(57)【要約】【課題】マルチクラスのサービスネットワーク中におけるホップごとの一方向遅延およびホップごとの一方向パケット損失を測定するための改善された技術を提供すること。【解決手段】ノード１２の入力インターフェースにおける入力観測回路２４は、着信パケットのヘッダをコピーし、タイムスタンプを押し、集合体の定義に従ってパケットをフィルタにかける。同様に、出力インターフェースにおける出力観測回路２６は、発信パケットのヘッダをコピーし、タイムスタンプを押し、パケットをフィルタにかける。遅延の測定値を計算するために、着信トレースと発信トレースを相関づける。パケット損失の測定には、上流ノードおよび下流ノードの入力インターフェースにおける入力観測回路７２ａおよび７２ｂと、上流ノードの出力インターフェースにおける出力観測回路７４とを使用し、ノードを横切りノード間で失われたパケットの数を集合体の定義に従って決定する。【選択図】      図１
2004289791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケットベースのネットワーク中でホップごとの一方向の性能特性を測定する方法であって、
測定に含めるべきパケットのタイプを指定するための集約仕様を定義するステップと、
第１の点を流れるパケットについて、関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成するステップと、
第２の点を流れるパケットについて、関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成するステップと、
対応するパケットヘッダに関連する前記タイムスタンプに応答して、前記集約仕様に従って１つまたは複数の性能測定値を計算するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記集約仕様に応答してパケットヘッダをフィルタにかけるステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の点が、ノードの入力インターフェースであり、前記第２の点が、前記ノードの出力インターフェースであり、前記計算するステップが、遅延測定値を計算するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第３の点を流れるパケットについて関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成するステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１、第２、および第３の点でパケットヘッダを前記集約仕様に従ってフィルタにかけるステップをさらに含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
パケットベースのネットワーク中でホップごとの一方向の性能特性を測定する回路であって、
第１の点を流れるパケットについて、関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成するための回路と、
第２の点を流れるパケットについて、関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成するための回路と、
対応するパケットヘッダに関連する前記タイムスタンプに応答して、定義済みの集約仕様に従って１つまたは複数の性能測定値を計算するための回路と
を備える回路。
【請求項７】
前記集約仕様に応答してパケットヘッダをフィルタにかけるための回路をさらに備える請求項６に記載の回路。
【請求項８】
前記第１の点が、ノードの入力インターフェースであり、前記第２の点が、前記ノードの出力インターフェースであり、前記計算する回路が、遅延測定値を計算するための回路を備える請求項６に記載の回路。
【請求項９】
第３の点を流れるパケットについて関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成するための回路をさらに備える請求項６に記載の回路。
【請求項１０】
前記第１、第２、および第３の点でパケットヘッダを前記集約仕様に従ってフィルタにかけるための回路をさらに備える請求項９に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に遠隔通信に関し、より詳細にはマルチクラスのサービスネットワーク中でホップごとの一方向のパケット損失および遅延の測定値を得るための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホップごとの一方向のパケット損失および遅延の測定が、通信ネットワークを設計し保守する際に有用である。このような測定により、設備に障害があるかどうか、または設備が仕様通りに動作していないかどうかを明らかにすることができる。
【０００３】
遅延の測定を行うための既存の解決方法は、能動的測定技術、または受動的測定技術に分類される。能動的測定技術に基づく解決方法では、テストパケットまたはプローブを生成し、それらをネットワーク中に導入する。能動的測定による解決方法のうちには、往復遅延を測定し、その結果を二等分して一方向の遅延を推定するものがある。他の解決方法では、一方向の遅延を測定するが、この方がより正確である。すべての場合に、一方向の能動的測定では、遅延を決定するために高精度のクロック同期が必要となる。
【０００４】
受動的測定技術に基づく従来の解決方法では、２点間を通過するパケットの時間差を観測する。しかしながら、これらの技術では、通常異なる２つのノードに配置される２つの測定エンジン間のクロック同期の問題を解決する必要がある。一部の解決方法では、集中式の同期または調整システムを使用することにより、この問題に取り組んでいる。
【０００５】
既存の解決方法に伴う主要な問題は、ホップごと集合体（ａｇｇｒｅｇａｔｅ）ごとの方式で大規模展開に対応できるかどうかである。能動的測定ベースの解決方法の場合、対費用効果が高くないか、またはネットワークリソースの利用効果が高くない。一方、受動測定ベースの解決方法では、過度の複雑さが導入され、あるいは集中制御を使用するがそうすると展開の規模が制限され弱点となる。
【０００６】
従来技術には多くの欠点がある。第１に往復遅延に伴う主要な問題は、ネットワーク中の２点を接続するよく知られている非対称型経路に関連するものである。一般に順方向の経路は逆方向の経路とは異なる経路を通る。このファクタにより、一方向遅延を推測するために往復遅延を二等分することの妥当性が疑わしくなる。
【０００７】
第２に、一方向の能動的測定には、実施に対する大きな負担、および費用がかかる、２つの測定点間でのクロック同期が必要となる。これはまた、この解決方法を大規模展開する妨げとなる。
【０００８】
第３に、能動的測定自体の性質により、ネットワーク中にオーバーヘッドトラフィックを導入する必要がある。したがって、ネットワーク中の各リンクにおける一方向のホップごとおよび集合体ごとの遅延を測定することは、法外なタスクであり、非常に費用のかかるものである。これは、これら既存の解決方法を採用する際の妥当性をかなり小さくする主な理由の一つである。
【０００９】
第４に、受動的測定ベースの手法が実行可能で効率的な解決方法となるのを妨げる主要な問題は、遅延を得るために２ノード間のクロック同期が必要なことである。集中調整やＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システム）ベースのクロック同期システムなど、様々な技術が提唱されてきているが、その有用性は、小規模展開だけに限定される。
【００１０】
同様な問題が、パケット損失の測定についても存在する。一方向遅延を測定する場合と同様に、既存の解決方法は、２つのクラス、すなわち能動的なものとネットワークベースのものに分類することができる。既存の能動的測定解決方法は、ＩＣＭＰエコー／応答パケットなどのテストパケットまたはプローブを生成することに基づいている。他の解決法は、テストパケットをネットワーク中に導入することに加えてクロック同期システムを必要とする、一方向の能動的測定に基づいている。ネットワークベースの解決方法では、ネットワーク管理システムを使用して、パケット損失についての情報を収集する。たとえば、それらの解決方法は、ＳＮＭＰを使用して、管理ノードまたは専用エージェントからデータを供給される常駐のＭＩＢ（Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅ、管理情報ベース）から、パケット損失の統計データを集める。他のものでは、ＲＭＯＮ（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ、リモート監視）プローブまたはエージェントを使用して、パケット損失統計データを集めることができる。
【００１１】
既存の解決方法の主要な問題は、きめ細かいホップごとおよび集合体ごとに大規模展開をサポートできるかどうかである。これらの解決法は、能動的測定ベースの解決方法の場合、リソース利用効率が良くないか、または対費用効果が高くない。ネットワーク管理ベースの解決方法の場合には、これらの解決方法は、所望のきめ細かい測定サポートを欠くとともに、大規模展開するには複雑すぎる。
【００１２】
ＩＣＭＰエコー／応答パケットに伴う特有の問題には、以下の問題が含まれる。すなわち、（１）ネットワーク中へのオーバーヘッドトラフィックの導入、（２）測定ノードからのＩＣＭＰサポートの必要性、（３）集合体ごとの測定サポートの欠如、（４）ノード内でのパケット損失を測定できないことである。一方向の能動的測定に伴う主要な問題は、これらの解決方法が、ネットワーク上にオーバーヘッドトラフィックを課すことに加えて、２つの測定点間での同期または調整を必要とすることである。この２つの欠点により、このクラスの解決法を大規模展開することが妨げられる。ネットワークベースの解決方法にはまた、以下の重要な問題がある。すなわち、（１）これらの解決方法は、統計データを収集するためにノードを利用してＭＩＢをサポートし、そのうえ現在の標準的なＭＩＢは、集合体ごとの統計データを提供しない。（２）これらの解決方法では、パケット損失測定を動的、かつオンデマンドベースで構成し実施するための柔軟性および可制御性が小さい。（３）これらはノード内のパケット損失の測定をサポートしない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、マルチクラスのサービスネットワーク中におけるホップごとの一方向遅延およびホップごとの一方向パケット損失を測定するための改善された技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明では、測定に含めるべきパケットのタイプを指定するための集約仕様を定義し、第１の点を流れるパケットについて関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成し、第２の点を流れるパケットについて関連するタイムスタンプを伴うパケットヘッダを生成することにより、パケットベースのネットワーク中で、ホップごとの一方向の性能特性が測定される。１つまたは複数の性能測定値が、対応するパケットヘッダに関連するタイムスタンプに応答して、集約仕様に従って計算される。
【００１５】
本発明およびその利点をより完全に理解するには、以下の説明を添付図面と併せ参照されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、図１〜図１３との関連で最も良く理解される。これら様々な図面では同様な数字を同様な要素に対して使用している。
【００１７】
図１に、マルチクラスのサービスネットワーク中のホップごとの一方向遅延を計算する際に使用される用語を説明するための参照モデルを示す。図１は、（個々にノード０、ノード１、ノード２およびノード３として示す）複数のネットワークノード１２を有するネットワーク１０を示したものである。この図に示した一実施形態では、データがノードを通って順次流れ、各ノードの入力インターフェース１４に到着し、各ノードの出力インターフェース１６から出ていく。
【００１８】
具体的に、ノード１に注目すると、データパケットは、時刻Ｔ１にノード１２の入力インターフェースに到着し、時刻Ｔ２にノード１２の出力インターフェース１６を出発する。時刻Ｔ２にノード１から出力されたパケットは、時刻Ｔ３にノード２の入力インターフェース１４に到着する。
【００１９】
「ホップごとの参照セクション（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｅｃｔｉｏｎ）」は、２つの隣接ノード間で定義され、一方向リンクがこれらのノードを接続している。この参照セクションは、上流ノード（すなわち、点（１））の入力インターフェースから出発し、上流ノード自体に沿って進みそれを通過してその対応する出力インターフェースに達する。最終的には、参照セクションは隣接する下流ノード（すなわち、点（３））の入力インターフェースで終端する。
【００２０】
「ホップごとの一方向遅延（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  Ｄｅｌａｙ）」は、パケットが、ホップごとの参照セクションの開始点（点（１））から参照セクションの終了点（点（３））まで通過するのにかかる時間と定義される。この遅延は、２つの成分、「ホップごとの一方向ノード遅延（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  Ｎｏｄｅ  Ｄｅｌａｙ）」と「ホップごとの一方向回線遅延（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  Ｌｉｎｅ  Ｄｅｌａｙ）」に分解することができる。
【００２１】
ホップごとの一方向ノード遅延（ＤｅｌａｙＮｏｄｅ）は、少なくとも待ち時間、処理時間、経路指定時間および交換接続時間を含む、ノードを通過するためにパケットが費やす時間である。この遅延は、ＤｅｌａｙＮｏｄｅ＝Ｔ２−Ｔ１で表され、式中でＴ１はパケットが点（１）で観測される時刻であり、Ｔ２は同じパケットが点（２）で観測される時刻である。
【００２２】
ホップごとの一方向回線遅延（ＤｅｌａｙＬｉｎｅ）は、関連するリンクを通過するためにパケットが費やす時間である。この遅延は、少なくともパケット伝送時間および伝搬時間を含む。数式的には、これはＤｅｌａｙＬｉｎｅ＝Ｔ３−Ｔ２となり、式中でＴ３は同じパケットが点（３）で観測される時刻である。
【００２３】
本発明は、ホップごとの一方向遅延に関するものなので、遠く離れて位置する２つのノード間で費やされる時間差の測定ではなく、入力インターフェースから同一ノードの対応する出力インターフェースまでパケットが通過するのに費やされる時間差に基づく測定を使用する。これにより、単一クロックシステム、すなわちノードクロックが時間調整を実施するので、クロック同期の必要がなくなる。さらに、追加のトラフィックをネットワーク中に生成せず、受動的測定手法を使用して、測定を実施することができる。
【００２４】
図２に、上流ノード２０と下流ノード２２の間でホップごとの一方向遅延を測定するための回路の好ましい一実施形態のブロック図を示す。入力観測回路２４は、上流ノード２０の入力インターフェース１４に結合され、出力観測回路２６は、上流ノード２０の出力インターフェース１６に結合される。入力観測回路２４は、ヘッダコピー回路２８、タイムスタンプ回路３０、フィルタ回路３２、およびトレース生成回路３４を含む。出力観測回路２６は、ヘッダコピー回路３６、タイプスタンプ回路３８、フィルタ回路４０、およびトレース生成回路４２を含む。トレース生成回路３４および４２の出力は、相関回路４４に結合される。出力レポート生成回路４６は、相関回路４４からの結果を使用して、測定データを伴うレポートを生成する。
【００２５】
動作に際して、受動的測定技術を用いて、通過パケットからパケットヘッダ情報を集める（人為的なパケットが、上流ノード２０を通過するパケットストリームに導入されない）。上流ノード２０を通過して流れるどのパケットをトレースするかを指定するために、フローの定義を行う。
【００２６】
入力観測回路２４のヘッダコピー回路２８は、入力インターフェース１４からノード２０に入るすべてのパケットまたはサンプルパケットからヘッダ情報のレコードを作成する。同様に、出力観測回路２６のヘッダコピー回路３６は、ノード２０の出力インターフェース１６から出て行くすべてのパケットまたはサンプルパケットからヘッダ情報のレコードを作成する。（ノードクロックに結合された）タイムスタンプ回路３０および３８は、パケットがそれぞれ入力インターフェース１４または出力インターフェース１６に到達した時刻を示す現在時刻フィールドを各レコードに追加する。一例としてのレコード５０を図３に示す。レコード５０は、ノード識別フィールド５２、入出力インターフェースＩＤフィールド５４、タイムスタンプフィールド５６、およびパケットヘッダ５８を含む。
【００２７】
図２を再び参照すると、フィルタ回路３２および４０は、それぞれのタイムスタンプ回路３０および３８からレコードを受け取る。フィルタ回路３２および４０は、定義済みの集合体中のパケット、すなわちフローの定義に合致するパケットをグループ化する。フローの定義は、たとえば、ＤＳＣＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｃｏｄｅ  Ｐｏｉｎｔ、差別化サービスコードポイント）、ソースアドレス、宛先アドレス、またはこれらのパラメータの任意の組合せを含むことができる。トレース生成回路３４および４２は、定義済みの集合体に属するパケットヘッダレコードのトレースを作成する。図４に、集合体中の各パケットについて入力トレース生成回路３４が生成したトレースの入力トレースレコード６０を示し、図５に集合体中の各パケットについて出力トレース生成回路４２が生成したトレースの出力トレースレコード６２を示す。入力トレースレコード６０は、ノードＩＤ、入力インターフェースＩＤ、ＤＳＣＰ、ソースアドレス、宛先アドレス、集約仕様、タイムスタンプ（Ｔ１）、パケット長、パケットＩＤおよびオフセット用の各フィールドを含む。出力トレースレコード６２は、ノードＩＤ、出力インターフェースＩＤ、ＤＳＣＰ、ソースアドレス、宛先アドレス、集約仕様、タイムスタンプ（Ｔ１）、パケット長、パケットＩＤおよびオフセット用の各フィールドを含む。トレース定義の基礎になるその他のパラメータ用のその他のフィールドを含めることもできる。
【００２８】
相関回路４４は、入力トレース生成回路３４から得られたトレースを、関連する出力トレース生成回路４２から得られたトレースと突き合わせる。この相関回路は、順方向の経路指定テーブルおよび構成ファイルからの情報を使用して、入力インターフェース１４から入るパケットを出力インターフェース１６から出るパケットに関連づける。これは、以下のことを検査することによって実現される。
ノードＩＤは同じか
ソースおよび宛先アドレスは同じか
ＤＳＣＰは同じか
集約仕様は同じか（複数のテストを単一ストリームに同時に実施する場合）
パケットＩＤは同じで、かつオフセットは０か（ＩＰｖ４の場合）
パケット長またはペイロード長は同じか
経路指定情報および（ソースアドレス、宛先アドレス）から考えて、入力インターフェースと出力インターフェースの対は妥当か
【００２９】
図６に着信パケットと発信パケットの合致した各対ごとに相関回路４４が生成するレコード６４の構成を示す。レコード６４は、ノードＩＤ、入力インターフェース、出力インターフェース、集約仕様、および計算された遅延用のフィールドを含む。
【００３０】
ホップごとの一方向遅延は、一方向のノード遅延（ＤｅｌａｙＮｏｄｅ）と一方向の回線遅延（ＤｅｌａｙＬｉｎｅ）の和として定義される。ホップごと集合体ごとの遅延（ＤｅｌａｙＨＤ）は、基礎となる（ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ）集合体の１パケットがホップごとの参照セクションを通過するために費やす時間として定義される。基礎となる集合体の出力レコードがあるとして、ホップごと集合体ごとのノード遅延（ＤｅｌａｙＮＨＤ）および回線遅延（ＤｅｌａｙＬＨＤ）は、以下のように定義される。
ＤｅｌａｙＮＨＤ＝（Ｔ２―Ｔ１）
ＤｅｌａｙＬＨＤ＝（パケット長／回線速度）＋伝搬時間
ＤｅｌａｙＨＤ＝ＤｅｌａｙＮＨＤ＋ＤｅｌａｙＬＨＤ
【００３１】
式中で、Ｔ１は入力インターフェースで生成されるレコードのタイムスタンプであり、Ｔ２は出力インターフェースで生成される合致したレコードのタイムスタンプであり、パケット長は、２つのレコードのどちらからも得られる。
【００３２】
この解決方法は、ホップごと集合体ごとの一方向遅延の最も対費用効果の大きな効率的でスケーラブルな測定をマルチクラスのサービスネットワーク中で大規模展開することを可能とする。第１に、本発明は、集合体レベルをパケットフィルタプロファイルによって動的に定義できる場合にホップごと集合体ごとの一方向遅延を提供する。第２に、本発明は、ネットワークにどのようなオーバーヘッドトラフィックも課さずにスケーラブルな解決方法を提供する。第３に、本発明は、高精度のクロック同期なしに、簡単に実施することができる。第４に、本発明は、高度なクロック同期システムを必要とせず、特にネットワーク中に追加トラフィックを生成しないので、大規模展開のための経済的で円満な解決策を提供する。第５に、本発明は、測定中にネットワーク状態をかき乱さないで正確な解決方法を提供し、それによって、得られる測定が実際のネットワーク性能を真に反映するようになる。
【００３３】
図１を再び参照して、本発明の第２の一態様（マルチクラスのサービスネットワーク中のホップごとの一方向パケット損失を得るための測定）について論じる。ホップごとの参照セクションは、前述したものと同じである。「ホップごとの一方向パケット損失（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｌｏｓｓ）」は、開始点（１）から終了点（３）まで通過するある時間間隔の間に失われるパケットの数と定義される。このパケット損失は、２つの部分、すなわちホップごとの一方向ノードパケット損失（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  Ｎｏｄｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｌｏｓｓ）（ＰｋｔＬｏｓｓＮｏｄｅ）とホップごとの一方向回線パケット損失（Ｐｅｒ−Ｈｏｐ  Ｏｎｅ−Ｗａｙ  Ｌｉｎｅ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｌｏｓｓ）（ＰｋｔＬｏｓｓＬｉｎｅ）に分解される。ホップごとの一方向ノードパケット損失は、ノードの内部で脱落したパケット数のことであり、ＰｋｔＬｏｓｓＮｏｄｅ＝Ｃｏｕｎｔ２−Ｃｏｕｎｔ１で表され、式中、Ｃｏｕｎｔ１は、指定された時間間隔中に点（１）を横切って通過した点（２）宛のパケット数であり、Ｃｏｕｎｔ２は、Ｃｏｕｎｔ１のうちの点（２）に無事に到達した部分である。ホップごとの一方向回線パケット損失（ＰｋｔＬｏｓｓＬｉｎｅ）は、２つの隣接ノードを接続するリンク上で脱落したパケットのことであり、ＰｋｔＬｏｓｓＬｉｎｅ＝Ｃｏｕｎｔ３−Ｃｏｕｎｔ２と定義することができる。
【００３４】
図２〜図６に関して説明したホップごとの一方向遅延測定の場合と同様に、フローをパケットの集合体として定義し、フローの定義に属するパケットだけを識別しフィルタにかける受動的測定技術を使用することにより、ホップごとの一方向パケット損失の測定を実施する。パケットは、参照ホップの３点で、その各点でのフローに属するパケットのトレースを集めることにより観測される。次いで定義済みの時間間隔中にホップによってうまく転送されなかったパケットの数をカウントするために、そのトレース中のパケットの相関を取って欠損したパケットを検出する。次いで、このパケット損失カウントを使用して、フローのホップごとのパケット損失を決定する。
【００３５】
図７に上流ノード２０と下流ノード２２の間のホップごとの一方向遅延測定のための構成７０を示す。入力観測回路７２ａおよび７２ｂが、上流ノード２０の入力インターフェース１４ａおよび下流ノード２２の入力インターフェース１４ｂに結合され、出力観測回路７４が、上流ノード２０の出力インターフェース１６に結合される。入力観測回路７２ａおよび７２ｂと出力観測回路７４は、ヘッダコピー回路７６、タイムスタンプ回路７８、フィルタ回路８０、およびトレース生成回路８２を含む。入力観測回路７２ａ内のトレース生成回路８２の出力、および出力観測回路７４の出力は、第１の相関回路８４および出力レポート生成回路８６に結合される。入力観測回路７２ｂ内のトレース生成回路８２の出力、および出力観測回路７４の出力は、第２の相関回路８８および出力レポート生成回路９０に結合される。出力レポート生成回路８６および９０からの測定データは、解析回路９２に結合される。
【００３６】
ヘッダコピー回路７６およびタイムスタンプ回路７８は、図２および図３に関して論じたのと同様に動作し、（入力観測回路７２ａおよび７２ｂについては）ノードに入り、または（出力観測回路７４については）ノードから出るパケットのすべてからヘッダ情報のレコードを作成し、各レコードに時刻フィールドを追加する。ヘッダコピー回路７４およびタイムスタンプ回路７６によって生成されるレコードは、図３で示すものと同じにすることができる。
【００３７】
さらに、フィルタ回路８０およびトレース生成回路８２も、以上で説明したフィルタ回路およびトレース生成回路と同様に動作する。フィルタ回路８０は、集約仕様に従ってパケットヘッダレコードをグループ化することによって分類を実施する。トレース生成回路８２は、各集合体に属するパケットヘッダレコードのトレースを作成する。図８に（上流ノードと下流ノードの両方の）入力インターフェースにおけるトレース生成回路８２の入力トレースレコード９６を示し、図９に（上流ノードの）出力インターフェースにおけるトレース生成回路８２の出力トレースレコード９８を示す。たとえば、ＤＳＣＰ、ソースアドレス、宛先アドレス、またはこれらのパラメータの組合せによってある集合体を指定することができる。
【００３８】
相関回路８４および８８は、結果レポートを生成するために、３つの観測点で得られるトレースの突き合わせをする。これらの相関回路は、ある入力インターフェースから入るパケットをその上流ノードの出力インターフェースから出たパケットに関連づけ、その上流ノードの出力インターフェースを通過したパケットをその下流ノードの入力インターフェースに関連づけるために、経路指定テーブル情報を使用する。各相関回路８４および８８は、（１）ノードＩＤ、（２）インターフェース、（３）ソースアドレスおよび宛先アドレス、（４）（ＩＰｖ４では）パケット識別、および（５）パケット長またはペイロード長を関連づける。出力レポート生成回路８６および９０は、トレースの相関付けのレポートを生成する。第１の相関回路８４から出力される第１の相関回路出力レコード１００を図１０に示し、第２の相関回路８８から出力される第２の相関回路出力レコード１０２を図１１に示す。
【００３９】
ホップごと集合体ごとのパケット損失（ＰｋｔＬｏｓｓＨＤ）は、２つの成分、すなわちノードパケット損失と回線パケット損失からなる。ホップごと集合体ごとのノードパケット損失（ＰｋｔＬｏｓｓＮＨＤ）は、ノード内を入力インターフェースから対応する出力インターフェースへと通過する基礎となる集合体のパケット損失である。このパケット損失は、たとえばバッファオーバーフローまたはパケットヘッダのエラーの結果であることもある。ホップごと集合体ごとの回線パケット損失（ＰｋｔＬｏｓｓＬＨＤ）は、２つの隣接ノードを接続するリンク上の基礎となる集合体のパケット損失である。したがって、ＰｋｔＬｏｓｓＨＤ＝ＰｋｔＬｏｓｓＮＨＤ＋ＰｋｔＬｏｓｓＬＨＤとなる。
【００４０】
入力観測回路７２ａおよび出力観測回路７４のトレース生成回路によって出力されるトレースから第１の相関回路８４中でＰｋｔＬｏｓｓＮＨＤを計算するには、まず、測定間隔Ｉｎｔｅｒｖａｌ、およびＰｋｔＬｏｓｓＮｏｄｅ＿Ｔｉｍｅ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄを定義する。出力インターフェースからのトレースのレコードと合致する入力インターフェーストレース中の第１のレコードは、（１）ノードＩＤが同じか、（２）ソースアドレスおよび宛先アドレスが同じか、（３）経路指定情報、ソースアドレス、および宛先アドレスを考慮したとき、入力インターフェースと出力インターフェースの対が妥当か、（４）ＤＳＣＰが同じか、（５）集約仕様が同じか（複数の同時テストを実施する場合）、（６）パケットＩＤが同じでｏｆｆｓｅｔ＝０か（ＩＰｖ４の場合）、（７）パケット長またはペイロード長は同じかを検査することによって探し出す。変数Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅおよびＳｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｉｎｐｕｔが入力インターフェースレコード中のタイムスタンプに設定される。Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｏｕｔｐｕｔが、それに対応する出力インターフェースレコード中のタイムスタンプに設定される。
【００４１】
（Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｉｎｐｕｔ＋Ｉｎｔｅｒｖａｌ）以下のタイムスタンプをもつ入力インターフェーストレースのあらゆる後続レコードでは、ｔｉｍｅ＿ｉｎｐｕｔが対応するタイムスタンプに設定され、上記で示したように同様な属性をすべて検査して、（ｔｉｍｅ＿ｉｎｐｕｔ＋ＰｋｔＬｏｓｓＮｏｄｅ＿Ｔｉｍｅ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）以下のタイムスタンプをもつ、出力インターフェーストレース中に対応するレコードがあるかどうかを調べる。出力インターフェーストレース中に関連するレコードがない場合、Ｎｏｄｅ＿Ｐｋｔ＿Ｌｏｓｓカウンタを増分する。（ｔｉｍｅ＿ｉｎｐｕｔ＋ＰｋｔＬｏｓｓＮｏｄｅ＿Ｔｉｍｅ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）より大きなタイムスタンプをもつ関連するレコードがある場合には、Ｎｏｄｅ＿Ｐｋｔ＿Ｌｏｓｓカウンタを増分するとともにトレースからエントリを削除する。入力インターフェースレコードのタイムスタンプが（Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｉｎｐｕｔ＋Ｉｎｔｅｒｖａｌ）より大きいとき、Ｓｔｏｐ＿ｔｉｍｅが（Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＋Ｉｎｔｅｒｖａｌ）に設定され、図１２に示すノードパケット損失レコード１０４が生成される。
【００４２】
ＰｋｔＬｏｓｓＬＨＤは、同様な方法を使用して計算される。Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ、ＩｎｔｅｒｖａｌおよびＳｔｏｐ＿ｔｉｍｅは、上記と同様にして設定され、ＰｋｔＬｏｓｓＬｉｎｅ＿Ｔｉｍｅ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄが定義される。上流ノードの出力インターフェースからの第１のレコードと一致する下流ノードの入力インターフェーストレースからのレコードは、次の属性をすべて検査することにより探し出される。すなわち、（１）上流ノードＩＤと下流ノードＩＤの対が妥当か、（２）ソースアドレスと宛先アドレスが同じか、（３）ＤＳＣＰが同じか、（４）集約仕様が同じか（複数の同時テストが実施される場合）、（５）パケットＩＤが同じでオフセットが０か（ＩＰｖ４の場合）、（６）パケット長またはペイロード長が同じか、（７）経路指定情報、ソースアドレス、および宛先アドレスから考えて入力インターフェースと出力インターフェースの対が妥当かを検査する。Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｕｐｓｔｒｅａｍは、上流ノードの第１の出力インターフェースレコードのタイムスタンプに設定され、Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍは、下流ノードの得られた対応する入力インターフェースレコード中のタイムスタンプに設定される。
【００４３】
首尾良く得られた上流ノードの出力インターフェーストレースのあらゆる後続レコードでは、上記で示したように同様な属性をすべて検査して、（Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＰｋｔＬｏｓｓＬｉｎｅ＿Ｔｉｍｅ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）以下のタイムスタンプをもつ、下流ノードの入力インターフェーストレース中に対応するレコードがあるかどうかを調べる。出力インターフェーストレース中に関連するレコードがない場合、Ｌｉｎｅ＿ＰｋｔＬｏｓｓカウンタが増分される。（Ｓｔａｒｔ＿ｔｉｍｅ＿ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ＋ＰｋｔＬｏｓｓＬｉｎｅ＿Ｔｉｍｅ＿Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）より大きなタイムスタンプをもつ関連するレコードがある場合には、Ｌｉｎｅ＿ＰｋｔＬｏｓｓカウンタが増分される。上流ノードの出力インターフェーストレースの最後のレコードが検査された後、図１３に示す回線パケット損失レコード１０６が生成される。
【００４４】
アナライザ９２は、ノードパケット損失レコード１０４および回線パケット損失レコード１０６を使用して、ホップごと集合体ごとの一方向パケット損失を決定する。アナライザ９２は、表１に示すようにこれらのレコード中の属性を突き合わせる。
【表１】
2004289791.tif 000003
【００４５】
合致したレコード対について、レコードのパケット損失カウントフィールドの値の和からＰｋｔＬｏｓｓＨＤを計算する。
【００４６】
本解決方法は、マルチクラスのサービスネットワーク中でネットワーク規模の展開をするための、ホップごと集合体ごとの一方向パケット損失の最も対費用効果が大きくスケーラブルな測定を可能とし、既存の解決方法より優れた多くの利点を提供する。第１に、本解決方法は、パケットフィルタプロファイルによって集合体レベルを動的に定義することができる、ホップごと集合体ごとの一方向パケット損失を提供する。第２に、本解決方法は、ソースＩＰアドレスもしくは宛先ＩＰアドレスごと、ネットワークサービスクラスごと、またはＤＳＣＰ／ＰＨＢごとから、ＡＴＭ  ＶＰＩ／ＶＣＩまたはＬＳＰごとまでの広い範囲の集合体レベルに対応できる。第３に、本解決方法は、集合体階層にも対応できる。集合体はフィルタプロファイルによって指定されるので、本解決方法は、オンデマンドの要求を満たすために集合体レベルを変更するに当たって柔軟である。第４に、本解決方法は、得られる結果の時間的細分性を制御することができる。明示的に収集間隔および時間（間隔時間）を指定することにより、様々な時間スケールの結果を任意の期間について得ることができる。第５に、本解決方法は、受動的測定なので正確な結果を提供し、ネットワークをかき乱すこともある追加のトラフィックを導入しない。第６に、本解決方法は、受動的測定技術なので展開のスケーラビリティを実現することができる。第７に、本解決方法は、大規模展開のための対費用効果の大きな簡素な解決方法を提供し、複雑なクロックまたは調整システムを必要としない。
【００４７】
図７の実施形態は、パケット損失の測定にも遅延の測定にも使用することができる。唯一必要な変更は、第１の相関回路８４中のフィルタされた各パケットごとに、上流ノード２０の入力インターフェース１４ａと出力インターフェーストレース１６の間の遅延を計算し、この情報をアナライザ９２に渡すためにレコード１０４にこの情報を追加することだけになる。
【００４８】
図２および図７に示す構成中で、タイムスタンプはフィルタリング以前に行われることに留意されたい。ヘッダのコピーおよびタイムスタンプ以前に集約仕様に従ったフィルタリングを実施することができるが、フィルタリングに伴う時間遅延（特に異なるチェックポイントにおけるフィルタリングの時間遅延の変動）により、タイムスタンプの精度が低下する可能性がある。
【００４９】
いくつかの実施形態の例を対象として本発明の詳細な説明をしてきたが、これらの実施形態の様々な変更形態ならびに代替形態が、当業者には示唆されよう。本発明は、特許請求の範囲内に含まれるどのような変更形態または代替形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】マルチクラスのサービスネットワーク中のホップごとの一方向遅延を計算する際に使用される用語を説明するための参照モデルを示す図である。
【図２】上流ノードと下流ノードの間のホップごとの一方向遅延を測定するための回路の好ましい実施形態のブロック図である。
【図３】ヘッダコピー回路およびタイムスタンプ回路から出力されるレコードを示す図である。
【図４】集合体中の各パケットについて入力トレース生成回路が生成するトレースの入力トレースレコードを示す図である。
【図５】集合体中の各パケットについて出力トレース生成回路が生成するトレースの出力トレースレコードを示す図である。
【図６】着信パケットと発信パケットの合致した各対について相関回路が生成するレコードの構成を示す図である。
【図７】上流ノードと下流ノード２２の間のホップごとの一方向遅延測定のための構成を示す図である。
【図８】入力インターフェースにおけるトレース生成回路の入力トレースレコードを示す図である。
【図９】上流ノードの出力インターフェースにおけるトレース生成回路の出力トレースレコードを示す図である。
【図１０】第１の相関回路から出力されるレコードを示す図である。
【図１１】第２の相関回路から出力されるレコードを示す図である。
【図１２】ノードパケット損失レコードを示す図である。
【図１３】回線パケット損失レコードを示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  ネットワーク
１２  ネットワークノード
１４、１４ａ、１４ｂ  入力インターフェース
１６  出力インターフェース
２０  上流ノード
２２  下流ノード
２４、７２ａ、７２ｂ  入力観測回路
２６、７４  出力観測回路
２８、３６、７６  ヘッダコピー回路
３０、３８、７８  タイムスタンプ回路
３２、４０、８０  フィルタ回路
３４、４２、８２  トレース生成回路
４４、８４、８８  相関回路
４６、８６、９０  出力レポート生成回路
５０  レコード
５２  ノード識別フィールド
５４  入出力インターフェースＩＤフィールド
５６  タイムスタンプフィールド
５８  パケットヘッダ
６０、９６  入力トレースレコード
６２、９８  出力トレースレコード
６４  レコード
７０  構成
９２  アナライザ
１００  第１の相関回路出力レコード
１０２  第２の相関回路出力レコード
１０４  ノードパケット損失レコード
１０６  回線パケット損失レコード
【図１】
2004289791.tif 000004
【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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【図１３】
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【外国語明細書】
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