(57)【要約】【課題】トラヒックモデルを特に仮定せずに、パケット損失目標率を満足する最小の出力帯域を推定するパケット網出力帯域設計方法及び装置を提供する。【解決手段】本発明の出力帯域設定方法は、パケット網における、予め決められたパケット損失率を満足するため、出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、バッファ閾値に対応したカウンタを設定し、パケット到着時、到着パケットのバイト数を含まない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットのキュー長が閾値を超えれば、該当するカウンタ値を加算し、到着したパケットのバイト数を含めず閾値超過時のキュー長を計数し加算し、測定周期Ｔ内に到着するパケットについて、出力送出待ちバッファヘの到着したパケット数、パケット長を計数し、カウンタ値、閾値超過時キュー長、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数，バイト数から目標パケット損失率を満足する出力帯域を算出する。【選択図】  図１
2004320458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する方法において、
出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、そのバッファ閾値に対応したカウンタを設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長を計数して加算し、
測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケットのパケット数、パケット長を計数し、
前記カウンタ値、閾値超過時キュー長、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数、及びバイト数から目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域を算出することを特徴とする出力帯域設定方法。
【請求項２】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する方法において、
出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、このバッファ閾値ｋに対応したカウンタ（カウンタ値Ｎｔｈ）を設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値ｋを超えていれば、該当するカウンタ値Ｎｔｈを１加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長Ｑｔｈを計数して加算し、
測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケット数のカウンタ値Ｎａを１加算し、パケット長Ｖａを計数し加算し、前記閾値超過カウンタ値Ｎｔｈ、  閾値超過時キュー長積算値Ｑｔｈ、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数Ｎａ及びバイト数Ｖａ、バッファ長Ｋ、目標パケット損失率ＣＬＲｏｂｊ、現在の出力帯域Ｃから以下の式を用いて、目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域Ｃ’を算出することを特徴とする出力帯域設定方法。
【数１】
2004320458.tif 000010
【請求項３】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する装置において、
出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、そのバッファ閾値に対応したカウンタを設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長を計数して加算し、
測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケットのパケット数、パケット長を計数し、
前記カウンタ値、閾値超過時キュー長、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数、及びバイト数から目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域を算出することを特徴とする出力帯域設定装置。
【請求項４】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する装置において、
出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、このバッファ閾値ｋに対応したカウンタ（カウンタ値Ｎｔｈ；閾値超過数Ｎｔｈ）を設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値ｋを超えていれば、該当するカウンタ値Ｎｔｈを１加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長Ｑｔｈを計数して加算し、
測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケット数のカウンタ値Ｎａ（パケット到着数Ｎａ）を１加算し、パケット長Ｖａ（パケット長積算値Ｖａ）を計数し加算し、前記閾値超過カウンタ値Ｎｔｈ、  閾値超過時キュー長積算値Ｑｔｈ、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数Ｎａ及びバイト数Ｖａ、バッファ長Ｋ、目標パケット損失率ＣＬＲｏｂｊ、現在の出力帯域Ｃから以下の式を用いて、目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域Ｃ’を算出することを特徴とする出力帯域設定装置。
【数２】
2004320458.tif 000011
【請求項５】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域が設定可能なルータもしくは交換機のネットワーク機器に接続される外部測定器であって、
物理回線から分岐された分岐回線を入力する手段と、
該分岐回線から入力された情報により、交換機あるいはルータの送出バッファを模擬する手段と、
該模擬された送出バッファにバッファ閾値およびそれぞれに対応したカウンタを設定する手段と、
到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）を測定する測定手段と、
目標パケット損失率を満足する必要最小限な出力帯域を以下の式により算出する算出手段と
を有することを特徴とするネットワーク内の物理あるいは論理リンクの帯域を推定する外部測定器。
【数３】
2004320458.tif 000012
【請求項６】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を算出する方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
物理回線を分岐させた分岐回線からモジュールに入力されたトラヒックにより、コンピュータ内で、交換機あるいはルータの送出バッファを模擬する処理と、，その模擬されたバッファに少なくとも２つのバッファ閾値およびそれぞれに対応したカウンタを設定する処理と、
各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、その模擬されたバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算する処理と、
測定時間周期Ｔ内に到着するパケット数について、模擬された送出バッファヘの到着パケット数を計数する処理と、
以下に示す式により、品質目標となる目標パケット損失率を満足する必要最小限な出力帯域を算出する処理と
をコンピュータが実行可能なプログラム。
【数４】
2004320458.tif 000013
【請求項７】
パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を算出する方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な記録媒体であって、
物理回線を分岐させた分岐回線からモジュールに入力されたトラヒックにより、コンピュータ内で、交換機あるいはルータの送出バッファを模擬する処理と、，その模擬されたバッファに少なくとも２つのバッファ閾値およびそれぞれに対応したカウンタを設定する処理と、
各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、その模擬されたバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算する処理と、
測定時間周期Ｔ内に到着するパケット数について、模擬された送出バッファヘの到着パケット数を計数する処理と、
以下に示す式により、品質目標となる目標パケット損失率を満足する必要最小限な出力帯域を算出する処理と
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【数５】
2004320458.tif 000014
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，あらかじめ決められた目標パケット損失率が存在するネットワークの目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を推定する方法、前記方法を実行するネットワーク機器とは別の外部測定器あるいはモジュールおよび、目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を推定する手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な記録媒体に開するものである。
【０００２】
【従来の技術】
あらかじめ決められた品質を満足するための設計技術は、ＡＴＭ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅ，  非同期転送モード）網におけるＡＴＭ仮想パスの設計技術として研究及び開発がなされてきた。
ここで、ＡＴＭ仮想パスとは、２つの交換機の間で使用可能な帯域を論理的に設定したパスである。
【０００３】
ＡＴＭ仮想パス容量設計法としては、上記ＡＴＭ仮想パスにおける目標セル損失率を満足させる「横井，土屋，高橋：ＡＴＭ仮想パス容量設定方法」がある（特許文献１参照）。
図４に上記方法を実現するＡＴＭ交換機のブロック図を示す。
図４において、ＡＴＭ交換機のセル送出装置１００には、送出先の物理回線ごとに、セル送出インターフェース１０１が設けられており、この物理回線の容量を越える量のセル送出を抑制する。この例においては、物理回線２００の容量により、セルの送出量が制限を受ける。
【０００４】
また、セル送出インターフェース１０１には、仮想パスごとにシェーパ１１１や１１２が接続されている。
シェーパ１１１においては、仮想パスに対して論理的に定められた容量を越えるセル送出を抑制する。
そして、セル送出インターフェース１０１とシェーパ１１１（または１１２）との間には、所定のスケジューリング規則に従ったタイミングにおいて、セルが送出される。
【０００５】
シェーパ１１１（または１１２）と仮想パスとは１対１に対応、すなわち、シェーパ１１１と１１２とは、それぞれ仮想パス２０１と２０２にとに対応している。
ここでは、簡単のために、仮想パス２０１，２０２の容量は、各々シェーパ１１１，１１２のセル送出速度と同一とする。
シェーパ１１１及び１１２には、各々セル送出待ちバッファ１２１、１２２が接続されている。
【０００６】
これらセル送出待ちバッファ１２１及び１２２においては、各々仮想パス２０１、２０２の容量を越えるセルが流入した際に、超えた分の容量のセルを、バッファの大きさ（容量）まで、保持して次のセル送出タイミングを待つ。
各セル送出待ちバッファ１２１，１２２には、二つの閾値がそれぞれ設けられている。
セル送出待ちバッファ１２１には、閾値１５１Ａ，１５１Ｂの二つの閾値、一方、セル送出待ちバッファ１２２には、閾値１５２Ａ，１５２Ｂの二つの閾値が設けられている。
【０００７】
上記各セル送出待ちバッファは、セルが到着するごとに、到着したセルを除いて、セル送出待ちバッファ内のセルが閾値を越えているかどうか判定し、越えていればカウンタを１加算する。
また、各セル送出待ちバッファは、到着するセル数を、各バッファごとに設けられた到着セル数カウンタ１３１，１３２などによって計測する。
そして、各セル送出待ちバッファは、ある決められた時間Ｔ内にセル送出待ちバッファに到着したセル数、２つの同値それぞれについて超過した回数から、大偏差理論におけるＡｓｙｍｐｔｏｔｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ：βとＡｓｙｍｐｔｏｔｉｃ  ｄｅｃａｙ  ｒａｔｅ：ηを算出し、以下に示す（１）式により、目標セル損失率（セル損失率の目標値）を満足する最小仮想パス容量Ｃｄを求める。
【０００８】
Ｃｄ  ＝  Ｎ／（Ｔ×Ｒ）          …（１）
ここで、
【数６】
2004320458.tif 000003
である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２９５２３１
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の仮想パス容量設定方法では、パケット長が固定である網（ＡＴＭ網はセルと呼ばれる固定長パケットにより転送を行う）にしか適用できない。
さらに、交換機のバッファに少なくとも２つ以上のカウンタを設定しなければならないため、そのカウンタ分のコストがかかる。
加えて、上記複数のカウンタの閾値をどの値に設定するかは非常に難しく、設定値が悪いと全く計測できないか、または、計測できたとしても複数のカウンタ値が同じ値になってしまうという問題がある。
そして、上記複数のカウンタは、各々ハード的に実現されるため、閾値を動的に（状況に対応させて）変更することが出来ない。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、トラヒックモデルを特に仮定せずに、パケット損失目標率を満足する最小の出力帯域を推定するパケット網出力帯域設計方法及び装置を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、出力送出待ちバッファに設定する閾値を一つにし、同値超過時のキュー長を計測することにより閾値設定の難しさを解決している。
また、交換機やルータなどの出力回線の光ファイバ内の信号を光学的に分岐させ、分岐された信号（元の信号と全く同じ信号）を交換機やルータとは別の外部測定器に取り込み、該外部測定器内で、交換機あるいはルータなどの出力送出待ちバッファを模擬することにより、出力送出待ちバッファの閾値を動的に設定可能にしている。
【００１３】
すなわち、本発明の出力帯域設定方法は、パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する方法において、出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、そのバッファ閾値に対応したカウンタを設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長を計数して加算し、測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケットのパケット数、パケット長を計数し、前記カウンタ値、閾値超過時キュー長、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数、及びバイト数から目標パケット損失率（目標とするパケット損失率）を満足するために必要最小限な出力帯域を算出することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の出力帯域設定方法は、パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する方法において、出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、このバッファ閾値ｋに対応したカウンタ（カウンタ値Ｎｔｈ）を設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値ｋを超えていれば、該当するカウンタ値Ｎｔｈを１加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長Ｑｔｈを計数して加算し、測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケット数のカウンタ値Ｎａを１加算し、パケット長Ｖａを計数し加算し、前記閾値超過カウンタ値Ｎｔｈ、  閾値超過時キュー長積算値Ｑｔｈ、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数Ｎａ及びバイト数Ｖａ、バッファ長Ｋ、目標パケット損失率ＣＬＲｏｂｊ、現在の出力帯域Ｃから以下の式を用いて、目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域Ｃ’を算出することを特徴とする出力帯域設定方法。
【数７】
2004320458.tif 000004
【００１５】
本発明の出力帯域設定装置は、パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する装置において、出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、そのバッファ閾値に対応したカウンタを設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長を計数して加算し、測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケットのパケット数、パケット長を計数し、前記カウンタ値、閾値超過時キュー長、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数、及びバイト数から目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域を算出することを特徴とする。
【００１６】
本発明の出力帯域設定装置は、パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を設定する装置において、出力送出待ちバッファに、バッファ閾値を１つ設定し、このバッファ閾値ｋに対応したカウンタ（カウンタ値Ｎｔｈ）を設定し、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値ｋを超えていれば、該当するカウンタ値Ｎｔｈを１加算し、到着したパケットのバイト数は含めない閾値超過時のキュー長Ｑｔｈを計数して加算し、測定時間周期Ｔ内に到着するパケットについて、前記出力送出待ちバッファヘの到着したパケット数のカウンタ値Ｎａを１加算し、パケット長Ｖａを計数し加算し、前記閾値超過カウンタ値Ｎｔｈ、  閾値超過時キュー長積算値Ｑｔｈ、測定時間周期Ｔ内に到着したパケット数Ｎａ及びバイト数Ｖａ、バッファ長Ｋ、目標パケット損失率ＣＬＲｏｂｊ、現在の出力帯域Ｃから以下の式を用いて、目標パケット損失率を満足するために必要最小限な出力帯域Ｃ’を算出することを特徴とする。
【数８】
2004320458.tif 000005
【００１７】
本発明の外部測定器は、パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域が設定可能なルータもしくは交換機のネットワーク機器に接続される外部測定器であって、物理回線から分岐された分岐回線を入力する手段と、該分岐回線から入力された情報により、交換機あるいはルータの送出バッファを模擬する手段と、該模擬された送出バッファにバッファ閾値およびそれぞれに対応したカウンタを設定する手段と、到着したパケットのバイト数は含めない、出力送出待ちバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）を測定する測定手段と、目標パケット損失率を満足する必要最小限な出力帯域Ｃ’を以下の式により算出する算出手段とを有することを特徴とするネットワーク内の物理あるいは論理リンクの帯域を推定する。
【数９】
2004320458.tif 000006
【００１８】
本発明のプログラムは、パケット網における、あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を算出する方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、物理回線を分岐させた分岐回線からモジュールに入力されたトラヒックにより、コンピュータ内で、交換機あるいはルータの送出バッファを模擬する処理と、その模擬されたバッファに少なくとも２つのバッファ閾値およびそれぞれに対応したカウンタを設定する処理と、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、その模擬されたバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算する処理と、測定時間周期Ｔ内に到着するパケット数について、模擬された送出バッファヘの到着パケット数を計数する処理と、以下に示す式により、品質目標となる目標パケット損失率を満足する必要最小限な出力帯域を算出する処理とをコンピュータが実行可能なプログラムである。
【数１０】
2004320458.tif 000007
【００１９】
本発明の記録媒体は、パケット網における，あらかじめ決められた目標パケット損失率を満足するのに必要最小限な出力帯域を算出する方法の処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み出し可能な記録媒体であって、物理回線を分岐させた分岐回線からモジュールに入力されたトラヒックにより、コンピュータ内で、交換機あるいはルータの送出バッファを模擬する処理と、その模擬されたバッファに少なくとも２つのバッファ閾値およびそれぞれに対応したカウンタを設定する処理と、各パケット到着時に、到着したパケットのバイト数は含めない、その模擬されたバッファ内に溜まっているパケットの総バイト数（キュー長）がバッファ閾値を超えていれば、該当するカウンタ値を加算する処理と、測定時間周期Ｔ内に到着するパケット数について、模擬された送出バッファヘの到着パケット数を計数する処理と、以下に示す式により、品質目標となる目標パケット損失率を満足する必要最小限な出力帯域を算出する処理とをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【数１１】
2004320458.tif 000008
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態による出力帯域設定装置を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のパケット網出力帯域設計装置の構成例を示すブロック図である。図１における構成において、図４の従来例と同様なものについては同一の符号を付け説明を省略する。
パケット送出装置１００は、回線３０１，３０２，…から入力されるパケットを、伝送媒体２００の仮想パス２０１，２０２，…（帯域別）へそれぞれ送出する。
【００２１】
パケットカウンタ１３１，１３２，…は、各出力送出待ちバッファ１５１，１５２，…に到着するパケットを検知し、各々のパケット長を計測する。
到着パケット計数部１は、パケットカウンタ１３１，１３２，…から、パケットの到着を示す検知信号が入力される毎に、各出力送出待ちバッファ単位において、パケット到着数Ｎａを１ずつ増加させ、パケット長積算値Ｖａに到着パケットのパケット長を加算する。
【００２２】
閾値超過判定部２は、各パケット到着時に各出力送出待ちバッファから、検知信号が入力されると、各出力送出待ちバッファ毎に内部に留まっている（到着したパケットのバイト数を含めないことを意味している）パケットの総バイト数（キュー長）が、予め設定されているバッファ閾値ｋを越えているか否かの判定を行う。
このとき、閾値超過判定部２は、判定処理のトリガとなる検知信号に対応するパケットのバイト数を含めず、純粋に出力送出待ちバッファに留まっている総バイト数を計数する。
【００２３】
閾値超過時計数部３は、閾値超過判定部２がキュー長がバッファ閾値ｋを越えていることを検出すると、閾値超過数Ｎｔｈを１増加させ、閾値超過時キュー長積算値Ｑｔｈに出力送出待ちバッファ内の総バイト数分増加させる、また、測定時間周期Ｔ内に到着するパケットに対応して、以下の式により目標パケット損失率を満足させる最小の出力帯域Ｃ’を演算する。
【数１２】
2004320458.tif 000009
【００２４】
帯域変更部４は、各出力送出待ちバッファからの伝送媒体２００の仮想パスへのパケット送出を制御するスケジューラ１５０による帯域の変更を、上記出力帯域Ｃ’の値に基づき行う。
ＣＰＵ５は、メモリ６のプログラムに従い、上記到着パケット計数部１，閾値超過判定部２，閾値超過時計数部３，帯域変更部４及びセル送出装置１００との各データの送受信を制御する。
Ｉ／Ｏ制御部７は、外部入出力機器、例えばキーボード８からのデータの入力や出力の制御を上記ＣＰＵ５の制御下において行う。
【００２５】
次に、本発明のパケット網出力帯域設計装置の一処理動作例を図１及び図２を参照して行う。図２は、図１のパケット網出力帯域設計装置の動作例を示すフローチャートである。以下、本発明の一実施形態を図２のフローチャートに従って説明する。
ステップＳ１において、周期Ｔ毎に各カウンタの値の初期化を行う。
具体的には、出力帯域Ｃ’を演算する周期Ｔを測定するタイマのｔを０とし、パケット到着数Ｎａを０とし、到着パケットのパケット長積算値Ｖａを０とし、閾値超過カウンタ値Ｎｔｈを０とし、閾値超過時キュー長積算値Ｑｔｈを０とする。
【００２６】
ステップＳ２において、パケットカウンタ１３１，１３２，…各々がパケットの到着の監視を行い、パケットの到着がなければ、超過時判定部２はタイマｔが周期Ｔ以下であれば何の処理も行わない。
また、ステップＳ２において、パケットが到着した場合、処理はステップＳ３へ進む。
【００２７】
次に、ステップＳ３において、各出力送信待ちバッファ（１２１，１２２，…）に備え付けられた到着パケットカウンタ１３１，１３２，…などにより、パケット到着が検出され、到着パケット長の計測が行われる。
そして、到着パケット計数部１は、パケットが到着したパケットカウンタに対応したパケット到着数Ｎａを１増加させ（に１加算し）、パケット長積算値Ｖａに到着パケットのパケット長の分を加算する。
【００２８】
次に、ステップＳ４において、閾値超過判定部２は、パケット到着と同時にキュー長（到着したパケットのパケット長は含まれない）が、出力送出待ちバッファ１２１，１２２，…各々に設定されているバッファ閾値ｋを越えているか否かの判定を行う。
ここで、閾値超過判定部２は、キュー長がバッファ閾値ｋを越えていないと判定した場合、処理をステップＳ６へ進める。
一方、閾値超過判定部２は、キュー長がバッファ閾値ｋを越えたと判定した場合、処理をステップＳ５へ進める。
【００２９】
次に、ステップＳ５において、閾値超過時計数部３は、閾値超過カウンタＮｔｈの値を１加算し、閾値超過時キュー長積算値Ｑａをバッファ内総バイト量分だけ加算する。
そして、ステップＳ６において、閾値超過時計数部３は、タイマｔが周期Ｔ以下であると判定した場合、処理をステップＳ２へ戻し、タイマｔが周期Ｔを越えたと判定した場合、処理をステップＳ７へ進める。
【００３０】
次に、ステップＳ７において、閾値超過時計数部３は、目標パケット損失率ＣＬＲｏｂｊを満足する最小の出力帯域Ｃ’を計算する。
そして、ステップＳ８において、帯域変更部４は、スケジューラ１５０の変更を行い、処理がステップＳ１へ戻る。
【００３１】
次に、図３のブロック図を用いてパケット網出力帯域設計を行う外部測定装置において、図２のフローチャートを実行する処理について説明する．
構成としては、光ファイバ中に光カプラ５００などの装置を挿入させることにより、光ファイバ中に流れる光信号と全く同じ信号を外部測定装置３００内の光信号入力部３０１へ取り込む。
光信号入力部３０１は、入力される光信号を、光信号から電気信号に変換し、パケットとして認識し、このパケットとして認識された情報を、キューシミュレーション部３０２へ送信する。
【００３２】
ここで、キューシミュレーション部３０２においては、パケットとして認識された情報から交換機４０１（あるいはルータ）の出力回線部のパケットの挙動を模擬（シミュレーション）する。
この模擬は、光カプラなどで分岐されて入力された信号が、交換機４０１（あるいはルータ）内のスケジューラで整形された後の信号であるため、光カプラ（光分岐装置５００）などで分岐されて外部測定装置に入力された信号そのものが、交換機４０１（あるいはルータ）内の出力回線部のパケットの挙動とは異なるために行われる。
【００３３】
このシミュレーションは、（１）上述した光分岐装置５００を挿入したり、アクセス履歴を用いる等によって、トラヒック原始データ、すなわち、交換機，ルータにおける入力トラフィックを得る。交換機及びルータなどのトラヒック測定機能を使用しない。
（２）得た原始データを、統計的パラメータに集約することなく、直接シミュレーションに与える。結果として、ほぼ実際のトラヒックが再現できる。このようなシミュレーションを継続的に行うため、測定点とシミュレーション論理の実行部分をオンライン接続する。
（３）シミュレーションにより、トラヒック原始データを得て、そのデータから品質を満足する出力帯域を設定する。
【００３４】
以上の特徴により、対処している。
すなわち、この外部測定装置は、交換機の着目点を通過するパケットを分岐し取込む手段を備え、この手段により分岐したパケットを観測してトラヒックに対応する通信品質を評価する機能を有し、帯域を推定する外部測定装置である。
【００３５】
ここで、上記外部測定装置は、上記取込む手段から入力されたパケットを構成する特定処理単位について前記着目点への到着時刻のタイムスタンプを付与する手段と、この付与する手段により付与された上記特定処理単位のタイムスタンプからパケット内に含まれる処理単位について着目点への到着時刻を推定する手段と、この推定する手段により推定された着目点への到着時刻に対応する時刻にあらかじめ設定されたシミュレーション論理にしたがって前記パケットの前記着目点への到着をシミュレートする手段とを備えている。
【００３６】
前記交換機はＡＴＭ交換機であり前記着目点はその出回線バッファであるとすれば、前記処理単位はセルであり、前記特定処理単位は当該パケット内の先頭のセルであるとすることができる。あるいは、前記処理単位はセルであり、前記特定処理単位は当該パケットを構成する個々のセルであるとすることもできる。
【００３７】
このとき、前記シミュレートする手段は、前記パケットを構成する第ｉセルの推定到着時刻を〔前記先頭セルのタイムスタンプ＋（ｉ−１）×セル長／入回線速度〕であるとする手段を含む構成としたり、あるいは、前記パケットを構成する第ｉセルの推定到着時刻を〔第１セルの推定到着時刻＋（ｉ−１）×セル長／入回線速度〕とし、この第１セルの推定到着時刻は、基準時刻と前記第１セルのタイムスタンプから参照時刻までに出力したセルが到着に要した時間の推定値との和である。
【００３８】
ここで、前のパケットの第１セルから当該パケットの第１セルまでに間が空くことなくセルが交換機から回線に出力されたときには、前記基準時刻は前のパケットの第１セルの推定到着時刻、前記参照時刻は前のパケットの第１セルの到着時刻であり、ここで、前のパケットの第１セルから当該パケットの第１セルまでに、間が空いたときには、前記基準時刻は前記参照時刻に等しく、これは最新の「間」の終了時刻であるとする手段を含む構成とすることができる。
【００３９】
あるいは、前記シミュレートする手段は、各時刻に対する到着セルレイト推定値が記録されたテーブルを備え、パケットのタイムスタンプが示す時刻の到着セルレイト推定値ａを読出しこの値が１以上なら当該パケットの第１セルの到着時刻推定値ｔ（１）を〔「前パケット第１セル到着時刻推定値ｔ′（１）」＋（「当該パケットタイムスタンプｔ」−「前パケットタイムスタンプｔ′」）／到着セルレイト推定値ａ〕にしたがって計算し、前記到着セルレイト推定値ａが１未満なら当該パケット第１セルの到着時刻推定値ｔ（１）を〔「当該パケット第１セル到着時刻」＋「当該パケット第１セルの待ち時間」＝「当該パケット第１セル送出時間」＝「当該パケットタイムスタンプｔ」〕にしたがって計算する手段を備える構成とすることもできる。
【００４０】
また、前記交換機はルータであり前記着目点はその出回線であるとすれば、前記処理単位はパケットであり、第ｉパケットの送信終了と第（ｉ＋１）パケットの送信開始が連続しているときには、第（ｉ＋１）パケットの推定到着時刻は〔第ｉパケットの推定到着時刻＋第（ｉ＋１）パケットの送信開始時刻〕／２であり、第（ｉ＋１）パケットの送信開始時刻は第（ｉ＋１）パケットの到着時刻から〔第（ｉ＋１）パケットのパケット長／出回線速度〕を減算した時刻であり、第ｉパケットの送信終了と第（ｉ＋１）パケットの送信開始の間に間があったときには、第（ｉ＋１）パケットの推定到着時刻は第（ｉ＋１）パケットの送信開始時刻であり、第（ｉ＋１）パケットの送信開始時刻は第（ｉ＋１）パケットの到着時刻から〔第（ｉ＋１）パケットのパケット長／出回線速度〕を減算した時刻であるとする手段を含む構成とすることができる。
【００４１】
これにより、光分岐装置により分岐された出力トラヒックから、ノード（ＡＴＭ交換機，ルータ）での入力トラヒックを復元することができる。
上述した出力回線部のパケットの挙動のシミュレーションは、斎藤「通信品質の評価装置」（特開平１１−３３１２６２）などの方法によって実現されている。
【００４２】
そして、キューシミュレーション部３０２により、シミュレーションされた出力回線部のパケットの挙動から、キューシミュレーション結果出力部３０３は、図２のフローチャートのステップＳ１からステップＳ７までの処理を、順次行う。
次に、ステップＳ７によって得られた結果は、モニタ３０４へ出力される。
なお、図２のフローチャートにおけるステップ８の処理は、外部測定装置２００から自動で交換機４０１（あるいはルータ）にコマンドが送信される構成もあるし、また、キーボード３０５等から手動で変更する構成も存在する。
【００４３】
ＣＰＵ３０６は、メモリ３０７のプログラムに従い、上記到着パケット計数部１，閾値超過判定部２，閾値超過時計数部３，帯域変更部４及びセル送出装置１００との各データの送受信を制御する。
Ｉ／Ｏ制御部３０８は、外部入出力機器、例えばキーボード３０５からのデータの入力や出力の制御を上記ＣＰＵ３０６の制御下において行う。
【００４４】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００４５】
また、図１における到着パケット計数部１，閾値超過判定部２，閾値超過時計数部３及び帯域変更部４を含むパケット網出力帯域設計装置４００を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより施工管理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可般媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
【００４６】
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４７】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、パケット網に流れるトラヒックに対して特定のモデル化を行うことなく、また、従来技術の持つ計測時間内に閾値超過を全く発生させずに、データ欠損により帯域計算ができないといった問題が発生させない。
さらに、本発明によれば、外部測定装置を用いる構成においては、交換機やルータなどのネットワーク装置に処理負荷を与えることなく、目標セル損失率を満たす最小の出力帯域をより正確に設計することができ、パケット網資源の効率的な運用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のパケット網出力帯域設計装置の構成の一実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明のパケット網出力帯域設計方法の一処理動作例を示すフローチャートである。
【図３】本発明のパケット網出力帯域設計を行う外部測定装置の構成の一実施例を示すブロック図である。
【図４】従来技術を実現するためのブロック図である。
【符号の説明】
１  到着パケット計数部              ２  閾値超過判定部
３  閾値超過時計数部                ４  帯域変更部
５，３０６  ＣＰＵ                  ６，３０７  メモリ
７，３０８  Ｉ／Ｏ制御部            ８，３０５  キーボード
１００  パケット送出装置（またはセル送出装置）
１０１  インターフェース
１２１，１２２  出力送信待ちバッファ
１３１，１３２  パケットカウンタ    ２００  伝送媒体
１５０  スケジューラ
３００  外部測定装置                ３０１  光信号入力部
３０２  キューシミュレーション部
３０３  キューシミュレーション結果出力部
３０４  モニタ                      ４００  パケット網出力帯域設計装置
４０１，４０２  交換機（またはルータ）
５００  光分岐装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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