まれる各スイッチ装置において転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する。この分類情報は、各通信制御単位の転送過程における、ヘッダデータの変換有無に基づいて決定され得る。具体的には、転送過程においてヘッダデータの変換がある場合、その変換に関わる複数のヘッダデータが同一の分類として分類情報に含まれることになる。転送過程におけるヘッダデータの変換の有無は、例えば、複数の転送規則情報に基づいて判断できる。なお、以下の説明において、通信制御単位を特定し得るデータがヘッダデータと表記される。即ち、以下の説明においては、ヘッダデータとは、各ヘッダデータを特定し得る識別情報を示す。
【００２０】
ここで、転送規則情報とは、各スイッチ装置で転送される通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す情報である。
【００２１】
この転送規則情報の一例を以下に示す。
＜転送規則情報＞
・転送規則１：スイッチ１は、ＶＬＡＮ＝１（ヘッダ１とする）をヘッダデータとして有するパケットがポート１から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポート３から出力する。
・転送規則２：スイッチ２は、ＶＬＡＮ＝２（ヘッダ２とする）をヘッダデータとして有するパケットがポート２から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポート３から出力する。
・転送規則３：スイッチ３は、ＶＬＡＮ＝１をヘッダデータとして有するパケットがポート２から入力されたとき、ヘッダデータをＶＬＡＮ＝３（ヘッダ３とする）に書き換えて、ポート３から出力する。
・転送規則４：スイッチ４は、ＶＬＡＮ＝３をヘッダデータとして有するパケットがポート２から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポート３から出力する。
・転送規則５：スイッチ４は、ＶＬＡＮ＝２をヘッダデータとして有するパケットがポート１から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポート３から出力する。
【００２２】
上記の転送規則情報は、例えば、図４のような形式で任意の記憶手段に記憶される。図４は、転送規則情報の一例を示す図である。この転送規則情報を記憶する記憶手段は、ネットワーク検証装置１内に備えられていてもよいし、ネットワーク検証装置１と通信可能に接続された他の装置内に備えられていてもよい。なお、図４に示される転送規則情報は一例であり、その形式は図４に限定されない。
【００２３】
図４に示されるように、対象の仮想網の転送規則情報は次のように設定されている。フローｆ１（ヘッダｈ１）は、ポートｐ１からスイッチｅ１に流入し、ヘッダｈ１のままスイッチｅ１のポートｐ３から流出する。その流出したフローｆ１（ヘッダｈ１）は、ポートｐ２からスイッチｅ３へ流入し、ヘッダｈ３に書き換えられてスイッチｅ３のポートｐ３から流出する。その流出したフローｆ３（ヘッダｈ３）は、ポートｐ２からスイッチｅ４へ流入し、ヘッダｈ３のままスイッチｅ４のポートｐ３から外部に流出する。フローｆ２（ヘッダｈ２）は、ポートｐ１からスイッチｅ２へ流入し、ヘッダｈ２のままスイッチｅ２のポートｐ３から流出する。その流出したフローｆ２（ヘッダｈ２）は、ポートｐ１からスイッチｅ４へ流入し、ヘッダｈ２のままスイッチｅ４のポートｐ３から流出する。
【００２４】
図４に示されるような転送規則情報のうち、「転送規則３」はヘッダデータの変換を伴う。具体的には、ヘッダ１をヘッダデータとして有する通信制御単位がスイッチ３のポート２から入力されたときに、ヘッダデータがヘッダ３に書き換えられる。よって、ヘッダ１及びヘッダ３のヘッダデータは、同一の分類と判断できる。また、その他の転送規則情報はヘッダデータの変換を伴わない。よって、上記の複数の転送規則行列から得られる分類情報は、ヘッダ１及びヘッダ３からなる分類と、ヘッダ２からなる分類との、２つの分類を含む。このように判断された分類情報は、例えば、予め記憶手段に記憶されており、分類情報取得部１１は当該記憶手段から分類情報を読み出すことにより、分類情報を取得できる。この分類情報を記憶する記憶手段は、ネットワーク検証装置１内に備えられていてもよいし、ネットワーク検証装置１と通信可能に接続された他の装置内に備えられていてもよい。
【００２５】
ネットワーク情報取得部１２は、対象ネットワーク内の各スイッチ装置における通信制御単位の流れを分類別にそれぞれ表す複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）を取得する。ここで、ｎは各分類（第ｎ分類）を示す整数である。分類別転送行列Ｒ（ｎ）は、対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報と、複数の転送規則情報を上述の分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報とから形成される。
【００２６】
以降、対象ネットワークに含まれるスイッチ装置の総数は｜Ｅ｜と表記され、対象ネットワークに含まれるスイッチ装置の中で最も多い物理ポートを持つスイッチ装置の物理ポート数は｜Ｐ｜と表記される。｜Ｅ｜及び｜Ｐ｜は物理トポロジ情報から抽出され得る。また、各分類別転送規則情報で示される入力時ヘッダデータ及び出力時ヘッダデータに基づいて、対象ネットワーク内で転送対象とされる通信制御単位の数（ヘッダ数）が分類毎に決められ、その数は、｜Ｈ（ｎ）｜（ｎは各分類（第ｎ分類）を示す添字）と表記される。
【００２７】
図５は、分類別転送規則情報Ｒ（ｎ）の構造例を示す図である。分類別転送行列Ｒ（ｎ）は、図５に示されるように、（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列の正方行列である。また、分類別転送行列Ｒ（ｎ）の各要素は、各スイッチの各ポートに存在する通信制御単位が存在する要素に「１」が設定され、当該通信制御単位が存在しない要素に「０」が設定される。
【００２８】
分類別転送行列Ｒ（ｎ）（ｎは各分類（第ｎ分類）を示す添字）は、上記物理トポロジ情報に対応する物理トポロジ行列Ｇ、及び、上記分類別転送情報に対応する分類別転送行列Ｌ（ｎ）（ｎは各分類（第ｎ分類）を示す添字）を用いて、以下の式（式１）のように表すことができる。
【数１】
2015052958.tif 000003
【００２９】
物理トポロジ行列Ｇは、更に、次のように定義することができる。
【数２】
2015052958.tif 000004
【００３０】
物理トポロジ行列Ｇは、（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列の正方行列である。物理トポロジ行列Ｇでは、対角成分として、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列の正方行列である要素行列ｈ｜Ｅ｜が｜Ｈ（ｎ）｜個並び、それ以外の成分が０となる。即ち、要素行列ｈ｜Ｅ｜は、各スイッチ装置に流れる通信制御単位（ヘッダ）のレイヤに対応する。また、要素行列ｈ｜Ｅ｜は対象ネットワークの物理トポロジ情報に基づいて生成される。つまり、物理トポロジ行列Ｇは、同一の内容の要素行列ｈ｜Ｅ｜が対角方向に｜Ｈ（ｎ）｜個並ぶ対角行列であると言える。
【００３１】
要素行列ｈ｜Ｅ｜の各要素は、接続元スイッチｓｓと接続先スイッチｓｄとの物理的接続関係をそれぞれ示し、｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の正方行列である要素行列Ｓｓｄ，ｓｓにより定義することができる。要素行列ｈ｜Ｅ｜では、行方向に、要素行列Ｓｓｄ，ｓｓが｜Ｅ｜個並び、列方向に、要素行列Ｓｓｄ，ｓｓが｜Ｅ｜個並ぶ。つまり、要素行列Ｓｓｄ，ｓｓは、スイッチ装置のレイヤに対応する。要素行列ｈ｜Ｅ｜において、添字ｓｄ及び添字ｓｓが同値である要素行列Ｓｓｄ，ｓｓ、及び、物理的に接続されていないスイッチｓｓとスイッチｓｄとの組み合わせを示すＳｓｄ，ｓｓは、それぞれゼロ行列となる。
【００３２】
要素行列Ｓｓｄ，ｓｓは、各スイッチ装置の｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の正方行列である。要素行列Ｓｓｄ，ｓｓの各要素は、接続元ポートｐｓと接続先ポートｐｄとの接続関係をそれぞれ示す、要素ｐｐｄ，ｐｓにより定義することができる。接続されるポートの組み合わせを示すｐｐｄ，ｐｓは「１」に設定され、それ以外の要素ｐｐｄ，ｐｓは「０」に設定される。
【００３３】
更に、分類別転送行列Ｌ（ｎ）は、次のように定義することができる。
【数３】
2015052958.tif 000005
【００３４】
分類別転送行列Ｌ（ｎ）は、（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列の正方行列である。分類別転送規則行Ｌ（ｎ）の各要素は、通信制御単位のヘッダｈｉがヘッダｈｏに書き換えられて出力されることをそれぞれ示し、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列の正方行列である要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）により定義することができる。分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）では、行方向に、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）が｜Ｈ（ｎ）｜個並び、列方向に、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）が｜Ｈ（ｎ）｜個並ぶ。即ち、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）は、各スイッチ装置に流れる通信制御単位（ヘッダ）のレイヤに対応する。
【００３５】
要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）の各要素では、対角成分として、｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の正方行列である要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）が｜Ｅ｜個並び、それ以外の成分が０となる。即ち、要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）は、スイッチ装置のレイヤに対応する。ここで、要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）は、スイッチｅ（１≦ｅ≦｜Ｅ｜）において、通信制御単位のヘッダｈｉをヘッダｈｏに書き換える規則を示す。
【００３６】
要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）の各要素は、入力ポートｈｉと出力ポートｈｏとの関係をそれぞれ示す、要素ｔｐｏ，ｐｉにより定義することができる。入力ポートｈｉと出力ポートｈｏとの組み合わせを示す要素ｔｐｏ，ｐｉは「１」であり、それ以外の要素ｔｐｏ，ｐｉは「０」となる。
【００３７】
ネットワーク情報取得部１２は、物理トポロジ情報及び分類別転送規則情報を取得し、これらの情報を用いて上述の物理トポロジ行列Ｇ及び分類別転送行列Ｌ（ｎ）を生成し、物理トポロジ行列Ｇと分類別転送行列Ｌ（ｎ）とを掛け合わせることにより、上述のように分類別転送規則行列Ｒ（ｎ）を生成してもよい。また、ネットワーク情報取得部１２は、可搬型記録媒体や他のコンピュータ等から、ネットワーク検証装置１の入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）を経由して分類別転送規則行列Ｒ（ｎ）を取得してもよい。また、分類別規則行列Ｒ（ｎ）は、予めネットワーク検証装置１のメモリに格納されていてもよい。また、物理トポロジ情報及び転送規則情報は、予めネットワーク検証装置１のメモリに格納されていてもよいし、ネットワーク検証装置１に接続された入力装置を用いたユーザ操作により入力されてもよいし、可搬型記録媒体や他のコンピュータ等から、ネットワーク検証装置１の入出力Ｉ／Ｆを経由して取得されてもよい。また、ネットワーク情報取得部１２は、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）等を用いて、対象ネットワークから物理トポロジ情報を取得してもよい。また、ネットワーク情報取得部１２は、各スイッチ装置から転送規則情報を取得してもよい。
【００３８】
要求分割部１４は、対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、分類情報に基づいて複数の分類別要求トラフィックに分割する。ここで、「分類別要求トラフィック」とは、分類情報に基づく分類毎に分割された要求トラフィックである。上記において図４に示される例を用いて説明したように、分類情報がヘッダ１及びヘッダ３からなる分類とヘッダ２からなる分類との２つの分類を含む場合、要求分割部１４は、対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、ヘッダ１及びヘッダ３に関する分類別要求トラフィックと、ヘッダ２に関する分類別要求トラフィックとに分割する。
【００３９】
分類別要求取得部１５は、複数の分類別要求トラフィックに関し、分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、分類別要求トラフィックのトラフィック量を表す複数の分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）（ｎは各分類（第ｎ分類）を示す添字）を取得する。分類別要求取得部１５は、各分類別要求トラフィックに関する情報を取得し、この情報に基づいて各分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）を生成してもよいし、可搬型記録媒体や他のコンピュータ等からネットワーク検証装置１の入出力Ｉ／Ｆを経由して各分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）取得してもよい。各分類別要求トラフィックに関する情報は、ネットワーク検証装置１の入力装置を用いたユーザ操作により入力されてもよいし、可搬型記録媒体や他のコンピュータ等からネットワーク検証装置１の入出力Ｉ／Ｆを経由して取得されてもよいし、分類別要求取得部１５が対象ネットワークを監視することにより決定されてもよい。
【００４０】
図６は、分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の構造例を示す図である。分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）は、（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行の列ベクトルである。分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の各要素は、各スイッチ装置の各ポートに流入する通信制御単位の各ヘッダをそれぞれ示し、分類別要求トラフィックの対象ネットワークへの入口となるスイッチ装置、分類別要求トラフィックを構成する通信制御単位のヘッダデータ、及び、その入口となるスイッチ装置のその分類別要求トラフィックが流入する物理ポートを示す要素に、その通信制御単位のトラフィック量が設定され、要求トラフィックが流入しない他の要素には０が設定される。例えば、スイッチｅのポートｐに対してヘッダｈを持つ要求トラフィックが１０（Ｍｂｐｓ）流入する場合、要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の［｛（ｈ−１）×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜｝＋｛（ｅ−１）×｜Ｐ｜｝＋ｐ］番目の要素が１０に設定され、それ以外の要素が０に設定される。
【００４１】
検証処理部１３は、ネットワーク情報取得部１２により取得された分類別転送行列Ｒ（ｎ）を用いた演算を行うことにより、所定検証項目にもおける対象ネットワークの状態を推定する。第１実施形態では、検証処理部１３は、第１算出部１３１、第２算出部１３２、及び第３算出部１３３の各処理により、各スイッチ装置の各物理ポートに流入する、ヘッダ毎のトラフィック量及び、各スイッチ装置の各物理ポートに流入するトラフィック量を、所定検証項目における対象ネットワークの状態として推定する。
【００４２】
第１算出部１３１は、分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて分類別要求トラフィックの分類に対応する分類別転送行列Ｒ（ｎ）が累乗された各行列の和と、分類別要求トラフィックに対応する分類別要求トラフィックベクトルとの積を合算することにより、各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を分類された通信制御単位（ヘッダ）毎に表す複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を生成する。これにより、分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）は、分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）が定常的に対象ネットワークに流入しながら対象ネットワークから流出している状況における、任意の時点の各スイッチ装置の物理ポート毎及びヘッダ毎の流入トラフィック量を表すと言える。
【００４３】
対象ネットワークに流入した分類別要求トラフィックが、対象ネットワーク内をｋホップ分転送された状態は、分類別転送行列Ｒ（ｎ）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）を用いて、Ｒ（ｎ）ｋ×ｖ０（ｎ）で表すことができる。このため、上述の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）は、概念上、次の（式２）で示されるように、（Ｒ（ｎ）ｋ×ｖ０（ｎ））を無限ホップ数分まで足し合わせたものと考えることができる。
【数４】
2015052958.tif 000006
【００４４】
従って、例えば、第１算出部１３１は、上記（式２）において、（Ｒ（ｎ）ｋ×ｖ０（ｎ））を対象ネットワークの最大ホップ数分まで足し合わせることにより、分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を算出することができる。分類別転送行列Ｒ（ｎ）のホップ数に対応する累乗（ｋ乗）の算出には、効率化された周知の計算アルゴリズムが利用されればよい。例えば、分類別転送行列Ｒ（ｎ）を固有値分解することで得られる、対角成分に分類別転送行列Ｒ（ｎ）の固有値を持つ対角行列を用いて算出する手法が存在する。
【００４５】
第２算出部１３２は、複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を合算して、各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を通信制御単位毎に表すトラフィックベクトルｖを生成する。これにより、トラフィックベクトルｖは、要求トラフィックベクトルが定常的に対象ネットワークに流入しながら対象ネットワークから流出している状況における、任意の時点の各スイッチ装置の物理ポート毎及びヘッダ毎の流入トラフィック量を表すと言える。
【００４６】
また、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（ｎ）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）と共に、分類別転送行列Ｒ（ｎ）を形成するための分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）を用いて、分類別要求トラフィックの対象ネットワークからの出口となるスイッチ装置から流出するトラフィック量を示す分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'を生成することもできる。例えば、第１算出部１３１は、次の（式３）を用いて、分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'を生成することができる。
【数５】
2015052958.tif 000007
【００４７】
また、第２算出部１３２は、複数の分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'を合算して、各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を通信制御単位毎に表す流出トラフィックベクトルｖ'を生成することもできる。
【００４８】
第３算出部１３３は、第２算出部１３２で生成されたトラフィックベクトルｖにおいて、物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせることにより、各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を表す物理トラフィックベクトルｖＰを生成する。これにより、物理トラフィックベクトルｖＰは、トラフィックベクトルｖに関し、同じ物理ポートに流入する異なるヘッダのトラフィック量を足し合わせたものであり、任意の時点の各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量を表すと言える。
【００４９】
例えば、第３算出部１３３は、スイッチ装置の物理ポート毎に異なるヘッダのトラフィック量を足し合わせるための行列ＣＰを用いて、次の（式４）から物理トラフィックベクトルｖＰを生成することができる。この場合、物理トラフィックベクトルｖＰは、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行の列ベクトルとなり、スイッチｅのポートｐに流入するトラフィック量は、物理トラフィックベクトルｖＰの｛（ｅ−１）×｜Ｐ｜＋ｐ｝番目の要素として示される。
【００５０】
行列ＣＰは、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜×｜Ｈ｜）列の行列である。ここで、｜Ｈ｜は、各転送規則情報で示される入力時ヘッダデータ及び出力時ヘッダデータに基づいて定められる、対象ネットワーク内で転送対象とされる通信制御単位の数（ヘッダ数）である。行列ＣＰでは、対角成分に、｜Ｐ｜行（｜Ｐ｜×｜Ｈ｜）列の要素行列Ｗｅが｜Ｅ｜個並ぶ。要素行列Ｗｅでは、｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の単位行列Ｉが列方向に｜Ｈ｜個並ぶ。
【数６】
2015052958.tif 000008
【００５１】
更に、第３算出部１３３は、行列ＣＰと流出トラフィックベクトルｖ'とを掛け合わせることにより、流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を生成することができる。流出物理トラフィックベクトルｖＰ'は、要求トラフィックの対象ネットワークからの出口となるスイッチ装置の物理ポートから流出するトラフィック量を示す。この場合、スイッチｅのポートｐから流出するトラフィック量は、流出物理トラフィックベクトルｖＰ'の｛（ｅ−１）×｜Ｐ｜＋ｐ｝番目の要素として示される。
【００５２】
または、第３算出部１３３は、第２算出部１３２で生成されたトラフィックベクトルｖの代わりに、第１算出部１３１で生成された分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）において、物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせることにより、各スイッチ装置における各物理ポートに流入する分類毎のトラフィック量を表す分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）を生成する。これにより、分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）は、分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）に関し、同じ物理ポートに流入する異なるヘッダのトラフィック量を足し合わせたものであり、任意の時点の各スイッチ装置の物理ポート毎の分類別の流入トラフィック量を表すと言える。
【００５３】
例えば、第３算出部１３３は、スイッチ装置の物理ポート毎に異なるヘッダのトラフィック量を足し合わせるための行列ＣＰ（ｎ）を用いて、次の（式５）から物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）を生成することができる。この場合、分類別物理トラフィックベクトルｖＰは（ｎ）は、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行の列ベクトルとなり、スイッチｅのポートｐに流入する分類別のトラフィック量は、分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）の｛（ｅ−１）×｜Ｐ｜＋ｐ｝番目の要素として示される。
【００５４】
行列ＣＰ（ｎ）は、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜×｜Ｈ（ｎ）｜）列の行列である。行列ＣＰ（ｎ）では、対角成分に、｜Ｐ｜行（｜Ｐ｜×｜Ｈ（ｎ）｜）列の要素行列Ｗｅが｜Ｅ｜個並ぶ。要素行列Ｗｅでは、｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の単位行列Ｉが列方向に｜Ｈ（ｎ）｜個並ぶ。
【数７】
2015052958.tif 000009
【００５５】
そして、第３算出部１３３は、生成された分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）合算することにより、物理トラフィックベクトルｖＰを生成することができる。
【００５６】
更に、第３算出部１３３は、行列ＣＰと流出トラフィックベクトルｖ'とを掛け合わせる代わりに、行列ＣＰ（ｎ）と流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'とを掛け合わせることにより、分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）'を生成することができる。分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）'は、要求トラフィックの対象ネットワークからの出口となるスイッチ装置の物理ポートから流出する分類別のトラフィック量を示す。この場合、スイッチｅのポートｐから流出する分類別のトラフィック量は、分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）'の｛（ｅ−１）×｜Ｐ｜＋ｐ｝番目の要素として示される。
【００５７】
そして、第３算出部１３３は、生成された分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）'を合算することにより、流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を生成することができる。
【００５８】
品質判定部１６は、第３算出部１３３により生成された物理トラフィックベクトルｖＰ及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'の少なくとも一方、及び、スイッチ装置間の物理リンクの帯域性能情報に基づいて、対象ネットワーク内の、通信品質の劣化が生じ得る箇所を特定する。物理トラフィックベクトルｖＰ及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'は、任意の時点の各スイッチ装置の物理ポート毎の流入又は流出トラフィック量を表すため、品質判定部１６は、各物理ポートに接続される物理リンクの帯域性能と、その流入又は流出トラフィック量とを比較することで、帯域溢れ等の通信品質の劣化が生じ得る物理リンク又は物理ポートを特定することができる。各物理リンクの帯域性能情報は、予めネットワーク検証装置１のメモリに格納されていてもよいし、ネットワーク検証装置１の入力装置を用いたユーザ操作により入力されてもよいし、可搬型記録媒体や他のコンピュータ等からネットワーク検証装置１の入出力Ｉ／Ｆを経由して取得されてもよい。
【００５９】
出力処理部１７は、品質判定部１６により特定された箇所を特定可能な状態で出力する。例えば、出力処理部１７は、対象ネットワークの物理トポロジを表す情報と共に、その物理トポロジの中の、品質判定部１６により特定された物理リンク又は物理ポートを他の物理リンク又は物理ポートとは異なる態様で表す情報を出力する。本実施形態では、出力処理部１７による出力形態は制限されない。出力形態は、表示、印刷、送信、ファイル出力等である。
【００６０】
図７は、出力処理部１７による出力イメージの例を示す図である。図７の例では、対象ネットワークの物理トポロジが絵により示されており、品質判定部１６により特定された物理リンクを示す部位（スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ４との間）に帯域溢れを示す情報が付されている。但し、図７はあくまで一例であり、出力処理部１７は、上記情報をテキストデータとして生成してもよい。
【００６１】
また、出力処理部１７は、第２算出部１３２により生成されるトラフィックベクトルｖ及び流出トラフィックベクトルｖ'、並びに、第３算出部１３３により生成される物理トラフィックベクトルｖＰ及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'の少なくとも１つの内容を出力するようにしてもよい。具体的には、出力処理部１７は、トラフィックベクトルｖに基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量をヘッダ毎に表す情報を出力してもよい。また、出力処理部１７は、流出トラフィックベクトルｖ'に基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流出トラフィック量をヘッダ毎に表す情報を出力してもよい。また、出力処理部１７は、物理トラフィックベクトルｖＰに基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量を表す情報を出力してもよい。また、出力処理部１７は、流出物理トラフィックベクトルｖＰ'に基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流出トラフィック量を表す情報を出力してもよい。
【００６２】
また、出力処理部１７は、第１算出部１３１により生成される複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）及び複数の分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'、並びに、第３算出部１３３により生成される複数の分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）及び複数の分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）'の少なくとも１つの内容を出力するようにしてもよい。具体的には、出力処理部１７は、複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）に基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量を分類毎かつヘッダ毎に表す情報を出力してもよい。また、出力処理部１７は、複数の分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'に基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流出トラフィック量を分類毎かつヘッダ毎に表す情報を出力してもよい。また、出力処理部１７は、分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）に基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量を分類毎に表す情報を出力してもよい。また、出力処理部１７は、分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）'に基づいて、各スイッチ装置の物理ポート毎の流出トラフィック量を分類毎に表す情報を出力してもよい。
【００６３】
図８は、出力処理部１７による出力イメージの他の例を示す図である。図８の例では、各スイッチの各物理ポートへ流入するトラフィック量がグラフ形式でそれぞれ示されている。この場合、出力処理部１７は、物理トラフィックベクトルｖＰ及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を所定時間範囲分保持しておき、各物理ポートに流入及び流出するトラフィック量の時間推移を表すグラフを生成すればよい。図８の例において、スイッチＳＷ４から流出するトラフィック量を示すグラフは、流出物理トラフィックベクトルｖＰ'から生成される。
【００６４】
〔ハードウェア構成〕
図９は、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１のハードウェア構成例を概念的に示す図である。第１実施形態におけるネットワーク検証装置１は、いわゆるコンピュータであり、例えば、バス５で相互に接続される、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２、メモリ３、入出力インタフェース（Ｉ／Ｆ）４等を有する。メモリ３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置（ハードディスク等）である。入出力Ｉ／Ｆ４は、表示装置６及び入力装置７のようなユーザインタフェース装置や、通信装置（図示せず）等と接続され得る。表示装置６は、ディスプレイ装置やプリンタ等のようなユーザに情報を提供する装置である。入力装置７は、キーボード、マウス等のようなユーザ操作の入力を受け付ける装置である。但し、本実施形態は、ネットワーク検証装置１のハードウェア構成を制限しない。
【００６５】
また上述したネットワーク検証装置１の各処理部は、例えば、ＣＰＵ２によりメモリ３に格納されるプログラムが実行されることにより実現される。また、当該プログラムは、例えば、ＣＤ（Compact Disc）、メモリカード等のような可搬型記録媒体やネットワーク上の他のコンピュータから入出力Ｉ／Ｆ４を介してインストールされ、メモリ３に格納されてもよい。
【００６６】
〔動作例〕
以下、第１実施形態におけるネットワーク検証方法について図１０を用いて説明する。図１０は、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の動作例を示すフローチャートである。以下の説明では、ネットワーク検証装置１が各方法の実行主体となるが、ネットワーク検証装置１に含まれる上述の各処理部が実行主体となってもよい。
【００６７】
ネットワーク検証装置１は、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）を取得する（Ｓ１０１）。各分類別転送行列Ｒ（ｎ）自体の内容及び各分類別転送行列Ｒ（ｎ）の取得方法については、上述したとおりである。
【００６８】
更に、ネットワーク検証装置１は、対象ネットワークに流入する要求トラフィックを示す要求トラフィックベクトルを分類情報に基づいて分割し、複数の分類別要求トラフィックｖ０（ｎ）を取得する（Ｓ１０２）。分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）自体の内容及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の取得方法についても上述したとおりである。
【００６９】
続いて、ネットワーク検証装置１は、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）及び複数の分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）から、複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を生成する（Ｓ１０３）。具体的には、ネットワーク検証装置１は、上記（式２）において、（Ｒ（ｎ）ｋ×ｖ０（ｎ））を対象ネットワークの最大ホップ数分まで足し合わせることにより、分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を算出する。分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）自体の内容は上述したとおりである。
【００７０】
そして、ネットワーク検証装置１は、複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）から、トラフィックベクトルｖを生成する（Ｓ１０４）。詳細には、ネットワーク検証装置１は、複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を合算して、トラフィックベクトルｖを生成する。
【００７１】
ネットワーク検証装置１は、生成されたトラフィックベクトルｖにおいて、物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせることにより、物理トラフィックベクトルｖＰを生成する（Ｓ１０５）。物理トラフィックベクトルｖＰ自体の内容については上述したとおりである。
【００７２】
次に、ネットワーク検証装置１は、生成された物理トラフィックベクトルｖＰ、及び、スイッチ装置間の物理リンクの帯域性能情報に基づいて、対象ネットワーク内の、通信品質の劣化が生じ得る箇所を特定する（Ｓ１０６）。例えば、ネットワーク検証装置１は、物理トラフィックベクトルｖＰの要素として示される各物理ポートに流入するトラフィック量と当該帯域性能情報とを比較することにより、通信品質の劣化が生じ得る箇所を特定する。
【００７３】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１０６）で特定された通信品質の劣化が生じ得る箇所を特定可能な情報を出力する（Ｓ１０７）。出力形態及び出力内容については上述したとおりである。
【００７４】
但し、第１実施形態におけるネットワーク検証方法は、図１０で示される例に制限されない。例えば、工程（Ｓ１０１）及び（Ｓ１０２）は、実行順が入れ替えられてもよいし、同時に実行されてもよい。また、出力される情報によっては、（Ｓ１０６）は実行されなくてもよい。具体的には、（Ｓ１０７）において、ネットワーク検証装置１が、トラフィックベクトルｖ及び物理トラフィックベクトルｖＰの少なくとも１つの内容を出力する場合には、（Ｓ１０６）は実行されなくてもよい。この場合、ネットワーク検証装置１は、各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量をヘッダ毎に表す情報、及び、各スイッチ装置の物理ポート毎の流入トラフィック量を表す情報の少なくとも一方を出力する（Ｓ１０７）。
【００７５】
更に、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１０３）の後に、上記（式３）を用いて、複数の分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'を生成し、該生成された複数の分類別流出トラフィックベクトルｖ（ｎ）'を用いて流出トラフィックベクトルｖ'を生成してもよい。また、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１０５）の後に、上述の行列ＣＰと流出トラフィックベクトルｖ'とを掛け合わせることにより、流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を生成してもよい。流出トラフィックベクトルｖ'自体及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'自体の各内容は上述したとおりである。これにより、ネットワーク検証装置１は、流出トラフィックベクトルｖ'及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'の少なくとも一方の内容を出力することができる（Ｓ１０７）。この場合、ネットワーク検証装置１は、要求トラフィックの対象ネットワークからの出口となるスイッチ装置の物理ポートから流出するトラフィック量を表す情報、及び、そのトラフィック量をヘッダ毎に表す情報の少なくとも一方を出力する（Ｓ１０７）。
【００７６】
次に、上記（Ｓ１０１）において、ネットワーク検証装置１が分類別転送行列Ｒ（ｎ）を生成する場合の、分類別転送行列Ｒ（ｎ）の生成方法について、図１１、図１２及び図１３を用いて説明する。
【００７７】
図１１は、分類別転送行列Ｒ（ｎ）の生成に関する第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。
【００７８】
ネットワーク検証装置１は、対象ネットワークの物理トポロジ情報、及び、対象ネットワーク内の各スイッチ装置に関する複数の分類別転送規則情報を取得する（Ｓ１１１）。物理トポロジ情報は、対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す。各分類別転送規則情報は、各スイッチ装置で転送される通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す転送規則情報を分類情報に基づいて分類した情報である。物理トポロジ情報、転送規則情報及び分類情報の取得方法については上述のとおりである。
【００７９】
ネットワーク検証装置１は、物理トポロジ情報から、対象ネットワークに含まれるスイッチ装置の総数｜Ｅ｜、及び、最も多い物理ポートを持つスイッチ装置の物理ポート数｜Ｐ｜を取得する（Ｓ１１２）。更に、ネットワーク検証装置１は、各分類別転送規則情報で示される入力時ヘッダデータ及び出力時ヘッダデータに基づいて、対象ネットワーク内で転送対象とされる通信制御単位の分類毎の数（ヘッダ数）｜Ｈ（ｎ）｜を取得する（Ｓ１１３）。
【００８０】
続いて、ネットワーク検証装置１は、｜Ｅ｜、｜Ｐ｜及び｜Ｈ（ｎ）｜を用いて、物理トポロジ情報から、物理トポロジ行列Ｇを生成する（Ｓ１１４）。ここで、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）の各々を生成する際に用いられる、各物理トポロジ行列Ｇの行数及び列数は、各分類別転送行列Ｒ（ｎ）に対応する分類に含まれるヘッダ数｜Ｈ（ｎ）｜により変わり得る。更に、ネットワーク検証装置１は、｜Ｅ｜、｜Ｐ｜及び｜Ｈ（ｎ）｜を用いて、各分類別転送規則情報から、各分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）を生成する（Ｓ１１５）。
【００８１】
ネットワーク検証装置１は、各物理トポロジ行列Ｇ及び各分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）の積により、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）を生成する（Ｓ１１６）。
【００８２】
図１２は、物理トポロジ行列Ｇの生成、即ち、図１１の（Ｓ１１４）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。まず、ネットワーク検証装置１は、物理トポロジ行列Ｇを、（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列のゼロ行列として生成する（Ｓ１２１）。
【００８３】
そして、ネットワーク検証装置１は、物理トポロジ情報に基づいて、要素行列ｈ｜Ｅ｜を生成する（Ｓ１２２）。
【００８４】
そして、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１２４）を｜Ｈ（ｎ）｜回繰り返す（Ｓ１２３）。（Ｓ１２３）のループは、分類情報に基づく各分類に含まれるヘッダ数｜Ｈ（ｎ）｜に関するループである。
【００８５】
ネットワーク検証装置１は、要素行列ｈ｜Ｅ｜が対角成分として｜Ｈ（ｎ）｜個並び、かつ、それ以外の要素が０となる（｜Ｈ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ｜×｜Ｐ｜）列の物理トポロジ行列Ｇを生成する（Ｓ１２４）。
【００８６】
図１３は、要素行列ｈ｜Ｅ｜の生成、即ち、図１２の（Ｓ１２２）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。まず、ネットワーク検証装置１は、要素行列ｈ｜Ｅ｜を、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列のゼロ行列として生成する（Ｓ１３１）。
【００８７】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１３３）から（Ｓ１３５）までを｜Ｅ｜回繰り返す（Ｓ１３２）。（Ｓ１３２）のループは、接続元スイッチｓｓに関するループである。更に、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１３４）から（Ｓ１３５）までを｜Ｅ｜回繰り返す（Ｓ１３３）。（Ｓ１３３）のループは、接続先スイッチｓｄに関するループである。
【００８８】
ネットワーク検証装置１は、要素行列Ｓｓｄ，ｓｓを生成する（Ｓ１３４）。要素行列Ｓｓｄ，ｓｓは｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の正方行列である。
【００８９】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１３４）で生成された要素行列Ｓｓｄ，ｓｓを要素行列ｈ｜Ｅ｜の所定位置に設定する（Ｓ１３５）。所定位置は、当該要素行列ｈ｜Ｅ｜を｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の区分対角行列で分けたときの、ｓｄ行ｓｓ列目の区分対角行列の位置である。
【００９０】
図１４は、要素行列Ｓｓｄ，ｓｓの生成、即ち、図１３の（Ｓ１３４）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。ネットワーク検証装置１は、接続元スイッチｓｓ及び接続先スイッチｓｄに対応する要素行列Ｓｓｄ，ｓｓを、（｜Ｐ｜）行（｜Ｐ｜）列のゼロ行列として生成する（Ｓ１４１）。
【００９１】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１４３）から（Ｓ１４６）までを｜Ｐ｜回繰り返す（Ｓ１４２）。（Ｓ１４２）のループは、接続元スイッチｓｓのポートｐｓに関するループである。更に、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１４４）から（Ｓ１４６）までを｜Ｐ｜回繰り返す（Ｓ１４３）。（Ｓ１４３）のループは、接続先スイッチｓｄのポートｐｄに関するループである。
【００９２】
ネットワーク検証装置１は、物理トポロジ情報に基づいて、接続元スイッチｓｓのポートｐｓが接続先スイッチｓｄのポートｐｄに接続されているか否かを判定する（Ｓ１４４）。ネットワーク検証装置１は、接続されている場合（Ｓ１４５；ＹＥＳ）、要素行列Ｓｓｄ，ｓｓのｐｓ行ｐｄ列の要素に１を設定し（Ｓ１４６）、接続されていない場合（Ｓ１４５；ＮＯ）、何もせず、次のポートｐｄに移行する。
【００９３】
図１５は、分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）の生成、即ち、図１１の（Ｓ１１５）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。まず、ネットワーク検証装置１は、分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）を、（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ（ｎ）｜×｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列のゼロ行列として生成する（Ｓ１５１）。
【００９４】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１５３）から（Ｓ１４５）までを｜Ｈ（ｎ）｜回繰り返す（Ｓ１５２）。（Ｓ１５２）のループは、入力時ヘッダｈｉに関するループである。更に、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１５４）から（Ｓ１５５）までを｜Ｈ（ｎ）｜回繰り返す（Ｓ１５３）。（Ｓ１５３）のループは、出力時ヘッダｈｏに関するループである。
【００９５】
ネットワーク検証装置１は、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）を生成する（Ｓ１５３）。要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）は、（｜Ｈ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｈ｜×｜Ｐ｜）列の正方行列である。ネットワーク検証装置１は、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）を、（ｈｏ ，ｈｉ）番目の（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列の区分行列として、分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）に設定する（Ｓ１５５）。
【００９６】
図１６は、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）の生成、即ち、図１５の（Ｓ１５４）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。まず、ネットワーク検証装置１は、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）を、（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）行（｜Ｅ｜×｜Ｐ｜）列のゼロ行列として生成する（Ｓ１６１）。
【００９７】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１６３）から（Ｓ１６４）までを｜Ｅ｜回繰り返す（Ｓ１６２）。（Ｓ１６２）のループは、スイッチｅに関するループである。
【００９８】
ネットワーク検証装置１は、要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）を生成する（Ｓ１６３）。要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）は、スイッチｅにおける、入力時ヘッダデータｈｉをｈｏに変換する転送規則に対応する、｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列の正方行列である。
【００９９】
ネットワーク検証装置１は、要素行列Ｔ（ｈｏ，ｈｉ）を｜Ｐ｜行｜Ｐ｜列毎の区分行列で分割した場合における、ｈｉ行ｈｏ列目の区分行列の位置に、生成されたＴｅ（ｈｏ，ｈｉ）を設定する（Ｓ１６４）。
【０１００】
図１７は、要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）の生成、即ち、図１６の（Ｓ１６３）に関する、第１実施形態におけるネットワーク検証装置１の詳細動作例を示すフローチャートである。ネットワーク検証装置１は、スイッチｅにおける入力時ヘッダデータｈｉを出力時ヘッダデータｈｏに変換する転送規則に対応する要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）を、（｜Ｐ｜）行（｜Ｐ｜）列のゼロ行列として生成する（Ｓ１７１）。
【０１０１】
ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１７３）から（Ｓ１７６）までを｜Ｐ｜回繰り返す（Ｓ１７２）。（Ｓ１７２）のループは、スイッチｅにおける、入力時ヘッダデータｈｉの通信制御単位の入力ポートｐｉに関するループである。更に、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１７４）から（Ｓ１７６）までを｜Ｐ｜回繰り返す（Ｓ１７３）。（Ｓ１７３）のループは、スイッチｅにおける、出力時ヘッダデータｈｏの通信制御単位の出力ポートｐｏに関するループである。
【０１０２】
ネットワーク検証装置１は、各スイッチｅに対応する分類別転送規則情報に基づいて、入力時ヘッダデータｈｉをｈｏに変換して、ポートｐｉからポートｐｏに転送する転送規則の有無を判定する（Ｓ１７４）。ネットワーク検証装置１は、当該転送規則が存在する場合（Ｓ１７５；ＹＥＳ）、要素行列Ｔｅ（ｈｏ，ｈｉ）のｐｏ行ｐｉ列の要素に１を設定し（Ｓ１７６）、存在しない場合（Ｓ１７５；ＮＯ）、何もせず、次のポートｐｏに移行する。
【０１０３】
〔第１実施形態における作用及び効果〕
上述したように第１実施形態では、対象ネットワークの物理トポロジ情報、及び分類情報に基づいて分類された転送規則情報である複数の分類別転送規則情報から形成される複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）と、対象ネットワークに流入する要求トラフィックを分類情報に基づいて分割した複数の分類別要求トラフィックに関し、入口スイッチ装置の物理ポート、ヘッダデータ及びトラフィック量を分類毎に表す分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）とを用いた演算により、複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）及び複数の分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）が生成される。そして、生成された複数の分類別トラフィックベクトルｖ（ｎ）を合算することにより、トラフィックベクトルｖが生成される。また、生成された複数の分類別物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）を合算することにより、物理トラフィックベクトルｖＰ（ｎ）が生成される。これにより、第１実施形態によれば、各スイッチ装置における各物理ポートに流入する総トラフィック量、及び、当該各物理ポートに流入する通信制御単位毎のトラフィック量の少なくとも一方を出力することができる。このように、本実施形態によれば、検証対象のネットワークに流入するトラフィックを構成する通信制御単位に関する、ネットワーク帯域の定量的な性質を扱うことができる。
【０１０４】
また、分類情報を用いて要求トラフィックを分割することにより、分類情報を用いて要求トラフィックを分割しなかった場合と比較して、上述の各演算処理で用いられる行列の要素数を削減できる。従って、本実施形態によれば、トラフィックベクトルｖ及び物理トラフィックベクトルｖＰを演算する処理を、分類情報を用いて要求トラフィックを分割しなかった場合と比較して、高速化できる。この効果は、分類情報に基づく分類の数が多いほど顕著になる。
【０１０５】
更に、第１実施形態では、上記分類情報に基づいて分類される複数の転送規則情報を示す分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）を更に用いた演算により、分類別流出トラフィックベクトルｖ'及び分類別流出物理トラフィックベクトルｖＰ'が生成され得る。これにより、第１実施形態によれば、要求トラフィックの対象ネットワークからの出口となるスイッチ装置の物理ポートから流出する総トラフィック量、及び、該物理ポートから流出する通信制御単位毎のトラフィック量の少なくとも一方も出力することができる。
【０１０６】
また、第１実施形態では、上述のように生成された物理トラフィックベクトルｖＰと、対象ネットワーク内の各物理リンクの帯域性能情報とに基づいて、対象ネットワーク内の、通信品質の劣化が生じ得る箇所が特定される。これにより、第１実施形態によれば、対象ネットワーク内の通信品質の劣化が生じ得る箇所を分かり易く出力することができる。即ち、第１実施形態によれば、対象ネットワークの帯域問題を効率的に検出することができる。
【０１０７】
［第２実施形態］
以下、第２実施形態におけるネットワーク検証装置１について、第１実施形態と異なる内容を中心に説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様の内容については適宜省略する。
【０１０８】
〔処理構成〕
図１８は、第２実施形態におけるネットワーク検証装置１の処理構成例を概念的に示す図である。第２実施形態におけるネットワーク検証装置１は、第１実施形態の処理構成から品質判定部１６及び第３算出部１３３を除き、分類情報生成部１８及び分類別転送規則情報生成部１９を加えた処理構成を持つ。分類情報生成部１８及び分類別転送規則情報生成部１９についても他の処理部と同様に、当該プログラムが実行されることにより実現される。但し、第２実施形態におけるネットワーク検証装置１は、第１実施形態の処理構成に加えて、分類情報生成部１８及び分類別転送規則情報生成部１９を更に持つ処理構成としてもよい。
【０１０９】
分類情報生成部１８は、複数の転送規則情報を読み込み、当該読み込んだ複数の転送規則情報に含まれる入力時ヘッダデータ及び出力時ヘッダデータの組み合わせに基づいて、分類情報を生成する。
【０１１０】
分類別転送規則情報生成部１９は、分類情報生成部１８によって生成された分類情報に基づいて、複数の転送規則情報から複数の分類別転送規則情報を生成する。分類別転送規則情報生成部１９が、複数の転送規則情報の中から同一の分類に属する分類別転送規則情報を判断する方法は、第１実施形態で説明したとおりである。
【０１１１】
〔動作例〕
以下、第２実施形態におけるネットワーク検証方法について図１９を用いて説明する。図１９は、第２実施形態におけるネットワーク検証装置１の動作例を示すフローチャートである。以下の説明では、ネットワーク検証装置１が各方法の実行主体となるが、ネットワーク検証装置１に含まれる上述の各処理部が実行主体となってもよい。
【０１１２】
ネットワーク検証装置１は、複数の転送規則情報を取得する（Ｓ１９１）。そして、ネットワーク検証装置１は、取得した複数の転送規則情報の入力時ヘッダデータと出力時ヘッダデータとの組み合わせを参照し、同一の分類に属するヘッダデータを判断する（Ｓ１９２）。そして、ネットワーク検証装置１は、（Ｓ１９２）の判断に基づいて、同一の分類に属する各ヘッダデータを識別可能な分類情報を生成する（Ｓ１９３）。ネットワーク検証装置１は、生成された分類情報に基づいて、複数の転送規則情報を複数の分類別転送規則情報に分類する（Ｓ１９４）。
【０１１３】
〔第２実施形態における作用及び効果〕
このように、第２実施形態では、取得された複数の転送規則情報を基に、分類情報が自動的に生成される。そして、生成された分類情報を基に、複数の分類別転送規則情報が自動的に生成される。これにより、本実施形態によれば、分類情報及び分類別転送規則情報の生成・管理に関するユーザビリティの向上が見込める。
【０１１４】
［第３実施形態］
以下、第３実施形態におけるネットワーク検証装置１について、第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容を中心に説明する。以下の説明では、第１実施形態及び第２実施形態と同様の内容については適宜省略する。
【０１１５】
〔処理構成〕
図２０は、第３実施形態におけるネットワーク検証装置１の処理構成例を概念的に示す図である。第３実施形態におけるネットワーク検証装置１は、第１実施形態の処理構成から品質判定部１６及び第３算出部１３３を除き、第４算出部１３４を加えた処理構成を持つ。第４算出部１３４についても他の処理部と同様に、当該プログラムが実行されることにより実現される。但し、第３実施形態におけるネットワーク検証装置１は、第１実施形態又は第２実施形態、若しくは、第１実施形態と第２実施形態とを組み合わせた形態の処理構成に加えて、第４算出部１３４を更に持つ処理構成としてもよい。
【０１１６】
第３実施形態における検証処理部１３は、対象ネットワークにおけるループ経路の有無を検証する。具体的には、第４算出部１３４が複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）の固有値をそれぞれ算出し、当該算出される複数の固有値に基づいて、検証処理部１３は、対象ネットワーク内にループ経路が存在するか否かを判定する。具体的には、検証処理部１３は、全ての分類別転送行列Ｒ（ｎ）における全ての固有値が０になる場合に、対象ネットワーク内にループ経路が存在しないと判定し、固有値の少なくとも１つが０にならない分類別転送行列Ｒ（ｎ）が少なくとも１つ存在する場合に、対象ネットワーク内にループ経路が存在すると判定する。なお、固有値の算出方法には周知の手法が利用されればよい。また、対象ネットワーク内の最大ホップ数は、対象ネットワーク内のスイッチ装置の総数｜Ｅ｜より小さくなるため、第４算出部１３４は、周知の固有値算出方法を用いず、分類別転送行列Ｒ（ｎ）を｜Ｅ｜乗して得られる行列がゼロ行列となる場合に、固有値が全て０と決定し、ゼロ行列にならない場合に、固有値の少なくとも１つが０にならないと決定することもできる。
【０１１７】
出力処理部１７は、検証処理部１３の判定結果、即ち、ループ経路の有無を示す情報を出力する。
【０１１８】
〔動作例〕
以下、第３実施形態におけるネットワーク検証方法について図２１を用いて説明する。図２１は、第３実施形態におけるネットワーク検証装置１の動作例を示すフローチャートである。以下の説明では、ネットワーク検証装置１が各方法の実行主体となるが、ネットワーク検証装置１に含まれる上述の各処理部が実行主体となってもよい。
【０１１９】
第１実施形態と同様に、ネットワーク検証装置１は、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）を取得する（Ｓ２１１）。
【０１２０】
第３実施形態では、ネットワーク検証装置１は、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）のそれぞれの固有値を算出する（Ｓ２１２）。ネットワーク検証装置１は、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）の全てにおいて、全ての固有値がゼロか否かを判定する（Ｓ２１３）。ネットワーク検証装置１は、全ての固有値がゼロの場合（Ｓ２１３；ＹＥＳ）、対象ネットワークにループ経路がないと判定する（Ｓ２１４）。一方、ネットワーク検証装置１は、少なくとも１つの固有値がゼロでない分類別転送行列Ｒ（ｎ）が１つでも存在する場合（Ｓ２１３；ＮＯ）、対象ネットワークにループ経路が有ると判定する（Ｓ２１５）。
【０１２１】
ネットワーク検証装置１は、ループ経路が有るか否かの判定結果を出力する（Ｓ２１６）。
【０１２２】
〔第３実施形態における作用及び効果〕
このように、第３実施形態では、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）の各々の固有値が算出され、当該算出された複数の固有値に基づいて、ループ経路の有無が判定される。従って、第３実施形態によれば、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）を用いることで、ループ経路の有無という経路問題を検出することができる。更に、第３実施形態が、第１実施形態及び第２実施形態の全ての構成を含む場合には、帯域問題及び経路問題を一括で検証することができる。
【０１２３】
［変形例］
上述の各実施形態では、分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の要素には、トラフィック量が設定され、結果として、分類別転送行列Ｒ（ｎ）を用いて生成されるベクトルの各要素は、トラフィック量を示していた。しかしながら、トラフィック量のような実数値ではなく、トラフィックの確率分布が分類別要求トラフィックベクトルｖ０（ｎ）の要素に設定されてもよい。この場合、算出されるトラフィックが実数値の線形和ではなく、確率分布の線形和となるため、トラフィックの見積もりや帯域問題の検出をより高精度に行うことができる。
【０１２４】
［補足］
分類別転送行列Ｒ（ｎ）等のような上述の行列及びベクトルのサイズに影響を与える物理ポートの数｜Ｐ｜は、上述したように、対象ネットワークに含まれるスイッチ装置の中で最も多い物理ポートを持つスイッチ装置の物理ポート数に設定される。即ち、対象ネットワーク内の各スイッチ装置が備える物理ポートの数は同一でなくてもよい。よって、例えば、分類別転送行列Ｒ（ｎ）等のような上述の行列及びベクトルの要素の中で、スイッチに存在しないポートに対応する要素は、０に設定される。
【０１２５】
以下に各実施例を挙げ、上述の実施形態を更に詳細に説明する。本発明は以下の各実施例から何ら限定を受けない。以下の各実施例は、図２に示される対象ネットワーク、図３に示される物理トポロジ情報、及び、図４に示される転送規則情報を用いてそれぞれ説明される。また、以下の各実施例では、対象ネットワークとして仮想網が例示され、通信制御対象としてフローが例示される。
【実施例１】
【０１２６】
ネットワーク情報取得部１２は、分類情報取得部１１により取得された分類情報を用いて、図４に示される転送規則情報を複数の分類別転送規則情報に分類し、当該分類された分類別転送規則情報及び図３に示される物理トポロジ情報用いて、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）を生成する。なお、ここでは、図４に示される複数の転送規則情報に基づいて、当該複数の転送規則情報のうち、転送規則１（図４の１行目）、転送規則３（図４の３行目）、及び転送規則４（図４の４行目）を第１分類に属する分類別転送規則情報とし、また、転送規則２（図４の２行目）、及び転送規則５（図４の５行目）を第１分類とは異なる第２分類に属する分類別転送規則情報とする分類情報が定められ、記憶手段に記憶されているものとする。そして、複数の分類別転送行列Ｒ（ｎ）は、上記（式１）で示されるように、物理トポロジ行列Ｇ及び複数の分類別転送規則行列Ｌ（ｎ）を掛け合せることにより生成される。【０１２７】
図２２は、実施例１において、第１分類に対応する分類別転送行列Ｒ（１）を生成する際に用いられる物理トポロジ行列Ｇを示す図である。図２及び図３に示されるように、スイッチｅ１とスイッチｅ４との間、及び、スイッチｅ２とスイッチｅ３との間が物理的に接続されていないため、物理トポロジ行列Ｇに含まれる行列要素ｈ｜Ｅ｜では、行列要素Ｓ１，４及びＳ４，１、行列要素Ｓ２，３及びＳ３，２、がそれぞれゼロ行列となっている。また、物理トポロジ行列Ｇに含まれる行列要素ｈ｜Ｅ｜では、ｓｄ＝ｓｓの行列要素Ｓｓｄ，ｓｓがそれぞれゼロ行列となっている。【０１２８】
図２３は、実施例１において、第１分類に対応する分類別転送行列Ｒ（１）を生成する際に用いられる分類別転送規則行列Ｌ（１）を示す図である。ここで、ネットワーク情報取得部１２は、第１分類の分類別転送規則情報である、転送規則１（図４の１行目）、転送規則２（図４の３行目）、及び転送規則４（図４の４行目）に基づいて、図２３に示されるような第１分類に対応する分類別転送規則行列Ｌ（１）を生成する。詳細には、ヘッダｈ１を変換せずに転送する転送規則（要素行列Ｔ（ｈ１，ｈ１）に対応）は、転送規則１のみが該当する。転送規則１では、ヘッダデータｈ１のフローｆ１が、スイッチｅ１のポートｐ１から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポートｐ３から出力することが定められている。よって、要素行列Ｔ（ｈ１，ｈ１）内では、要素行列Ｔ１（ｈ１，ｈ１）以外の要素はゼロ行列に設定される。また、ヘッダｈ３を変換せずに転送する転送規則（要素行列Ｔ（ｈ３，ｈ３）に対応）は、転送規則４のみが該当する。転送規則４では、ヘッダデータｈ３のフローｆ１が、スイッチｅ４のポートｐ２から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポートｐ３から出力することが定められている。よって、要素行列Ｔ（ｈ３，ｈ３）内では、要素行列Ｔ４（ｈ３，ｈ３）以外の要素はゼロ行列に設定される。また、ヘッダｈ１をヘッダｈ３に変換して転送する転送規則（要素行列Ｔ（ｈ３，ｈ１）に対応）は、転送規則３のみが該当する。転送規則３では、ヘッダデータｈ１のフローｆ１が、スイッチｅ３のポートｐ２から入力されたとき、ヘッダデータｈ３に書き換えて、ポートｐ３から出力することが定められている。よって、要素行列Ｔ（ｈ３，ｈ１）内では、要素行列Ｔ３（ｈ３，ｈ１）以外の要素はゼロ行列に設定される。また、ヘッダｈ３をヘッダｈ１に変換して転送する転送規則（要素行列Ｔ（ｈ１，ｈ３）に対応）は、存在しない。よって、要素行列Ｔ（ｈ１，ｈ３）内では、全ての要素はゼロに設定される。【０１２９】
図２４は、実施例１において、第２分類に対応する分類別転送行列Ｒ（２）を生成する際に用いられる物理トポロジ行列Ｇを示す図である。図２及び図３に示されるように、スイッチｅ１とスイッチｅ４との間、及び、スイッチｅ２とスイッチｅ３との間が物理的に接続されていないため、物理トポロジ行列Ｇに含まれる行列要素ｈ｜Ｅ｜では、行列要素Ｓ１，４及びＳ４，１、行列要素Ｓ２，３及びＳ３，２、がそれぞれゼロ行列となっている。また、物理トポロジ行列Ｇに含まれる行列要素ｈ｜Ｅ｜では、ｓｄ＝ｓｓの行列要素Ｓｓｄ，ｓｓがそれぞれゼロ行列となっている。【０１３０】
図２５は、実施例１において、第２分類に対応する分類別転送行列Ｒ（２）を生成する際に用いられる分類別転送規則行列Ｌ（２）を示す図である。ここで、ネットワーク情報取得部１２は、第２分類の分類別転送規則情報である、転送規則２（図４の２行目）、及び転送規則５（図４の５行目）に基づいて、図２５に示されるような第２分類に対応する分類別転送規則行列Ｌ（２）を生成する。詳細には、ヘッダｈ２を変換せずに転送する転送規則（要素行列Ｔ（ｈ２，ｈ２）に対応）は、転送規則２及び転送規則５が該当する。転送規則２では、ヘッダデータｈ２のフローｆ２が、スイッチｅ２のポートｐ１から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポートｐ３から出力することが定められている。転送規則５では、ヘッダデータｈ２のフローｆ２が、スイッチｅ４のポートｐ１から入力されたとき、ヘッダデータを変換せずに、ポートｐ３から出力することが定められている。よって、要素行列Ｔ（ｈ２，ｈ２）内では、要素行列Ｔ２（ｈ２，ｈ２）及び要素行列Ｔ４（ｈ２，ｈ２）以外の要素はゼロ行列に設定される。【０１３１】
図２６は、実施例１における要求トラフィック情報を示す図である。図２６の要求トラフィックベクトルｖ０は、スイッチｅ１のポートｐ１にヘッダデータｈ１のフローｆ１が流入し、スイッチｅ２のポートｐ１にヘッダデータｈ２のフローｆ２が流入することを示す。また、以下の０ｎは、ｎ行ゼロベクトルを表す。【０１３２】
要求分割部１４は、図２６に示される要求トラフィックｖ０に関する情報を取得し、この情報と分類情報取得部１１で取得された分類情報とに基づいて、次のような分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）を生成する。
【数８】
2015052958.tif 000010
【０１３３】
第１算出部１３１は、生成された分類別転送行列Ｒ（１）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）を用いて、図２７に示されるように、分類別トラフィックベクトルｖ（１）を算出する。また、第１算出部１３１は、生成された分類別転送行列Ｒ（２）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）を用いて、図２７に示されるように、分類別トラフィックベクトルｖ（２）を算出する。図２７は、実施例１における各分類の分類別トラフィックベクトルを示す図である。図２７に示される分類別トラフィックベクトルｖ（１）は、スイッチｅ１のポートｐ１にトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ１）が流入し、スイッチｅ３のポートｐ２にトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ１）が流入し、スイッチｅ４のポートｐ２にトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ３）が流入することを示す。また、図２７に示される分類別トラフィックベクトルｖ（２）は、スイッチｅ２のポートｐ１にトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流入し、スイッチｅ４のポートｐ１にトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流入することを示す。【０１３４】
第２算出部１３２は、分類別トラフィックベクトルｖ（１）及び分類別トラフィックベクトルｖ（２）を合算して、図２８に示されるように、トラフィックベクトルｖを算出する。図２８は、実施例１におけるトラフィックベクトルを示す図である。図２８に示されるトラフィックベクトルｖは、スイッチｅ１のポートｐ１にトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ１）が流入し、スイッチｅ２のポートｐ１にトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流入し、スイッチｅ３のポートｐ２にトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ１）が流入し、スイッチｅ４のポートｐ２にトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ３）が流入し、スイッチｅ４のポートｐ１にトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流入することを示す。【０１３５】
更に、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（１）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）並びに分類別転送規則行列Ｌ（１）を用いて、図２９に示されるように、分類別流出トラフィックベクトルｖ（１）'を生成することもできる。また、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（２）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）並びに分類別転送規則行列Ｌ（２）を用いて、図２９に示されるように、分類別流出トラフィックベクトルｖ（２）'を生成することもできる。図２９は、実施例１における各分類の分類別流出トラフィックベクトルを示す図である。図２９に示される分類別流出トラフィックベクトルｖ（１）'は、スイッチｅ１のポートｐ３からトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ１）が流出し、スイッチｅ３のポートｐ３からトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ３）が流出し、スイッチｅ４のポートｐ３からトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ３）が流出することを示す。また、図２９に示される分類別流出トラフィックベクトルｖ（２）'は、スイッチｅ２のポートｐ３からトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流出し、スイッチｅ４のポートｐ３からトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流出することを示す。【０１３６】
更に、第２算出部１３２は、分類別流出トラフィックベクトルｖ（１）'及び分類別流出トラフィックベクトルｖ（２）' を合算して、図３０に示されるように、流出トラフィックベクトルｖ'を算出する。図３０は、実施例１における流出トラフィックベクトルを示す図である。図３０に示される流出トラフィックベクトルｖ'は、スイッチｅ１のポートｐ３からトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ１）が流出し、スイッチｅ２のポートｐ３からトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流出し、スイッチｅ３のポートｐ３からトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ３）が流出し、スイッチｅ４のポートｐ３からトラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ１（ヘッダデータｈ３）及びトラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）のフローｆ２（ヘッダデータｈ２）が流出することを示す。【０１３７】
第３算出部１３３は、上述のように算出されたトラフィックベクトルｖに、各スイッチのポート毎にトラフィック量を合算するための行列ＣＰを掛け合せることにより、図３１に示される物理トラフィックベクトルｖＰを生成する。図３１は、実施例１における物理トラフィックベクトルｖＰを示す図である。図３１に示される物理トラフィックベクトルｖＰは、スイッチｅ１のポートｐ１には、トラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）が流入し、スイッチｅ２のポートｐ１には、トラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）が流入し、スイッチｅ３のポートｐ２には、トラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）が流入し、スイッチｅ４のポートｐ１には、トラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）が流入し、スイッチｅ４のポートｐ２には、トラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）が流入することを示す。【０１３８】
更に、第３算出部１３３は、上述の流出トラフィックベクトルｖ'に、当該行列ＣＰを掛け合せることにより、図３２に示される流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を生成することもできる。図３２は、実施例１における流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を示す図である。図３２に示される流出物理トラフィックベクトルｖＰ'は、スイッチｅ１のポートｐ３から、トラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）が流出し、スイッチｅ２のポートｐ３から、トラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）が流出し、スイッチｅ３のポートｐ３から、トラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）が流出し、スイッチｅ４のポートｐ３から、トラフィック量６０（Ｍｂｐｓ）が流出することを示す。【０１３９】
品質判定部１６は、図３に示される物理トポロジ情報が示す帯域幅と、物理トラフィックベクトルｖＰ及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'とを比較することにより、当該仮想網における通信品質の劣化が生じ得る物理リンク（スイッチ及びポート）を特定する。実施例１では、例えば、帯域幅１００（Ｍｂｐｓ）を超えるフローは存在しないため、通信品質の劣化が生じ得る物理リンクは特定されない。【０１４０】
また、第４算出部１３４が上述の分類別転送行列Ｒ（ｎ）の固有値を算出することで、検証処理部１３は、当該仮想網におけるループ経路の有無を判定できる。実施例１では全ての固有値が０であるため、検証処理部１３は、当該仮想網にループ経路が無いと判定することができる。
【実施例２】
【０１４１】
実施例２では、要求トラフィックの情報として、トラフィックの確率分布が要求トラフィックベクトルｖ０の要素に設定される形態を例示する。但し、実施例２の他の条件については実施例１と同様とする。【０１４２】
図３３は、実施例２における要求トラフィック情報を示す図である。図３３では、ヘッダデータｈ１のフローｆ１のトラフィックが、平均トラフィック量１０（Ｍｂｐｓ）及び分散５の正規分布Ｎ（１０，５）で与えられ、ヘッダデータｈ２のフローｆ２のトラフィックが、平均トラフィック量５０（Ｍｂｐｓ）及び分散１５の正規分布Ｎ（５０，１５）で与えられる。【０１４３】
要求分割部１４は、図３３に示される要求トラフィックｖ０に関する情報を取得し、この情報と分類情報取得部１１で取得された分類情報とに基づいて、以下に示される分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）を生成する。実施例２における分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）では、要素に、フローｆ１及びｆ２のトラフィックの確率分布が設定される。
【数９】
2015052958.tif 000011
【０１４４】
実施例２においても、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（１）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）を用いて、以下に示される分類別トラフィックベクトルｖ（１）を算出する。また、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（２）及び分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）を用いて、以下に示される分類別トラフィックベクトルｖ（２）を算出する。実施例２で算出される分類別トラフィックベクトルｖ（１）及び分類別トラフィックベクトルｖ（２）は、要素に、正規分布Ｎ（１０，５）及び正規分布Ｎ（５０，１５）を持つ。
【数１０】
2015052958.tif 000012
【０１４５】
また、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（１）、分類別要求トラフィックベクトルｖ０（１）、及びに分類別転送規則行列Ｌ（１）を用いて、以下に示される分類別流出トラフィックベクトルｖ（１）'を生成することもできる。また、第１算出部１３１は、分類別転送行列Ｒ（２）、分類別要求トラフィックベクトルｖ０（２）、及び分類別転送規則行列Ｌ（２）を用いて、以下に示される分類別流出トラフィックベクトルｖ（２）'を生成することもできる。実施例２で算出される分類別流出トラフィックベクトルｖ（１）'及び分類別流出トラフィックベクトルｖ（２）'は、要素に、正規分布Ｎ（１０，５）及び正規分布Ｎ（５０，１５）を持つ。
【数１１】
2015052958.tif 000013
【０１４６】
実施例２においても、第２算出部１３２は、分類別トラフィックベクトルｖ（１）及び分類別トラフィックベクトルｖ（２）を合算して、以下に示されるトラフィックベクトルｖを算出する。また、第２算出部１３２は、分類別流出トラフィックベクトルｖ（１）'及び分類別流出トラフィックベクトルｖ（２）' を合算して、以下に示される流出トラフィックベクトルｖ'を算出する。実施例２で算出されるトラフィックベクトルｖ及び流出トラフィックベクトルｖ'は、要素に、正規分布Ｎ（１０，５）及び正規分布Ｎ（５０，１５）を持つ。
【数１２】
2015052958.tif 000014
【０１４７】
第３算出部１３３についても、同様に、トラフィックベクトルｖ及び流出トラフィックベクトルｖ'に、行列ＣＰを掛け合せることにより、次のように、物理トラフィックベクトルｖＰ及び流出物理トラフィックベクトルｖＰ'を生成することもできる。
【数１３】
2015052958.tif 000015
【０１４８】
なお、上述の説明で用いた複数のフローチャートでは、複数の工程（処理）が順番に記載されているが、各工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。本実施形態では、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。また、上述の各実施形態及び各変形例は、内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。【０１４９】
以下、参考形態の例を付記する。
１．複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するネットワーク検証装置において、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得部と、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得部と、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理部と、
を備えるネットワーク検証装置。
２．前記複数の転送規則情報に含まれる前記入力時ヘッダデータ及び前記出力時ヘッダデータの組み合わせに基づいて、前記分類情報を生成する分類情報生成部と、
前記生成された分類情報に基づいて前記複数の転送規則情報から前記複数の分類別転送規則情報を生成する分類別転送規則情報生成部と、
を更に備える１．に記載のネットワーク検証装置。
３．前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割部と、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得部と、
を更に備え、
前記検証処理部は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルとの積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記分類された通信制御単位毎に表す複数の分類別トラフィックベクトルを生成する第１算出部と、
前記複数の分類別トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表すトラフィックベクトルを生成する第２算出部と、
を含む、
１．または２．に記載のネットワーク検証装置。
４．前記検証処理部は、
前記第１算出部で生成される前記複数の分類別トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を表す物理トラフィックベクトルを生成する第３算出部、
を更に含む、
３．に記載のネットワーク検証装置。
５．前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割部と、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得部と、
を更に備え、
前記検証処理部は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルと、該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送規則情報を示す分類別転送規則行列との積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記分類情報により分類される通信制御単位毎に表す分類別流出トラフィックベクトルを生成する第１算出部と、
前記複数の分類別流出トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表す流出トラフィックベクトルを生成する第２算出部と、
を含む、
１．から４．のいずれか１つに記載のネットワーク検証装置。
６．前記検証処理部は、
前記第１算出部で生成される前記複数の分類別流出トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別流出物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流出するトラフィック量を表す流出物理トラフィックベクトルを生成する第３算出部、
を更に含む、
５．に記載のネットワーク検証装置。
７．前記トラフィック量は、トラフィック量の確率分布で示される、
３．から６．のいずれか１つに記載のネットワーク検証装置。
８．前記検証処理部は、
前記複数の分類別転送行列の固有値を算出する第４算出部、
を含み、
前記第４算出部で算出される複数の固有値に基づいて、前記対象ネットワーク内にループ経路が存在するか否かを判定する、
１．から７．のいずれか１つに記載のネットワーク検証装置。
９．複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するコンピュータが、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得処理と、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得処理と、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理と、
を実行することを含むネットワーク検証方法。
１０．前記コンピュータが、
前記複数の転送規則情報に含まれる前記入力時ヘッダデータ及び前記出力時ヘッダデータの組み合わせに基づいて、前記分類情報を生成する分類情報生成処理と、
前記生成された分類情報に基づいて前記複数の転送規則情報から前記複数の分類別転送規則情報を生成する分類別転送規則情報生成処理と、
を更に実行することを含む９．に記載のネットワーク検証方法。
１１．前記コンピュータが、
前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割処理と、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得処理と、
を更に実行し、
前記検証処理は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルとの積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記分類された通信制御単位毎に表す複数の分類別トラフィックベクトルを生成する第１算出処理と、
前記複数の分類別トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表すトラフィックベクトルを生成する第２算出処理と、
を含む、
９．または１０．に記載のネットワーク検証方法。
１２．前記検証処理は、
前記第１算出処理で生成される前記複数の分類別トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を表す物理トラフィックベクトルを生成する第３算出処理、
を更に含む、
１１．に記載のネットワーク検証方法。
１３．前記コンピュータが、
前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割処理と、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得処理と、
を更に実行し、
前記検証処理は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルと、該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送規則情報を示す分類別転送規則行列との積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記分類情報により分類される通信制御単位毎に表す分類別流出トラフィックベクトルを生成する第１算出処理と、
前記複数の分類別流出トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表す流出トラフィックベクトルを生成する第２算出処理と、
を含む、
９．から１２．のいずれか１つに記載のネットワーク検証方法。
１４．前記検証処理は、
前記第１算出処理で生成される前記複数の分類別流出トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別流出物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流出するトラフィック量を表す流出物理トラフィックベクトルを生成する第３算出処理、
を更に含む、
１３．に記載のネットワーク検証方法。
１５．前記トラフィック量は、トラフィック量の確率分布で示される、
１１．から１４．のいずれか１つに記載のネットワーク検証方法。
１６．前記検証処理は、
前記複数の分類別転送行列の固有値を算出する第４算出処理、
を含み、
前記コンピュータが、
前記第４算出処理で算出される複数の固有値に基づいて、前記対象ネットワーク内にループ経路が存在するか否かを判定する、
ことを含む９．から１５．のいずれか１つに記載のネットワーク検証方法。
１７．複数の物理ポートをそれぞれ有する複数のスイッチ装置を含む対象ネットワークを検査するコンピュータを、
前記各スイッチ装置で転送される通信制御単位を分類する分類情報を取得する分類情報取得手段、
前記通信制御単位に関する入力時ヘッダデータ、入力ポート、出力ポート、及び出力時ヘッダデータの組み合わせをそれぞれ示す複数の転送規則情報を前記分類情報に基づいて分類した複数の分類別転送規則情報と、前記対象ネットワークにおける物理ポートを介したスイッチ装置間の接続関係を示す物理トポロジ情報とから形成される、前記対象ネットワーク内の各スイッチ装置における前記分類毎の通信制御単位の流れをそれぞれ表す複数の分類別転送行列を取得するネットワーク情報取得手段、
前記分類別転送行列を用いた演算を行うことにより、所定検証項目における前記対象ネットワークの状態を推定する検証処理手段、
として機能させるためのプログラム。
１８．前記コンピュータを、
前記複数の転送規則情報に含まれる前記入力時ヘッダデータ及び前記出力時ヘッダデータの組み合わせに基づいて、前記分類情報を生成する分類情報生成手段、
前記生成された分類情報に基づいて前記複数の転送規則情報から前記複数の分類別転送規則情報を生成する分類別転送規則情報生成手段、
として更に機能させるための１７．に記載のプログラム。
１９．前記コンピュータを
前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割手段、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得手段、
として更に機能させ、
前記検証処理手段は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルとの積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記分類された通信制御単位毎に表す複数の分類別トラフィックベクトルを生成する第１算出手段と、
前記複数の分類別トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表すトラフィックベクトルを生成する第２算出手段と、
を含む、
１７．または１８．に記載のプログラム。
２０．前記検証処理手段は、
前記第１算出手段で生成される前記複数の分類別トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流入するトラフィック量を表す物理トラフィックベクトルを生成する第３算出手段、
を更に含む、
１９．に記載のプログラム。
２１．前記コンピュータを、
前記対象ネットワーク内に流入する要求トラフィックを、前記分類情報に基づいて前記分類毎の前記要求トラフィックである複数の分類別要求トラフィックに分割する要求分割手段、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置の物理ポート、該分類別要求トラフィックに含まれる通信制御単位を特定可能なヘッダデータ、及び、該分類別要求トラフィックのトラフィック量をそれぞれ表す複数の分類別要求トラフィックベクトルを取得する分類別要求取得手段、
として更に機能させ、
前記検証処理手段は、
前記複数の分類別要求トラフィックに関し、該分類別要求トラフィックの入口となるスイッチ装置から他の各スイッチ装置までの各ホップ数に応じて該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送行列が累乗された各行列の和と、該分類別要求トラフィックに対応する前記分類別要求トラフィックベクトルと、該分類別要求トラフィックの分類に対応する前記分類別転送規則情報を示す分類別転送規則行列との積を合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記分類情報により分類される通信制御単位毎に表す分類別流出トラフィックベクトルを生成する第１算出手段と、
前記複数の分類別流出トラフィックベクトルを合算して、前記各スイッチ装置における各物理ポートから流出するトラフィック量を前記通信制御単位毎に表す流出トラフィックベクトルを生成する第２算出手段と、
を含む、
１７．から２０．のいずれか１つに記載のプログラム。
２２．前記検証処理手段は、
前記第１算出手段で生成される前記複数の分類別流出トラフィックベクトルにおいて物理ポート毎にトラフィック量を足し合わせて生成される、複数の分類別流出物理トラフィックベクトルを合算することにより、前記各スイッチ装置における各物理ポートに流出するトラフィック量を表す流出物理トラフィックベクトルを生成する第３算出手段、
を更に含む、
２１．に記載のプログラム。
２３．前記トラフィック量は、トラフィック量の確率分布で示される、
１９．から２２．のいずれか１つに記載のプログラム。
２４．前記検証処理手段は、
前記複数の分類別転送行列の固有値を算出する第４算出手段、
を含み、
前記コンピュータを、
前記第４算出手段で算出される複数の固有値に基づいて、前記対象ネットワーク内にループ経路が存在するか否かを判定する手段、
として更に機能させるための１７．から２３．のいずれか１つに記載のプログラム。【０１５０】
この出願は、２０１３年１０月１０日に出願された日本出願特願２０１３−２１２７２６号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】
2015052958.tif 000016
【図２】
2015052958.tif 000017
【図３】
2015052958.tif 000018
【図４】
2015052958.tif 000019
【図５】
2015052958.tif 000020
【図６】
2015052958.tif 000021
【図７】
2015052958.tif 000022
【図８】
2015052958.tif 000023
【図９】
2015052958.tif 000024
【図１０】
2015052958.tif 000025
【図１１】
2015052958.tif 000026
【図１２】
2015052958.tif 000027
【図１３】
2015052958.tif 000028
【図１４】
2015052958.tif 000029
【図１５】
2015052958.tif 000030
【図１６】
2015052958.tif 000031
【図１７】
2015052958.tif 000032
【図１８】
2015052958.tif 000033
【図１９】
2015052958.tif 000034
【図２０】
2015052958.tif 000035
【図２１】
2015052958.tif 000036
【図２２】
2015052958.tif 000037
【図２３】
2015052958.tif 000038
【図２４】
2015052958.tif 000039
【図２５】
2015052958.tif 000040
【図２６】
2015052958.tif 000041
【図２７】
2015052958.tif 000042
【図２８】
2015052958.tif 000043
【図２９】
2015052958.tif 000044
【図３０】
2015052958.tif 000045
【図３１】
2015052958.tif 000046
【図３２】
2015052958.tif 000047
【図３３】
2015052958.tif 000048
【国際調査報告】
2015052958.tif 000049
2015052958.tif 000050