(57)【要約】【課題】データ収集にかけるコストを抑えながら高精度に品質を計測する。【解決手段】ネットワーク品質計測装置は、ネットワークの品質を計測するネットワーク品質計測装置であって、前記ネットワークに流れるパケットのフロー情報を収集し統計処理を行うフローの統計情報と、所定のサンプリング計測下において観測されたパケット情報とを、ネットワークの状況に応じて切替えて計測を行う切替計測手段（２０２）と、前記フローの統計情報の計測結果（１１４）と、サンプリングされた前記パケット情報（１１３）とを基に前記ネットワークの品質を計測する品質計測手段（２１２、２１３、２１４）と、を備える。【選択図】図１
2008219127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークの品質を計測するネットワーク品質計測装置であって、
前記ネットワークに流れるパケットのフロー情報を収集し統計処理を行うフローの統計情報と、所定のサンプリング計測下において観測されたパケット情報とを、ネットワークの状況に応じて切替えて計測を行う切替計測手段と、
前記フローの統計情報の計測結果と、サンプリングされた前記パケット情報とを基に前記ネットワークの品質を計測する品質計測手段と、
を備えることを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項２】
ネットワークの品質を計測するネットワーク品質計測装置であって、
前記ネットワークからパケットを取り込むデータ収集装置を備え、
前記データ収集装置は、
統計情報を記録する統計情報記録手段と、
前記統計情報記憶手段が記憶する前記統計情報を前記パケットから検索し、その検索結果に応じて前記パケットを所定のサンプリング確率で観測するか、或いは前記統計情報記録手段において当該パケットに含まれるフロー情報を収集し統計処理を行うかを判断する検索判断手段と、
前記統計処理されたフローの統計情報と、観測された前記パケットのパケット情報とを、品質を解析する部位へ送付する品質解析送付手段と、
を備えることを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のネットワーク品質計測装置であって、
前記統計処理を行うフローの統計情報が、前記サンプリングで観測された期間と、前記統計処理により観測された期間とにおいて識別され、それぞれ異なる品質推定計算を行うことにより、前記ネットワークの品質を計測する
ことを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のネットワーク品質計測装置であって、
前記ネットワークを流れる前記パケットの特定のフィールドを参照し、前記サンプリングするサンプリング規則を変更する
ことを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のネットワーク品質計測装置であって、
制御する順序を示すシーケンス番号を保持するプロトコルにおいて、
前記フロー情報が、
前記フロー情報を取り始めた時刻と、前記フロー情報を取り始めたシーケンス番号と、最後に該当フローを観測した時刻と、最後に該当フローを観測したときのシーケンス番号のうち、監視される対象として少なくとも何れか１つ備える
ことを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のネットワーク品質計測装置であって、
確認応答番号を保持するプロトコルにおいて、
前記フロー情報が、
前記フロー情報を取り始めた時刻と、前記フロー情報を取り始めた確認応答番号と、最後に該当フローを観測した時刻と、最後に該当フローを観測したときの確認応答番号のうち、監視される対象として少なくとも何れか１つ備える
ことを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項７】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のネットワーク品質計測装置であって、
前記フロー情報が、
通過した通過パケット数と、廃棄した廃棄パケット数と、制御する順序を示すシーケンス番号の観測順番が逆転した回数と、確認応答番号が同一であった回数のうち、監視される対象として少なくとも何れか１つ備える
ことを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項８】
ネットワークの品質を計測するネットワーク品質計測装置におけるネットワーク品質計測方法であって、
前記ネットワークに流れるパケットのフロー情報を収集し統計処理を行うフローの統計情報と、所定のサンプリング計測下において観測されたパケット情報とを、ネットワークの状況に応じて切替えて計測を行う切替計測ステップと、
前記フローの統計情報の計測結果と、サンプリングされた前記パケット情報とを基に前記ネットワークの品質を計測する品質計測ステップと、
を備えることを特徴とするネットワーク品質計測方法。
【請求項９】
ネットワークの品質を計測するネットワーク品質計測装置におけるネットワーク品質計測方法であって、
前記ネットワークからパケットを取り込むデータ収集装置を備え、
前記データ収集装置は、
統計情報を記録する統計情報記録ステップと、
前記統計情報記憶ステップが記憶する前記統計情報を前記パケットから検索し、その検索結果に応じて前記パケットを所定のサンプリング確率で観測するか、或いは前記統計情報記録ステップにおいて当該パケットに含まれるフロー情報を収集し統計処理を行うかを判断する検索判断ステップと、
前記統計処理されたフローの統計情報と、観測された前記パケットのパケット情報とを、品質を解析する部位へ送付する品質解析送付ステップと、
を備えることを特徴とするネットワーク品質計測方法。
【請求項１０】
コンピュータを請求項１乃至７に記載されたネットワーク品質計測装置として機能させることを特徴とするネットワーク品質計測プログラム。
【請求項１１】
フローの統計情報を保持するデータ収集装置であって、
ネットワークの任意の地点を通過するパケットを取り込むキャプチャ手段と、
前記パケットの特定フィールドを参照し、種類に応じて分類する分類手段と、
分類された前記パケットから前記フローの統計情報を検索し、当該フローの統計情報に該当する該当フローの統計情報がすでに内部に作成されているか否かを確認する確認手段と、
前記確認手段により、前記該当フローの統計情報がすでに作成されていることが確認された場合には、当該統計情報を更新し、一方、前記該当フローの統計情報が存在せず、前記フローの統計情報を格納できる領域が存在する場合には、新たに当該該当フローの統計情報を作成する統計情報抽出手段と、
前記該当フローの統計情報が存在せず、前記フローの統計情報を格納できる領域が存在しないことが確認された場合には、当該パケットの先頭データ又はヘッダ情報をある特定の割合でサンプリングするデータ抽出手段と、
更新又は作成された前記統計情報と、サンプリングされた前記パケットの先頭データ又はヘッダ情報とを送信する送付パケット生成手段と、
を備えることを特徴とするデータ収集装置。
【請求項１２】
パケットに含まれるフローの品質を解析する品質解析装置であって、
データを受信するデータ受信手段と、
前記データの処理に応じて分類するデータ分類手段と、
分類された前記データのうち、前記データに該当する該当フローの統計情報のみによって品質情報を算出する統計情報品質解析手段と、
分類された前記データのうち、サンプリングされた前記パケットのサンプルヘッダ情報から誤差を含んだ品質情報を算出するサンプリング部品質解析手段と、を備え、
前記サンプリング部品質解析手段が、
前記統計情報品質解析手段から誤差領域の情報を取得し、前記データに含まれる誤差量を算出する誤差量算出手段を備える
ことを特徴とする品質解析装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載されたデータ収集装置と、請求項１２に記載された品質解析装置とを備えるネットワーク品質計測装置であって、
前記データ収集装置の送付パケット生成手段は、前記品質解析制御装置のデータ受信手段に、更新又は作成された前記統計情報と、サンプリングされた前記パケットの先頭データ又はヘッダ情報とを送信し、
前記品質解析制御装置の統計情報品質解析手段と、サンプリング部品質解析手段と、誤差量算出手段とによって、前記該当フローに対するネットワークの品質を計測する
ことを特徴とするネットワーク品質計測装置。
【請求項１４】
フローの統計情報を保持するデータ収集装置におけるデータ収集方法であって、
ネットワークの任意の地点を通過するパケットを取り込むキャプチャステップと、
前記パケットの特定フィールドを参照し、種類に応じて分類する分類ステップと、
分類された前記パケットから前記フローの統計情報を検索し、当該フローの統計情報に該当する該当フローの統計情報がすでに内部に作成されているか否かを確認する確認ステップと、
前記確認ステップにより、前記該当フローの統計情報がすでに作成されている場合には、当該統計情報を更新し、一方、前記該当フローの統計情報が存在せず、前記フローの統計情報を格納できる領域が存在する場合には、新たに当該該当フローの統計情報を作成する統計情報抽出ステップと、
前記該当フローの統計情報が存在せず、前記フローの統計情報を格納できる領域が存在しない場合には、当該パケットの先頭データ又はヘッダ情報をある特定の割合でサンプリングするデータ抽出ステップと、
更新又は作成された前記統計情報と、サンプリングされた前記パケットの先頭データ又はヘッダ情報とを送信する送付パケット生成ステップと、
を備えることを特徴とするデータ収集方法。
【請求項１５】
パケットに含まれるフローの品質解析する品質解析装置における品質解析方法であって、
データを受信するデータ受信ステップと、
前記データの処理に応じて分類するデータ分類ステップと、
分類された前記データのうち、前記データに該当する該当フローの統計情報のみによって品質情報を算出する統計情報品質解析ステップと、
分類された前記データのうち、サンプリングされた前記パケットのサンプルヘッダ情報から誤差を含んだ品質情報を算出するサンプリング部品質解析ステップと、
前記サンプリング部品質解析ステップは、前記統計情報品質解析ステップから誤差領域の情報を取得し、前記データに含まれる誤差量を算出する誤差量算出ステップと、
を備えることを特徴とする品質解析方法。
【請求項１６】
請求項１４に記載されたデータ収集方法と、請求項１５に記載された品質解析方法とを備えるネットワーク品質計測装置におけるネットワーク品質計測方法であって、
前記データ収集装置の送付パケット生成ステップは、前記品質解析制御装置のデータ受信ステップに、更新又は作成された前記統計情報と、サンプリングされた前記パケットの先頭データ又はヘッダ情報とを送信し、
前記品質解析制御装置の統計情報品質解析ステップと、サンプリング部品質解析ステップと、誤差量算出ステップとによって、前記該当フローに対するネットワークの品質を計測する
ことを特徴とするネットワーク品質計測方法。
【請求項１７】
コンピュータを請求項１１乃至１３の何れか１項に記載の装置として機能させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク品質計測装置、ネットワーク品質計測方法、ネットワーク品質計測プログラム、データ収集装置、品質解析装置、データ収集方法、品質解析方法、データ収集プログラム及び品質解析プログラムに関し、特に、ネットワークに流れるパケットを収集するネットワーク品質計測装置、ネットワーク品質計測方法、ネットワーク品質計測プログラム、データ収集装置、品質解析装置、データ収集方法、品質解析方法、データ収集プログラム及び品質解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワーク中の品質を計測するためのデータ収集機構として、sFlowやNetflowが一般的に知られている。
【０００３】
ここで、sFlowとは、Internet Engineering Task ForceのRFC3176（非特許文献１）に記載された技術である。
【０００４】
具体的には、ルータのネットワーク監視機能として実装されていることが多く、基本的には次の二つの機能から構成されている。
【０００５】
まず一つ目の機能は、一定の割合でルータのインタフェースを通過するパケットをキャプチャする機能である。
【０００６】
そして二つ目の機能は、キャプチャしたパケットが一定量・時間になると、キャプチャパケットの先頭データを取り出してRFC3176等で決められたsFlowのフォーマットに従ったパケットを生成し、データ解析装置へ送付する機能である。
【０００７】
これらの機能を有することにより、データ解析装置では、sFlow機構が存在するルータを通過したパケットのヘッダ情報を収集することが出来るようになり、ネットワークの品質、主に通信量を監視することができる。
【０００８】
一方、Netflowとは、Internet Engineering Task ForceのRFC3954（非特許文献２）に記載された技術である。こちらの技術もルータのネットワーク監視機能として実装されていることが多く、基本的には次の三つの機能から構成されている。
【０００９】
まず一つ目の機能は、ルータのインタフェースを通過する全てのパケット、または一部のパケットをキャプチャする機能である。
【００１０】
そして二つ目の機能は、キャプチャしたパケットからルータ内に存在する統計情報を更新する機能である。
【００１１】
そして三つ目の機能は、一定期間毎に統計情報の結果から、RFC3954等で決められたNetFlowのフォーマットに従ったパケットを生成し、データ解析装置へ送付する機能である。
【００１２】
これらの機能を有することにより、データ解析装置では、NetFlow機構が存在するルータを通過したパケットのヘッダ情報を収集することが出来るようになり、ネットワークの品質、主に通信量を監視することができる。
【非特許文献１】P.Pheal,S.Panchen,and N.McKee,“InMon Corporation’s sFlow:A Method for Monitoring Traffic in Switched and Routed Networks”IETF,RFC3176,September 2001.
【非特許文献２】B.Claise,”Cisco Systems NetFlow Services Export Version 9”IETF,RFC3954,October 2004.
【非特許文献３】ＩNMON CORP,“sFlow Accuracy and Billing”  http://www.Inmon.com/technology/papers.Php,2004.
【非特許文献４】菅内公徳、樋口秀光、土屋一暁、水野潤、“高トラフィックネットワークにおけるトラフィック監視技術”、信学技報、NS2003-312、IN2003-267、2004年3月
【非特許文献５】山崎康広、下西英之、村瀬勉、"サンプリング計測でのパケットロス率推定手法の提案、" 電子情報通信学会技術研究報告(NS2004-159、TM2004-62)、November、2004
【非特許文献６】山崎康広、下西英之、村瀬勉、"片方向サンプリングパケットからの双方向パケットロス率推定手法、"電子情報通信学会技術報告(CQ2006-47)、September、2006
【非特許文献７】山崎康広、下西英之、村瀬勉、"パケットサンプリングを用いたUDP/RTPストリーム品質計測の評価、"電子情報通信学会技術報告(TM2005-62)、March、2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したsFlow技術のデータ収集装置では、パケットをサンプリングする機能が中心であり、ネットワーク中に流れるフロー（フローの一例としては、送受信ＩＰアドレス、送受信ポート番号、プロトコル番号等の組のことをいう。）の数に関わりなく処理を行うことが可能である。
【００１４】
しかしながら、データ解析装置での品質解析結果は、サンプリングパケットを元にしているために、品質結果には一定の誤差が含まれる（非特許文献３及び非特許文献４参照）という問題があった。
【００１５】
また、データ収集装置と品質解析装置間の通信は、通過パケットのヘッダ情報がデータとして流れているために、ルータを通過するパケットに比例して誤差が増加するという問題があった。
【００１６】
一方、NetFlow技術のデータ収集装置では、収集装置内でフローを識別し、フロー毎の統計情報を管理し、パケットが通過する度に更新を行っている。
【００１７】
品質解析装置では、このデータ収集装置内で集約された情報をもとに管理するため、通信量の監視等では高い精度で監視することができる。また、データ収集装置と品質解析装置間の通信は、複数のパケットの情報を集約した統計情報がデータとして流れており、通信量が少なくて済む。
【００１８】
しかしながら、NetFlowでは、データ収集装置内でパケット通過毎にフロー毎の統計情報を管理・更新する必要がある。ネットワークには大量のフローが流れているため、これを全て収容するためには、データ収集装置内に大量フロー情報を管理するための大容量のメモリやＣＡＭ（content addressable memory）が必要となり、データ収集装置が高価になるという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ネットワークの状況に基づいてパケットサンプリング方式と統計情報結果とを動的に変更することにより小規模なフロー統計情報を保持するデータ収集装置と、サンプリングされたパケットヘッダと統計情報集約の混合結果からデータ通信量やパケットロス等のネットワークの品質計測を行う品質解析装置とによって、データ収集にかけるコストを抑えながら高精度に品質を計測するネットワーク品質計測装置、ネットワーク品質計測方法、ネットワーク品質計測プログラム、データ収集装置、品質解析装置、データ収集方法、品質解析方法、データ収集プログラム及び品質解析プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係るネットワーク品質計測装置は、ネットワークの品質を計測するネットワーク品質計測装置であって、前記ネットワークに流れるパケットのフロー情報を収集し統計処理を行うフローの統計情報と、所定のサンプリング計測下において観測されたパケット情報とを、ネットワークの状況に応じて切替えて計測を行う切替計測手段と、前記フローの統計情報の計測結果と、サンプリングされた前記パケット情報とを基に前記ネットワークの品質を計測する品質計測手段と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
また本発明に係るネットワーク品質計測装置は、前記ネットワークからパケットを取り込むデータ収集装置を備え、前記データ収集装置は、統計情報を記録する統計情報記録手段と、前記統計情報記憶手段が記憶する前記統計情報を前記パケットから検索し、その検索結果に応じて前記パケットを所定のサンプリング確率で観測するか、或いは前記統計情報記録手段において当該パケットに含まれるフロー情報を収集し統計処理を行うかを判断する検索判断手段と、前記統計処理されたフローの統計情報と、観測された前記パケットのパケット情報とを、品質を解析する部位へ送付する品質解析送付手段と、を備えるようにしても良い。
【００２２】
本発明に係るネットワーク品質計測装置は、前記統計処理を行うフローの統計情報が、前記サンプリングで観測された期間と、前記統計処理により観測された期間とにおいて識別され、それぞれ異なる品質推定計算を行うことにより、前記ネットワークの品質を計測するようにしても良い。
【００２３】
また本発明に係るネットワーク品質計測装置は、前記ネットワークを流れる前記パケットの特定のフィールドを参照し、前記サンプリングするサンプリング規則を変更するようにしても良い。
【００２４】
また本発明に係るネットワーク品質計測装置は、制御する順序を示すシーケンス番号を保持するプロトコルにおいて、前記フロー情報が、前記フロー情報を取り始めた時刻と、前記フロー情報を取り始めたシーケンス番号と、最後に該当フローを観測した時刻と、最後に該当フローを観測したときのシーケンス番号のうち、監視される対象として少なくとも何れか１つ備えるようにしても良い。
【００２５】
また本発明に係るネットワーク品質計測装置は、確認応答番号を保持するプロトコルにおいて、前記フロー情報が、前記フロー情報を取り始めた時刻と、前記フロー情報を取り始めた確認応答番号と、最後に該当フローを観測した時刻と、最後に該当フローを観測したときの確認応答番号のうち、監視される対象として少なくとも何れか１つ備えるようにしても良い。
【００２６】
また本発明に係るネットワーク品質計測装置は、前記フロー情報が、通過した通過パケット数と、廃棄した廃棄パケット数と、制御する順序を示すシーケンス番号の観測順番が逆転した回数と、確認応答番号が同一であった回数のうち、監視される対象として少なくとも何れか１つ備えるようにしても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、データ処理装置内に大量のフロー情報を格納できるメモリやＣＡＭを持つことなく、スループットやパケットロス等のネットワークの品質を高精度に推定することができる。かくして、データ収集にかけるコストを抑えながら高精度に品質を計測するネットワーク品質計測装置、ネットワーク品質計測方法、ネットワーク品質計測プログラム、データ収集装置、品質解析装置、データ収集方法、品質解析方法、データ収集プログラム及び品質解析プログラムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
（第１の実施の形態）
次に、本発明の実施の形態の構成について図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
まず、図１及び図２を用いて本発明の適用領域について示す。
【００３０】
本実施の形態では、図１に示すように、ネットワーク中にデータ収集装置１aを配置してパケットを収集し、その収集した結果を介して品質解析装置２ａに送付する形態を示している。
【００３１】
また、本実施の形態では、図２に示すように、ネットワーク中にＴＡＰ（Terminal Adapter for PIAFS）やルータ/スイッチのミラーポートのようにパケットをコピーして（図２では、分岐装置３が該当する。）、その結果をＰＣ等に送付し、一台のＰＣ内にデータ収集装置１ｂと品質解析装置２ｂとの機能が存在する形態を示している。
【００３２】
ここで、具体的なその場合の一例として、データ収集装置１ｂとしての特殊な統計処理を行うＮＩＣ（network information center）と、品質解析装置２ｂとしてのアプリケーションソフトであることが考えられる。
【００３３】
この場合の本実施の形態として、データ収集装置を図３に示すと共に、品質解析装置を図４に示す。
【００３４】
図３に示すデータ収集装置１ａは、キャプチャ部１０１と、分類部１０２と、各分類による、処理部１１０と、処理部１２０と、処理部１３０とを備えている。
【００３５】
また、処理部１１０は、検索部１１１と、統計情報部１１２と、データ抽出部１１３と、統計情報抽出部１１４と、送付パケット生成部１１５とを備えている。
【００３６】
なお、処理部１２０及び処理部１３０は、処理部１１０と同様の構成を備えている。まず、図３の示すデータ収集装置１ｂの動作について説明することとし、図４に示す品質解析装置２ｂは、データ収集装置１ｂの動作の説明が終了した後に説明する。
【００３７】
この本実施の形態におけるデータ収集装置１ｂの動作について、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３８】
まず本実施の形態では、はじめにネットワーク上を流れているパケットをデータ収集装置１ａのキャプチャ部１０１で取り込み、データを分類する分類部１０２に入ることにより処理が開始される。
【００３９】
分類部１０２に入力されたデータは、パケットの特定フィールドを参照し、その結果に応じてパケットを分類して対応する処理部（本実施例では処理部１１０、処理部１２０、処理部１３０）に送る（ステップＳ０１）。
【００４０】
本実施の形態では、具体例として例えば、分類部１０２での分類処理として、レイヤ４のプロトコルとしてＴＣＰ（transmission control protocol）であれば分類１へ送付し、レイヤ４のプロトコルとしてＵＤＰ（user datagram protocol）でかつ、その上位レイヤがＲＴＰ（real-time transport protocol）であれば分類２へ送付し、レイヤ４のプロトコルとしてＵＤＰでかつ、その上位レイヤがＲＴＰ以外であれば分類３へ送付する。
【００４１】
なお、分類方法は例示であって、これに限定されるものではなく、他の分類としてＲＴＣＰ（real-time transport control protocol）を一分類、ＢＧＰ（border gateway protocol）を一分類とする等、他の分類方法も存在する。
【００４２】
処理部１１０では、検索部１１１においてパケットからフロー情報を検索し、そのフロー情報に該当する該当フローがすでに統計情報１１２に存在するか否かを確認する（ステップＳ０２）。
【００４３】
ここで該当フローの記載が統計情報１１２に存在する場合には、統計情報１１２の内容を更新し（ステップＳ０３）、一方、該当フローの記載が統計情報１１２に存在しない場合には、データ抽出部１１３へ送付する（ステップＳ０４）。
【００４４】
データ抽出部１１３では、ある確率に従って、該当パケットを取得するか否かを決定する（ステップＳ０５）。
【００４５】
具体的にはこの判定方法としては、パケット毎に乱数を作成して取得確率を比較するようなランダムサンプリングや、通過パケット数を記録しておき、一定間隔毎に記載する均等サンプリング、パケットの特定フィールのハッシュ値を計算し、その値をもとにパケット取得可否を決定する方法などが考えられる。
【００４６】
これにより、該当パケットを取得しない場合には、該当パケットに対する処理は行わない（ステップＳ０６）。
【００４７】
一方、該当パケットを取得する場合には、該当パケットの一部または全部を取得して、送付パケット生成部１１５へ送付する（ステップＳ０７）。
【００４８】
統計情報抽出部１１４は、統計情報１１２の更新状況に基づいて、一定間隔や更新後の時間を基に、フローの統計情報を送付パケット生成部１１５へ送付する（ステップＳ０８）。
【００４９】
送付パケット生成部１１５では、サンプルしたパケットヘッダ情報と統計情報とを基に、品質解析部２ａへ送付するパケットを生成する（ステップＳ０９）。
【００５０】
この際、統計情報とサンプルしたパケットヘッダ情報とを品質解析装置２ａ／２ｂにおいて区別できるように、パケットの一部に統計情報の有無を示すフラグを挿入したり（図６、図７参照）、統計情報とサンプルしたパケットヘッダ情報とにおいて全く別のパケットを生成するようにしても良い。
【００５１】
ここで、図６に記載された内容を用いて説明すると、図６は、オリジナルヘッダと、ペイロードの一部に８byteの領域を有している。
【００５２】
一方、図７に記載された内容を用いて説明すると、図７は、オリジナルヘッダと、ペイロードの一部に１２byteのパケットヘッダ情報が上書きされ、統計情報の有無を示す４ビットフラグが挿入された旨が記載されている。
【００５３】
上記の基本動作に関しては、処理部１２０と、処理部１３０も同様である。
【００５４】
ここで、以下に、処理部１１０ではＴＣＰを、処理部１２０ではＲＴＰを、処理部１３０ではＴＣＰ／ＲＴＰ以外のパケットを処理するものとして更に具体的に記載する。
【００５５】
まず、処理部１１０におけるＴＣＰの処理について説明する。
【００５６】
検索部１１１は、統計情報１１２のフロー情報を検索し、該当フローが存在すれば統計情報１１２へ送付する。
【００５７】
一方、該当フローが存在せず、フローを記載する空きスペースがある場合には、パケットを統計情報１１２へ送付し、これに対し、該当フローが存在せず、空きスペースが無い場合には、データ抽出部１１３へ送付する。
【００５８】
統計情報１１２では、一例として図８のようなＴＣＰ特有の情報を管理する。
【００５９】
開始時刻は、該当フローが統計情報１１２に登録された時刻を記載し、開始ＳＮは、該当フローが統計情報１１２に登録されたときのＴＣＰのシーケンス番号（以下、ＳＮという。）を記載し、開始ＡＣＫは、該当フローが統計情報１１２に登録されたときのＴＣＰのＡＣＫ番号を記載し、最終時刻は、該当フローの最新パケットが登録された時刻を記載し、最終ＳＮは、当フローの最新パケットのＳＮを記載し、最終ＡＣＫは、該当フローの最新パケットのＡＣＫ番号を記載し、廃棄パケット数は、該当フローが統計情報に記載されている間にパケットロスとして認識した数を記載し、重複ＡＣＫ数は、該当フローが統計情報に記載されている間に検出した重複ＡＣＫ数を記載している。
【００６０】
また、ＳＮ低下数は、パケットロスが発生しパケットの再送が行われた数を記載し、通過パケット数は、該当フローが統計情報に記載されている間に通過したパケット数を記載し、パケット長は、最後に受信したパケットの長さを記載している。
【００６１】
ここで、このパケットロス数とは、統計情報１１２で処理が行われる際に、統計情報１１２の最終ＳＮのシーケンス番号と現在処理中のパケットのシーケンス番号とを比較して、番号が続いていない場合には廃棄パケット数をカウントアップする。
【００６２】
一方、最終ＳＮのシーケンス番号と現在処理中のパケットのシーケンス番号とが続いている場合には、通過パケット数をカウントアップする。
【００６３】
更に、重複ＡＣＫのカウントは、最後のＡＣＫ番号と現在処理中のパケットのＡＣＫ番号とが同一であればカウントアップする。
【００６４】
但し、重複ＡＣＫ現象が発生した回数をカウントすることが目的であるため、同一ＡＣＫ番号を何度もカウントしないように、最後にカウントしたＡＣＫ番号も記載しておき、現在処理中のパケットのＡＣＫ番号と、カウントしたＡＣＫ番号とが同一であれば、この重複ＡＣＫは既に数えたものとしてみなし、カウントアップしない。
【００６５】
同様にＳＮ低下数のカウントは、最後のＳＮ番号と現在処理中のパケットのシーケンス番号とを比較して、番号が低下した場合に、カウントアップする。
【００６６】
次に、処理部１２０におけるＲＴＰの処理について説明する。
【００６７】
検索部１２１は、統計情報１２２のフロー情報を検索し、該当フローが存在すれば統計情報１２２へ送付する。
【００６８】
一方、該当フローが存在せず、フローを記載する空きスペースがある場合には、パケットを統計情報１２２へ送付し、これに対し、該当フローが存在せず、空きスペースが無い場合には、データ抽出部１２３へ送付する。
【００６９】
統計情報１２２では、一例として図９のようなＲＴＰ特有の情報を管理する。
【００７０】
開始時刻は、該当フローが統計情報１２２に登録された時刻を記載し、開始ＳＮは、該当フローが統計情報１１２に登録されたときのＲＴＰのシーケンス番号を記載し、最終時刻は、該当フローの最新パケットが登録された時刻を記載し、最終ＳＮは、該当フローの最新パケットのRTPのシーケンス番号を記載し、通過パケット数は、該当フローが統計情報に記載されている間に通過したパケット数を記載し、廃棄パケット数は、該当フローが統計情報に記載されている間にパケットロスとして認識した数を記載している。
【００７１】
また、パケットロス数は、統計情報１２２で処理が行われる際に、統計情報１２２の最終ＳＮのシーケンス番号と現在処理中のパケットのシーケンス番号とを比較して、シーケンス番号が続いていない場合には、廃棄パケット数をカウントアップする。
【００７２】
一方、最終ＳＮのシーケンス番号と現在処理中のパケットのシーケンス番号が続いている場合には、通過パケット数をカウントアップする。
【００７３】
次に、処理部１３０におけるＴＣＰとＲＴＰ以外の処理について説明する。
【００７４】
検索部１３１は、統計情報１３２のフロー情報を検索し、該当フローが存在すれば統計情報１３２へ送付する。
【００７５】
一方、該当フローが存在せず、フローを記載する空きスペースがある場合には、パケットを統計情報１３２へ送付し、これに対し、該当フローが存在せず、空きスペースが無い場合には、データ抽出部１３３へ送付する。
【００７６】
統計情報１３２では、一例として図１０のような情報を管理する。
【００７７】
開始時刻は、該当フローが統計情報１３２に登録された時刻を記載し、終了時刻は、該当フローの最新パケットが登録された時刻を記載し、通過パケットは、その期間中に通過したパケット数を記録している。
【００７８】
上記例では、プロトコル毎に統計情報を記録するテーブルが統計情報部１１２、統計情報部１２２、統計情報部１３２と分離されているが、これらを一つに集めて共通の統計情報部として設けるようにしても良い。
【００７９】
そして、データ収集装置１ａでの処理が終了後、収集されたデータは品質解析部２ａへ送付される。
【００８０】
次に、図４に示す品質解析部２ａは、受信部２０１と、分類部２０２と、各分類による、処理部２１０と、処理部２２０と、処理部２３０とを備えている。
【００８１】
また、処理部２１０は、統計情報品質解析部２１２と、サンプリング部品質解析部２１３と、合計品質解析部２１４と、品質情報２１５とを備えている。
【００８２】
なお、処理部２２０及び処理部２３０は、処理部２１０と同様の構成を備えている。
【００８３】
次に、本実施の形態の動作について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８４】
まず本実施の形態では、データ収集装置１ａからのデータを品質計測装置２ａが受信部２０１で受け取る（ステップＳ１１）。
【００８５】
その後、受け取ったデータ内部の分類を分類部２０２が行い（ステップＳ１２）、何番目の分類部の処理に該当するか、及び統計情報のデータ又はサンプリングされたパケットヘッダ情報かを判定し（ステップＳ１３）、統計情報であれば統計情報品質解析部２１２や統計情報品質解析部２２２、又は統計情報品質解析部２３２へ送付する（ステップＳ１４）。
【００８６】
一方、サンプリングされたパケットヘッダ情報であればサンプリング部品質解析部２１３やサンプリング部品質解析部２２３、又はサンプリング部品質解析部２３３へ送付する（ステップＳ１５）。
【００８７】
具体例として例えば、データがレイヤ４のプロトコルがＴＣＰであれば分類１の処理部２１０へ送付し、レイヤ４のプロトコルとしてＵＤＰでかつ、その上位レイヤがＲＴＰであれば分類２の処理部２２０へ送付し、レイヤ４のプロトコルとしてＵＤＰでかつ、その上位レイヤがＲＴＰ以外であれば分類３の処理部２３０へ送付する。
【００８８】
なお、分類方法は例示であって、これに限定されるものではなく、他の分類としてＲＴＣＰを一分類、ＢＧＰを一分類とする等、他の分類方法も存在する。
【００８９】
このように、ステップＳ１４又は１５においてデータを送付する際、データ収集装置１ａからデータが送付されると共に、ステップＳ１２において分類されるデータ内部のフラグ情報やフォーマット等からそのデータが統計情報か又はヘッダ情報かの種類と処理に応じて判定され、分類部２０２が該当する処理部へ送付する。
【００９０】
統計情報品質計測部２１２では、該当フローの統計情報で管理されているシーケンス番号や時間等の領域をサンプリング部品質解析部２１３へ通知し（ステップＳ１６）、統計情報部分のみの品質情報を算出する（ステップＳ１７）。
【００９１】
同一フローの統計集約データが複数来た場合に、通過パケット数や廃棄パケット数を通算する処理が統計情報の品質情報の算出に該当する。品質が算出できた場合、その結果を合計品質解析部２１４へ通知する（ステップＳ１８）。
【００９２】
なお、ステップＳ１５においてサンプリング部品質解析部２１３へ送付したパケットヘッダ情報は、ステップＳ１９においてパケットヘッダ情報の品質情報を算出するが、後述する図１２を用いてパケットヘッダ情報の説明する際に、併せて説明する。
【００９３】
次に、あるフローの品質計測例を、図１２を用いて示す。
【００９４】
分類部２０２では、パケットがサンプリングされていた期間（データ収集装置１ａのデータ抽出部１１３でキャプチャされていた期間）Ａ、Ｃ、Ｅは、サンプリング部品質解析部２１３で計測が行われる。
【００９５】
一方、統計情報により詳細に監視されていた期間（データ収集装置１ａの統計情報１１２で監視されていた期間）Ｂ、Ｄは、統計情報品質解析部２１２（図４）で計測が行われる。
【００９６】
サンプリング部品質解析部２１３（図４）では、統計情報品質解析部２１２（図４）から通知された領域から、同一フロー内でサンプリングにより観測している領域と、統計集約されている領域とを識別し、サンプリングにより観測している領域のみのネットワーク品質（通信量やパケットロスなど）や計測結果の誤差量を算出し（図１１のステップＳ１９）、その結果を合計品質解析部２１４へ通知する（図１１のステップＳ１８）。
【００９７】
品質解析部２１４（図４）では、統計情報品質解析部２１２（図４）とサンプリング部２１３（図４）の品質結果から、ある期間内の該当フローに対する通信量やパケットロス等のネットワーク品質を算出し、品質情報部２１５へ計測結果を格納する。
【００９８】
ここで、以下に処理部２１０ではＴＣＰを、処理部２２０ではＲＴＰを、処理部２３０ではＴＣＰ／ＲＴＰ以外のパケットを処理するものとして更に具体的に記載する。
【００９９】
再び、フローの品質計測例を、図１２を用いて示す。
【０１００】
まず、ＴＣＰのデータ側（シーケンス側）の情報、ＲＴＰの情報又はＴＣＰ、ＲＴＰ以外のプロトコルの情報で、パケット量をもとに通信量を計測する場合、統計情報品質解析部２１２（図４）は、データ収集装置１ａで詳細に監視していた期間であるＢの期間の通過パケット数とＤの期間の通過パケット数とを加算することにより、統計情報によって詳細に監視されていた期間の通信量を算出する。
【０１０１】
一方、サンプリング部品質解析部２１３（図４）は、期間Ａ、期間Ｃ、期間Ｅでサンプリングしたパケットヘッダ数をカウントし、サンプリング確率の逆数をかけることにより、サンプリングされていた期間の通信量を計算する。また、この際、サンプル量から統計誤差量の予測も行う。
【０１０２】
合計品質解析部２１４は、統計情報品質解析部２１２の結果で得られた数値と、サンプリング部品質解析部２１３で得られた数値を加算することにより、計測期間中の通信量と統計誤差量を計測する。統計誤差量としては、信頼区間と誤差量で表す表記方法が存在する。
【０１０３】
次に、ＴＣＰのデータ側（シーケンス側）の情報又はＲＴＰの情報で、シーケンス番号をもとに通信量を計測する場合、統計情報品質解析部２１２は、Ｂの期間の開始ＳＮ番号とＤの期間の最大ＳＮ番号を抽出し、合計品質解析部２１４へ送付する。
【０１０４】
サンプリング部品質解析部２１３は、期間Ａ、Ｃ、Ｅの期間中の最小ＳＮ番号と最大ＳＮ番号を抽出し、合計品質解析部２１４へ送付する。
【０１０５】
合計品質解析部２１４は、統計情報品質解析部２１２とサンプリング部品質解析部２１３とから取得する最大ＳＮ番号を比較し、大きい方が計測期間中の最大ＳＮ番号とし、一方、統計情報品質解析部２１２とサンプリング部品質解析部２１３とから取得する最小ＳＮ番号を比較し、小さい方が計測期間中の最小ＳＮ番号とし、期間中の最大ＳＮから期間中の最小ＳＮの差分を取ることで、計測期間中の通信量を算出する。
【０１０６】
次に、ＴＣＰのＡＣＫ側（確認応答信号）の情報からシーケンス番号をもとに通信量を計測する場合、統計情報品質解析部２１２は、Ｂの期間の開始ＡＣＫ番号とＤの期間の最大ＡＣＫ番号を抽出し、合計品質解析部２１４へ送付する。
【０１０７】
サンプリング部品質解析部２１３は、期間Ａ、Ｃ、Ｅの期間中の最小ＡＣＫ番号と最大ＡＣＫ番号を抽出し、合計品質解析部２１４へ送付する。
【０１０８】
合計品質解析部２１４は、統計情報品質解析部２１２とサンプリング部品質解析部２１３とから取得する最大ＡＣＫ番号を比較し、大きい方が計測期間中の最大ＡＣＫ番号とし、一方、統計情報品質解析部２１２とサンプリング部品質解析部２１３とから取得する最小ＡＣＫ番号を比較し、小さい方が計測期間中の最小ＡＣＫ番号とし、期間中の最大ＡＣＫから期間中の最小ＡＣＫの差分を取ることで、計測期間中の通信量を算出する。
【０１０９】
次に、ＴＣＰのデータ側（シーケンス側）の情報からパケットロスを計測する場合、統計情報品質解析部２１２は、統計情報で管理していたＢの期間のＳＮ低下数とＤの期間のＳＮ低下数を抽出し、合計した結果を合計品質解析部２１４へ送付する。この合計値は、誤差を含まない値である。
【０１１０】
サンプリング部品質解析部２１３は、期間Ａ、Ｃ、Ｅの期間中のシーケンス番号の逆転が起こった回数の合計値をカウントする。このカウントした値を用いて非特許文献６の手法を用いて、データ側情報からサンプリング期間中のパケットロス回数を推定する。
【０１１１】
なお、この数値はサンプリングにより計測誤差を含んだ値である。そして、この数値を合計品質解析部２１４へ送付する。
【０１１２】
合計品質解析部２１４は、統計情報品質解析部２１２から取得する結果とサンプリング部品質解析部２１３から取得する結果とを加算して、データ側で発生したパケットロス回数をもとめる。
【０１１３】
次に、ＴＣＰのＡＣＫ側（確認応答信号）の情報からパケットロスを計測する場合、統計情報品質解析部２１２は、統計情報で管理していたＢの期間の重複ＡＣＫ数とＤの期間の重複ＡＣＫ数を抽出し、合計した結果を合計品質解析部２１４へ送付する。ここでの合計値は誤差を含まない値である。
【０１１４】
サンプリング部品質解析部２１３は、期間Ａ、Ｃ、Ｅの期間中のシーケンス番号の重複が起こった回数の合計値をカウントする。このカウント値を用いて非特許文献５の手法を用いて、ＡＣＫ側情報からサンプリング期間中のパケットロス回数を推定する。
【０１１５】
この数値は、サンプリングにより計測誤差を含んだ値である。そして、この数値を合計品質解析部２１４へ送付する。
【０１１６】
合計品質解析部２１４は、統計情報品質解析部２１２から取得する結果とサンプリング部品質解析部２１３から取得する結果とを加算して、ＡＣＫ側で発生したパケットロス回数をもとめる。
【０１１７】
次に、ＲＴＰの情報からパケットロスを計測する場合、統計情報品質解析部２１２は、統計情報で管理していたＢの期間の廃棄パケット数とＤの期間の廃棄パケット数を抽出し、合計した結果を合計品質解析部２１４へ送付する。この合計値は誤差を含まない値である。
【０１１８】
サンプリング部品質解析部２１３は、期間Ａ、Ｃ、Ｅの各期間中の最初のシーケンス番号と最後のシーケンス番号を認識し、その区間内に対して、データ収集装置１ａでのサンプリング規則から受信が予測されるシーケンス番号群を抽出し、そのシーケンス番号が届いていなかった数をサンプリング期間中のパケットロス数と推定する。
【０１１９】
この数値は、サンプリングにより計測誤差を含んだ値である。この数値を合計品質解析部２１４へ送付する。受信が予測されるシーケンス番号の予測方法は、非特許文献７に記載がある。
【０１２０】
合計品質解析部２１４は、統計情報品質解析部２１２から取得する結果とサンプリング部品質解析部２１３から取得する結果とを加算して、発生したパケットロス回数をもとめる。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、データ収集装置１ａの処理部は、処理部１１０、処理部１２０及び処理部１３０の３種類しか記載されていないが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、実際には３種類以上備えるようにしても良い。
【０１２２】
また、本実施の形態では、データ収集装置１aの処理部が、処理部１１０、処理部１２０及び処理部１３０毎に送付パケット生成部を備えるようになっているが、データ収集装置内単位で送付パケット生成部を備えるようにしても良い。
【０１２３】
また、本実施の形態では、品質計測装置２ａの処理部が、処理部２１０、処理部２２０及び処理部２３０の３種類しか記載されていないが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、実際には３種類以上存在してもかまわない。
【０１２４】
また、本実施の形態では、品質計測装置２ａの品質測定結果を記載する品質情報部２１５は各処理部毎に存在するが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、品質計測装置単位で品質情報部を備えるようにしても良い。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、データ収集装置１ａの処理部１１０において、検索部１１１が統計情報１１２へフロー情報の有無の検索を行い、データ更新処理が行われない場合には、データ抽出部１１３へ処理が移るようになっているが、本実施の形態はこれに限定されるものではなく、パケットが分類部１０２から処理部１１０に入力されると、統計情報１１２の更新処理とデータ抽出部１１３の処理を同時に行い、統計情報のデータ更新処理が行われない場合には、データ抽出部１１３の処理結果を送付パケット生成部１１５へ送り、データ更新処理が行われる場合には、データ抽出部１１３の処理結果を送付パケット生成部１１５へ送付しない、というように統計情報の処理とパケットサンプリング処理を同時に行うようにしても良い。
【０１２６】
更に、本実施の形態では、データ収集装置と品質計測装置は別装置となっているが、同一装置内でこれらの処理を行うようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明における第１の実施の形態を示すデータ収集装置と品質解析装置の概略図である。
【図２】本発明における第１の実施の形態を示す分岐装置を備えたデータ収集装置と品質解析装置の概略図である。
【図３】本発明における第１の実施の形態のデータ収集装置の構成図である。
【図４】本発明における第１の実施の形態の品質計測装置の構成図である。
【図５】本発明における第１の実施の形態のデータ収集装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明における第１の実施の形態のパケットの一部に統計情報の無い場合の具体例である。
【図７】本発明における第１の実施の形態のパケットの一部に統計情報の有る場合の具体例である。
【図８】本発明における第１の実施の形態の統計情報をＴＣＰとして管理するデータベースの具体例である。
【図９】本発明における第１の実施の形態の統計情報をＲＴＰとして管理するデータベースの具体例である。
【図１０】本発明における第１の実施の形態の統計情報をＴＣＰ／ＲＴＰ以外のデータベースの具体例である。
【図１１】本発明における第１の実施の形態の品質解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明における第１の実施の形態の品質計測の一例を示したものである。
【符号の説明】
【０１２８】
１ａ、１ｂ  データ収集装置
２ａ、２ｂ  品質解析装置
３  分岐装置
１０１  キャプチャ部
１０２  分類部
１１０、１２０、１３０  処理部
１１１、１２１、１３１  検索部
１１２、１２２、１３２  分類１統計情報
１１３、１２３、１３３  データ抽出部
１１４、１２４、１３４  統計情報抽出部
１１５、１２５、１３５  送付パケット生成部
２０１  受信部
２０２  分類部
２１０、２２０、２３０  処理部
２１２、２２２、２３２  統計情報品質解析部
２１３、２２３、２３３  サンプリング部品質解析部
２１４、２２４、２３４  合計品質解析部
２１５、２２５、２３５  品質情報
【図１】
2008219127.tif 000003
【図２】
2008219127.tif 000004
【図３】
2008219127.tif 000005
【図４】
2008219127.tif 000006
【図５】
2008219127.tif 000007
【図６】
2008219127.tif 000008
【図７】
2008219127.tif 000009
【図８】
2008219127.tif 000010
【図９】
2008219127.tif 000011
【図１０】
2008219127.tif 000012
【図１１】
2008219127.tif 000013
【図１２】
2008219127.tif 000014