(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側から受信側に送られるデータを、その送信途中に受信、あるいは傍受することで、その通信品質を計測する通信品質計測装置であって、
入力パケットのヘッダ情報内に含まれる順序情報を用いて、前記入力パケットを取得するか否かを判定する判定手段と、
前記判定の結果に基づいて取得された取得パケットのうち、品質計測対象となっているフローの最初のパケットの順序情報に基づいて予測された、前記判定手段が取得する取得パケットに関する情報と、実際に取得されたパケットに関する情報とを比較することで、前記フローが属するセッションの通信品質を推定する推定手段と
を有することを特徴とする通信品質計測装置。
【請求項２】
前記推定手段は、
通信品質として、セッション毎のデータ損失回数、データ損失率、データ損失の連続性、データ損失番号、データ損失数の予測範囲、データ損失数の予測範囲、スループット、スループットの予測範囲、遅延時間、遅延変動、又は遅延分布を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の通信品質計測装置。
【請求項３】
前記推定手段は、
TCP、UDP/RTP、又はヘッダ情報に基づいてフローを識別するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の通信品質計測装置。
【請求項４】
前記判定手段は、
前記順序情報を引数として、関数、擬似乱数、又はテーブル検索結果を用いてパケット取得判定値を導出する判定関数を有し、
前記判定関数の値とあらかじめ与えられた判定閾値とを比較することでパケットを取得するか否かを判定するように構成されていること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信品質計測装置。
【請求項５】
前記推定手段は、
過去に取得したパケットと、その後取得したパケットとの取得時間の差分及び順序情報の差分を用いてスループットを算出するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の通信品質計測装置。
【請求項６】
前記推定手段は、
特定の順序情報に対して、次に取得されるべきパケットの順序情報を、該プロトコルに対して与えられた判定関数から算出し、実際に新たに取得したパケットの順序情報と比較することで、データ損失数又はデータ損失率を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の通信品質計測装置。
【請求項７】
前記推定手段は、
過去に廃棄と判断したパケットの順序情報と、それ以降廃棄と判断したパケットの順序情報との差分の統計を用いて、ある廃棄パケットに対して、順序情報がNだけ離れた後続のパケットが廃棄される条件付確率を求めるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の品質計測装置。
【請求項８】
前記推定手段は、
前記取得パケットと、サンプリング数、観測期間、及びサンプリング確率のどれか一つ以上を使用して、前記セッションのデータ損失数又はスループットの誤差範囲を求めるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の通信品質計測装置。
【請求項９】
前記判定手段が複数構成されており、
前記判定手段は、判定して取得したパケットのコピー、パケットのヘッダ情報、又はパケットのペイロード情報の一部を前記推定手段に送信する送信手段を有し、
前記推定手段は、前記送信された取得パケット、又はその取得パケットに関連する情報から、取得パケットが属するセッションの通信品質を推定するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の通信品質計測装置。
【請求項１０】
前記判定手段は、
複数の取得パケット、あるいはそれに関連する情報を1パケットに統合するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の通信品質計測装置。
【請求項１１】
前記推定手段は、順序情報をもつパケットを取得できた判定手段と、順序情報をもつパケットを取得できなかった判定手段とを比較することで、パケット廃棄が発生した区間を特定するように構成されていることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の通信品質計測装置。
【請求項１２】
前記推定手段は、ある判定手段がある順序情報をもつパケットから求められた遅延時間と、前記パケットに対して別の判定手段によって求められた遅延時間とを求め、これらを比較することで特定の判定手段間での遅延時間を計測するように構成されていることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の通信品質計測装置。
【請求項１３】
送信側から受信側に送られるデータを、その送信途中に受信、あるいは傍受することで、その通信品質を計測する通信品質計測方法であって、
入力パケットのヘッダ情報内に含まれる順序情報を用いて、前記入力パケットを取得するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定の結果に基づいて取得された取得パケットのうち、品質計測対象となっているフローの最初のパケットの順序情報に基づいて予測された、前記判定手段が取得する取得パケットに関する情報と、実際に取得されたパケットに関する情報とを比較して、前記フローが属するセッションの通信品質を推定する推定ステップと
を有することを特徴とする通信品質計測方法。
【請求項１４】
前記推定ステップは、
通信品質として、セッション毎のデータ損失回数、データ損失率、データ損失の連続性、データ損失番号、データ損失数の予測範囲、データ損失数の予測範囲、スループット、スループットの予測範囲、遅延時間、遅延変動、又は遅延分布を推定するステップであることを特徴とする請求項１３に記載の通信品質計測方法。
【請求項１５】
前記推定ステップは、
TCP、UDP/RTP、又はヘッダ情報に基づいてフローを識別することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の通信品質計測方法。
【請求項１６】
前記判定ステップは、
前記順序情報を引数として、関数、擬似乱数、又はテーブル検索結果を用いてパケット取得判定値を導出する導出ステップを有し、
前記導出された判定関数の値とあらかじめ与えられた判定閾値とを比較して、パケットを取得するか否かを判定するステップであること
を特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれかに記載の通信品質計測方法。
【請求項１７】
前記推定ステップは、
過去に取得したパケットと、その後取得したパケットとの取得時間の差分及び順序情報の差分を用いてスループットを算出するステップであることを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれかに記載の通信品質計測方法。
【請求項１８】
前記推定ステップは、
特定の順序情報に対して、次に取得されるべきパケットの順序情報を、該プロトコルに対して与えられた判定関数から算出し、実際に新たに取得したパケットの順序情報と比較して、データ損失数又はデータ損失率を算出するステップであることを特徴とする請求項１３から請求項１７のいずれかに記載の通信品質計測方法。
【請求項１９】
前記推定ステップは、
過去に廃棄と判断したパケットの順序情報と、それ以降廃棄と判断したパケットの順序情報との差分の統計を用いて、ある廃棄パケットに対して順序情報がNだけ離れた後続のパケットが廃棄される条件付確率を求めるステップであることを特徴とする請求項１３から請求項１８のいずれかに記載の品質計測方法。
【請求項２０】
前記推定ステップは、
前記取得パケットと、サンプリング数、観測期間、及びサンプリング確率のどれか一つ以上を使用して、前記セッションのデータ損失数又はスループットの誤差範囲を求めるステップであることを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれかに記載の通信品質計測方法。
【請求項２１】
前記判定ステップは、複数の地点において取得したパケットのコピー、パケットのヘッダ情報、又はパケットのペイロード情報の一部を送信する送信ステップを有し、
前記推定ステップは、前記送信された取得パケット、又はその取得パケットに関連する情報から、取得パケットが属するセッションの通信品質を推定するステップであることを特徴とする請求項１３から請求項２０のいずれかに記載の通信品質計測方法。
【請求項２２】
前記判定ステップは、
複数の取得パケット、あるいはそれに関連する情報を1パケットに統合するステップであることを特徴とする請求項２１に記載の通信品質計測方法。
【請求項２３】
前記推定ステップは、順序情報をもつパケットを取得できた地点と、順序情報をもつパケットを取得できなかった地点とを比較することで、パケット廃棄が発生した区間を特定するステップであることを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の通信品質計測方法。
【請求項２４】
前記推定ステップは、ある地点においてある順序情報をもつパケットから求められた遅延時間と、前記パケットに対して別の地点において求められた遅延時間とを求め、これらを比較することで特定の区間での遅延時間を計測するステップであることを特徴とする請求項２１から請求項２３のいずれかに記載の通信品質計測方法。
【請求項２５】
送信側から受信側に送られるデータを、その送信途中に受信、あるいは傍受することで、その通信品質を計測する通信品質計測装置のプログラムであって、前記プログラムは、前記通信品質計測装置を、
入力パケットのヘッダ情報内に含まれる順序情報を用いて、前記入力パケットを取得するか否かを判定する判定手段と、
前記判定の結果に基づいて取得された取得パケットのうち、品質計測対象となっているフローの最初のパケットの順序情報に基づいて予測された、前記判定手段が取得する取得パケットに関する情報と、実際に取得されたパケットに関する情報とを比較することで、前記フローが属するセッションの通信品質を推定する推定手段と
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、ネットワークの品質を計測する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、ネットワークの品質を測定する装置および方法に関するものである。ここでのネットワーク品質とは、「パケットロス」のことを指す。
ネットワークの品質を計測する技術としては、従来、次の方法が存在する。
＜従来技術１＞
第一の従来技術は、特許文献１「マルチメディア通信の品質監視システム及びその品質監視方法」に記載の技術である。この技術の中の「パケットロス」に相当する計測方法について、図１、図２、図３を用いて説明する。【０００３】
図１は従来技術１の適用形態を示す図である。【０００４】
通信端末１０と通信端末２０との通信品質を計測装置３０で監視する。図１では通信端末１０に計測装置が接続されているが、通信端末２０に接続されていてもかまわない。また、本計測装置３０は、通信中のパケットが観測できる場所であればよく、ネットワーク内のルータ/スイッチ等のネットワークのノードや、計測用のTAP（パケットコピーする装置）を用いてネットワーク内で計測してもかまわない。【０００５】
第一の技術は、通信端末１０と通信端末２０との間でRTP（ Real Time Protocol ）を用いてデータ通信を行う通信システムにおいて、ネットワークの品質を計測する計測装置３０での方法である。【０００６】
構成について説明する。【０００７】
図２は第一の技術による計測装置３０aでの構成を示すブロック図である。【０００８】
第一の技術の計測装置３０aは、ネットワーク中で通信中のパケットをコピーして取得するデータキャプチャ部１０１と、データキャプチャ部１０１に取得したパケットをフロー識別するフロー識別部１０２と、フロー識別したデータを同一フロー毎に記憶しておくフロー情報格納部１０３と、フロー情報を元にSN（シーケンスナンバー）を確認してSNの抜けをチェックするSN差分計算部２０１aと、SN差分計算部２０１aで抜けがあると判断した数を記憶する差分発生回数計算部202aと、差分発生回数２０２aの判定結果をフロー毎に記憶しておく観測地点ロス情報格納部３０１aと、その結果を表示する品質結果表示部３０２aとから構成される。【０００９】
第一の技術では、ネットワーク中を流れているデータを計測装置30aで取り込む。【００１０】
計測装置30aに入力されたパケットははじめにデータキャプチャ部１０１で受信する。データキャプチャ部１０１で受信されたデータはフロー識別部１０２に渡される。フロー識別部１０２ではMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にしてフローを識別する。フロー識別部１０２では、フロー識別後の結果を、フロー毎に分類しているデータベースであるフロー情報格納部１０３に蓄積していく。【００１１】
SN差分計算部２０１aでは、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、フロー情報格納部１０３のデータを同一フロー毎に、RTPパケットのSN順に並べ替えを行う。【００１２】
SNが不連続になっている箇所を発見すると、パケットがロスしていると判定し、失われたSNを数え、差分発生回数計算部２０２aの値に加える。このSN差分計算部２０１aと差分発生回数計算部２０２aの処理を品質計測の対象となっているパケット全てに対して行うと、差分発生回数計算部２０２aの内容をそのままパケットロス数として、あるいは（１）式の計算をおこなってパケットロス率をしてフロー毎に観測地点ロス情報格納部３０１aに記憶する。この際、記録する毎に差分発生回数計算部２０２aの値を0にセットしなおす。
[パケットロス率算出式]
パケットロス率＝（差分発生回数計算部２０２aの値/（SNの最大値-SNの最小値））×１００・・・（１）
品質結果表示部３０２aでは、ユーザからの指示や時間などのトリガーにより、観測地点ロス情報に格納されているフロー毎のパケットロス情報を表示する。【００１３】
続いて動作について説明する。【００１４】
図３は第一の技術による計測装置３０aでの処理の流れを示している。【００１５】
第一の技術の計測装置３０aは、パケットが入力される毎に処理が行われ、パケットキャプチャ部１０１にてパケットキャプチャ処理が行われる。本処理が、処理A−１である。この処理終了後、処理A−２へ移動する。【００１６】
処理A−２では、フロー識別部１０２において入力パケットのフロー識別を行う。フロー識別はパケットのMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にして行い、その結果をフロー情報格納部１０３に記憶する。【００１７】
処理A−３では、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、処理が開始される。処理が開始されると処理A−４へ移動する。【００１８】
処理A−４では、SN差分計算部２０１aにより、フロー情報格納部１０３に格納されているフロー毎パケットをRTPのSN順に並べ替えることにより、SNに欠損が発生しているかどうかを確認する。SNに欠損が発生した場合には、処理A−５へ移動する。SNに欠損が発生していない場合には、処理A−６へ移動する。【００１９】
処理A−５では、差分発生回数計算部２０２aにおいて、いままで数えていた合計SN欠損数に、処理A−４でカウントしたSN欠損数を加える。この処理後、処理A−６へ移動する。【００２０】
処理A−６では、今回の品質計測で対象となっているパケット列すべてに対してSNの確認処理を行っているかどうかを判定しる。すべてのパケットの確認処理を行っている場合には、処理A−７に移動する。すべてのパケットの確認処理が終わっていない場合には、処理A−４へ戻る。【００２１】
処理A−７では、差分計算回数計算部２０２aの値をパケットロス数として、その値を使った（１）式の計算をおこなってパケットロス率として、観測地点ロス情報格納部３０１aに記録する。記録処理後に差分計算回数計算部２０２aのカウントを0にセットしなおし、処理を終了する。【００２２】
本システムの観測地点ロス情報格納部でのパケットロス数・パケットロス率は、パケット送信端末から計測器までのネットワーク中で失われたパケット数・率である。
＜従来技術２＞
第二の従来技術は、特許文献２「パケットロス計測システム」に記載の技術である。この技術の「パケットロス」計測方法について、図４、図５、図６を用いて説明する。【００２３】
図４は本技術の適用形態を示す図である。通信端末１０と通信端末２０の通信品質を、観測装置４０においてネットワーク中のパケットを観測する。この観測装置４０の個数は図４では３個であるが、１個以上であれば何個でも構わない。また配置場所は、通信中のパケットが観測できる場所であればよく、ネットワーク内のルータ/スイッチ等のネットワークのノードや、計測用のTAP（パケットコピーする装置）を用いてネットワーク内で計測してもかまわない。観測装置４０は、通信観測結果を計測サーバ５０に通知する。
第二の方法は、通信端末１０と通信端末２０の間でデータ通信を行う通信システムにおいて、観測器４０からの情報をもとに計測サーバ５０でネットワークの品質を計測する方法である。【００２４】
続いて、第２の従来技術の構成について説明する。【００２５】
図５は第２の技術による観測器４０bと計測サーバ５０bでの構成を示すブロック図である。【００２６】
第２の技術の観測器４０bは、ネットワーク中で通信中のパケットをコピーして取得するデータキャプチャ部１０１と、データキャプチャ部１０１に取得したパケットをフロー識別するフロー識別部１０２と、フロー識別したデータを同一フロー毎に記憶しておくフロー情報格納部１０３と、フロー情報格納部１０３の内容をチェックして同一フローのパケット数をカウントしその結果を計測サーバ５０bに送信するパケット数カウント部２０１bとから構成される。【００２７】
また第二の方法の計測サーバ５０bは、観測器４０bから送付された情報を受け取り、それがどの観測器４０bからの情報かを識別する観測器識別部１０４と、観測器毎/フロー毎にパケット数を管理するパケット数格納部３０３bと、パケット数格納部３０３b内の観測器間で同一フローのパケット数を比較するパケット数比較部３０４ｂと、パケット数比較の結果から観測器間のロスに関する指標を算出する観測区間ロス情報格納部３０１bと、その結果を表示する品質結果表示部３０２ｂとから構成される。【００２８】
第二の技術では、ネットワーク中を流れているデータを観測器４０ｂで取り込む。観測器４０ｂに入力されたパケットははじめにデータキャプチャ部１０１で受信する。【００２９】
データキャプチャ部１０１では流れてくるパケットのブリッジ処理を行い、さらにパケットそのものかパケットの一部、例えばヘッダ情報部のみをコピーしてフロー識別部１０２にその情報を伝える。【００３０】
フロー識別部１０２ではMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にしてフローの識別を行う。フロー識別部１０２では、フロー識別後の結果を、フロー毎に分類しているデータベースであるフロー情報格納部１０３に蓄積していく。【００３１】
パケット数カウント部２０１ｂでは、観測を行う命令や時間などのトリガーにより、フロー情報格納部１０３のデータから同一フローのパケット数のカウントを行い、その結果をネットワーク等の通信手段を用いて計測サーバ５０ｂに向けて伝達する。この際使用するネットワークは専用線を用いても他のトラヒックが流れている一般回線を用いてもかまわない。【００３２】
計測サーバ５０ｂでは、ネットワーク中に存在する一台以上の観測器４０ｂからフロー毎の通過パケット情報を受信する。計測サーバ５０ｂに入ってきた情報は、はじめに観測器識別部１０４で受けて、どの観測器の情報かを判断する。判断後、観測器毎/フロー毎に分類されてパケット数格納部３０３ｂに記憶される。【００３３】
パケット数比較部３０４ｂでは、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、品質観測を行う観測器間の同一フローのパケット数を比較し、差分が発生しているかどうかのチェック（２）式を行う。（２）式の数値は比較した観測器間で発生したパケットロスの数であり、さらにその数値を通過量で除算することによりパケットロス率が求まる。（２）式を利用してロスに関する指標を算出した後、観測区間ロス情報格納部３０１ｂに記憶する。
[観測器Ａと観測器Ｂの区間のフローＣの観測区間ロス情報を求める式（ここでフローＣの経路上に観測器Ａと観測器Ｂがともに存在すると仮定）]
パケットロス数＝｜観測器Ａを通過したフローＣのパケット数−観測器Ｂを通過したフローＣのパケット数｜・・・（２）
品質結果表示部３０２ｂでは、ユーザからの指示や時間などのトリガーにより、観測区間ロス情報に格納されているフロー毎のパケットロス情報を表示する。【００３４】
続いて、動作について説明する。【００３５】
図６は第２の技術による観測器４０ｂと計測サーバ５０ｂでの処理の流れを示している。【００３６】
第２の技術の観測器４０ｂは、パケットが入力される毎に処理が行われ、パケットキャプチャ部１０１にてパケットキャプチャ処理が行われる。本処理が、処理Ｂ−１である。この処理終了後、処理Ｂ−２へ移動する。【００３７】
処理Ｂ−２では、フロー識別部１０２において入力パケットのフロー識別を行う。フロー識別はパケットのMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にして行い、その結果をフロー情報格納部１０３に記憶する。この処理終了後、処理Ｂ−３へ移動する。【００３８】
処理Ｂ−３では、パケット数カウント部２０１ｂで同一フローのパケット数をカウントアップし、処理Ｂ−４へ移動する。【００３９】
処理Ｂ−４では、カウントアップしたパケット数の情報を計測サーバ５０ｂにその情報を送信する。この際使用するネットワークは専用線を用いても他のトラヒックが流れている一般回線を用いてもかまわない。この処理終了後、処理Ｂ−５へ移動する。【００４０】
処理Ｂ−５は、プローブ識別部１０４にて、送られてきたフローのパケット数の情報がどの観測器の情報であるかを識別し、観測器毎/フロー毎に分類してパケット数格納部３０３ｂに記憶する。【００４１】
処理Ｂ−６は、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、処理が開始される。処理が開始されると処理Ｂ−７へ移動する。【００４２】
処理Ｂ−７は、パケット数比較部３０４ｂにおいて、品質を知りたい観測器間のロス情報を得るために（２）の計算を行い、その結果を観測区間ロス情報格納部３０１ｂに記憶する。【００４３】
本システムの観測区間ロス情報格納部でのパケットロス数・パケットロス率は、比較する観測器間のネットワーク中で失われたパケット数・率である。
＜従来技術３＞
第３の従来技術の構成について説明する。【００４４】
第三の技術は、一般的な従来技術である。【００４５】
本技術の適用形態は図４で示される。通信端末１０と通信端末２０の通信品質を、観測装置４０においてネットワーク中のパケットを観測する。この観測装置４０の個数は図４では３個であるが、１個以上であれば何個でも構わない。また配置場所は、通信中のパケットが観測できる場所であればよく、ネットワーク内のルータ/スイッチ等のネットワークのノードや、計測用のTAP（パケットコピーする装置）を用いてネットワーク内で計測してもかまわない。観測装置４０は、通信観測結果を計測サーバ５０に通知する。【００４６】
第三の従来技術は、通信端末１０と通信端末２０の間でデータ通信を行う通信システムにおいて、観測器４０からの情報をもとに計測サーバ５０でネットワークの品質を計測する方法である。【００４７】
続いて動作について説明する。【００４８】
図７は第三の従来技術による観測器４０ｃと計測サーバ５０ｃでの構成を示すブロック図である。【００４９】
第三の従来技術の観測器４０ｂは、ネットワーク中で通信中のパケットをコピーして取得するデータキャプチャ部１０１から構成される。【００５０】
また第三の従来技術の計測サーバ５０ｂは、データキャプチャ部からの送信データを受信してどの観測器４０ｃからの情報かを識別する観測器識別部１０４と、どのフロー情報かを識別するフロー識別部１０２と、観測器/フロー識別が終わった情報を観測器毎/フロー毎に記憶しておくフロー情報識別部１０３ｃと、パケット送信端末から観測器４０ｃまでのネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標を算出する品質計測部２００ｃと、指定した観測器間ネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標を算出する品質判定/表示部３００ｃとから構成される。【００５１】
第三の従来技術では、ネットワーク中を流れているデータを観測器４０ｃで取り込む、観測器４０ｃに入力されたパケットははじめにデータキャプチャ部１０１で受信する。【００５２】
データキャプチャ部１０１では流れてくるパケットのブリッジ処理を行い、さらにパケットそのものかパケットの一部、例えばヘッダ情報部のみをコピーして計測サーバ５０ｃに向けて伝達する。この際使用するネットワークは専用線を用いても他のトラヒックが流れている一般回線を用いてもかまわない。【００５３】
計測サーバ５０ｃでは、観測器４０ｃからのデータを受信したのち観測器識別部１０４において、はじめにその情報がどの観測器４０ｃのものかを識別する。【００５４】
観測器識別後の次はMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にして対象としているデータがどのフローに属しているかのフロー識別処理をフロー識別部１０２で行う。このフロー識別処理後、観測器毎/フロー毎にパケットを分類してフロー情報格納部１０３ｃに記憶する。【００５５】
品質計算部２００ｃでは、前記第一の方法の品質計算部２００aと同等の処理を行い、パケット送信端末からパケットを観測器４０ｃまでのネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標を算出する。
品質判定/表示部３００ｃでは、前記第二の方法の品質判定/表示部３００ｂと同等の処理を行い、比較する観測器間のネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標を算出する。【００５６】
続いて、第３の従来技術の動作について説明する。【００５７】
図８は第三の従来技術による観測器４０ｃと計測サーバ５０ｃでの処理の流れを示している。【００５８】
第三の従来技術の観測器４０ｃは、パケットが入力される毎に処理が行われ、パケットキャプチャ部１０１にてパケットキャプチャ処理が行われる。本処理が、処理Ｃ−１である。この処理終了後、処理Ｃ−２へ移動する。【００５９】
処理Ｃ−２では、キャプチャしたパケットかあるいはそのヘッダ情報を抜き出して、計測サーバ５０ｃへその情報を伝達する。この処理後処理Ｃ−３へ移動する。【００６０】
処理Ｃ−３では、観測器識別部１０４にて、観測器４０ｃから送られてきたパケット情報がどの観測器の情報であるかを識別し、観測器毎に分類する。この処理後、処理Ｃ−４へ移動する。【００６１】
処理Ｃ−４では、フロー識別部１０２において入力パケットのフロー識別を行う。フロー識別はパケットのMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にして行い、識別結果を観測器毎/フロー毎に分類してその結果をフロー情報格納部１０３ｃに記憶する。【００６２】
処理Ｃ−５では、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、処理が開始される。処理が開始されると処理Ｃ−６へ移動する。【００６３】
処理Ｃ−６では、品質計算部２００ｃによるパケット送信端末からパケットを観測器４０ｃまでのネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標を算出し、さらに、品質判定/表示部３００ｃにより比較する観測器間のネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標を算出する。【００６４】
本説明では、観測器識別処理を行ってからフロー識別処理を行っているが、この順序が逆になってもかまわない。【００６５】
第一の問題点は、前記第一手法や第二手法や第三手法では、フローの品質を計測するために、高い演算能力を必要とすることである。【００６６】
その理由は、前記第一手法や第二手法や第三手法では、計測対象となるフローのパケットすべてに対してSN欠損チェックやパケット数カウント等の処理を行う必要がある。このため、高速なネットワークでは、演算対象となるパケット数が膨大となり、それをすべて処理する必要があるために、高い演算能力を必要とする。【００６７】
第二の問題点は、前記第一手法や第二手法や第三手法では、計測するフローのパケットをすべて取得できない状況では、パケット送信端末からパケットを観測器４０ｃまでのネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標や、各観測器間のネットワーク中で失われたパケット数・率などのロスに関する指標などの品質を正しく計測することが出来ないことである。【００６８】
その理由は、前記第一手法や第二手法や第三手法では、パケットロスのカウントを、単純にACK番号が重複している回数としているからである。このため、本来ACK番号が重複していても、重複しているパケットを取得できない状況では、パケットロスのカウントを行わない。このため、品質を正しく計測することが出来ない。【００６９】
第三の問題点は、前記第二手法では、品質計測システム全体の実装コストが高くなることである。【００７０】
その理由は、前記第二手法では、観測器毎にフロー毎の状態（パケットのSNや時間など）を保持しておくフロー情報格納部かそれに相当する処理部が必要になるからである。このため観測器の増加に比例して、フロー管理情報部が増加するため、品質計測システム全体の実装コストが高くなる。【００７１】
第四の問題点は、前記第三手法では、観測器と計測サーバ間のデータ通信量が多くなることである。【００７２】
その理由は、前記第三手法では、観測器から計測サーバに向けて、パケットかパケットヘッダそのものを送信するからである。品質計測処理を計測サーバで行っているために、集約された情報（パケット数やパケットロス数）ではなく、観測器を通過する全パケット情報を計測サーバに通知する必要があるからである。
【特許文献１】特開２００４−２８９７４８号
【特許文献２】特開２００２−１５２２６６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００７３】
本発明は、以上の問題点を鑑みて発案されたものであり、低い演算処理能力でも通信中の「パケットロス」「パケットロス率」等のロスに関する品質を計測できる、品質計測システムを提供することにある。【００７４】
本発明の他の目的は、計測対象のパケットを全て取得できない状況においてもロスに関する指標を算出できる、品質計測システムを提供することにある。【００７５】
本発明のさらに他の目的は、実装コストが低くてもロスに関する指標を算出できる、品質計測システムを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、計測サーバと観測器間の通信量を低減できる、品質計測システムを提供することにある。【００７６】
本発明のさらに他の目的は、実装コストが低くても、複数の観測器間算出された「スループット」や「パケットロス」などの品質に関する指標を比較して性能劣化や品質の変化を断定することにある。
【課題を解決するための手段】
【００７７】
上記課題を解決するための第１の発明は、
送信側から受信側に送られるデータを、その送信途中に受信、あるいは傍受することで、その通信品質を計測する通信品質計測装置であって、
入力パケットのヘッダ情報内に含まれる順序情報を用いて、前記入力パケットを取得するか否かを判定する判定手段と、
前記判定の結果に基づいて取得された取得パケットのうち、品質計測対象となっているフローの最初のパケットの順序情報に基づいて予測された、前記判定手段が取得する取得パケットに関する情報と、実際に取得されたパケットに関する情報とを比較することで、前記フローが属するセッションの通信品質を推定する推定手段と
を有することを特徴とする。
【００７９】
上記課題を解決するための第２の発明は、上記第１の発明において、
前記推定手段は、
通信品質として、セッション毎のデータ損失回数、データ損失率、データ損失の連続性、データ損失番号、データ損失数の予測範囲、データ損失数の予測範囲、スループット、スループットの予測範囲、遅延時間、遅延変動、又は遅延分布を推定するように構成されていることを特徴とする。
【００８０】
上記課題を解決するための第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、
前記推定手段は、
TCP、UDP/RTP、又はヘッダ情報に順序情報を含むプロトコルを識別するように構成されていることを特徴とする。
【００８２】
上記課題を解決するための第４の発明は、上記第１から第３のいずれかの発明において、
前記判定手段は、
前記順序情報を引数として、関数、擬似乱数、又はテーブル検索結果を用いてパケット取得判定値を導出する判定関数を有し、
前記判定関数の値とあらかじめ与えられた判定閾値とを比較することでパケットを取得するか否かを判定するように構成されていること
を特徴とする。
【００８３】
上記課題を解決するための第５の発明は、上記第１から第４のいずれかの発明において、
前記推定手段は、
過去に取得したパケットと、その後取得したパケットとの取得時間の差分及び順序情報の差分を用いてスループットを算出するように構成されていることを特徴とする。
【００８４】
上記課題を解決するための第６の発明は、上記第１から第５のいずれかの発明において、
前記推定手段は、
特定の順序情報に対して、次に取得されるべきパケットの順序情報を、該プロトコルに対して与えられた判定関数から算出し、実際に新たに取得したパケットの順序情報と比較することで、データ損失数又はデータ損失率を算出するように構成されていることを特徴とする。
【００８５】
上記課題を解決するための第７の発明は、上記第１から第６のいずれかの発明において、
前記推定手段は、
過去に廃棄と判断したパケットの順序情報と、それ以降廃棄と判断したパケットの順序情報との差分の統計を用いて、ある廃棄パケットに対して、順序情報がNだけ離れた後続のパケットが廃棄される条件付確率を求めるように構成されていることを特徴とする。
【００８６】
上記課題を解決するための第８の発明は、上記第１から第７のいずれかの発明において、
前記推定手段は、
前記取得パケットと、サンプリング数、観測期間、及びサンプリング確率のどれか一つ以上を使用して、前記セッションのデータ損失数又はスループットの誤差範囲を求めるように構成されていることを特徴とする。
【００８７】
上記課題を解決するための第９の発明は、上記第１から第８のいずれかの発明において、
前記判定手段が複数構成されており、
前記判定手段は、判定して取得したパケットのコピー、パケットのヘッダ情報、又はパケットのペイロード情報の一部を前記推定手段に送信する送信手段を有し、
前記推定手段は、前記送信された取得パケット、又はその取得パケットに関連する情報から、取得パケットが属するセッションの通信品質を推定するように構成されていることを特徴とする。
【００８８】
上記課題を解決するための第１０の発明は、上記第９の発明において、
前記判定手段は、
複数の取得パケット、あるいはそれに関連する情報を1パケットに統合するように構成されていることを特徴とする。
【００８９】
上記課題を解決するための第１１の発明は、上記第９又は第１０の発明において、
前記推定手段は、順序情報をもつパケットを取得できた判定手段と、順序情報をもつパケットを取得できなかった判定手段とを比較することで、パケット廃棄が発生した区間を特定するように構成されていることを特徴とする。
【００９０】
上記課題を解決するための第１２の発明は、上記第９から第１１のいずれかの発明において、
前記推定手段は、ある判定手段がある順序情報をもつパケットから求められた遅延時間と、前記パケットに対して別の判定手段によって求められた遅延時間とを求め、これらを比較することで特定の判定手段間での遅延時間を計測するように構成されていることを特徴とする。
【００９３】
上記課題を解決するための第１３の発明は、
送信側から受信側に送られるデータを、その送信途中に受信、あるいは傍受することで、その通信品質を計測する通信品質計測方法であって、
入力パケットのヘッダ情報内に含まれる順序情報を用いて、前記入力パケットを取得するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定の結果に基づいて取得された取得パケットのうち、品質計測対象となっているフローの最初のパケットの順序情報に基づいて予測された、前記判定手段が取得する取得パケットに関する情報と、実際に取得されたパケットに関する情報とを比較して、前記フローが属するセッションの通信品質を推定する推定ステップと
を有することを特徴とする。
【００９５】
上記課題を解決するための第１４の発明は、上記第１３の発明において、
前記推定ステップは、
通信品質として、セッション毎のデータ損失回数、データ損失率、データ損失の連続性、データ損失番号、データ損失数の予測範囲、データ損失数の予測範囲、スループット、スループットの予測範囲、遅延時間、遅延変動、又は遅延分布を推定するステップであることを特徴とする。
【００９６】
上記課題を解決するための第１５の発明は、上記第１３又は第１４の発明において、
前記推定ステップは、
TCP、UDP/RTP、又はヘッダ情報に基づいてフローを識別するステップであることを特徴とする。
【００９８】
上記課題を解決するための第１６の発明は、上記第１３から第１５のいずれかの発明において、
前記判定ステップは、
前記順序情報を引数として、関数、擬似乱数、又はテーブル検索結果を用いてパケット取得判定値を導出する導出ステップを有し、
前記導出された判定関数の値とあらかじめ与えられた判定閾値とを比較して、パケットを取得するか否かを判定するステップであること
を特徴とする。
【００９９】
上記課題を解決するための第１７の発明は、上記第１３から第１７のいずれかの発明において、
前記推定ステップは、
過去に取得したパケットと、その後取得したパケットとの取得時間の差分及び順序情報の差分を用いてスループットを算出するステップであることを特徴とする。
【０１００】
上記課題を解決するための第１８の発明は、上記第１３から第１７のいずれかの発明において、
前記推定ステップは、
特定の順序情報に対して、次に取得されるべきパケットの順序情報を、該プロトコルに対して与えられた判定関数から算出し、実際に新たに取得したパケットの順序情報と比較して、データ損失数又はデータ損失率を算出するステップであることを特徴とする。
【０１０１】
上記課題を解決するための第１９の発明は、上記第１３から第１８のいずれかの発明において、
前記推定ステップは、
過去に廃棄と判断したパケットの順序情報と、それ以降廃棄と判断したパケットの順序情報との差分の統計を用いて、ある廃棄パケットに対して順序情報がNだけ離れた後続のパケットが廃棄される条件付確率を求めるステップであることを特徴とする。
【０１０２】
上記課題を解決するための第２０の発明は、上記第１３から第１９のいずれかの発明において、
前記推定ステップは、
前記取得パケットと、サンプリング数、観測期間、及びサンプリング確率のどれか一つ以上を使用して、前記セッションのデータ損失数又はスループットの誤差範囲を求めるステップであることを特徴とする。
【０１０３】
上記課題を解決するための第２１の発明は、上記第１３から第２０のいずれかの発明において、
前記判定ステップは、複数の地点において取得したパケットのコピー、パケットのヘッダ情報、又はパケットのペイロード情報の一部を送信する送信ステップを有し、
前記推定ステップは、前記送信された取得パケット、又はその取得パケットに関連する情報から、取得パケットが属するセッションの通信品質を推定するステップであることを特徴とする。
【０１０４】
上記課題を解決するための第２２の発明は、上記第２１の発明において、
前記判定ステップは、
複数の取得パケット、あるいはそれに関連する情報を1パケットに統合するように構成されていることを特徴とする。
【０１０５】
上記課題を解決するための第２３の発明は、上記第２１又は２２の発明において、
前記推定ステップは、順序情報をもつパケットを取得できた地点と、順序情報をもつパケットを取得できなかった地点とを比較することで、パケット廃棄が発生した区間を特定するステップであることを特徴とする。
【０１０６】
上記課題を解決するための第２４の発明は、上記第２１から第２３のいずれかの発明において、
前記推定ステップは、ある地点においてある順序情報をもつパケットから求められた遅延時間と、前記パケットに対して別の地点において求められた遅延時間とを求め、これらを比較することで特定の区間での遅延時間を計測するステップであることを特徴とする。
【０１０９】
上記課題を解決するための第２５の発明は、
送信側から受信側に送られるデータを、その送信途中に受信、あるいは傍受することで、その通信品質を計測する通信品質計測装置のプログラムであって、前記プログラムは、前記通信品質計測装置を、
入力パケットのヘッダ情報内に含まれる順序情報を用いて、前記入力パケットを取得するか否かを判定する判定手段と、
前記判定の結果に基づいて取得された取得パケットのうち、品質計測対象となっているフローの最初のパケットの順序情報に基づいて予測された、前記判定手段が取得する取得パケットに関する情報と、実際に取得されたパケットに関する情報とを比較することで、前記フローが属するセッションの通信品質を推定する推定手段と
して機能させることを特徴とする。
【０１１１】
本発明における通信品質計測装置では、サンプリング処理部やサンプリング用データベースと、ＳＮ番号参照部やサンプリング用データベースやＳＮ欠損数カウント部や欠損数統計処理部とを有し、サンプリング計測により、パケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールドをもつプロトコルのパケットロスと遅延に関する指標を計算することができる。【０１１２】
この仕組みを、図９を用いて具体的に説明を行う。
＜図９  ＳＴＥＰ１＞
サンプリング処理部１０５ｄにおいては、取得したパケットの予測可能なフィールド、具体的例としてはUDP/RTPのシーケンス番号をもとにサンプリング判定を行う。サンプリング方法としては、データキャプチャ部１０１からのパケットのシーケンス番号をもとに、サンプリング用データベース１０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成する。
＜図９  ＳＴＥＰ２＞
作成した乱数とサンプリング用データベース１０６ｄ内のサンプリング確率とを比較して、作成した乱数が小さければ取得し、大きければ取得しない、という（３）の判定を行う。
[パケットを取得する条件]
サンプリング確率  ＞  乱数発生関数（シーケンス番号）・・・（３）
これにより、実際にサンプリング観測したパケット数やそのシーケンス番号を知ることができる。
＜図９  ＳＴＥＰ３＞
次にＳＮ番号参照部２０１ｄやサンプリング用データベース２０６ｄやＳＮ欠損数カウント部２０２ｄの処理において、現在品質計測対象になっているフローの最初のパケットのシーケンス番号を読み出し、それ以降の到着が予測されるシーケンス番号に対してサンプリング用データベース２０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し（３）の計算を行う。その結果パケットがネットワーク中でロスしなければ観測されたであろうパケットのシーケンス番号が予測できる。【０１１３】
これにより、サンプリング処理部で実際に取得したパケットと、ＳＮ番号参照部により理想的に取得できるパケットと、を比較することにより、差分が発生していればパケットロスが発生しており、差分が発生していなければパケットロスが発生していないと判定することができる。
＜図９  ＳＴＥＰ４＞
ＳＴＥＰ３までで、サンプリング計測したうちでのパケットロス数を予測することができたので、これに統計処理を行うことで、パケットロスした期待値を算出する。具体的な式は、（４）−（６）である。
[パケットロス数の期待値]
パケットロス数の期待値  =  SN欠損数/サンプリング確率・・・（４）
[スループットの期待値]
スループットの期待値  ＝  （欠損せずに受け取ったパケット数＋SN欠損数）/サンプリング確率・・・（５）
[パケットロス率の期待値]
パケットロス率の期待値  =  パケットロス数の期待値  /  スループットの期待値・・・（６）
この結果、計測するフローのパケットをすべて取得できない状況においても品質を正しく計測することができる。
またその他の結果としては、ネットワークを流れる一部のパケットを計測するだけで品質に関する指標を求めることができるようになり、計測装置や観測器や計測サーバに高い演算処理能力を必要としなくなる。【０１１４】
また、その他の結果としては、サンプリング計測により、観測器から計測サーバに対して取得したパケット、あるいはパケットの一部を投げる場合でもその通信量を大幅に減らすことができるようになり、ネットワークにかける負荷を減らすことが可能となる。【０１１５】
また、その他の効果としては、パケット、あるいはパケットの一部を観測器と計測サーバ間でやり取りしても、その通信量が減ることにより、観測器内ではなく計測サーバでフロー識別や品質に関する計算処理を行うことができるようになり、観測器の小型化/低コスト化を実現することができる。【０１１６】
また、本発明における通信品質計測装置では、サンプリング処理部１０５ｄやサンプリング用データベース１０６ｄと、ＳＮ番号参照部２０１ｄやサンプリング用データベース２０６ｄやＳＮ欠損数カウント部２０２ｄや欠損数統計処理部２０３ｄと、パケット数比較部３０４eとを有し、サンプリング計測により、パケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールドをもつプロトコルの「スループット」や「パケットロス」などの品質に関して、サンプリング計測にもかかわらず、観測器間で品質が変化した場合には、性能の変化を断じることができる。【０１１７】
この仕組みを、図１０を用いて具体的に説明を行う。【０１１８】
図１０では簡単化のためにサンプリング用データベースを参照した結果、偶数のシーケンス番号のみを取得するとする。観測器ではサンプリング計測を行うが、本サンプリング方式では、サンプリング用データベースを参照するため、このデータベースが各観測器で同じであれば、本来観測器１から４で全く同じパケットが観測されるはずである。しかしながら、何らかの形で変化が生じている場合、そこで品質に変化が発生しているといえる。通常のサンプリング用のデータベースを持たないサンプリング方式では、観測器が複数存在する場合、同じパケットを観測するとは限らないので、観測したシーケンス番号やパケット数が変化しただけでは、品質の変化を断じることができない。
【発明の効果】
【０１１９】
本発明の第一の効果は、品質計測システムに高い演算能力を必要としなくなる。【０１２０】
この理由は、本発明により、パケット列の一部を取得するだけでロスに関する指標を算出できるようになるため、品質計測システムで計算対象とするパケット数を大幅に低減できるからである。【０１２１】
本発明の第二の効果は、パケットをすべて取得できない状況でも、品質計測システムで精度良くロス率やロス数、ロスのバースト性、ロスしたパケット番号などロスに関する指標を推定することが可能である。【０１２２】
この理由は、本発明により、パケット列の一部を取得するだけでロスに関する指標を算出できるようになるからである。【０１２３】
本発明の第三の効果は、パケットをすべて取得できない状況でも、品質計測システムで精度良く遅延時間、遅延変動、遅延分布など遅延に関する指標を推定することが可能である。【０１２４】
この理由は、本発明により、パケット列の一部を取得するだけで遅延に関する指標を算出できるようになるからである。【０１２５】
本発明の第四の効果は、従来手法と同程度のコストをかけた場合、観測器をネットワーク中に多数配置することができる。【０１２６】
この理由は、本発明により、コスト高となるフロー情報格納部やそれに類するフローの状態を管理するデータベースを、計測サーバと観測器間の通信量をあまり多くすることなく計測サーバ側に配置できるようになり、観測器側の実装負荷を低減することができるからである。【０１２７】
本発明の第五の効果は、計測サーバと観測器間の通信データ量を低減することが可能である。【０１２８】
この理由は、従来、コスト高となるフロー情報格納部やそれに類するフローの状態を管理するデータベースを計測サーバ側に配置する場合、観測器から計測サーバに送信するデータは監視対象のパケット列全体であったのを、本発明により、監視対象パケットの一部を送信するだけでよくなったからである。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】従来の第一の方法の適用領域を示す図である。
【図２】従来の第一の方法のブロック図である。
【図３】従来の第一の方法の処理の流れを示す図である。
【図４】従来の第二の方法の適用領域を示す図である。
【図５】従来の第二の方法のブロック図である。
【図６】従来の第二の方法の処理の流れを示す図である。
【図７】従来の第三の方法のブロック図である。
【図８】従来の第三の方法の処理の流れを示す図である。
【図９】本発明における観測地点パケットロスの算出方法を説明する図である。
【図１０】本発明における観測区間パケットロスの算出方法を説明する図である。
【図１１】第一の実施の形態における計測装置のブロック図である。
【図１２】第一の実施の形態における計測装置の処理フロー概要である。
【図１３】第二の実施の形態における計測装置のブロック図である。
【図１４】第二の実施の形態における計測装置の処理フロー概要である。
【符号の説明】
【０１３０】
３０      計測装置
１００    データ前処理部
２００    品質計算部
３００    品質判定／表示部
【発明を実施するための最良の形態】
【０１３１】
＜構成の説明＞
図１１は第一の実施の形態による計測装置３０ｄでの構成を示すブロック図である。【０１３２】
本発明は、パケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールドが存在するプロトコルに対して、データ送信端末から観測地点までの観測地点パケットロスに関する指標を算出する方法である。【０１３３】
ここでパケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケット内容を予測できるフィールドの代表例としては、パケットのシーケンス番号が存在する。【０１３４】
ここで将来到着するパケットの内容を予測できるシーケンス番号を持つプロトコルの代表として、UDP/RTPプロトコルが存在する。このため、以降の説明では簡単化のためにUDP/RTPで説明を行う。【０１３５】
第一の実施の形態の計測装置３０ｄは、ネットワーク中で通信中のパケットをコピーして取得するデータキャプチャ部１０１と、キャプチャしたデータ列をサンプリングするサンプリング処理部１０５ｄと、サンプリング処理部１０５ｄがサンプリング処理時に参照するサンプリング用データベース１０６ｄと、サンプリング処理部１０５ｄが取得したパケットに対してフロー識別するフロー識別部１０２と、フロー識別したデータを同一フロー毎に記憶しておくフロー情報格納部１０３と、フロー情報格納部１０３の情報とサンプリング用データベース２０６ｄの情報をつき合わせるSN番号参照部２０１ｄと、その照合結果からSN欠損数をカウントするSN欠損数カウント部２０２ｄと、SN欠損数に対して統計処理を行いサンプリング計測結果から元のパケットロスに関する指標を推定する欠損数統計処理部２０３ｄと、推定したパケットロスに関する指標をフロー毎に記憶しておく観測地点ロス情報格納部３０１aと、その結果を表示する品質結果表示部３０２aとから構成される。【０１３６】
第一の実施の形態では、ネットワーク中を流れているデータを計測装置３０ｄで取り込む。計測装置３０ｄは入力されたパケットははじめにデータキャプチャ部１０１で受信する。データキャプチャ部１０１で受信されたデータはサンプリング処理部１０５ｄに渡される。サンプリング処理部１０５では、データキャプチャ部１０１から渡されたパケットの情報と、サンプリング用データベース１０６ｄを参照して、全パケット列から一部のパケットを抽出する。以降の処理はここで抽出したパケットに対してのみを行う。【０１３７】
ここでのサンプリング処理としては、UDP/RTPのシーケンス番号をもとにサンプリング判定を行う。【０１３８】
サンプリング判定の方法としては、データキャプチャ部１０１から送信されるパケットのシーケンス番号をもとに、サンプリング用データベース１０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し、その乱数とサンプリング用データベース１０６ｄ内のサンプリング確率と比較してその乱数が小さければ取得し、大きければ取得しない、という（３）の判定を行う。
[パケットを取得する条件]
サンプリング確率  ＞  乱数発生関数（シーケンス番号）・・・（３）
サンプリング処理を終え、取得パケットの選別終了後、フロー識別部１０２に渡される。フロー識別部１０２ではMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にしてフローの識別を行う。フロー識別部１０２では、フロー識別後の結果を、フロー毎に分類しているデータベースであるフロー情報格納部１０３に蓄積していく。【０１３９】
SN番号照合部２０１ｄでは、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、フロー情報格納部１０３のデータを同一フロー毎に、RTPパケットのSN順に並べ替えをおこない、その結果をサンプリング用データベース２０６ｄと比較を行う。【０１４０】
ここでの照合処理としては、フロー情報格納部１０３内に記憶され、現在品質計測対象になっているフローの最初のパケットのシーケンス番号を読み出し、それ以降の到着が予測されるシーケンス番号に対してサンプリング用データベース２０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し（３）の計算を行う。その結果パケットがネットワーク中でロスしなければ観測されたであろうパケットのシーケンス番号を予測する。そこで予測したシーケンス番号のパケットとフロー情報格納部１０３に格納されているパケットのシーケンス番号、あるいはパケット数を比較することにより、サンプリング観測でのパケットロスの有無を調査する。【０１４１】
照合処理中にパケットの欠損が存在すれば、欠損せずに受け取ったパケット数と欠損が確認できたパケット数をSN欠損数カウント部２０２ｄでその数をカウントし、観測する期間やフロー等の品質を算出する単位でSN欠損数カウント部の数値を欠損数統計処理部２０３ｄに渡す。【０１４２】
ここでパケットの欠損が発覚したデータ損失が発生したシーケンス番号を記録しておくと、データ損失番号を把握することができる。【０１４３】
ここでさらに、パケットのデータ損失が連続して発生しているかどうかを確認することで、データ損失のバースト性の頻度を把握することができる。この把握には、取得するはずだったパケットが連続して何個損失したかをキーにテーブルを参照すると、通信損失のバースト性を返答するテーブルを使用する。【０１４４】
欠損数統計処理部２０３ｄでは、（４）-（６）の統計処理により、送信端末から計測装置までの観測地点パケットロスに関する指標を算出する。
[パケットロス数の期待値]
パケットロス数の期待値  =  SN欠損数/サンプリング確率・・・（４）
[スループットの期待値]
スループットの期待値  ＝  （欠損せずに受け取ったパケット数＋SN欠損数）/サンプリング確率・・・（５）
[パケットロス率の期待値]
パケットロス率の期待値  =  パケットロス数の期待値  /  スループットの期待値・・・（６）
欠損数統計処理部２０３ｄでの処理を終えるとその結果を観測地点ロス情報格納部３０１ｄに記憶する。品質結果表示部３０２ｄでは、ユーザからの指示や時間などのトリガーにより、観測地点ロス情報格納部３０１ｄに格納されているフロー毎のパケットロス情報を表示する。
＜動作の説明＞
図１２は第一の実施の形態による計測装置３０ｄでの処理の流れを示している。【０１４５】
第一の実施の形態の計測装置３０ｄは、パケットが入力される毎に処理が行われ、パケットキャプチャ部１０１にてパケットキャプチャ処理が行われる。本処理が、処理D−１である。この処理終了後、処理D−２へ移動する。【０１４６】
処理D-2では、サンプリング処理部１０５ｄにてパケットのサンプリング処理が行われる。サンプリング処理部１０５ｄが、データキャプチャ部１０１から得たUDP/RTPパケットのシーケンス番号をもとに、サンプリング用データベース１０６ｄ内の乱数発生関数から乱数を作成し、その乱数がサンプリング用データベース１０６ｄ内のサンプリング確率と比較して小さければ取得し、大きければ取得しない、という（３）の判定を行う。この処理以降では取得パケットのみに対して各種処理を行う。この処理後、処理D-3へ移動する。【０１４７】
処理D−３では、フロー識別部１０２において入力パケットのフロー識別を行う。フロー識別はパケットのMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にして行い、その結果をフロー情報格納部１０３に記憶する。【０１４８】
処理D−４では、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、処理が開始される。処理が開始されると処理D−５へ移動する。【０１４９】
処理D-５では、SN番号参照部２０１ｄにより処理が行われる。フロー情報格納部１０３のデータを同一フロー毎に、RTPパケットのシーケンス番号順に並べ替えをおこない、その結果をサンプリング用データベース２０６ｄと比較を行う。【０１５０】
ここでの比較処理としては、フロー情報格納部１０３内に記憶され、現在品質計測対象になっているフローの最初のパケットのシーケンス番号を読み出し、それ以降の到着が予測されるシーケンス番号に対してサンプリング用データベース２０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し（３）の計算を行う。その結果パケットがネットワーク中でロスしなければ観測されたであろうパケットのシーケンス番号を予測する。そこで予測したシーケンス番号のパケットとフロー情報格納部１０３に格納されているパケットのシーケンス番号、あるいはパケット数を比較することにより、サンプリング観測でのパケットロスの有無を調査する。ここでパケットの欠損が発覚したデータ損失が発生したシーケンス番号を記録しておくと、データ損失番号を把握することができる。ここでさらに、パケットのデータ損失が連続して発生しているかどうかを確認することで、データ損失のバースト性の頻度を把握することができる。この把握には、取得するはずだったパケットが連続して何個損失したかをキーにテーブルを参照すると、通信損失のバースト性を返答するテーブルを使用する。パケットの欠損数が見つかれば処理D-5へ、見つからなければ処理D-6へ移動する。【０１５１】
処理D−５では、照合処理中にパケットの欠損が存在すれば、欠損せずに受け取ったパケット数と欠損が確認できたパケット数をSN欠損数カウント部２０２ｄでその数をカウントする。カウントが終われば処理D−６へ移動する。【０１５２】
処理D−６では、現在の監視対象のパケット全てに対して品質計測が終了していれば、観測する期間やフロー等の品質を算出する単位でSN欠損数カウント部の数値を欠損数統計処理部２０３ｄに渡し、処理D―7へ、終了していなければ、残りのパケットに対してチェックを行うために処理D−５へ移動する。【０１５３】
処理D−８では、欠損数統計処理部２０３ｄにより（４）−（６）の統計処理が行われ、送信端末から計測装置までの観測地点パケットロスに関する指標を算出する。
本システムの観測地点ロス情報格納部でのパケットロス数・パケットロス率は、パケット送信端末から計測器までのネットワーク中で失われたパケット数・率である。【０１５４】
以上が本発明による第一の実施の形態における計測装置３０ｄの処理内容である。【０１５５】
従来の技術においては、パケットロスに関する指標を算出する手段としては、計測装置３０で通過する全てのパケットを取得し、その中のシーケンス番号の抜けからパケットロスに関する指標を算出していた。このため、この計算手法をサンプリング計測に適用すると、シーケンス番号の不連続が、サンプリングにより間引かれて発生したものか、パケットロスによって発生したものかがわからなくなる。また、通常サンプリング計測ではパケット量に関する計測方法は存在するが、パケットロスに関する指標を算出する方法はほとんど存在しない。このため、従来の計測装置においてパケットをサンプリングするとロスに関する指標を算出することができなかった。そして全てのパケットに対して各処理を行う必要があり、品質計測を計算するための計算処理に負荷がかかっていた。【０１５６】
一方、本実施の形態では、パケットロスに関する指標を算出する手段として、パケットのパケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールド、具体的にはUDP/RTPのシーケンス番号フィールドをもとにサンプリングを行う。このようなサンプリング手段を用いることにより、一番初めのパケットが到着するとそれ以降にサンプリングされるパケットが予測することができ、予測したパケットと実際に到着したパケットを比較することにより、サンプリング計測においてパケットロスの有無を判定することができる。サンプリング計測を実現することにより、一部のパケットに対して処理を行うだけで品質計測が可能となるために計算処理負荷を低減することができる。また、データキャプチャ部においてパケットの取りこぼしが発生しているような状況においても、パケットロスに関する指標を推定することができる。【０１５７】
本実施の形態は、簡単化のために、ＵＤＰ/ＲＴＰのシーケンス番号のフィールドを元に、乱数を作成すると説明を行ったが、パケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールドであればシーケンス番号である必要はない。またプロトコルもＵＤＰ/ＲＴＰ以外のプロトコルを用いてもかまわない。【０１５８】
また、本発明の適用領域としては、非計測ネットワーク及びトラヒックに影響を与えない図１の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、非計測ネットワーク及びトラヒックに影響を与えるような形態でも可能である。その場合でのデータ中継端末とは、レイヤ２でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ４でデータ転送を行うルータ、レイヤ４以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことを指す。【０１５９】
また、サンプリング処理部としては、本実施の形態のように計測装置３０ｄ内に存在している場合のみではなく、サンプリングレートを計測装置３０ｄで知ることができる状態であれば良い。具体的には、ルータやスイッチ等のデータ中継端末内にパケットのサンプリング機能を持たせる場合や、サンプリング処理用のサンプリング装置を通してパケットを計測装置３０ｄに入力する場合のことを指す。【０１６０】
また、本実施の形態のサンプリング処理１０５ｄは、データキャプチャ部１０５の後に行われているが、データキャプチャ部１０１の前にサンプリング処理１０５ｄを行っても同様の効果を発揮することができる。また、フロー識別部１０２の後にサンプリング処理１０５ｄを行っても同様の効果を発揮することができる。【０１６１】
また、本実施の形態のサンプリング用データベース１０６ｄとサンプリング用データベース２０６ｄは、乱数発生関数が格納されており、それを元にサンプリングを行うと記載しているが、シーケンス番号で検索すると乱数結果が格納されているようなデータベースでもかまわない。また、さらにサンプリング確率を考慮しておき、サンプリング確率とシーケンス番号を使って検索すると、パケットを取得するかしないかの結果だけが載っているようなデータベースでもかまわない。【０１６２】
また、本実施の形態では、パケットロスやパケットロス率に関する期待値のみを計算しているが、信頼区間や誤差範囲を求める一般的な統計計算を用いて、パケットロス数やパケットロス率に関する信頼区間や誤差範囲を求めることも含む。【０１６３】
続いて、第二の実施の形態について説明する。【０１６４】
＜構成の説明＞ 
図１３は第二の実施の形態による観測器４０eと計測サーバ５０eでの構成を示すブロック図である。【０１６５】
本発明は、パケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールドが存在するプロトコルに対して、データ送信端末から観測地点までの観測地点パケットロスに関する指標を算出する方法である。【０１６６】
ここでパケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケット内容を予測できるフィールドの代表例としては、パケットのシーケンス番号が存在する。【０１６７】
ここで将来到着するパケットの内容を予測できるシーケンス番号を持つプロトコルの代表として、UDP/RTPプロトコルが存在する。このため、以降の説明では簡単化のためにUDP/RTPで説明を行う。【０１６８】
第二の実施の形態の観測器４０eは、ネットワーク中で通信中のパケットをコピーして取得するデータキャプチャ部１０１と、キャプチャしたデータ列をサンプリングしてその結果を計測サーバに送付するサンプリング処理部１０５ｄと、サンプリング処理部１０５ｄがサンプリング処理時に参照するサンプリング用データベース１０６ｄとから構成される。【０１６９】
第二の実施の形態の計測サーバ５０eは、観測器４０eから送付されたパケットを取得して、どの観測器４０から送付されたものかを判定する観測器識別部１０４と、パケットに対してフロー識別するフロー識別部１０２と、フロー識別したデータを同一フロー毎に記憶しておくフロー情報格納部１０３ｃと、フロー情報格納部１０３の情報とサンプリング用データベース２０６ｄの情報をつき合わせるSN番号参照部２０１ｄと、その照合結果からSN欠損数をカウントするSN欠損数カウント部２０２ｄと、SN欠損数に対して統計処理を行いサンプリング計測結果から元のパケットロスに関する指標を推定する欠損数統計処理部２０３ｄと、推定したパケットロスに関する指標をフロー毎に記憶しておく観測地点ロス情報格納部３０１eと、そのロスに関する指標を観測器間で比較することパケット数比較部３０４eと、その結果を記憶しておく観測区間ロス情報格納部３０５eと、その結果を表示する品質結果表示部３０２eとから構成される。【０１７０】
第二の実施の形態では、ネットワーク中を流れているデータを観測器４０eで取り込む。観測器４０eは入力されたパケットははじめにデータキャプチャ部１０１で受信する。データキャプチャ部１０１で受信されたデータはサンプリング処理部１０５ｄに渡される。サンプリング処理部１０５では、データキャプチャ部１０１から渡されたパケットの情報と、サンプリング用データベース１０６ｄを参照して、全パケット列から一部のパケットを抽出する。以降の処理はここで抽出したパケットに対してのみを行う。【０１７１】
ここでのサンプリング処理としては、UDP/RTPのシーケンス番号をもとにサンプリング判定を行う。サンプリング方法としては、データキャプチャ部１０１からのパケットのシーケンス番号をもとに、サンプリング用データベース１０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し、その乱数がサンプリング用データベース１０６ｄ内のサンプリング確率と比較して小さければ取得し、大きければ取得しない、という（３）の判定を行う。
[パケットを取得する条件]
サンプリング確率  ＞  乱数発生関数（シーケンス番号）・・・（３）
サンプリング処理部１０５ｄはサンプリング処理終了後、そのパケット情報を計測サーバ５０eに向けて送信する。【０１７２】
第二の実施の形態の計測サーバ５０eでは、はじめに観測器識別部１０４において、受信したパケット情報がどの観測器４０eから届いたものかを識別する。この識別処理は、観測器４０eから計測サーバ５０eに送付する情報に観測器の識別ID等を埋め込むことにより実現可能である。観測器識別処理終了後には、フロー識別部１０２に渡される。フロー識別部１０２ではMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にしてフローの識別を行う。フロー識別部１０２では、フロー識別後の結果を、観測器毎/フロー毎に分類しているデータベースであるフロー情報格納部１０３eに蓄積していく。【０１７３】
SN番号照合部２０１ｄでは、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、フロー情報格納部１０３のデータを同一フロー毎に、RTPパケットのSN順に並べ替えをおこない、その結果をサンプリング用データベース２０６ｄと比較を行う。【０１７４】
ここでの照合処理としては、フロー情報格納部１０３内に記憶され、現在品質計測対象になっているフローの最初のパケットのシーケンス番号を読み出し、それ以降の到着が予測されるシーケンス番号に対してサンプリング用データベース２０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し（３）の計算を行う。その結果パケットがネットワーク中でロスしなければ観測されたであろうパケットのシーケンス番号を予測する。そこで予測したシーケンス番号のパケットとフロー情報格納部１０３に格納されているパケットのシーケンス番号、あるいはパケット数を比較することにより、サンプリング観測でのパケットロスの有無を調査する。【０１７５】
照合処理中にパケットの欠損が存在すれば、欠損せずに受け取ったパケット数と欠損が確認できたパケット数をSN欠損数カウント部２０２ｄでその数をカウントし、観測する期間やフロー等の品質を算出する単位でSN欠損数カウント部の数値を欠損数統計処理部２０３ｄに渡す。【０１７６】
ここでパケットの欠損が発覚したデータ損失が発生したシーケンス番号を記録しておくと、データ損失番号を把握することができる。【０１７７】
ここでさらに、パケットのデータ損失が連続して発生しているかどうかを確認することで、データ損失のバースト性の頻度を把握することができる。この把握には、取得するはずだったパケットが連続して何個損失したかをキーにテーブルを参照すると、通信損失のバースト性を返答するテーブルを使用する。【０１７８】
欠損数統計処理部２０３ｄでは、（４）-（６）の統計処理により、送信端末から計測装置までの観測地点パケットロスに関する指標を算出する。
[パケットロス数の期待値]
パケットロス数の期待値  =  SN欠損数/サンプリング確率・・・（４）
[スループットの期待値]
スループットの期待値  ＝  （欠損せずに受け取ったパケット数＋SN欠損数）/サンプリング確率・・・（５）
[パケットロス率の期待値]
パケットロス率の期待値  =  パケットロス数の期待値  /  スループットの期待値・・・（６）
欠損数統計処理部２０３ｄでの処理を終えるとその結果を観測地点ロス情報格納部３０１eに記憶する。【０１７９】
パケット数比較部３０４eでは、（７）（８）を計算することにより、観測区間のパケットロスに関する情報を得ることができる。
[観測区間パケットロス数の期待値]
観測区間パケットロス数の期待値  =  |比較する観測器の端点での観測地点パケットロス数−もう一方の端点のパケットロス数|/サンプリング確率・・・（７）
[観測区間パケットロス率の期待値]
観測区間パケットロス率の期待値  ＝  （比較する観測器の端点での観測地点パケットロス数−もう一方の端点のパケットロス数）/（二点間を通過したパケットの総数＋|比較する観測器の端点での観測地点パケットロス数−もう一方の端点のパケットロス数|）・・・（８）
またこのとき、（９）（１０）を計算することにより、観測区間の遅延時間や遅延変動、遅延分布を求めることができる。
[観測区間の遅延時間]
観測区間の遅延時間  =  |（比較する観測器の端点での通過時間−もう一方の端点の通過時間）|・・・（９）
[観測区間の遅延変動]
観測区間の遅延変動  =  ｜（あるシーケンス番号の観測区間の遅延時間）-（そのシーケンス番号以外の観測区間の遅延時間）｜・・・（１０）
この計算結果を観測区間ロス情報格納部３０５eに記憶する。品質結果表示部３０２eでは、ユーザからの指示や時間などのトリガーにより、観測地点ロス情報格納部３０１eや観測区間ロス情報格納部３０５eに格納されているフロー毎のパケットロス情報を表示する。
＜動作の説明＞
図１４は第二の実施の形態による観測器４０eと計測サーバ５０eでの処理の流れを示している。【０１８０】
第二の実施の形態の観測器４０eは、パケットが入力される毎に処理が行われ、パケットキャプチャ部１０１にてパケットキャプチャ処理が行われる。本処理が、処理Ｅ−１である。この処理終了後、処理Ｅ−２へ移動する。【０１８１】
処理Ｅ-2では、サンプリング処理部１０５ｄにてパケットのサンプリング処理が行われる。サンプリング処理部１０５ｄが、データキャプチャ部１０１から得たUDP/RTPパケットのシーケンス番号をもとに、サンプリング用データベース１０６ｄ内の乱数発生関数から乱数を作成し、その乱数がサンプリング用データベース１０６ｄ内のサンプリング確率と比較して小さければ取得し、大きければ取得しない、という（３）の判定を行う。この処理以降では取得パケットのみに対して各種処理を行う。この処理後、処理Ｅ-3へ移動する。【０１８２】
処理Ｅ−３では、サンプリング処理部１０５ｄがサンプリング取得したパケットを計測サーバ５０eに向けて送信する処理である。この処理終了後、処理Ｅ−４へ移動する。【０１８３】
処理Ｅ−４では、計測サーバ５０eに入ってきたパケットに対して、どこの観測器４０eから送付されてきたものかを識別する。次に処理Ｅ−５へ移動する。【０１８４】
処理Ｅ−５では、フロー識別部１０２において入力パケットのフロー識別を行う。フロー識別はパケットのMACアドレスやIPアドレスやTCPポート番号やUDPポート番号やプロトコルIDやVLANやMPLSなどのヘッダ情報を元にして行い、その結果を観測器毎/フロー毎にフロー情報格納部１０３eに記憶する。【０１８５】
処理Ｅ−６では、品質計測を行う命令や時間などのトリガーにより、処理が開始される。処理が開始されると処理Ｅ−７へ移動する。【０１８６】
処理Ｅ-７では、SN番号参照部２０１ｄにより処理が行われる。フロー情報格納部１０３のデータを同一フロー毎に、RTPパケットのシーケンス番号順に並べ替えをおこない、その結果をサンプリング用データベース２０６ｄと比較を行う。【０１８７】
ここでの比較処理としては、フロー情報格納部１０３内に記憶され、現在品質計測対象になっているフローの最初のパケットのシーケンス番号を読み出し、それ以降の到着が予測されるシーケンス番号に対してサンプリング用データベース２０６ｄ内の乱数作成関数から乱数を作成し（３）の計算を行う。その結果パケットがネットワーク中でロスしなければ観測されたであろうパケットのシーケンス番号を予測する。そこで予測したシーケンス番号のパケットとフロー情報格納部１０３に格納されているパケットのシーケンス番号、あるいはパケット数を比較することにより、サンプリング観測でのパケットロスの有無を調査する。ここでパケットの欠損が発覚したデータ損失が発生したシーケンス番号を記録しておくと、データ損失番号を把握することができる。ここでさらに、パケットのデータ損失が連続して発生しているかどうかを確認することで、データ損失のバースト性の頻度を把握することができる。この把握には、取得するはずだったパケットが連続して何個損失したかをキーにテーブルを参照すると、通信損失のバースト性を返答するテーブルを使用する。パケットの欠損数が見つかれば処理Ｅ-８へ、見つからなければ処理Ｅ-９へ移動する。【０１８８】
処理Ｅ−８では、照合処理中にパケットの欠損が存在すれば、欠損せずに受け取ったパケット数と欠損が確認できたパケット数をSN欠損数カウント部２０２ｄでその数をカウントする。カウントが終われば処理Ｅ−９へ移動する。【０１８９】
処理Ｅ−９では、現在の監視対象のパケット全てに対して品質計測が終了していれば、観測する期間やフロー等の品質を算出する単位でSN欠損数カウント部の数値を欠損数統計処理部２０３ｄに渡し、処理Ｅ―１０へ、終了していなければ、残りのパケットに対してチェックを行うために処理Ｅ−７へ移動する。【０１９０】
処理Ｅ−１０では、欠損数統計処理部２０３ｄにより（４）−（６）の統計処理が行われ、送信端末から計測装置までの観測地点パケットロスに関する指標を算出する。算出した結果は観測地点ロス情報格納部３０１eに記憶し、処理Ｅ−１１へ移動する。【０１９１】
処理Ｅ−１１では、パケット数比較部３０４eによって、品質を観測する観測器間の端点の観測器の観測地点ロス情報を比較し、（７）（８）を計算することにより、観測区間ロス情報を得る。また（９）（１０）を計算することにより、観測区間遅延時間情報、遅延変動情報、遅延分布情報を得る。この結果を観測区間ロス情報格納部３０５eに記憶し、ユーザからの指示や設定時刻などをもとに、品質情報を品質結果表示部３０２eが表示する。【０１９２】
本システムの観測地点ロス情報格納部でのパケットロス数・パケットロス率は、パケット送信端末から計測器までのネットワーク中で失われたパケット数・率である。【０１９３】
本システムの観測区間ロス情報格納部でのパケットロス数・パケットロス率は、ある観測器から比較するもう一方の観測器までのネットワーク中で失われたパケット数・率である。【０１９４】
以上が本発明による第二の実施の形態における観測器４０eと計測サーバ５０eの処理内容である。【０１９５】
従来の技術においては、パケットロスに関する指標を算出する手段としては、計測装置３０で通過する全てのパケットを取得し、その中のシーケンス番号の抜けからパケットロスに関する指標を算出していた。このため、この計算手法をサンプリング計測に適用すると、シーケンス番号の不連続が、サンプリングにより間引かれて発生したものか、パケットロスによって発生したものかがわからなくなる。また、通常サンプリング計測ではパケット量に関する計測方法は存在するが、パケットロスに関する指標を算出する方法はほとんど存在しない。このため、従来の計測装置においてパケットをサンプリングするとロスに関する指標を算出することができなかった。そして全てのパケットに対して各処理を行う必要があり、品質計測を計算するための計算処理に負荷がかかっていた。【０１９６】
さらに従来手法においては一般にサンプリング計測で得られた情報は、期待値を示している。このため、たとえばあるフローが二箇所の観測器を通過した量を推定した場合、得られた結果は期待値であるため、単純にその数値を比較して、流量が変化したと断じることはできない。このため、サンプリング計測を用いた場合、一般に観測器間の比較を行うことはできない。【０１９７】
一方、本実施の形態では、パケットロスに関する指標を算出する手段として、パケットのパケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールド、具体的にはUDP/RTPのシーケンス番号フィールドをもとにサンプリングを行う。このようなサンプリング手段を用いることにより、一番初めのパケットが到着するとそれ以降にサンプリングされるパケットが予測することができ、予測したパケットと実際に到着したパケットを比較することにより、サンプリング計測においてパケットロスの有無を判定することができる。サンプリング計測を実現することにより、一部のパケットに対して処理を行うだけで品質計測が可能となるために計算処理負荷を低減することができる。また、データキャプチャ部においてパケットの取りこぼしが発生しているような状況においても、パケットロスに関する指標を推定することができる。【０１９８】
さらに本実施の形態では、各観測器のサンプリング用データベースの内容を一致させた場合、すべての観測器で全く同じパケットを観察していることになるので、本来ロスが発生していなければある観測器で観測できたパケットは、他の観測器でも観測できるはずである。この性質に着目することにより、サンプリング計測で得られた結果は期待値であるにも関わらず、各観測器からの結果の値に違いが発生していれば、その区間でパケット量やパケットロスに差が生じていると断じることが可能となり、観測区間でのパケット量比較や、パケットロス数/率に関する比較を行うことが可能となる。【０１９９】
本実施の形態は、簡単化のために、ＵＤＰ/ＲＴＰのシーケンス番号のフィールドを元に、乱数を作成すると説明を行ったが、パケット毎に変化し、かつ、将来到着するパケットの内容を予測できるフィールドであればシーケンス番号である必要はない。またプロトコルもＵＤＰ/ＲＴＰ以外のプロトコルを用いてもかまわない。【０２００】
また適用領域としては、非計測ネットワーク及びトラヒックに影響を与えない図１の状態のみではなく、データを取得できる形式であれば、通信端末間の途中に挿入し、非計測ネットワーク及びトラヒックに影響を与えるような形態でも可能である。その場合でのデータ中継端末とは、レイヤ２でデータ転送を行うイーサスイッチや、レイヤ４でデータ転送を行うルータ、レイヤ４以上での転送を行うゲートウェイ等であり、データをそのまま転送、あるいは、プロトコルを変更して転送する場合や、ロードバランス機能や帯域制御機能を付加した端末のことを指す。【０２０１】
またサンプリング処理部分としては、本実施の形態のように観測器４０eとして独立している場合のみではなく、ルータやスイッチ等のデータ中継端末内にパケットのサンプリング機能を持たせる場合やでもかまわない。【０２０２】
また本実施の形態のサンプリング処理１０５ｄは、データキャプチャ部１０５の後に行われているが、データキャプチャ部１０１の前にサンプリング処理１０５ｄを行っても同様の効果を発揮することができる。【０２０３】
また本実施の形態のフロー識別処理１０２は観測器識別処理１０４の後に行われているが、この順序が逆になっても同様の効果を発揮することができる。【０２０４】
また本実施の形態のサンプリング用データベース１０６ｄとサンプリング用データベース２０６ｄは、乱数発生関数が格納されており、それを元にサンプリングを行うと記載しているが、シーケンス番号で検索すると乱数結果が格納されているようなデータベースでもかまわない。また、さらにサンプリング確率を考慮しておき、サンプリング確率とシーケンス番号を使って検索すると、パケットを取得するかしないかの結果だけが載っているようなデータベースでもかまわない。【０２０５】
また本実施の形態では、観測地点パケットロス指標や観測区間パケットロス指標にたいして、パケットロスやパケットロス率に関する期待値のみを計算しているが、信頼区間や誤差範囲を求める一般的な統計計算を用いて、パケットロス数やパケットロス率に関する信頼区間や誤差範囲を求めることも含む。【０２０６】
また本実施の形態では、サンプリング処理部１０５ｄが取得したパケットを計測サーバ５０eに送付するとき、パケット毎に送信しているが、一定時間蓄積したり一定量蓄積したり、またはネットワークの状況に応じて蓄積量を変化させながら、複数のパケット情報をまとめて送付する形態でもかまわない。またこのとき、パケットの全てを送付する形態でなくてもよく、ＵＤＰ/ＲＴＰのシーケンスフィールド（あるいは予測可能なフィールド）が含まれている状況では、パケットの一部のみを送信する形態でもかまわない。【０２０７】
尚、上述した各構成を、プログラムで動作するプロセッサや、情報が記憶されるメモリや、記憶媒体によって、上述した実施の形態と同様の機能、動作を実現させても良い。
【図１】
0004761077.tif 000002
【図２】
0004761077.tif 000003
【図３】
0004761077.tif 000004
【図４】
0004761077.tif 000005
【図５】
0004761077.tif 000006
【図６】
0004761077.tif 000007
【図７】
0004761077.tif 000008
【図８】
0004761077.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004761077.tif 000011
【図１１】
0004761077.tif 000012
【図１２】
0004761077.tif 000013
【図１３】
0004761077.tif 000014
【図１４】
0004761077.tif 000015