(57)【要約】      （修正有）【課題】再送制御を行うアプリケーションの品質に近い品質が得らるようにする。【解決手段】遅延算出装置１２１で、パス入口における最先の通過時刻とパス出口における最終の通過時刻を各測定対象パケットごとに抽出し、これら最先の通過時刻と最終の通過時刻との差をパケット遅延分布の算出に用いる当該測定対象パケットの遅延時間として算出する。また遅延算出装置で、パス上の観測点での最先の通過時刻と最終の通過時刻とを各測定対象パケットごとに抽出し、その差から当該測定対象パケットの補正時間を算出し、各測定対象パケットを補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、対応する試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算して補正済遅延時間を算出し、各分類の補正済遅延時間と重みとを用いてパケット遅延分布を算出する。【選択図】        図１
2004236262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローについて、そのパケットフローを構成する各測定対象パケットの遅延時間を算出し、所定期間内にやり取りした前記各測定対象パケットの遅延時間に基づき前記パケットフローのパケット遅延分布を算出するパケット通信品質測定方法において、
前記測定対象パスの入口に設けた第１の観測点で測定した前記各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、前記第１の観測点を通過した最先の通過時刻を抽出するとともに、前記測定対象パスの出口に設けた第２の観測点で測定した前記各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、前記第２の観測点を通過した最終の通過時刻を抽出するステップと、
前記各測定対象パケットごとに、当該測定対象パケットの最先の通過時刻と最終の通過時刻との差を、当該測定対象パケットの遅延時間として算出するステップと、
前記各測定対象パケットの遅延時間に基づき前記パケットフローのパケット遅延分布を算出するステップとを備えることを特徴とするパケット通信品質測定方法。
【請求項２】
パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローとともに、前記測定対象パスの入口から出口まで試験パケットを送信し、前記パケットフローのうち前記試験パケットの所定の時間近傍にやり取りされた測定対象パケットに基づき、前記試験パケットの遅延時間に対して重み付けを行うことにより、前記試験パケットで測度変換した前記パケットフローのパケット遅延分布を算出するパケット通信品質測定方法において、
前記測定対象パス上に設けられた観測点で測定した前記各測定対象パケットの通過時刻に基づき、前記各測定対象パケットごとに、前記観測点を通過した最先の通過時刻と最終の通過時刻とを抽出するステップと、
前記各測定対象パケットごとに、当該最先の通過時刻と最終の通過時刻との差から当該測定対象パケットの補正時間を算出するステップと、
前記各測定対象パケットを当該測定対象パケットの補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、前記試験パケットの送信時刻と受信時刻との差から得られた当該試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算することにより補正済遅延時間を算出するステップと、
前記各分類の当該補正済遅延時間と当該重みとを用いて前記パケットフローのパケット遅延分布を算出するステップとを備えることを特徴とするパケット通信品質測定方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパケット通信品質測定方法において、
前記各測定対象パケットごとに前記最先の通過時刻と前記最終との通過時刻を抽出する際、前記再生制御用として前記各測定対象パケットに付与されている当該パケットフロー内での順序位置を示す順序情報を用いて、同一の測定対象パケットを識別することを特徴とするパケット通信品質測定方法。
【請求項４】
パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローについて、そのパケットフローを構成する各測定対象パケットの遅延時間を算出し、所定期間内にやり取りした前記各測定対象パケットの遅延時間に基づき前記パケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延算出装置において、
前記測定対象パスの入口に設けた第１の観測点で測定した前記各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、前記第１の観測点を通過した最先の通過時刻を抽出するとともに、前記測定対象パスの出口に設けた第２の観測点で測定した前記各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、前記第２の観測点を通過した最終の通過時刻を抽出する通過時刻抽出手段と、
前記各測定対象パケットごとに、当該測定対象パケットの最先の通過時刻と最終の通過時刻との差を、当該測定対象パケットの遅延時間として算出する遅延時間算出手段と、
前記各測定対象パケットの遅延時間に基づき前記パケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延分布算出手段とを備えることを特徴とする遅延算出装置。
【請求項５】
パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローとともに、前記測定対象パスの入口から出口まで試験パケットを送信し、前記パケットフローのうち前記試験パケットの所定の時間近傍にやり取りされた測定対象パケットに基づき、前記試験パケットの遅延時間に対して重み付けを行うことにより、前記試験パケットで測度変換した前記パケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延算出装置において、
前記測定対象パス上に設けられた観測点で測定した前記各測定対象パケットの通過時刻に基づき、前記各測定対象パケットごとに、前記観測点を通過した最先の通過時刻と最終の通過時刻とを抽出する通過時刻抽出手段と、
前記各測定対象パケットごとに、当該最先の通過時刻と最終の通過時刻との差から当該測定対象パケットの補正時間を算出する補正時間算出手段と、
前記各測定対象パケットを当該測定対象パケットの補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、前記試験パケットの送信時刻と受信時刻との差から得られた当該試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算することにより補正済遅延時間を算出する重み算出手段と、
前記各分類の当該補正済遅延時間と当該重みとを用いて前記パケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延分布算出手段とを備えることを特徴とする遅延算出装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の遅延算出装置において、
前記通過時刻抽出手段は、
前記再生制御用として前記各測定対象パケットに付与されている当該パケットフロー内での順序位置を示す順序情報を用いて、同一の測定対象パケットを識別することを特徴とする遅延算出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信品質測定方法および遅延算出装置に関し、特に再送制御後の再送制御より上位レイヤにおける遅延を求めるパケット通信品質測定方法および遅延算出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パケット通信網の通信品質として、例えば網の遅延分布、パケットの遅延分布や損失率などを測定するパケット通信品質測定方法があった。網の遅延分布測定方式としてはアクティブ測定方式が知られており、パケットの遅延分布測定方式としてはパッシブ測定方式や測度変換型測定方式が知られている。
アクティブ測定方式による網の遅延分布測定は、間欠的に試験パケットを送信するエージェントとその試験パケットを受信するエージェントとを網内に配備し、試験パケット自身の通信品質からエージェント間の網品質を推定する方式である（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
パッシブ測定方式によるパケットの遅延分布測定は、パケット通信網内の所望のノードまたはリンクを通過するパケットを監視し、その監視結果から各パケットの品質を算出する方式である（例えば、特許文献２など参照）。
また、測度変換型品質測定方式によるパケットの遅延分布測定は、アクティブ測定による試験パケット遅延測定結果に対し、該試験パケットの時間近傍のユーザパケット数で重み付けし、ユーザパケットの遅延分布を推定する方式である（例えば、非特許文献１など参照）。
【０００４】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−１７６２３９号公報
【特許文献２】
特開２００１−５３７９２号公報
【非特許文献１】
石橋、金澤、会田、”アクティブ／パッシブ測定の連携による測度変換型品質測定技術の提案”、信学技報ＩＮ２００１−７２（２００１−０９）、電子情報通信学会
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
パケット通信網では、一般に、端末間でパケットをやり取りする際、そのパケットフローの開始から終了までデータ通信の信頼性を確保するため、未到達パケットに対するエラー検出とその回復すなわち再送とを行う再送制御（あるいはフロー制御）が行われる。例えば、ＴＣＰでは、受信側端末で送信側端末からのパケットを受信した際、その受信を確認通知により送信側端末へ通知する。これにより、送信側端末で当該パケットの送達完了を確認する。また、パケット送信から所定のタイムアウト時間内に確認通知がなかった場合、当該パケットは未送達となりエラーが発生したと判断し、当該パケットを再送するものとなっている。したがって、エラーが発生した場合、通信パス上を同一のパケットが複数回繰り返して転送されることになる。
【０００７】
前述した従来のパケット遅延測定方法では、いずれの方法も、測定期間中に再送制御されたパケットを、再送制御がなかったユーザパケットと見なして統計処理している。このため、再送制御により発生した遅延が考慮されておらず、再送制御後のパケットを処理する上位レイヤから見た、下位レイヤによる通信品質を正確に測定できないという問題点があった。
本発明は、このような課題を解決するためのものであり、上位レイヤから見た、下位レイヤによる再送制御下での通信品質を測定でき、再送制御によるパケット遅延を含む、アプリケーション品質に近い品質が得られるパケット通信品質測定方法および遅延算出装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明にかかるパケット通信品質測定方法は、パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローについて、そのパケットフローを構成する各測定対象パケットの遅延時間を算出し、所定期間内にやり取りした各測定対象パケットの遅延時間に基づきパケットフローのパケット遅延分布を算出するパケット通信品質測定方法において、測定対象パスの入口に設けた第１の観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、第１の観測点を通過した最先の通過時刻を抽出するとともに、測定対象パスの出口に設けた第２の観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、第２の観測点を通過した最終の通過時刻を抽出するステップと、各測定対象パケットごとに、当該測定対象パケットの最先の通過時刻と最終の通過時刻との差を、当該測定対象パケットの遅延時間として算出するステップと、各測定対象パケットの遅延時間に基づきパケットフローのパケット遅延分布を算出するステップとを備えるものである。
【０００９】
また、本発明にかかる他のパケット通信品質測定方法は、パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローとともに、測定対象パスの入口から出口まで試験パケットを送信し、パケットフローのうち試験パケットの所定の時間近傍にやり取りされた測定対象パケットに基づき、試験パケットの遅延時間に対して重み付けを行うことにより、試験パケットで測度変換したパケットフローのパケット遅延分布を算出するパケット通信品質測定方法において、測定対象パス上に設けられた観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、観測点を通過した最先の通過時刻と最終の通過時刻とを抽出するステップと、各測定対象パケットごとに、当該最先の通過時刻と最終の通過時刻との差から当該測定対象パケットの補正時間を算出するステップと、各測定対象パケットを当該測定対象パケットの補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、試験パケットの送信時刻と受信時刻との差から得られた当該試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算することにより補正済遅延時間を算出するステップと、各分類の当該補正済遅延時間と当該重みとを用いてパケットフローのパケット遅延分布を算出するステップとを備えるものである。
【００１０】
各測定対象パケットごとに最先の通過時刻および最終の通過時刻を抽出する際、再生制御用として各測定対象パケットに付与されている当該パケットフロー内での順序位置を示す順序情報を用いて、各測定対象パケットを識別するようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明にかかる遅延算出装置は、パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローについて、そのパケットフローを構成する各測定対象パケットの遅延時間を算出し、所定期間内にやり取りした各測定対象パケットの遅延時間に基づきパケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延算出装置において、測定対象パスの入口に設けた第１の観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、第１の観測点を通過した最先の通過時刻を抽出するとともに、測定対象パスの出口に設けた第２の観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、第２の観測点を通過した最終の通過時刻を抽出する通過時刻抽出手段と、各測定対象パケットごとに、当該測定対象パケットの最先の通過時刻と最終の通過時刻との差を、当該測定対象パケットの遅延時間として算出する遅延時間算出手段と、各測定対象パケットの遅延時間に基づきパケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延分布算出手段とを備えるものである。
【００１２】
また、本発明にかかる他の遅延算出装置は、パケット通信網を経由する測定対象パスを介して接続された端末間で再送制御を用いてやり取りするパケットのパケットフローとともに、測定対象パスの入口から出口まで試験パケットを送信し、パケットフローのうち試験パケットの所定の時間近傍にやり取りされた測定対象パケットに基づき、試験パケットの遅延時間に対して重み付けを行うことにより、試験パケットで測度変換したパケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延算出装置において、測定対象パス上に設けられた観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、観測点を通過した最先の通過時刻と最終の通過時刻とを抽出する通過時刻抽出手段と、各測定対象パケットごとに、当該最先の通過時刻と最終の通過時刻との差から当該測定対象パケットの補正時間を算出する補正時間算出手段と、各測定対象パケットを当該測定対象パケットの補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、試験パケットの送信時刻と受信時刻との差から得られた当該試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算することにより補正済遅延時間を算出する重み算出手段と、各分類の当該補正済遅延時間と当該重みとを用いてパケットフローのパケット遅延分布を算出する遅延分布算出手段とを備えるものである。
【００１３】
通過時刻抽出手段で、各測定対象パケットごとに最先の通過時刻および最終の通過時刻を抽出する際、再生制御用として各測定対象パケットに付与されている当該パケットフロー内での順序位置を示す順序情報を用いて、同一の測定対象パケットを識別するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムについて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムの構成を示す図である。
このパケット通信品質測定システムは、パッシブ品質測定方式に本発明を適用した例である。このシステムには、複数のパッシブ測定プローブ１１１、１１２と、遅延算出装置１２１とが設けられている。以下では、パケット通信網１３１を経由する測定対象パス１３２を介して端末１０１、１０２間で再送制御付きのデータ通信を行い、そのときの遅延分布をこのパケット通信品質測定システムを用いて求める場合を例として説明する。
【００１５】
パッシブ測定プローブ１１１、１１２は、それぞれ端末１０１、１０２とパケット通信網１３１との間を結ぶリンクに接続されており、これらリンクすなわち観測点を通過するパケットすなわち測定対象パス１３２に入出するパケットを取得する。このパケットの取得は、例えばリンクに物理レイヤの分岐装置を接続し、全ての通過パケットをパッシブ測定プローブヘ引き込む方法などにより実現できる。
パッシブ測定プローブ１１１、１１２と遅延算出装置１２１の間は、それぞれ所定の通信網を介して接続されており、パケットフロー遅延の測定に必要な各種情報がやり取りされる。
【００１６】
パッシブ測定プローブ１１１、１１２は、それぞれ端末１０１、１０２に接続された観測点を通過するパケットを取得し、そのパケットのうち測定対象フローを構成するパケットすなわち測定対象パケットに含まれる識別子とそのパケットの取得時刻すなわち通過時刻との対を、パケット観測情報１４１，１４２として遅延算出装置１２１に送信する機能を持つ。
識別子としては、測定対象パケットのヘッダ情報に新たに追加してもよいが、パケットフローの再送制御に用いられる、当該パケットフロー内での順序位置を示す順序情報を兼用することにより、新たな情報を追加することなく、再送された同一の測定対象パケットを遅延算出装置１２１で識別できる。
【００１７】
遅延算出装置１２１は、パッシブ測定プローブ１１１から得られたパケット観測情報１４１に含まれる測定対象パケットの識別子について、既にそのパッシブ測定プローブ１１１から通知された識別子と等しいものがないか検索する。等しいものが無ければ、その識別子と通過時刻の対を記憶する。
また、遅延算出装置１２１は、パッシブ測定プローブ１１２から受信したパケット観測情報１４２に含まれる測定対象パケットの識別子について、既にそのパッシブ測定プローブ１１２から通知された識別子と等しいものがないか検索する。等しいものがあれば、受信した識別子と対になる通過時刻で、記憶している識別子と対になる通過時刻を書き換える。等しいものがなければ、その識別子と通過時刻の対を記憶する。
【００１８】
このようにして所定期間内に得られた各測定対象パケットの識別子ごとに、パッシブ測定プローブ１１１から受信したパケット観測情報１４１に基づく入時刻Ｓと、パッシブ測定プローブ１１２から受信したパケット観測情報１４２に基づく出時刻Ｒの差Ｒ−Ｓを求め、その値をその識別子を持つ測定対象パケットの遅延時間Ｄとし、各測定対象パケットの遅延時間から当該パケットフローのパケット遅延分布を求める。
【００１９】
図２は遅延算出装置１２１の構成を示すブロック図である。この遅延算出装置１２１は、全体として通信機能を有するコンピュータから構成されており、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）１１、画面表示部１２、操作入力部１３、記憶部１４、および制御部１５が設けられている。
通信Ｉ／Ｆ部１１は、パッシブ測定プローブ１１１，１１２とデータ通信を行う回路部である。画面表示部１２は、得られた測定結果などの各種情報を画面表示するＣＲＴやＬＣＤなどの表示装置である。操作入力部１３は、利用者の操作を入力するキーボードやマウスなどの操作入力装置である。記憶部１４は、制御部１５で用いる各種情報やプログラム１４Ｂを記憶するハードディスクやメモリなどの記憶装置である。
【００２０】
制御部１５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなり、記憶部１４のプログラム１４Ｂを実行することにより、上記ハードウェアと協働して各種機能手段を実現する機能部である。
制御部１５には、各種機能手段として、通過時刻抽出手段１５Ａ、遅延時間算出手段１５Ｂおよび遅延分布算出手段１５Ｃが設けられている。
通過時刻抽出手段１５Ａは、パッシブ測定プローブ１１１，１１２から得られたパケット観測情報１４１，１４２を参照して、各観測点における測定対象パケットの通過時刻、すなわち測定対象パス１３２に対する入時刻Ｓおよび出時刻Ｒから、各測定対象パケットごとに、最先の入時刻Ｓｓ（最先の通過時刻）および最終の出時刻Ｒｅ（最終の通過時刻）を抽出する。
【００２１】
遅延時間算出手段１５Ｂは、通過時刻抽出手段１５Ａで得られた各測定対象パケットのＳｓとＲｅとの差から、各測定対象パケットごとに、当該測定対象パケットの遅延時間Ｄ＝Ｒｅ−Ｓｓを算出し、記憶部１４のパケット遅延情報１４Ａへ追記する。
遅延分布算出手段１５Ｃは、記憶部１４のパケット遅延情報１４Ａを参照して、所定期間内にやり取りした各測定対象パケットの遅延時間に基づきパケットフローのパケット遅延分布を算出する。
【００２２】
次に、図１〜５を参照して、本実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムの動作について説明する。
図３はパッシブ測定プローブ１１１，１１２で得られたパケット観測情報１４１，１４２の例である。図４は遅延算出装置１２１で得られるパケット遅延情報１４Ａの例である。図５はパケットフロー遅延測定時のパケットフローを示すシーケンス図である。
【００２３】
ここでは、パケット通信網１３１がＩＰ網からなり、フローがＴＣＰのフローで、再送制御に用いられる識別子はＴＣＰのシーケンスナンバであり、端末１０１からパケット通信網１３１の測定対象パス１３２を介して端末１０２へ送られるパケットフローに含まれる測定対象パケットのパケットフロー遅延分布を求める場合を例に説明する。
なお、パッシブ測定プローブ１１１、１１２は、時刻同期させてあるものとし、例えばＧＰＳからの情報を用いて時刻同期させることができる。
【００２４】
まず、パッシブ測定プローブ１１１、１１２は、所定期間にわたり、観測点を通過するパケットすべてを取得し、取得したパケットのうち、測定対象フローのパケットを選択する。
ここで、測定対象フローは複数でもよい。複数の場合、これらをそれぞれ個別に処理してフローごと品質を求めてもよい。
【００２５】
選択された測定対象パケットから、例えばＴＣＰヘッダ内のシーケンスナンバなどの識別子と、そのパケットの通過時刻の組を構成し、パケット観測情報１４１，１４２として遅延算出装置１２１に送信する。
例えば、パッシブ測定プローブ１１１では、図３の１列目の識別子と２列目の入時刻Ｓの対の列をパケット観測情報１４１として遅延算出装置１２１へ送信する。また、パッシブ測定プローブ１１２では、図３の１列目の識別子と３列目の出時刻Ｔの対の列をパケット観測情報１４２として遅延算出装置１２１へ送信する。
【００２６】
遅延算出装置１２１は、制御部１５の通過時刻抽出手段１５Ａにより、パッシブ測定プローブ１１１、１１２から受信したパケット観測情報１４１，１４２に基づき、各識別子ごとに、その識別子に対応する各入時刻Ｓおよび出時刻Ｒのうちから、入時刻の最先値Ｓｓと出時刻の最終値Ｒｅを求め、パケット遅延情報１４Ａとして記憶部１４へ格納する。
本実施の形態では、パッシブ測定プローブ１１１、１１２は、パケット取得順に遅延算出装置１２１へパケット観測情報１４１，１４２を送るため、遅延算出装置１２１の通過時刻抽出手段１５Ａでは、識別子ごとに、パッシブ測定プローブ１１１から最初に得たパケット観測情報１４１に基づく時刻すなわち最先入時刻Ｓｓと、パッシブ測定プローブ１１２から最後に得たパケット観測情報１４２に基づく時刻すなわち最終出時刻Ｒｅとを記憶すればよい。
【００２７】
また、遅延算出装置１２１は、制御部１５の遅延時間算出手段１５Ｂにより、識別子ごとに、最先入時刻Ｓｓおよび最終出時刻Ｒｅから遅延時間Ｄ＝Ｒｅ−Ｓｓを計算する。
これにより、図５に示すように、再送制御が行われた同一の測定対象パケットを、見かけ上の１つの測定対象パケットと見なすことができ、その測定対象パケットの遅延時間が算出される。
【００２８】
この処理を所定期間内にやり取りした測定対象パケットごとに繰り返し、図３に示すパケット遅延情報１４Ａとして、当該フローに含まれるパケットの識別子と遅延時間の列を得る。
制御部１５の遅延分布算出手段１５Ｃでは、このパケット遅延情報１４Ａに基づき、所定期間における各測定対象パケットの遅延時間とその頻度から、所望のパケットフローに関するパケット遅延分布を算出する。
図３，４の例では、６個のパケットからなるフローについて、それぞれの遅延時間Ｄとそのパケット数すなわち重みの割合を示す遅延分布として、Ｐ｛遅延＝１０｝＝３／６、Ｐ｛遅延＝１６０｝＝２／６、Ｐ｛遅延＝１８０｝＝１／６という結果が算出される。
【００２９】
このように、試験対象フローを構成する各パケットについて、測定対象パス入口で最初に観測した最先入時刻Ｓｓと、このＳｓから所定の時刻経過以前に測定対象パス出口で最後に観測した最終出時刻Ｒｅとの差Ｒｅ−Ｓｓから、当該パケットの遅延時間Ｄを求めるようにしたので、上位アプリケーションによりパケット再送制御行われた場合には、当該パケットの再送制御に要した時間だけＲｅが遅れることになり、パケットの遅延時間に含まれるものとなる。
【００３０】
これにより、パッシブ品質測定方式において、再送制御によるパケット遅延を含む、上位レイヤが利用する時点でのパケット通信品質を測定でき、アプリケーションレイヤに情報が渡されるときのアプリケーション品質に近い品質を得ることができる。
したがって、このようにして得られたパケットフロー品質を網の設計に用いることにより、網のリソースを過度に安全側で設計する必要がなくなり、網構築コストを抑えられるようになる。
【００３１】
次に、図６を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムについて説明する。図６は、本発明の実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムの構成を示す図である。
このパケット通信品質測定システムは、測度変換型品質測定方式に本発明を適用した例である。このシステムには、複数の品質測定装置２４１、２４２、パッシブ測定プローブ２１１、遅延算出装置２２１が設けられており、これら装置が互いに所定の通信網を介して接続されており、測定に必要な各種情報がやり取りされる。
【００３２】
品質測定装置２４１、２４２は、当該品質測定装置と対になる他方の品質測定装置ヘ、パケット通信網２３１を経由して端末２０１，２０２間を結ぶ測定対象パス２３２を介して所定の試験パケットを送信する機能と、他方の品質測定装置から受信した試験パケットに関する受信状況を遅延算出装置２２１へ通知する機能とを有し、これらの機能を切り替えて品質測定を行う。
この場合、品質測定装置２４１、２４２が送信するパケットには、当該パケットが試験パケットであることを示し他の試験パケットと区別できる試験パケット識別子が付与されており、この試験パケット識別子により他のユーザパケットと区別して検出される。試験パケット識別子としては、パケットヘッダ内の空きフィールドに特定の値を書く方法、パケットペイロードの特定の位置に特定の値を書く方法、等が挙げられる。
【００３３】
品質測定装置２４１、２４２、パッシブ測定プローブ２１１、遅延算出装置２２１は、この試験パケット識別子を識別できる。
品質測定装置２４１、２４２は、所定の間隔で試験パケットを対となる他方の品質測定装置へ測定対象パス２３２を介して送信する。その際、試験パケットには送信時刻を試験パケット識別子とともに記述しておく。また、試験パケットを受信すると、受信した試験パケットに記述された送信時刻と、自装置での受信時刻との差から、その試験パケットの遅延時間Ｄを算出し、試験パケット識別子と対にして遅延算出装置２２１へ試験パケット観測情報２５１，２５２として送信する。
【００３４】
パッシブ測定プローブ２１１は、端末２０１とパケット通信網２３１とを接続するリンクすなわち観測点を通過するパケットすべてを取得し、取得したパケットのうち測定対象フローを構成するパケットであって所定の条件を満たすものを測定対象パケットとして抽出するとともに、試験パケットを抽出する。
そして、その測定対象パケットの識別子または試験パケット識別子を、そのパケット通過時刻（タイムスタンプ）Ｔと対にして、遅延算出装置２２１へパケット観測情報２６１として送信する。
【００３５】
上記所定の条件としては、通過時刻Ｔが何れかの試験パケット通過時刻の時間近傍であること、としてもよい。この時間近傍の範囲は、試験パケット通過時刻の前後で時間幅が異なってもよく、これら時間幅が等しくてもよい。例えば、試験パケット取得前５０ミリ秒から試験パケット取得後５０ミリ秒までとしてもよい。
また、識別子としては、測定対象パケットのヘッダ情報に新たに追加してもよいが、パケットフローの再送制御に用いられる、当該パケットフロー内での順序位置を示す順序情報を兼用することにより、新たな情報を追加することなく、再送された同一の測定対象パケットを遅延算出装置２２１で識別できる。
【００３６】
遅延算出装置２２１は、品質測定装置２４１，２４２およびパッシブ測定プローブ２１１から受信した試験パケット観測情報２５１，２５２およびパケット観測情報２６１を参照して、各パケットの識別子ごとに、最終通過時刻Ｔｅ、試験パケット遅延時間Ｄ、補正時間ｄの組からなるパケット遅延情報２４Ａを作る。最終通過時刻Ｔｅは、同一識別子を有する測定対象パケットを複数回取得したときに、最後に取得した時刻を採用したものである。同一識別子を有する測定対象パケットを１つのみ取得した場合は、そのパケットの通過時刻Ｔが最終通過時刻Ｔｅとなる。
【００３７】
試験パケット遅延時間Ｄは、試験パケット識別子のみに対応する情報で、その試験パケットの遅延時間である。補正時間ｄは、同一識別子を有する測定対象パケットを複数回取得したときに、最先の取得から最後の取得までの時間差を示すものである。この補正時間ｄに基づいて、各試験パケットに対応する測定対象パケットを分類する。
例えば、試験パケットごとに時間近傍のパケットのうち補正時間ｄがないパケットの個数を求め、このパケット数でその試験パケットの遅延に重み付けする。また、補正時間ｄがあるものについては、その試験パケットの遅延時間Ｄにその補正時間ｄを加えて補正済遅延時間Ｄｄを求め、そのＤｄを持つパケットのこのパケット数でその試験パケットの遅延に重み付けする。そして、これら重みと補正済遅延時間Ｄｄを用いて所望のパケット遅延分布を計算する。
【００３８】
図７は遅延算出装置２２１の構成を示すブロック図である。この遅延算出装置２２１は、全体として通信機能を有するコンピュータから構成されており、通信インターフェース部（以下、通信Ｉ／Ｆ部という）２１、画面表示部２２、操作入力部２３、記憶部２４、および制御部２５が設けられている。
通信Ｉ／Ｆ部２１は、品質測定装置２４１，２４２およびパッシブ測定プローブ２１１とデータ通信を行う回路部である。画面表示部２２は、得られた測定結果などの各種情報を画面表示するＣＲＴやＬＣＤなどの表示装置である。操作入力部２３は、利用者の操作を入力するキーボードやマウスなどの操作入力装置である。記憶部２４は、制御部２５で用いる各種情報やプログラム２４Ｃを記憶するハードディスクやメモリなどの記憶装置である。
【００３９】
制御部２５は、ＣＰＵなどのマイクロプロセッサとその周辺回路からなり、記憶部２４のプログラム２４Ｃを実行することにより、上記ハードウェアと協働して各種機能手段を実現する機能部である。
制御部２５には、各種機能手段として、通過時刻抽出手段２５Ａ、補正時間算出手段２５Ｂ、重み算出手段２５Ｃおよび遅延分布算出手段２５Ｄが設けられている。
通過時刻抽出手段２５Ａは、パッシブ測定プローブ２１１から得られたパケット観測情報２６１を参照して、観測点における測定対象パケットの通過時刻Ｔから、各測定対象パケットごとに、最先の通過時刻Ｔｓおよび最終の通過時刻Ｔｅを抽出する。
【００４０】
補正時間算出手段２５Ｂは、通過時刻抽出手段２５Ａで得られた各測定対象パケットのＴｓとＴｅとの差から、当該測定対象パケットの遅延時間Ｔｅ−Ｔｓを算出し、これを当該測定対象パケットの補正時間ｄとして、Ｔｅとともに記憶部２４のパケット遅延情報２４Ａへ格納する。
また、補正時間算出手段２５Ｂは、品質測定装置２４１，２４２からの試験パケット観測情報２５１，２５２で通知された各試験パケットの遅延時間Ｄをパケット遅延情報２４Ａへ追記する。
【００４１】
重み算出手段２５Ｃは、パケット遅延情報２４Ａを参照して、各測定対象パケットを、対応する試験パケットの識別子とその補正時間ｄとの組み合わせごとに分類し、各組み合わせに分類された測定対象パケットのパケット数を重みＷとし、これをパケット重み情報２４Ｂとして記憶部２４へ格納する。また、各組み合わせごとに、当該測定対象パケットの補正時間ｄを当該測定対象パケットと対応する試験パケットの遅延時間Ｄに加算することにより、各試験パケットの遅延時間すなわち補正済遅延時間Ｄｄを算出し、これをパケット重み情報２４Ｂへ追記する。
遅延分布算出手段２５Ｄは、記憶部２４のパケット重み情報２４Ｂを参照して、各試験パケットごとの補正済遅延時間Ｄｄと重みＷとに基づき、時間近傍の測定対象パケットにより重み付けされたパケットフローのパケット遅延分布を算出する。
【００４２】
次に、図６〜１１を参照して、本実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムの動作について説明する。
図８はパッシブ測定プローブ２１１で得られたパケット観測情報例である。図９は遅延算出装置２２１で得られるパケット遅延情報２４Ａの例である。図１０は遅延算出装置２２１で得られるパケット重み情報２４Ｂの例である。図１１はパケットフロー遅延測定時における再送制御を含むパケットフローを示すシーケンス図である。
ここでは、パケット通信網２３１がＩＰ網からなり、フローの再送制御に用いられる識別子は１パケットにつき１ずつ増加する整数であり、端末２０１からパケット通信網２３１を介して端末２０２へ送られるパケットフローに含まれるパケットのパケットフロー遅延分布を求める場合を例に説明する。
【００４３】
まず、所定の測定期間にわたり、品質測定装置２４１は品質測定装置２４２へ試験パケットを間欠的に送信する。その際、試験パケットには試験パケット識別子と送信時刻を記述する。
品質測定装置２４２は、試験パケットを受信すると、その試験パケットの受信時刻とその試験パケットに記述されている送信時刻との差から、その試験パケットの遅延時間Ｄを算出し、試験パケット観測情報２５２としてその試験パケット識別子とともに遅延算出装置２２１へ送信する。
【００４４】
一方、パッシブ測定プローブ２１１は、上記測定期間にわたり、観測点を通過するパケットを取得し、取得した試験パケットおよび測定対象フローを構成する測定対象パケットのうち、試験パケット通過時刻の時間近傍、例えば試験パケットの通過時刻との差の絶対値が５０ｍｓ以内に取得したものを抽出し、そのパケットの識別子または試験パケット識別子と通過時刻を、パケット観測情報２６１として遅延算出装置２２１へ送信する。ここでは、パッシブ測定プローブ２１１において、図８に示したようなパケット観測情報２６１が得られたものとする。
【００４５】
遅延算出装置２２１の制御部２５は、品質測定装置２４２からの試験パケット観測情報２５２と、パッシブ測定プローブ２１１からのパケット観測情報２６１とを基に、図９に示すパケット遅延情報２４Ａを作成する。
制御部２５では、通過時刻抽出手段２５Ａにより、パケット観測情報２６１から、試験パケット以外の各測定対象パケットについて、通過時刻Ｔの最終値Ｔｅと最先値Ｔｓとを抽出する。
【００４６】
そして、制御部２５の補正時間算出手段２５Ｂにより、これら最終値Ｔｅと最先値Ｔｓを用いて、各測定対象パケットごとに補正時間ｄを算出する。ここでは、同一識別子を複数回取得した場合、通過時刻Ｔの最終値Ｔｅと最先値Ｔｓとの差を補正時間ｄとし、同一識別子を１回だけ取得した場合には補正時間ｄ＝「なし」とする。
これにより、図１１に示すように、再送制御が行われた同一の測定対象パケットを、見かけ上の１つの測定対象パケットと見なすことができ、その測定対象パケットの遅延時間が補正時間ｄとして算出される。
【００４７】
図９の例では、識別子＃６〜＃１５が試験パケット「試１」の通過時刻Ｔの時間近傍に得られた測定対象パケットである。この場合には再送制御がなく、すべて補正時間ｄ＝「なし」に設定されている。
また、識別子＃９６〜＃１０５が試験パケット「試２」の通過時刻Ｔの時間近傍に得られた測定対象パケットである。この場合には、識別子＃９６〜＃１０１について再送が行われたため、補正時間ｄ＝「１０２」と設定され、識別子＃１０２〜＃１０５については補正時間ｄ＝「なし」に設定されている。
【００４８】
また、補正時間算出手段２５Ｂでは、試験パケット観測情報２５２から各試験パケットの遅延時間Ｄを取得し、パケット遅延情報２４Ａへ追記する。
そして、重み算出手段２５Ｃは、このパケット遅延情報２４Ａから、図１０に示すパケット重み情報２４Ｂを作成する。ここでは、各測定対象パケットに対応する試験パケットと補正時間ｄとの組み合わせごとに各測定対象パケットを分類し、その分類ごとに、重みＷと補正済遅延時間Ｄｄとを算出する。
【００４９】
具体例としては、各試験パケットごとに、当該試験パケットの時間近傍に位置する、補正時間ｄ＝「なし」の測定対象パケットの数を計数し、そのパケット数を当該分類の重みＷとする。
図９の例では、試験パケット「試１」で補正時間ｄ＝「なし」のパケットが１０個（＃６〜＃１５）存在するので、そのパケット数＝１０を当該分類の重みＷとする。また、試験パケット「試２」で補正時間ｄ＝「なし」のパケットが４個（＃１０２〜＃１０５）存在するので、そのパケット数＝４を当該分類の重みＷとする。
【００５０】
次に、各試験パケットごとに、当該試験パケットの時間近傍に位置するパケットのうち補正時間ｄ＞０のパケットの数を、その補正時間ごとにさらに計数し、そのパケット数を当該分類の重みＷとする。図９の例では、試験パケット「試２」で補正時間ｄ＝「１０２」のパケットが６個（＃９６〜＃１０１）存在するので、そのパケット数＝６を当該分類の重みＷとする。
そして、これら分類ごとに、当該試験パケットの遅延時間Ｄと当該パケットの補正時間ｄとの和Ｄ＋ｄを補正済遅延時間Ｄｄとする。なお、補正時間ｄ＝「なし」の場合、Ｄｄ＝Ｄとする
【００５１】
そして、制御部２５の遅延分布算出手段２５Ｄで、パケット重み情報２４Ｂの各分類ごとに、その補正済遅延時間Ｄｄと重みＷとから遅延分布Ｐを算出する。この場合、各試験パケットに対応する時間近傍パケットの数はそれぞれ「１０」であることから、当該パケットフローの遅延分布Ｐは、Ｐ｛遅延＝５０｝＝４／２０、Ｐ｛遅延＝１００｝＝１０／２０、Ｐ｛遅延＝１５２｝＝６／２０となる。
【００５２】
このように、測定対象パスを介して試験パケットを間欠的に送信し、測定対象パス上に設けられた観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、観測点を通過した最先の通過時刻を抽出と最終の通過時刻とを抽出して、その最先の通過時刻と最終の通過時刻との差から当該測定対象パケットの補正時間を算出し、各測定対象パケットを当該測定対象パケットの補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、測定対象パスの入口および出口における当該試験パケットの送信時刻と受信時刻との差から得られた当該試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算することにより補正済遅延時間を算出し、各分類の当該補正済遅延時間と当該重みとを用いてパケットフローのパケット遅延分布を算出するようにしたので、上位アプリケーションによりパケット再送制御行われた場合には、試験パケットの遅延時間が、その時間近傍の測定対象パケットの再送制御に要した時間すなわち補正時間ｄで補正されることになる。
【００５３】
これにより、測度変換型品質測定方式において、対象ユーザのパケットフロー遅延すなわち再送制御後の上位レイヤが利用する時点でのパケット通信品質を測定でき、アプリケーションレイヤに情報が渡されるときのアプリケーション品質に近い品質を得ることができる。
したがって、このようにして得られたパケットフロー品質を網の設計に用いることにより、網のリソースを過度に安全側で設計する必要がなくなり、網構築コストを抑えられるようになる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、測定対象パスの入口に設けた第１の観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、第１の観測点を通過した最先の通過時刻を抽出するとともに、測定対象パスの出口に設けた第２の観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、第２の観測点を通過した最終の通過時刻を抽出するステップと、各測定対象パケットごとに、当該測定対象パケットの最先の通過時刻と最終の通過時刻との差を、パケット遅延分布の算出に用いる当該測定対象パケットの遅延時間として算出するステップとを設けたので、上位アプリケーションによりパケット再送制御が行われた場合には、当該パケットの再送制御に要した時間だけ最終の通過時刻が遅れることになり、パケットの遅延時間に含まれるものとなる。
【００５５】
また、測定対象パス上に設けられた観測点で測定した各測定対象パケットの通過時刻に基づき、各測定対象パケットごとに、観測点を通過した最先の通過時刻と最終の通過時刻とを抽出するステップと、各測定対象パケットごとに、当該最先の通過時刻と最終の通過時刻との差から当該測定対象パケットの補正時間を算出するステップと、各測定対象パケットを当該測定対象パケットの補正時間ごとに分類して計数し、そのパケット数を当該分類の重みとするとともに、測定対象パスの入口および出口における当該試験パケットの送信時刻と受信時刻との差から得られた当該試験パケットの遅延時間に当該分類の補正時間を加算することにより補正済遅延時間を算出するステップと、各分類の当該補正済遅延時間と当該重みとを用いてパケットフローのパケット遅延分布を算出するステップとを設けたので、上位アプリケーションによりパケット再送制御行われた場合には、試験パケットの遅延時間が、その時間近傍の測定対象パケットの再送制御に要した時間すなわち補正時間ｄで補正されることになる。
【００５６】
これにより、対象ユーザのパケットフロー遅延すなわち再送制御後の上位レイヤが利用する時点でのパケット通信品質を測定でき、アプリケーションレイヤに情報が渡されるときのアプリケーション品質に近い品質を得ることができる。
したがって、このようにして得られたパケットフロー品質を網の設計に用いることにより、網のリソースを過度に安全側で設計する必要がなくなり、網構築コストを抑えられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】図１の遅延算出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図１のパッシブ測定プローブで得られるパケット観測情報の例である。
【図４】図１の遅延算出装置で得られるパケット遅延情報例である。
【図５】図１のパケットフロー遅延測定時のパケットフローを示すシーケンス図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかるパケット通信品質測定システムの構成を示すブロック図である。
【図７】図６の遅延算出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】図６のパッシブ測定プローブで得られるパケット観測情報の例である。
【図９】図６の遅延算出装置で得られるパケット遅延情報例である。
【図１０】図６の遅延算出装置で得られるパケット重み情報例である。
【図１１】図６のパケットフロー遅延測定時における再送制御を含むパケットフローを示すシーケンス図である。
【符号の説明】
１０１，１０２…端末、１１１，１１２…パッシブ測定プローブ、１２１…遅延算出装置、１３１…パケット通信網、１３２…測定対象パス、１４１，１４２…パケット観測情報、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１２…画面表示部、１３…操作入力部、１４…記憶部、１４Ａ…パケット遅延情報、１４Ｂ…プログラム、１５…制御部、１５Ａ…通過時刻抽出手段、１５Ｂ…遅延時間算出手段、１５Ｃ…遅延分布算出手段、２０１，２０２…端末、２１１…パッシブ測定プローブ、２２１…遅延算出装置、２３１…パケット通信網、２３２…測定対象パス、２４１，２４２…品質測定装置、２５１，２５２…試験パケット観測情報、２６１…パケット観測情報、２１…通信Ｉ／Ｆ部、２２…画面表示部、２３…操作入力部、２４…記憶部、２４Ａ…パケット遅延情報、２４Ｂ…パケット重み情報、２４Ｃ…プログラム、２５…制御部、２５Ａ…通過時刻抽出手段、２５Ｂ…補正時間算出手段、２５Ｃ…重み算出手段、２５Ｄ…遅延分布算出手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004236262.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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